《毕业设计（论文）浅析精密水准测量在工程变形监测中的应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）浅析精密水准测量在工程变形监测中的应用.doc（39页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 长江工程职业技术学院毕业设计（论文）浅析精密水准测量在工程变形监测中的应用 学生姓名 系（部） 勘测工程系 专 业 工程 测量 指导教师 2012年5月1日摘 要 工程变形监测的内容主要包括对各工程变形体进行的水平位移，垂直位移的监测。对变形体进行偏移、倾斜、绕度、弯曲、扭转、裂缝等的测量，主要是指对所描述的变形体自身形变和位移的几何测量的监测。采用工程 变形的几何分在对精密水准测量的基础上，阐述了该项技术在变形监测中应用前景和地位。在普通水准测量原理基础上，做出了更高精度的要求和严密施测程序。如：往测奇数站采用观测后尺基本分划前尺基本分划前尺辅助分划后尺辅助分划，往测偶数站采用观测前尺基本
2、分划后尺基本分划后尺辅助分划前尺辅助分划。返测奇偶数测站的观测程序与往测偶奇数测站的程序相同。视线长度一般在50m以内，前后视距差小于1m，测段累计差小于3m ，视距读至1mm，基辅差读至0.1mm，基辅高差之差小于0.6mm。实践证明，此项程序和精度要求完全符合变形监测应用。析和变形的物理解释的方法有效确定了变形要素的变形过程，以预测其变形的趋势和将会带来的影响，从而使得能够高效安全施工运营。关键词： 水准测量 变形监测 数据分析 精密测量目 录前言1第一章 精密水准测量2第一节 精密水准仪和水准尺的主要特点2第二节 精密水准测量的主要误差来源及影响分析8第三节 水准测量的原理12第四节 精
3、密水准测量的实施13第二章 精密水准测量在变形监测中的应用研究16第一节 变形监测的目的和意义16第二节 变形监测点的布设原则17第三节 监测内容和原则18第四节 监测频率的确定22第五节 监测结果的分析方法23第六节 变形监测实例举例27第三章 结语30参考文献31致谢32附录33前 言 由于科学的发展，随着工程建筑物的规模越来越大，建筑物的结构和内部设施也愈来愈复杂。为了保证大型精密设备的安全和正常运行，对测量的速度要求愈来愈快。对于如何高效快速安全进行工程建设，变形监测这一技术开始登上了工程建设的舞台。精密水准测量则是变形监测中重要的一部分，在变形监测的应用有着广阔的市场应用前景。在精密
4、水准测量技术的不断发展和完善为变形监测的应用和研究提供了有效的工具和手段。通过工程变形的几何分析（参考点的稳定分析，观测值的平差处理和质量评定以及变形模型参数估计）和变形的物理解释（统计分析法，确定函数法和混合模型法）,为工程建设提供了工科学更严谨的监测资料。科学，准确，及时的分析和预报工程及工程建构筑物的变形状况，对工程项目的施工和运营管理有着重要意义。第一章 精密水准测量第一节 精密水准仪和水准尺的主要特点一、精密水准仪的构造特点 对于精密水准测量的精度而言，除一些外界因素的影响外，观测仪器水准仪在结构上的精确性与可靠性是具有重要意义的。为此，对精密水准仪必须具备的一些条件提出下列要求。1
5、.高质量的望远镜光学系统为了在望远镜中能获得水准标尺上分划线的清晰影像，望远镜必须具有足够的放大倍率和较大的物镜孔径。一般精密水准仪的放大倍率应大于40倍，物镜的孔径应大于50mm2.坚固稳定的仪器结构仪器的结构必须使视准轴与水准轴之间的联系相对稳定，不受外界条件的变化而改变它们之间的关系。一般精密水准仪的主要构件均用特殊的合金钢制成，并在仪器上套有起隔热作用的防护罩。3.高精度的测微器装置精密水准仪必须有光学测微器装置，借以精密测定小于水准标尺最小分划线间格值的尾数，从而提高在水准标尺上的读数精度。一般精密水准仪的光学测微器可以读到0.lmm，估读到0.0lmm。4.高灵敏的管水准器一般精密
