水准仪及水准测量.pptx

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1、 第二章第二章 水准测量水准测量重点水准测量原理、水准仪水准测量原理、水准仪的技术操作和检验校正的技术操作和检验校正难点水准仪的操作及水准测水准仪的操作及水准测量实施程序与成果检核量实施程序与成果检核第1页/共102页2.12.1水准测量原理水准测量原理知识回顾：什么是高程？什么是高程？高程（标高）【elevation】指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离，称假定高程。第2页/共102页2.12.1水准测量原理水准测量原理第3页/共102页A A后视点后视点 a a后视读数后视读数B B前视点前视点 b b前视读数前视读数1 1、

2、A A、B B两点间高差两点间高差2.B2.B点的高程点的高程3.3.视线高程视线高程大地水准面大地水准面 hABA BHAHB=HA+hAB水平视线水平视线水水准准尺尺水水准准尺尺ab前进方向前进方向第4页/共102页1第5页/共102页简单水准观测（基本高差段的距离较短或高差较小）简单水准观测（基本高差段的距离较短或高差较小）-安置一次仪器测出基本高差段的安置一次仪器测出基本高差段的高差高差 hA11 A1.3681.3682.5632.563点号点号后视后视前视前视高差高差高程高程BMABMA320.065320.0651 112.5632.563 1.1951.3681.368 321

3、.260 321.260第6页/共102页第7页/共102页2.12.1水准测量原理水准测量原理水准测量是利用一条水准测量是利用一条水平视线水平视线，并借助水准尺，测定地面两点间的，并借助水准尺，测定地面两点间的高差高差，这样就可，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程由已知点的高程推算出未知点的高程A A点处点处高程已知高程已知，A A为已知点，为已知点，A A为后视点，为后视点，A A处水准尺为后视尺，处水准尺为后视尺，A A点读数为点读数为a a，称后，称后视读数视读数B B为为待测高程点待测高程点，B B点为前视点，点为前视点，B B处水准尺为前视尺，处水准尺为前视尺，B B点读数为

4、点读数为b b，称前视读数，称前视读数测站：每安置一次仪器，称为一个测站：每安置一次仪器，称为一个测站测站。第8页/共102页2.12.1水准测量原理水准测量原理a后视读数；b前视读数高差等于高差等于后视读数后视读数减去减去前视读数前视读数。高程测量的实质就是测量高程测量的实质就是测量高差高差。第9页/共102页注意：注意：1 1高差高差h hABAB本身可正可负，当本身可正可负，当a a大于大于b b时时h hABAB为正，此时为正，此时B B点高于点高于A A点；当点；当a a小于小于b b时时h hABAB为负，即为负，即B B点低于点低于A A点。点。2 2高差高差h hABAB的书写

5、其下标的次序是固定的，的书写其下标的次序是固定的，不能随意变换，不能随意变换，h hABAB表示从表示从A A到到B B的高差；的高差；h hBABA则表示从则表示从B B到到A A的高差的高差。第10页/共102页提问：如果已知提问：如果已知A A点高程，怎么求图点高程，怎么求图上其它点的高程？（要求尽量减少仪上其它点的高程？（要求尽量减少仪器的搬运）器的搬运）b1bab2b3B2B1AB3第11页/共102页 当仪器安置在一个地方当仪器安置在一个地方,根据一个已知根据一个已知高程的后视点高程的后视点A A去测定几个前视点的高程时去测定几个前视点的高程时,用这种计算各点的高程要比分别计算出各

6、用这种计算各点的高程要比分别计算出各点的高差再去求高程的方法简便得多点的高差再去求高程的方法简便得多b1bab2b3B2BB1AB3那么：那么：H HB B=H=HI I b b H HB1B1=H=HI Ib b1 1 H HB2B2=H=HI Ib b2 2 H HB3B3=H=HI Ib b3 3HI=HA+a第12页/共102页2.22.2水准仪的基本结构及使用水准仪的基本结构及使用水准测量所使用的仪器为水准测量所使用的仪器为水准仪水准仪，工具，工具为为水准尺水准尺和和尺垫尺垫。工程测量中广泛使用的是工程测量中广泛使用的是DS3DS3级水准仪级水准仪。“3 3”表示该仪器每千米往返观测

