倒尺法在高程传递中的应用

陈学彬，李旭

(江苏省地质测绘院，江苏南京 210008)

倒尺法在高程传递中的应用

陈学彬∗，李旭

(江苏省地质测绘院，江苏南京 210008)

在工程施工过程中需要将高程从低处传递到高处，目前常用的高程传递方法有悬尺法、三角高程法、GPS高程拟合法等。本文提出了使用倒尺法进行高程传递，并介绍了倒尺法的应用范围及注意事项，讨论了倒尺法的优势和局限性。

水准测量；高程传递；倒尺法

1 引 言

为了提高工程的整体质量，人们在不断寻找新的高程测量方法，以得到高精度的高程测量结果。按现有的仪器精度和测量方法，水准测量已经能够达到相当高的精度，能够满足各项工程的具体要求。然而，在一些特定条件下，如矿井、高层建筑、桥梁施工等，难以利用水准测量方法直接测出高差较大、水平距离很短的两点间高差，因此就需要寻找其他方法来代替精密水准测量，而高程传递精度的高低成为测量人员关注的主要问题。

2 常用高程传递方法介绍

此前已有多人对高程传递方法做了研究与探讨，常用的方法有悬尺法[1]、三角高程法[2，3]、GPS高程拟合法[4，5]等。然而这些方法在实际应用中都有一定的局限性。悬尺法是利用悬挂的钢尺传递高程，但在高程传递过程中受风力、温度、拉力影响较大，需要进行多项改正，且在有风的情况下悬尺很难垂直稳定，受外界因素影响较大，不过悬尺法传递高程最为方便，在精度要求不高的情况下有一定的使用价值；三角高程法是目前最常用也最成熟的方法，然而在利用三角高程进行测量时，由于受到仪器测角测距精度、大气折射以及棱镜高度等因素的影响，精度受到一定的影响，但可以采取对向观测、使用全站仪中间法且使用同高度单杆等方式减小误差；GPS高程拟合法最近在工程中得到了广泛应用，且使用方便，工作量小，但GPS高程受到高程异常及量取仪器高的误差的影响，且GPS拟合高程缺乏检核条件，在实际使用中受到了一定的限制，但GPS高程拟合法在长距离测量及通视条件不好的情况下具有其他方法不可比拟的优势，在施工测量中得到广泛应用。

3 倒尺法高程传递

3.1 倒尺法介绍

倒尺法是在需要传递高程的建筑物外侧中间偏上位置打入一直径为a的钢钉(图1中O点)，用于竖立标尺。在图1场地情况下，测量A、B两点高差，第一站后视标尺立在A上，前视标尺倒立在O点下，进行测量；第二站标尺正立在O点上，使用水准仪直接观测O、B两点高差，从而计算出A、B两点高差[6]。

图1 倒尺法高程传递示意图

假定A点高程为H，A点标尺读数为b，O点下标尺读数为c，O点上标尺读数为d，B点标尺读数为e，则B点高程为H＋b＋c＋a＋d－e。在计算过程中需要考虑O点下倒尺读数及钢钉的直径a，钢钉直径可以用游标卡尺精确测出。

为保证测量精度，选一水准尺在其顶部反向安装一圆水准气泡，以便倒尺观测时保证水准尺直立。圆水准气泡要经过校正，可架设两台全站仪与水准尺成90°，借助全站仪提供的竖直视线对圆水平气泡进行校正。

在倒尺测量时水准尺很容易倾斜，扶尺难度较大，可以在O点钢钉上焊接一个竖直向下比水准尺略大的卡槽，倒尺测量时将水准尺放入卡槽中，用来固定水准尺，使其不易倾斜，减小倒尺扶尺难度。

3.2 倒尺法的应用

(1)高程传递

倒尺法在施工测量中应用广泛。在施工中经常需要得到基坑底部高程或将高程传递到较高的地方，此时使用倒尺法可以高精度的测量较大高差，且操作方便。

(2)沉降观测

在工程建设初期，经常遇到建设场地低洼，基坑尚未回填，沉降观测时无法正立水准尺，此时可以采用倒尺法观测。但应注意在数据处理时应该加上钢钉直径a，以便与基坑回填后的正常观测数据进行比对。