6、水准仪的管水准器的格值为10/2mm。由于水准器的灵敏度愈高，观测时要使水准器气泡迅速置中也就愈困难，为此，在精密水准仪上必须有倾斜螺旋（又称微倾螺旋）的装置，借以可以使视准轴与水准轴同时产生微量变化，从而使水准气泡较为容易地精确置中以达到视准轴的精确整平。表5-1 我国水准仪系列及基本技术参数技术参数项目水准仪系列型号S05S1S3S10每公里往返平均高差中误差望远镜放大率望远镜有效孔径管状水准器格值测微器有效量测范围测微器最小分格值0.5mm40倍60mm10/2mm5mm0.1mm1mm40倍50mm10/2mm5mm0.1mm3mm30倍42mm20/mm10mm25倍35mm20/2
7、mm自动安平水准仪补偿性能补偿范围安平精度安平时间不长于80.12s80.22s80.52s1022s图5-7 5.高性能的补偿器装置对于自动安平水准仪补偿元件的质量以及补偿器装置的精密度都可以影响补偿器性能的可靠性。如果补偿器不能给出正确的补偿量，或是补偿不足，或是补偿过量，都会影响精密水准测量观测成果的精度。我国水准仪系列按精度分类有S05型,S1型,S3型等。S是“水”字的汉语拼音第一个字母,S后面的数字表示每公里往返平均高差的偶然中误差的毫米数。我国水准仪系列及基本技术参数列于表5-1。二、精密水准标尺的构造特点水准标尺是测定高差的长度标准，如果水准标尺的长度有误差，则对精密水准测量的
8、观测成果带来系统性质的误差影响，为此，对精密水准标尺提出如下要求：（1）当空气的温度和湿度发生变化时，水准标尺分划间的长度必须保持稳定，或仅有微小的变化。一般精密水准尺的分划是漆在因瓦合金带上，因瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中，这样因瓦合金带的长度不会受木质尺身伸缩变形影响。水准标尺分划的数字是注记在因瓦合金带两旁的木质尺身上，如图5-7（a）、（b）所示。 （2）水准标尺的分划必须十分正确与精密，分划的偶然误差和系统误差都应很小。水准标尺分划的偶然误差和系统误差的大小主要决定于分划刻度工艺的水平，当前精密水准标尺分划的偶然中误差一般在8llm。由于精密水准标尺分划的系统误差可以
9、通过水准标尺的平均每米真长加以改正，所以分划的偶然误差代表水准标尺分划的综合精度。（3）水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。一般精密水准标尺的木质尺身均应以经过特殊处理的优质木料制作。为了避免水准标尺在使用中尺身底部磨损而改变尺身的长度，在水准标尺的底面必须钉有坚固耐磨的金属底板。图5-8在精密水准测量作业时，水准标尺应竖立于特制的具有一定重量的尺垫或尺桩上。尺垫和尺桩的形状如图5-8所示。（4）在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，作业时扶尺者借以使水准标尺保持在垂直位置。在尺身上一般还应有扶尺环的装置，以便扶尺者使水准标尺稳定在垂直位置。（5）为了提高对水
10、准标尺分划的照准精度，水准标尺分划的形式和颜色与水准标尺的颜色相协调，一般精密水准标尺都为黑色线条分划，如图5-7所示，和浅黄色的尺面相配合，有利于观测时对水准标尺分划精确照准。线条分划精密水准标尺的分格值有l0mm和5mm两种。分格值为lOmm的精密水准标尺如图5-7（a）所示，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300600cm称为辅助分划，同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数，称为基辅差，通常又称尺常数，水准测量作业时可以用以检查读数的正确性。分格值为5mm的精密水准尺如图5-7（b）所示，它也有两排分划，但两排分划彼此错开5mm ,
11、所以实际上左边是单数分划，右边是双数分划，也就是单数分划和双数分划各占一排，而没有辅助分划。木质尺面右边注记的是米数，左边注记的是分米数，整个注记从0.15.9m，实际分格值为5mm，分划注记比实际数值大了一倍，所以用这种水准标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值。分格值为5mm的精密水准标尺，也有有一辅助分划的。与数字编码水准仪配套使用的条形码水准尺如图5-9所示。通过数字编码水准仪的探测器来识别水准尺上的条形码，再经过数字影像处理，给出水准尺上的读数，取代了在水准尺上的目视读数。Wild N3精密水准仪图5-10WildN3精密水准仪的外形如图5-10所示。望远镜物镜的有效孔径为50