7、高差表示该仪器每千米往返观测高差精度为精度为3mm3mm。第13页/共102页2.2.1 DS2.2.1 DS3 3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由由望远镜、水准器和基座望远镜、水准器和基座三部分组成。三部分组成。第14页/共102页1 1物镜物镜 2 2目镜目镜 3 3物镜对光螺旋物镜对光螺旋 4 4管水准器管水准器 5 5圆水准器圆水准器 6 6脚螺旋脚螺旋7 7制动螺旋制动螺旋 8 8微动螺旋微动螺旋 9 9微倾螺旋微倾螺旋 1010轴座轴座第15页/共102页第16页/共102页(一一).望远镜望远镜 1 1

8、、望远镜的主要作用是看清不同距离、望远镜的主要作用是看清不同距离的目标和提供照准目标的视线。它包的目标和提供照准目标的视线。它包括物镜、十字丝分划板、对光凹透镜括物镜、十字丝分划板、对光凹透镜（调焦透镜）和目镜等四个部分。（调焦透镜）和目镜等四个部分。第17页/共102页十字丝分划板十字丝分划板物镜物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋十字丝分划板十字丝分划板目镜调焦透镜调焦透镜C C C C （1）构成构成视准轴视准轴（望远镜提供的一条视线）（望远镜提供的一条视线）物镜光心与十字丝交点的连线，称为视准轴，物镜光心与十字丝交点的连线，称为视准轴，用用CC CC 表示，简称视线表示，简称视线。竖丝竖丝横丝横丝

9、视距丝视距丝物镜、目镜、物镜、目镜、调焦螺旋、调焦螺旋、调焦透镜、调焦透镜、十字丝分划板十字丝分划板1 1、望远镜、望远镜十字丝交点十字丝交点第18页/共102页2 2、十字丝十字丝 十字丝是照准尺子和读数用的。十字丝是照准尺子和读数用的。竖丝竖丝横丝（中丝）横丝（中丝）视距丝视距丝十十字丝中心字丝中心(或称十字丝交点或称十字丝交点)和物镜光和物镜光心的连线，称为心的连线，称为视准轴视准轴。用。用c-cc-c表示。表示。第19页/共102页 物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋（又称物镜对光螺旋）（又称物镜对光螺旋）水平微动水平微动水平制动水平制动微倾螺旋微倾螺旋（精确整平）（精确整平）目镜调焦螺旋目镜调

10、焦螺旋图图 水准仪主要螺旋水准仪主要螺旋脚螺旋脚螺旋（粗略整平）（粗略整平）制动：不动制动：不动微动：小范微动：小范围动围动注意：先制注意：先制动再微动，动再微动，不制动就不不制动就不能微动能微动第20页/共102页(二二)水准器水准器水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。水准器分为圆水准器和水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。水准器分为圆水准器和管水准器两种。圆水准器装在基座上，供粗略整平之用；管水准器装在望远镜旁，供精管水准器两种。圆水准器装在基座上，供粗略整平之用；管水准器装在望远镜旁，供精确整平视准轴之用。确整平视准轴之用。管状水准器（水准管）：管

11、状水准器（水准管）：精平，使视准线水平精平，使视准线水平 圆水准器：圆水准器：粗平，使竖轴竖直粗平，使竖轴竖直 第21页/共102页管水准器管水准器管水准器又称水准管，水准管上一般刻有间隔为管水准器又称水准管，水准管上一般刻有间隔为2 mm2 mm的分划线，分划线的中点的分划线，分划线的中点O O，称为称为水准管零点水准管零点。水准管内充满酒精或乙醚，中间有一气泡。通过零点作水准管圆。水准管内充满酒精或乙醚，中间有一气泡。通过零点作水准管圆弧的切线，称为弧的切线，称为水准管轴水准管轴。水准管上每。水准管上每2 mm2 mm分划所对应的圆心角，称为分划所对应的圆心角，称为水准管分划水准管分划值值