3.3 倒尺法应用注意事项

(1)O点的位置很重要。使用倒尺法时，钢钉(O点位置)应该选择在一个合适的高度，O点位置太高倒尺时可能无法读数，位置太低传递的高差有限，失去了倒尺法高程传递的意义。应根据场地情况选择O点合适位置，一般情况下，O点选在离地面5 m左右为宜。

(2)观测时应保持水准尺直立。在倒尺观测时通常观测水准尺顶端，若水准尺倾斜对观测结果影响较大；而在观测中很难保证水准尺直立，可以借助O点钢钉上焊接的卡槽及加装的圆水准气泡来保证水准尺直立。

(3)在数据处理时应该注意倒尺的观测数据及钢钉的直径a，以免疏忽得出错误的计算结果。

4 倒尺法的优势及局限性

4.1 倒尺法优势

(1)测量精度高。倒尺法高程传递由于可以直接使用高精度电子水准仪，测量方法与常规水准测量基本相同，精度较高，完全可以达到二等水准测量精度。

(2)便于操作。在水准测量中可以直接使用电子水准仪一套仪器完成，不用再借助其他仪器，方便了测量工作。

(3)受外界干扰较小。倒尺法高程传递基本与普通水准测量方法一样，受外界因素影响较小。

4.2 倒尺法传递高程的局限性

(1)传递高差有限。使用倒尺法传递高程中受到标尺高度限制，不能传递太大的高差。若使用3 m的标尺，一般可以传递7 m左右高差，这极大地限制了倒尺法在高程传递中的应用。

(2)在施工过程中，由于施工场地空间有限，且地形高低不平，有时候很难保证前后视距相等，由于受i角影响，可能会产生一定的误差，误差大小与i角大小有关。在测量前，应该首先检查i角，如果i角较大要先校正再进行测量。

5 结 论

在高程传递中，悬尺法、三角高程法、GPS拟合高程法及倒尺法各有利弊，倒尺法精度最高，可以达到常规一、二等水准精度，在施工测量及沉降观测中有着广泛的应用。在实际施工过程中，应该根据实际情况，选择最合适的高程传递方法。

[1] 王岩，岳建平，马保卫等.三种高程传递方法的精度分析[J].北京测绘，2005(1):20～24

[2] 武鹏，赖鸿斌，王国祥.连续桥上下二等水准高程传递在武广铁路客运专线的应用[J].铁道建筑，2010(1):99～101

[3] 倪先桃，刘成龙，谢良露.杭州湾大桥北航道桥索塔施工高精度高程传递方法探究[J].四川测绘.2008，31(2):93～96

[4] 王兴国，石震.厦门集美大桥首级GPS控制网建立若干技术问题探讨[J].测绘技术装备，2009，11(2):19～22

[5] 朱东铭，秦伟，范百兴.GPS桥梁控制网高程拟合及其精度分析[J].测绘通报，2009(9):42～44

[6] 黄张裕，于涛，袁峥.两种特殊情况下的建筑物沉降观测方法[J].测绘工程，2006，15(5):57～60

Application of Inverted－rule Method to the Height Transmission

Chen XueBin，Li Xu
(Jiangsu Institute of Surveying and Mapping of Geology，Nanjing 210008，China)

The height needs to transfer from low altitude to high altitude in engineering construction，and the currently common methods are suspension－rule method，triangulated height method and GPS height fitting method.This paper puts forward the inverted－rule method to height transmission and analyses its application fields and notices and discusses its advantage and limitation.

leveling surveying；height transmission；inverted－rule method；survey experiment；precision

1672－8262(2011)01－148－02

P224

B

2010—07—20

陈学彬(1982—)，男，助理工程师，主要从事测绘及相关工作。