12、mm，放大倍率为40倍，管状水准器格值为10/2mm。N3精密水准仪与分格值为l0mm的精密因瓦水准标尺配套使用，标尺的基辅差为301.55cm。在望远镜目镜的左边上下有两个小目镜（在图5-10中没有表示出来），它们是符合气泡观察目镜和测微器读数目镜，在3个不同的目镜中所见到的影像如图5-11所示。转动倾斜螺旋，使符合气泡观察目镜的水准气泡两端符合，则视线精确水平，此时可转动测微螺旋使望远镜目镜中看到的楔形丝夹准水准标尺上的148分划线，也就是使148分划线平分楔角，再在测微器目镜中读出测微器读数653(即6.53mm)，故水平视线在水准标尺上的全部读数为148.653cm。1. N3精密水准
13、仪的倾料螺旋装置图5-12所示是N3型精密水准仪倾斜螺旋装置及其作用示意图。它是一种杠杆结构，转动倾斜螺旋时，通过着力点可以带动支臂绕支点转动，使其对望远镜的作用点产生微量升降，从而使望远镜绕转轴作微量倾斜。由于望远镜与水准器是紧密相联的，于是倾斜螺旋的旋转就可以使水准轴和视准轴同时产生微量的变化，借以迅速而精确地将视准轴整平。在倾斜螺旋上一般附有分划盘，可借助于固定指标进行读数，由倾斜螺旋所转动的格数可以确定视线倾角的微小变化量，其转动范围约为7周。借助于这种装置，可以测定视准轴微倾的角度值，在进行跨越障碍物的精密水准测量时具有重要作用。 图5-11 图5-12必须指出，由图5-12可见仪器
14、转轴并不位于望远镜的中心，而是位于靠近物镜的一端。由圆水准器整平仪器时，垂直轴并不能精确在垂直位置，可能偏离垂直位置较大。此时使用倾斜螺旋精确整平视准轴时，将会引起视准轴高度的变化，倾斜螺旋转动量愈大，视准轴高度的变化也就愈大。如果前后视精确整平视准轴时，倾斜螺旋的转动量不等，就会在高差中带来这种误差的影响。因此，在实际作业中规定：只有在符合水准气泡两端影像的分离量小于lcm时（这时仪器的垂直轴基本上在垂直位置），才允许使用倾斜螺旋来进行精确整平视准轴。但有些仪器转轴的装置，位于过望远镜中心的垂直几何轴线上。 2.N3精密水准仪的测微器装置 图5-13是N3精密水准仪的光学测微器的测微工作原理
15、示意图。由图可见，光学测微器由平行玻璃板、测微器分划尺、传动杆和测微螺旋等部件组成。平行玻璃板传动杆与测微分划尺相连。测微分划尺上有100个分格，它与10mm相对应，即每分格为0.lmm，可估读至0.Olmm。每10格有较长分划线并注记数字，每两长分划线间的格值为lmm。当平行玻璃板与水平视线正交时，测微分划尺上初始读数为5mm。转动测微螺旋时，传动杆就带动平行玻璃板相对于物镜作前俯后仰，并同时带动测微分划尺作相应的移动。平行玻璃板相对于物镜作前俯后仰，水平视线就会向上或向下作平行移动。若逆转测微螺旋，使平行玻璃板前俯到测微分划尺移至10mm处，则水平视线向下平移5mm，反之，顺转测微螺旋使平
16、行玻璃板后仰到测微分划尺移至Omm处，则水平视线向上平移5mm。图5-13 在图5-13中，当平行玻璃板与水平视线正交时，水准标尺上读数应为在两相邻分划148与149之间，此时测微分划上读数为5mm，而不是0。转动测微螺旋，平行玻璃板作前俯，使水平视线向下平移与就近的148分划重合，这时测微分划尺上的读数为6.50mm,而水平视线的平移量应为6.505mm，最后读数为=148cm+6.50mm-5mm即 =148.650cm-5mm由上述可知，每次读数中应减去常数（初始读数) 5mm,但因在水准测量中计算高差时能自动抵消这个常数，所以在水准测量作业时，读数、记录、计算过程中都可以不考虑这个常数