12、。分划值越小，则水准管越灵敏。分划值越小，则水准管越灵敏。第22页/共102页特性：气泡始终位于高处，气泡在哪处，特性：气泡始终位于高处，气泡在哪处，说明哪处高。说明哪处高。第23页/共102页棱镜组棱镜组小目镜小目镜微倾螺旋微倾螺旋02 2、水准器、水准器符合管水准器符合管水准器第24页/共102页圆水准器粗平圆水准器粗平圆水准器分划值：气泡由零点向任意方向偏圆水准器分划值：气泡由零点向任意方向偏2mm2mm，圆水准器轴相对铅垂线偏离的角值。，圆水准器轴相对铅垂线偏离的角值。水准仪上圆水准器的角值为水准仪上圆水准器的角值为8815(R=0.4615(R=0.460.86m)0.86m)。第2

13、5页/共102页轴座轴座脚螺旋脚螺旋连接螺旋连接螺旋底板底板（三）、基座（三）、基座组成：组成：轴座、脚螺旋（定平螺旋）、连接螺旋、底板。轴座、脚螺旋（定平螺旋）、连接螺旋、底板。脚螺旋脚螺旋-用来调节圆水准气泡居中，使仪器大致用来调节圆水准气泡居中，使仪器大致整平。整平。第26页/共102页2.2.32.2.3水准尺和尺垫水准尺和尺垫1.1.水准尺水准尺 水准尺通常用干燥不易变形的木质材料或玻璃钢制成。水准尺通常用干燥不易变形的木质材料或玻璃钢制成。双双面面尺尺多多用用双双面面尺尺的的一一面面采采用用黑黑白白相相间间刻刻划划，称称黑黑面面尺尺或或主主尺尺，另另一一面面采采用用红红白白相间相间

14、刻划，称红面尺或副尺。双面尺必须成对使用。刻划，称红面尺或副尺。双面尺必须成对使用。第27页/共102页1 1、尺面分划为、尺面分划为1cm1cm，每，每10cm10cm处（处（E E字形刻划的字形刻划的尖端尖端）注有阿拉伯数字。注有阿拉伯数字。2 2、双面尺的红面尺底刻划：一把为、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm4687mm，另一，另一把为把为4787mm4787mm 从小数向大数读，读四位。米、分米看尺面从小数向大数读，读四位。米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。第28页/共102页 0.730水准仪读数第29页/共102页

15、2.2.尺垫尺垫 尺尺垫垫是是在在转转点点处处放放置置水水准准尺尺用用的的。尺尺垫垫用用生生铁铁铸铸成成，一一般般为为三三角角形形，中中间间有有一一突突起起的的半半球球体体，下下方方有有三三个个支支脚脚。使使用用时时用用力力将将尺尺垫垫的的三三个个支支脚脚踩踩入入土土中中，以以防防下下沉沉，上上方方突起的半球形顶点作为竖立标尺和标志转点之用。突起的半球形顶点作为竖立标尺和标志转点之用。第30页/共102页第31页/共102页2.2.4水准仪的使用水准仪的正确操作程序：水准仪的正确操作程序：仪仪器器安安置置粗粗略略整整平平瞄瞄准准水水准准尺尺 精确整平精确整平读数读数第32页/共102页1.1.

16、安置脚架（置架）安置脚架（置架）打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，然后将三脚架尖踩入土中，将打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，然后将三脚架尖踩入土中，将水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上三脚架头大致水平：固定两条脚，移动第三条脚三脚架头大致水平：固定两条脚，移动第三条脚脚架要踩实脚架要踩实地面倾斜较大时，可调节位于上坡一架腿长短来安置脚架。地面倾斜较大时，可调节位于上坡一架腿长短来安置脚架。第33页/共102页第34页/共102页2.2.粗略整平（粗平）粗略整平（粗平）用脚螺旋将圆水准气泡调至居中。气泡移动的方向与左手大拇指旋转时的移动方向

