测定地面上点的高程的工作,称为高程测量。它是测量中的一项基本工作,也是测量三要素之一。
高程测量的方法按使用的仪器和施测的方法分为:水准测量、三角高程测量、气压高程测量和20世纪90年代开始使用的GPS定位测量等形式。
平时我们说这座楼多高,那座桥多高,往往是以当地地面为标准。但是,在国防和经济建设上必须有国家统一的标准来衡量地面上各占的高低,因此,为了统一全国的高程系统,我国采用与黄海平均海水面相吻合的大地水准面作为全国高程系统的基准面,设该面上各点的绝对高程(海拔)为零。建国后,我国曾采用青岛验潮站1950-1956年观测资料,求得的黄海平均海水面,作为高程的基准面,称为“1956年黄海高程系 ”,并据此测得青岛观象山的国家水准原点的高程为72.289m。在1987年我国国测365号文规定采用“1985年国家高程基准”。即用青岛验潮站1953-1979年验潮资料推算出的黄海平均海水面作为高程基准面,据此国家水准原点的高程值为72.2604m。目前全面均应以此水准原点高程为准。
从水准原点出发,国家测绘部门分别用一、二、三、四等水准测量,在全国范围内测定一系列水准点(代号为BM,英文Bench Mark 的缩写)的高程。根据这些水准点的高程,为地形测量而进行的水准测量,称为图根水准测量;为某一工程而进行的水准测量,称为工程水准测量。
水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,通过竖立在两点上的水准尺读数,采用一定的计算方法,测定两点的高差,从而由一点的已知高程,推算另一点的高程。它是高程测量中精度较高的且最常用的一种方法。
水准测量所使用的仪器为水准仪,工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS3和DS10等四个等级。建筑工程测量广泛使用DS3级水准仪。
水准测量所使用的仪器工具及操作
(一)水准尺和尺垫
1. 水准尺
按长度分:2m, 3m, 5m
按构造分:直尺、折尺和塔尺
(二)水准仪的操作
水准仪的操作包括安置--粗平--瞄准--精平和读数等操作步骤。
1. 安置水准仪 脚架高度适中,稳固,架头大致水平。
2. 粗平
转动脚螺旋使圆水准器气泡居中:气泡移动方向与左手大拇指方向一致。
3. 瞄准
1) 调目镜对光螺旋使十字丝清晰
2) 用物镜准星瞄准远处水准尺
3) 调物镜对光螺旋使目标清晰
4) 调水平微动螺旋使目标居中
5) 消除视差
4. 精平 调微倾螺旋使符合气泡影像重合
5. 读数:通过物镜读取水准尺上的读数正像:从下往上读。倒像:从上往下读。中丝截取读数,估读至毫米。
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