17、。但在单向读数时就必须减去这个初始读数。测微器的平行玻璃板安置在物镜前面的望远镜筒内，如图5-14所示。在平行玻璃板的前端，装有一块带楔角的保护玻璃，实质上是一个光楔罩，它一方面可以防止尘土侵人望远镜筒内，另一方面光楔的转动可使视准轴倾角作微小的变化，借以精确地校正视准轴与水准轴的平行性。近期生产的新N3精密水准仪如图5-15所示。望远镜物镜的有效孔径为52mm，并有一个放大倍率为40的准直望远镜，直立成像，能清晰地观测到离物镜0.3m处的水准标尺。图5-14 图5-15光学平行玻璃板测微器可直接读至0.lmm，估读到0.Olmm。校验性微倾螺旋装置可以用来测量微小的垂直角和倾斜度的变化。仪器
18、备选附件有自动准直目镜、激光目镜、目镜照明灯和折角目镜等，利用这些附件可进一步扩大仪器的应用范围，可用于精密高程控制测量、形变测量、沉陷监测、工业应用等。图5-16这种仪器的主要特点是对热影响的感应较小，即当外界温度变化时，水准轴与视准轴之间的交角的变化很小，这是因为望远镜、管状水准器和平行玻璃板的倾斜设备等部件，都装在一个附有绝热层的金属套筒内，这样就保证了水准仪上这些部件的温度迅速达到平衡。仪器物镜的有效孔径为56mm，望远镜放大倍率为44倍，望远镜目镜视场内有左右两组楔形丝，如图5-17所示，右边一组楔形丝的交角较小，在视距较远时使用，左边一组楔形丝的交角较大，在视距较近时使用，管状水准
19、器格值为10/2mm。转动测微螺旋可使水平视线在10mm范围内平移，测微器的分划鼓直接与测微螺旋相连（见图5-17），通过放大镜在测微鼓上进行读数，测微鼓上有100个分格，所以测微鼓最小格值为0.1mm。从望远镜目镜视场中所看到的影像如图5-17所示，视场下部是水准器的符合气泡影像。Ni 004精密水准仪与分格值为5mm的精密因瓦水准尺配套使用。在图5-17中，使用测微螺旋使楔形丝夹准水准标尺上197分划，在测微分划鼓上的读数为340，即3.40mm，水准标尺上的全部读数为197.340cm。图5-17 图5-18 国产S1型精密水准仪图5-19 Sl型精密水准仪是北京测绘仪器厂生产的，其外形
20、如图5-18所示。仪器物镜的有效孔径为50mm，望远镜放大倍率为40倍，管状水准器格值为10/2mm。转动测微螺旋可使水平视线在10mm范围内作平移，测微器分划尺有100个分格，故测微器分划尺最小格值为0.1mm。望远镜目镜视场中所看到的影像如图5-19所示，视场左边是水准器的符合气泡影像，测微器读数显微镜在望远镜目镜的右下方。国产S1型精密水准仪与分格值为5mm的精密水准标尺配套使用。在图5-19中，使用测微螺旋使楔形丝夹准198分划，在测微器读数显微镜中的读数为150，即1.5Omm，水准标尺上的全部读数为198.150cm。第二节 水准测量的主要误差来源及影响分析一、水准测量误差分析水准
21、测量误差有仪器误差、观测误差和外界条件的影响。（一）仪器误差： 水准仪在使用前应进行严格的检验，但由于检验不完善或其他方面的影响，使仪器存在残差。例如水准管轴与视准轴不平行的残余误差，可采用等距离观测可以消除。此外水准尺误差如尺长、弯曲、零点误差等，可采用前后视交替放置尺子，凑成偶数等方法加以消除。（二）观测与操作者的误差： 水准管居中误差： 水准管居中误差主要与水准管分划值及人眼的分辨率有关。 实践证明一般人判断气泡居中误差约为0.15，采用符合水准器后，居中精度约提高一倍即：0.15 / 2，引起的读数 照准误差： 照准误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率、视线长度有关。 照准误差为： ，
22、由此引起的读数误差为： ，估读误差： 估读毫米数的误差与十字丝粗细、望远镜放大率、视线长度有关。一般认为在100米内m估 = 1.2 mm。 视差对读数的影响：扶影响： 由于扶尺不直引起读数变大。其误差为：b = b- b = b( 1 cos ),可见与尺上读数和倾角有关，当b= 2.5 m， 2时，b 1.5mm。 水准仪与尺垫下沉和反弹误差： 可采用“后前前后”的观测顺序。（三）外界环境的影响：球差：p = D2 / 2R 气差：r = D2 /（2 7R） 球差和气差的联合影响：f = p r = 0.43 D2 / R，故：hAB =（ a b ）（ f a f b ） 当D a =