17、用脚螺旋将圆水准气泡调至居中。气泡移动的方向与左手大拇指旋转时的移动方向一致。一致。对向转动脚螺旋对向转动脚螺旋 1 1、2 2 使气泡移至使气泡移至 1 1、2 2 方向的中间方向的中间转动脚螺旋转动脚螺旋 3 3，使气泡居中。，使气泡居中。第35页/共102页粗略整平粗略整平 第36页/共102页3.3.瞄准水准尺瞄准水准尺目镜对光、粗瞄目镜对光、粗瞄 将望远镜朝向明亮背景，使十字丝影像清晰，然后松开制动螺旋，转动螺旋，使将望远镜朝向明亮背景，使十字丝影像清晰，然后松开制动螺旋，转动螺旋，使用照门和准星瞄准水准尺，使水准尺进入望远镜视场，随即拧紧用照门和准星瞄准水准尺，使水准尺进入望远镜视

18、场，随即拧紧制动螺旋制动螺旋。物镜对光、精瞄物镜对光、精瞄 调焦螺旋调焦螺旋水准尺影像清晰水准尺影像清晰 微动螺旋微动螺旋使十字丝竖丝与水准尺重合使十字丝竖丝与水准尺重合第37页/共102页目镜对目镜对光螺旋光螺旋第38页/共102页 松开制动螺旋，转动望远镜，通过镜筒上部准星、缺口概略瞄准标尺，然松开制动螺旋，转动望远镜，通过镜筒上部准星、缺口概略瞄准标尺，然后拧紧制动螺旋。后拧紧制动螺旋。概略照准概略照准第39页/共102页物镜对光物镜对光-转动物镜对光螺旋使标尺成像清晰转动物镜对光螺旋使标尺成像清晰第40页/共102页 精确照准精确照准-转动微动螺旋，使十转动微动螺旋，使十字丝竖丝贴近标

19、尺中央字丝竖丝贴近标尺中央。第41页/共102页视差视差为了检查对光质量，可用眼睛在目镜为了检查对光质量，可用眼睛在目镜后上下微微晃动，若发现十字丝与目后上下微微晃动，若发现十字丝与目标影像有相对运动，则说明物像平面标影像有相对运动，则说明物像平面与十字丝平面不重合，这种现象称为与十字丝平面不重合，这种现象称为视差。视差。消除方法是消除方法是重新对光重新对光，直到眼睛上下，直到眼睛上下移动，水准尺读数不变。移动，水准尺读数不变。第42页/共102页视差：视差：眼睛在目镜一端上下移动时，十字丝眼睛在目镜一端上下移动时，十字丝和目标影象间产生的相对移动现象称为视差。和目标影象间产生的相对移动现象称

20、为视差。视准轴视准轴 无视差现象无视差现象物象物象目镜目镜产生视差的原因是对光不完善。产生视差的原因是对光不完善。视差给我们测量成果带来很大的误差，因此一定视差给我们测量成果带来很大的误差，因此一定要消除视差！要消除视差！消除视差的方法：消除视差的方法：精确对光（重新仔细对光）精确对光（重新仔细对光）。有视差现象有视差现象视准轴视准轴十字丝十字丝物象物象第43页/共102页第44页/共102页4.4.精确整平（精平）精确整平（精平）调节调节微倾螺旋微倾螺旋，使符合水准器气泡两半弧影像符合成一光滑圆弧，使符合水准器气泡两半弧影像符合成一光滑圆弧第45页/共102页 缓慢地转动微倾螺丝，同时缓慢地

21、转动微倾螺丝，同时由望远镜旁气泡观察窗中进行观察，当由望远镜旁气泡观察窗中进行观察，当水准管气泡两端的影像吻合时，则水准水准管气泡两端的影像吻合时，则水准管气泡居中，即表示水准仪的视准轴已管气泡居中，即表示水准仪的视准轴已精确水平。精确水平。气泡观察窗气泡观察窗微倾螺旋微倾螺旋精确整平精确整平第46页/共102页5.5.读数读数在在标尺竖直、气泡居中、方向正确标尺竖直、气泡居中、方向正确的前提下读取的前提下读取中横丝的尺面读数中横丝的尺面读数。1.1.米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。的格数，毫米估读。2 2规律：读数在尺面上由小到大的方

