跨河水准方案设计.docx

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跨河水准方案设计

跨河水准方案设计

2014.11.25

一作业规

·《水准测量规》

·《工程测量规》

二任务概况

现有一段从A地到B地的附和水准路线（假设的），该路线需跨越一条宽约3公里的大河，为完成水准路线的测量，现设计一种跨河水准测量方案，从而测出河两岸的高程，完成整个路线的水准测量。

三测区地理条件概况

河段处于江汉平原上，河两岸的地势比较平坦，且地形相似；两岸均有人工铺设的水泥路，可以找到避开草丛、沙滩、芦苇等易产生复杂折光的地方来架设仪器。

水面较为平静，没有大风大浪，不考虑潮汐影响。

四跨河水准布设方案

4.1测回法跨河水准布设

如下图所示，路线由北向南推进时遇到河流阻碍，则水准测量布设方案如下：

图4.1

该方法为测回法，即在河的两岸选定立尺点b1、b2和测站I1、I2。

I1、I2同时又是立尺点。

选点时使b1I1与b2I2。

观测时，仪器先在I1处后视b1，在水准尺上读数为B1，再前视I2（此时I2点上树立水准标尺），在水准标尺上读数为A1。

设水准仪具有一定的i角误差，其值为正，由此对读数B1的误差影响为Δ1，对于读数A1的误差影响为Δ2，则由I1站所得观测结果，可由下式计算b2相对于b1的正确高差

（4.1）

将水准仪迁至对岸I2处，原在I2的水准标尺迁至I1作后视尺，原在b1的水准标尺迁至b2作前视尺。

在I2观测得后视水准尺读数为A2，其中i角的误差影响为Δ2；前视水准尺读数为A2，其中i角的误差为Δ1。

则由I2站所得观测结果，可按下式计算b2相对于b1的正确高差

（4.2）

取I1、I2测站所得高差的平均值，即

（4.3）

由此可知，由于在两个测站上观测时，远、近视距是相等的，所以由于仪器i角误差对水准尺上读数的影响，在平均高差中得到抵消。

仪器在I1站观测为上半测回观测，在I2站观测为下半测回观测，由此构成一个测回的观测。

观测测回数，跨河视线长度和测量等级在水准规中有明确规定。

跨河水准测量的全部观测测回数，应分别在上午和下午观测各占一半。

或分别在白天和晚间观测。

测回间应间歇30min，再开始下一测回的观测。

为了更好地消除仪器i角误差影响和折光影响，最好用两架同型号仪器在两岸同时进行观测，两岸的立尺点b1、b2和仪器观测站I1、I2应布置成如下两图，布设时尽量使b1I1=b2I2，I1b2=I2b1。

图4.2

图4.3

为了尽可能使往返跨越障碍物的视线受相同的折光影响，对跨越地点的选择应满足如下几点：

（1）要尽量选择在两岸地形相似、高度相差不大而跨越距离较短的地点；

（2）应力求避免通过草丛、沙滩、芦苇等地点的上方；

（3）两岸仪器视线离水面的高度应相等，由于跨河的视线应该会长于300m，所以不应低于

，

为跨河视线的公里数；

（4）若水位受潮汐影响时，应按最高水位计算；

（5）当视线高度不能满足要求时，须埋设牢固的标尺桩，并建造稳固的观测台或标架。

4.2全站仪法水准高程测量

由于本项目跨河的间距太大，达到3km，所以直接用水准仪可能看不到水准尺，于是可以采用全站仪测高程的方法进行高程传递，布设方案如下所示：

图4.4

利用全站仪既可以测距又可以测角的优点，并且它可视距离最远可达到10000m，所以可以观察到棱镜。

先将全站仪在任意合适架站的地方架站，并量出仪器高

，棱镜先放在已知点A上，测出高度

，再将此棱镜移到待测点B上，测出高度

，则B点高程可以按下述公式计算

（4.4）

4.3全站仪对向观测

由于全站仪直接测高差获得绝对高程的误差受量取的仪器高、温差、折光等影响较大，操作不熟练者测量误差可能达到几分米，所以为了减弱这种误差提高精度，可以用全站仪对向观测，架站示意图如下：

图4.5

按图中标号，依次架偶数站。

在1站时，棱镜放在2上，量取距离和角度；接着棱镜放在1上，在2处观测，量取距离和角度；然后棱镜再放到2上，在3观测......依次到4站测完，利用三角高程测量原理得到高差计算高程。

五跨河水准测量方法

5.1观测方法概要及适用距离

跨河水准测量使用的方法概要及其适用的距离按下表规定执行。

序号

观测方法

方法概要

最长跨距

1

光学测微法

使用一台水准仪，用水平视线照准觇板标志，并读记测微鼓分划值，求出两岸高差

500

2

倾斜螺旋法

使用两台水准仪对向观测，用倾斜螺或气泡移动来测定水平视线上、下两标志的倾角计算水平视线的位置，求出两岸高差

1500

3

经纬仪倾角法

使用两台经纬仪对向观测，用垂直度盘测定水平视线上、下两标志的倾角，计算水平视线位置，求出两岸高差

3500

4

测距三角高程法

使用两台全站仪对向观测，测定偏离水平视线的标志倾角和距离，求出两岸高差

3500

5

GPS测量法

使用GPS接收机和水准仪分别测定两岩岸点位的大地高差和同岸点位的水准高差，求出两岸点位的水准高差，求出两岸的高程异常和两岸高差

3500

5.2测回数及限差

采用光学测微法、倾斜螺旋法、经纬仪倾角法和测距三角高程法进行跨河水准测量时以跨河视线长度确定应观测的时间段数、测回数与限差。

应观测的时间段数、测回数及组数，按表中规定执行。

跨河视线长度/m

一  等

二  等

最少时间段数

双测回数

半测回中的组数

最少时间段数

双测回数

半测回中的组数

100～300

2

4

2

2

2

2

301～500

4

6

4

2

2

4

501～1000

6

12

6

4

8

6

1001～1500

8

18

8

6

12

8

1501～2000

12

24

8

8

16

8

2000以上

6·s

12·s

8

4·s

8·s

8

S为跨河视线长度千米数，尾数凑整到0.5

六人员及仪器安排

由于水面较宽，跨河相对不容易，所以在实际测量时，需要两台一样的仪器和标尺同时进行测量，避免仪器转移而影响作业效率。

仪器使用及人员安排如下表：

仪器名称

数量

Wild_N3精密水准仪

2台

徕卡DNA03

2台

棱镜

2根

水准尺

2根

对讲机

2个

表6.1

人员

数量

仪器观测

2人（两台同时观测）

架尺

2人（两台同时观测）

辅助人员

2人

表6.2

七费用预支

八成果提交

·跨河水准测量方案一份

·跨河水准控制网

·测量数据及处理结果一份

九附件