23、 D b时，则：f a = f b ，即前后视距相等可消除地球曲率和大气折光对水准测量产生的误差影响。1.仪器误差之一是水准仪的望远镜视准轴不平行于水准管轴所产生的误差仪器虽在测量前经过校正，仍会存在残余误差。因此造成水准管气泡居中，水准管轴居于水平位置而望远镜视准轴却发生倾斜，致使读数误差。这种误差与视距长度成正比。观测时可通过中间法（前后视距相等）和距离补偿法（前视距离和等于后视距离总和）消除。针对中间法在实际过程中的控制，立尺人是关键，通过应用普通皮尺测距离，之后立尺，简单易行。而距离补偿法不仅繁琐，并且不容易掌握。2.仪器误差之二是水准尺误差主要包含尺长误差（尺子长度不准确）、刻划误差
24、（尺上的分划不均匀）和零点差（尺的零刻划位置不准确），对于较精密的水准测量，一般应选用尺长误差和刻划误差小的标尺。尺的零误差的影响，控制方法可以通过在一个水准测段内，两根水准尺交替轮换使用（在本测站用作后视尺，下测站则用为前视尺），并把测段站数目布设成偶数，即在高差中相互抵消。同时可以减弱刻划误差和尺长误差的影响。3.观测误差之一是符合水准管气泡居中的误差由于符合水准气泡未能做到严格居中，造成望远镜视准轴倾斜，产生读数误差。读数误差的大小与水准管的灵敏度有关，主要是水准管分划值的大小。此外，读数误差与视线长度成正比。水准管居中误差一般认为是0.1，根据公式m居=0.1S/，DS3级水准仪水准管
25、的分划值一般为20，视线长度S为75m，=206265，那么，m居=0.4mm。由此看来，只要观测时符合水准管气泡能够认真仔细进行居中，且对视线长度加以限制，与中间法一致，此误差可以消除。4.观测误差之二是视差的影响当存在视差时，尺像不与十字丝平面重合，观测时眼睛所在的位置不同，读出的数也不同，因此，产生读数误差。所以在每次读数前，控制方法就是要仔细进行物镜对光，消除视差。5.观测误差之三是水准尺的倾斜误差水准尺如果是向视线的左右倾斜，观测时通过望远镜十字丝很容易察觉而纠正。但是，如果水准尺的倾斜方向与视线方向一致，则不易察觉。尺子倾斜总是使尺上读数增大。它对读数的影响与尺的倾斜角和尺上读数的
26、大小（即视线距地面的高度）有关。尺的倾斜角越大，对读数的影响就越大；尺上读数越大，对读数的影响就越大。所产生的读数误差为a=a（1-cos）。当=3o，a=1.5m时，a=2mm，由此可以看出，此项影响是不可忽视的，通常我们立镜高度是1.7m, 则a=2.33mm，。因此，在水准测量中，立尺是一项十分重要的工作，一定要认真立尺，使尺处于铅垂位置。尺上有圆水准的应使气泡居中。必要时可用摇尺法，即读数时尺底置于点上，尺的上部在视线方向前后慢慢摇动，读取最小的读数。当地面坡度较大时，尤其应注意将尺子扶直，并应限制尺的最大读数。最重要的是在转点位置。6.外界条件和下沉的影响用水平面代替水准面对高程的影
27、响，可以用公式h=D2/（2R）表示，地球半径R=6371Km，当D=75m时，h=0.44cm；当D=100m时，h=0.08cm；当D=500m时，h=2cm；当D=1Km时，h=8cm；当D=2Km时，h=31cm；显然，以水平面代替水准面时高程所产生的误差要远大于测量高程的误差。所以，对于高程而言，即使距离很短，也不能将水准面当作水平面，一定要考虑地球曲率对高程的影响。实测中采用中间法可消除。大气折光使视线成为一条曲率约为地球半径7倍的曲线，使读数减小，可以用公式h=D2/（2x7R）表示，视线离地面越近，折射越大，因此，视线距离地面的角度不应小于0.3m，并且其影响也可用中间法消除或
28、减弱。此外，应选择有利的时间，一日之中，上午10时至下午4时这段时间大气比较稳定，便于消除大气折光的影响，但在中午前后观测时，尺像会有跳动，影响读数，应避开这段时间，阴天、有微风的天气可全天观测。仪器下沉是指在一测站上读的后视读数和前视读数之间仪器发生下沉，使得前视读数减小，算得的高差增大。为减弱其影响，当采用双面尺法或变更仪器高法时，第一次是读后视读数再读前视读数，而第二次则先读前视读数再读后视读数。即“后、前、前、后”的观测程序。这样的两次高差的平均值即可消除或减弱仪器下沉的影响。水准尺下沉的误差是指仪器在迁过程中，转点发生下沉，使迁站后的后视读数增大，算得的高差也增大。如果采取往返测，往