22、向读。规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。即从下往上读。第47页/共102页补充：扶尺和搬站1.扶尺站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助水准尺上的水准器将尺铅直立在测点上水准尺上的水准器将尺铅直立在测点上使用尺垫时，应事先将尺垫踏紧，将尺立在半球使用尺垫时，应事先将尺垫踏紧，将尺立在半球顶端顶端2.搬站短距离搬站时，先检查仪器中心连接螺旋是否可短距离搬站时，先检查仪器中心连接螺旋是否可靠，将脚螺旋调至等高，然后收拢架腿，一手扶靠，将脚螺旋调至等高，然后收

23、拢架腿，一手扶着基座，一手斜抱着腿架夹在腋下着基座，一手斜抱着腿架夹在腋下,安全搬站安全搬站地形复杂，应将仪器装箱搬站地形复杂，应将仪器装箱搬站严禁将仪器扛在肩上搬站严禁将仪器扛在肩上搬站第48页/共102页2.3水准测量一般方法及计算2.3.1 2.3.1 水准点水准点水准点：国家测绘部门在全国各地埋设且测定了其高程的固定点，用水准点：国家测绘部门在全国各地埋设且测定了其高程的固定点，用BMBM表示。有永表示。有永久性和临时水准点两种。久性和临时水准点两种。第49页/共102页第50页/共102页2.3.2水准路线水准路线水准路线：水准测量进行的路径水准路线：水准测量进行的路径1 1闭合水准

24、路线闭合水准路线(closed leveling line)(closed leveling line)由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM1BM12 2附合水准路线附合水准路线(annexed leveling line)(annexed leveling line)由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM2BM23 3支水准路线支水准路线(spur leveling line)(spur leveling line)由已知点由已知点BM1BM1某一待定水准点某一待定水准点A A。第51页/共102页2.3.2水准路线4.4.水准网水准网 由多条单一水准路线相互连接构成的网状图由

25、多条单一水准路线相互连接构成的网状图形形第52页/共102页2.3.3水准测量的实施水准测量的实施1.一般要求 测量应尽可能采用中间法，即仪器安置在距离前后视尺大致相等的地方第53页/共102页简单水准观测（基本高差段的距离较短或高差较小）简单水准观测（基本高差段的距离较短或高差较小）-安置一次仪器测出基本高差段的安置一次仪器测出基本高差段的高差高差 hA11 A1.3681.3682.5632.563点号点号后视后视前视前视高差高差高程高程BMABMA320.065320.0651 112.5631.1951.368321.260第54页/共102页第55页/共102页2.施测程序第56页/

26、共102页当两点相距较远或高差太大时，则可当两点相距较远或高差太大时，则可分段分段连续连续进行进行第57页/共102页2.施测程序1）第一测站：）第一测站：将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，安置水准仪和前视点。圆水准气泡居将水准尺立于已知高程的水准点上作为后视，安置水准仪和前视点。圆水准气泡居中粗平，瞄准后视尺，精平，读数。旋转望远镜瞄准前视尺，精平读数。记录、计中粗平，瞄准后视尺，精平，读数。旋转望远镜瞄准前视尺，精平读数。记录、计算高差。算高差。2）第二测站：）第二测站：后尺和测站向前移动，前尺不动并转为第二测站的后尺，原后尺变为前尺，同第一后尺和测站向前移动，前尺不动并转为第二测站

27、的后尺，原后尺变为前尺，同第一站的方法一样继续向前观测。站的方法一样继续向前观测。第58页/共102页第59页/共102页注意（1）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数又有前视读数。）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数又有前视读数。（2）a-b=h 只表明计算无误，不表明观测和记录无误。只表明计算无误，不表明观测和记录无误。第60页/共102页2.3.4水准测量检核1.计算检核2.测站检核 .双仪高法 .双面尺法3.成果检核第61页/共102页1.计算检核在水准测量计算手簿辅助计算栏中进行计算第62页/共102页2.测站检核变动仪器高法变更仪器高法

28、（双仪高法变更仪器高法（双仪高法)在一个测站上，观测一次高差在一个测站上，观测一次高差hab后，将仪器升高或降低后，将仪器升高或降低10cm左左右，再观测一次高差右，再观测一次高差hab。当两次高差之差（较差）满足。当两次高差之差（较差）满足 hhh h容容取平均值作为本站高差，否则应取平均值作为本站高差，否则应重测重测。h容容容许值，在相应规范中查。等外水准测量中容许值为容许值，在相应规范中查。等外水准测量中容许值为6mm。第63页/共102页2.测站检核双面尺法在一个测站上，用同一仪器分别观测水准尺黑面和红面的读数，获得两个高差在一个测站上，用同一仪器分别观测水准尺黑面和红面的读数，获得两

29、个高差 h黑黑=a黑黑-b黑黑 h红红=a红红-b红红若满足若满足：h h容容取平均值作为结果，否则重测取平均值作为结果，否则重测若同一水准尺红面与黑面读数（加常数后）之差，不超过若同一水准尺红面与黑面读数（加常数后）之差，不超过3mm，且两次高差之差，且两次高差之差，不超过不超过5mm，取其平均值作为该测站观测高差。，取其平均值作为该测站观测高差。第64页/共102页黑面 均以00为起点红面红面 474746874687 48 484787 4787 K K尺常数尺常数第65页/共102页3.成果检核成果检核通过测站检核和计算检核，只能检核读数误差通过测站检核和计算检核，只能检核读数误差和计

30、算错误，不能排除其他诸多误差对观测成和计算错误，不能排除其他诸多误差对观测成果的影响。果的影响。高差闭合差高差闭合差1、闭合水准路线：、闭合水准路线：2、附合水准路线：、附合水准路线：第66页/共102页容许高差闭合差对于普通水准测量，有对于普通水准测量，有：适用于平原区适用于平原区 适用于山区适用于山区式中，式中，fh容容 高差闭合差限差，单位：高差闭合差限差，单位：mm L 水准路线长度，单位：水准路线长度，单位：km；n 测站数测站数 第67页/共102页2.3.5水准测量的内业水准测量的内业1.高差闭合差高差闭合差 的计算与检核的计算与检核2.高差改正数高差改正数的计算与高差闭合差调整

31、的计算与高差闭合差调整3.高程计算高程计算4.算例算例第68页/共102页2.高差改正数高差改正数的计算与高差闭合差调的计算与高差闭合差调整整.高差改正数高差改正数 计算计算 改正条件：改正条件：改正原则：将改正原则：将 反号按测程反号按测程L或测站或测站n成正比例分成正比例分配。（各站产生误差机会相同）配。（各站产生误差机会相同）设路线有设路线有i个测段（两水准点间的水准路线，个测段（两水准点间的水准路线，i1，2，3），第），第i测段的水准路线长度为测段的水准路线长度为 （以（以km计），或测站数为计），或测站数为 ，总里程或总测站数为，总里程或总测站数为L或或n，则测段高差改正数为：，则

32、测段高差改正数为：第69页/共102页高差改正数计算注意：改正数凑整至改正数凑整至mmmm，按，按 进行验算。进行验算。如因凑整引起的微小不符值，可将其加分配在任一测段上。如因凑整引起的微小不符值，可将其加分配在任一测段上。第70页/共102页.调整后高差计算.高程计算第71页/共102页4.算例【例例】如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A 和和 BM-B 为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差测得的

33、两点间的高差(以以 m 为单位为单位)，路线下方数字为该段路线的长度，路线下方数字为该段路线的长度(以以 km 为单位为单位)，试计算待定点，试计算待定点 1、2、3 点的高程。点的高程。第72页/共102页第73页/共102页第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：因为 ，可进行闭合差分配。第三步计算每 km 改正数：第四步计算各段高差改正数：。四舍五入后，有：V 1=-8mm，V 2=-11mm，V 3=-8mm，V 4=-10mm。第五步计算各段改正后高差后，计算 1、2、3 各点的高程。改正后高差=改正前高差+改正数 V i H 1=H BM-A+(h 1+V 1)=45.286+2.3