29、测高差增大，返测高差减小，所以取往返高差的平均值，可以减弱水准尺下沉的影响。最有效的方法是应用尺垫，在转点的地方必须放置尺垫，并将其踩实，以防止水准尺在观测过程中下沉。根据误差来源分析表1.1，应用偶然中误差M=（/4nR）（1/2）计算合格，附合路线闭合差公式计算同样合格。那么，这个比较隐蔽的错误主要来源是立尺方向出现倾斜和转点位置下沉或移动，中间法距离控制不好。解决的方法是首先改变水准测量的模式，基平与中平分开。其次在每一个测站检核，在同一测站上以不同的仪器高度（或称视线高度）观测两次，两次所测高差之差不超过规定的容许值2.0mm，取其算术平均值作为本测站的观测结果。严格执行上述控制误差的
30、方法。就能够有效的把误差控制在精度要求内。减小和消除误差的方法都是以增加时间或采取更多的步骤为代价。在测量中操作熟练，才能提高观测的速度，采取规范的办法，严格执行正确步骤，司仪与立尺互相配合，才能得到正确结果。通过实践证明，将控制方法应用到实际工作中后，没有出现过错误，达到了“多干事、动作快、效率好、省时间”的目的。第三节 水准测量的原理和方法一、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。如图2-1所示， A、B两点间高差hAB为 （2-1）设水准测量是由A向B进行的，则A点为后视点，
31、A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。二、计算未知点高程（一）高差法测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为： （2-2）这种直接利用高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。（二）视线高法如图2-1所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即 （2-3）这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就比较方便。三、水准测量方法 图 318 水准测量方法示意图 当地面上A、B 两点间的距离较远，超过
32、水准仪到水准尺规定的视线长度(一般规定为80、100m)时，必须将A、B 间的水准路线分成若干段(图318)，连续设置仪器，依次测得各段高差。然后再根据A点高程，求得B点高程。第四节 精密水准测量的实施从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。路线长度为20003000m。 (2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下： 往测奇数站的观测程序：后前前后； 往测偶数站的观测程序：前后后前； 返测奇数站的观测程序：前后后前； 返测偶数站的观测程序：后前前后； （3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录
33、”中按表头的次序次序(1)(8)、(9)一(10)为计算结果： 后视距离(9)100（(1)-(20) 前视距离(10)100（(4)-(5)） 视距之差(6)(9)(10) 视距累计差（12）上站（12）十本站（11） 基辅分划差（13）（4）K （7），(k30155或60655视标尺而定) （14）（3）K （8） 基本分划高差（15）（3）（4），辅助分划高差（16）（8）（7） 高差之差（17）（14）（13）（15）（16） 平均高差（18）（15）（16）/2 每站读数结束记录（1）（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。 (4