34、23=47.609(m)H 2=H 1+(h 2+V 2)=47.609+2.802=50.411(m)H 3=H 2+(h 3+V 3)=50.411-2.252=48.159(m)HBM-B=H 3+(h 4+V 4)=48.159+1.420=49.579(m)第74页/共102页例题：一闭合水准路线，顺序为例题：一闭合水准路线，顺序为A123A，其中，其中A-1之间有之间有12站，站，高差高差h1=+1.428m，1-2之间有之间有14站，高差站，高差h2=-2.346m，2-3之之间有间有10站，高差站，高差h3=+2.487m，3-A之间有之间有9站，高差站，高差h4=-1.509

35、m，已知，已知A点高程点高程Ha=40.238m，试进行闭合水准，试进行闭合水准路线成果的计算。路线成果的计算。第75页/共102页第76页/共102页练习：下图为某附合水准路线测量示意图，A、B为高程已知点，1、2、3为高程待测点，HA=50.000m,HB=40.210m，h1、h2、h3、h4为各测段观测高程，n1、n2、n3、n4为各测段测站数，请完成附合水准路线成果计算表。,n为测站数和。第77页/共102页练习：在下表中进行附合水准测量成果整理，计算高差改正数、改正后高差和高程。点号点号路线长路线长L(km)观测高差观测高差 hi(m)高差改正数高差改正数(m)改正后高改正后高差差

36、(m)高程高程H(m)备备注注BMBM.A A 1.5 1.5+4.362+4.362 7.967 7.967 已已知知1 1 0.6 0.6+2.413+2.4132 2 0.8 0.8-3.121-3.1213 3 1.0 1.0 +1.263+1.2634 4 1.2 1.2+2.716+2.7165 5 1.6 1.6-3.715-3.715BMBM.B B 11.819 11.819 已已知知6.76.7第78页/共102页第79页/共102页2.4.1水准测量误差误差：误差：由于人眼鉴别能力有限，仪器构造不完善，以及外界环境变化，使得观由于人眼鉴别能力有限，仪器构造不完善，以及外界

37、环境变化，使得观测值与真值之间存在一定差值，即误差。误差存在是不可避免的。测值与真值之间存在一定差值，即误差。误差存在是不可避免的。测量的误差来源：测量的误差来源：仪器误差：仪器构造可能不完善仪器误差：仪器构造可能不完善观测条件观测条件 观测误差：感觉器官鉴别能力有限观测误差：感觉器官鉴别能力有限 外界环境影响：风、温度等外界环境影响：风、温度等2.42.4水准测量误差及仪器检校水准测量误差及仪器检校第80页/共102页2.4.1.1 仪器误差1.视准轴不平行水准管轴的误差（视准轴不平行水准管轴的误差（i角）角）前后视距相等（中间法）2.水准尺误差水准尺误差 包括尺长误差、分划误差、零点误差

38、检定合格才能使用 精度要求高时进行尺长误差改正 零点误差设偶数站消除第81页/共102页2.4.1.2 观测误差1.水准管气泡居中的误差 -水准管分化值，DS3一般为20 D-视线长，以mm为单位，=206265 由上式可知该误差随视距增大而增大，观测时应使用微倾螺旋使气泡两个半像严格重合。2.估读误差 V-望远镜放大率，一般为28323.水准尺倾斜的误差 倾斜将使读数增大，可安装圆水准器，读数时取水准尺上最小读数。第82页/共102页2.4.1.3外界环境因素的影响1.地球曲率和大地折光的影响。2.仪器和水准尺升降的影响。3.大气温度和风力的影响第83页/共102页1.地球曲率和大地折光的影

39、响1.地球曲率对高程的影响地球曲率差c：2.大气折光差r：共同影响为：1 可以用“中间法”消除或减弱2 可以选择良好的观测时间，并控制视线高出地面一定的高度和视线长度第84页/共102页2.仪器和水准尺升降的影响在观测过程中，由于仪器的自重随时间下沉，或由于土壤的弹性会使仪器上升，使读数减小或增大。按“后、前、前、后”或“前、后、后、前”的观测程序，取平均值消弱其影响。观测时选择坚实的地面作为测站和转点，踏实脚架和尺垫，缩短测站观测时间，采取往返观测等，可以减小此项影响。仪器下沉：后前前后观测尺垫下沉：往返观测取中值第85页/共102页3.大气温度和风力的影响选择有利的观测时间撑伞遮阳第86页