34、) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值4温度 云量 风向速度天气土质太阳测站编号后尺 下丝 前尺 下丝 方向尺 标尺读数 基减辅 备注 上丝 上丝 基本分划 辅助分划 （1）（5后（3）（8）（14）K=3.01550（2）（6）前（4）（7）（13）（9）（10）后前（15）（16）（17）（11）（12）h（18）精密水准测量必须用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺，以提高读数精度、削弱温度变化对测量结果的影响。仪器至标尺的距离约在3560米，且距前后标尺的距离基本相等，同时采用完善的观测程序，以削减
35、水准仪残余的微小倾斜带来的影响和大气折光影响。 水准测量结果须按所采用的高程系统加入必要的改正，以求出精确的高程。 水准观测的主要技术要求表3.2.6等级水准仪的型号视线长度(m)前后视较差(m)前后视累积差(m)视线离地面最低高度(m)基本分划、辅助分划或黑面、红面读数较差(mm)基本分划、辅助分划或黑面、红面所测高差较差(mm)二等DS150130.50.50.7三等DS1100360.31.01.5DS2752.03.0四等DS21005100.23.05.0注：二等水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m；三、四等水准采用变动仪器高度观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与
36、黑面、红面所测高差之差的要求相同。等级每公里高差中数中误差（mm）水准仪的型号水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差（mm）偶然中误差（M）全中误差MW与已知点联测附合或环线二等12DS1因瓦往返各一次往返各一次4 三等36DS1因瓦往返各一次往一次12 DS3双面往返各一次四等510DS3双面往返各一次往一次20 五等816DS3单面往返各一次往一次30 注：L为往返测段、附合或环线的水准路张长度（km）。表3.2.1等级每千米高差全中误差(mm)路线长度(km)水准仪的型号水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测附合或环线平地(mm)山地(mm)二等2DS1因瓦往返各一次往返
37、各一次4三等650DS1因瓦往返各一次往一次124DS3双面往返各一次四等1016DS3双面往返各一次往一次206五等15DS3单面往返各一次往一次30注：结点之间或结点与高级点之间，其路线的长度，不应大于表中规定的0.7倍；L为往返测段，附合或环线的水准路线长度（km）；n为测站数。水准测量所使用的仪器及水准尺，应符合下列规定：（一）、水准仪视准轴与水准管轴的夹角，DS1型不应超过15；DS3型不应超过20；（二）、水准尺上的米间隔平均长与名义长之差，对于因瓦水准尺，不应超过0.15mm，对于双面水准尺，不应超过0.5mm；（三）、二等水准测量采用补偿式自动安平水准仪时，其补偿误差不应超过0
38、.2。1）水准测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基本相等，用以消除或减弱水准管轴不平行致使视准轴所产生的误差，同时选择适当的观测时间，限制视线长度和高度来减少折光的影响。2）仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉的影响。转点处要用尺垫，取往、返观测结果的平均值来抵消转点下沉的影响。3）估读要准确，读数时要仔细对光，消除视差，必须使水准管气泡居中，读完以后，再检查气泡是否居中。4）检查水准尺，消除尺底泥土。扶尺者要身体站正，双手扶尺，保证扶尺竖直。为了消除两尺零点不一致对观测成果的影响，应在起、终点上用同一标尺。5）记录要原始，当场填写清楚，在记错或算错时，应在错字上划一斜线，将正确数字写在错字上方。6）读数时，记录员要复读，以便核对，并应按记录格式填写，字迹要整齐、清楚、端正，所有计算成果必须经校核后才能使用。7）观测时如果阳光较强要撑伞，给仪器遮太阳。第二章 精密水准测量在变形监测中的应用研究第一节 变形监测的目的和意义工程变形监测的首要目的是要掌握工程变形体的实际性状，为判断其是否安全提供必要的信息。变形监测涉及工程测量、工程地