40、/共102页2.4水准测量误差及仪器检校水准仪轴线应满足的几何条件是：1、圆水准轴 L L /竖轴 VV 2、十字丝中横丝应垂直于竖轴（即：竖轴 VV）3、水准管轴 LL/视准轴 CC 第87页/共102页1）、圆水准器的检验与校正 1、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转 180，看气泡是否居中。2、校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半,用校正针梢松圆水准器背面中心固紧螺旋，再用拨针拨动三个“校正螺旋”，使气泡居中。最后将中心固紧螺旋拧紧。第88页/共102页1）、）、圆水准器的检验与校正圆水准器的检验与校正检验原理若圆水准器的水准轴不与竖轴平行而有一夹角，则将仪器绕竖轴旋转180，圆水准器的

41、水准轴将偏离竖轴2角度。第89页/共102页2）、十字丝横丝的检验与校正）、十字丝横丝的检验与校正 1、检验：整平后，用横丝的一端对准一固定点 P，转动微动螺旋，看 P 点是否沿着横丝移动。2、校正：用螺丝刀松开目镜筒固定螺钉，转动目镜筒（十字丝座连同一起转动），使横丝向P点移动偏移值的一半，然后拧紧固定螺旋。第90页/共102页3）、水准管轴平行于视准轴的检验与校正（）、水准管轴平行于视准轴的检验与校正（i角）角）第91页/共102页1、检验：、检验：（1）平坦地上选）平坦地上选 A、B 两点，约两点，约 80100m。在两端钉。在两端钉木桩或放尺垫木桩或放尺垫A、B，并立上标尺。，并立上标

42、尺。（2）在中点）在中点 I架上仪器，变动仪高两次测定架上仪器，变动仪高两次测定A、B间的高间的高差差h1和和h2，若较差若较差hh1h23mm，取其平均值，取其平均值 作为两点间的正确高差。作为两点间的正确高差。（3）将仪器搬至前视尺）将仪器搬至前视尺B附近（约附近（约3米），精平仪器后在米），精平仪器后在A、B尺上读数尺上读数 、，得得（4）若）若 ,则水准管轴不平行于视准轴，有则水准管轴不平行于视准轴，有 i 角。角。因为因为 hAB为正确高差为正确高差 b3 的误差可忽略不计，故的误差可忽略不计，故有：有：对于对于 S 3 水准仪，若水准仪，若 i 角大于角大于 20时，需校正。时，需

43、校正。第92页/共102页3）、水准管轴平行于视准轴的检验与校正仪器位于仪器位于A、B处中点时，由处中点时，由i角影响产生的读角影响产生的读数相等，可以抵消。数相等，可以抵消。当仪器位于当仪器位于B点附近时，由于点附近时，由于i和和DB都很小，都很小，i角对角对b的读数影响可以忽略不计，而对的读数影响可以忽略不计，而对a的读的读数影响随数影响随DA的增大而随之增大，在高差计算的增大而随之增大，在高差计算中无法消除其影响。中无法消除其影响。第93页/共102页2.校正正确正确 读数为：读数为：转动微倾螺旋，使横丝对准转动微倾螺旋，使横丝对准 ，此时，此时，CCCC处处于水平，而水准管轴气泡必不居

44、中。用校正针松动于水平，而水准管轴气泡必不居中。用校正针松动符合水准器左右两校正螺丝，拨动上下两校正螺丝符合水准器左右两校正螺丝，拨动上下两校正螺丝使气泡严密居中，而后拧紧左右校正螺丝。使气泡严密居中，而后拧紧左右校正螺丝。先松后紧，边松边紧，最后固紧。先松后紧，边松边紧，最后固紧。第94页/共102页2.6三、四等水准测量2.6.1主要技术指标等等级级水水准准仪仪水水准准尺尺视线视线高度高度（m）视线视线长度长度（m）前后视前后视距差距差（m）前后视前后视距累计距累计差差 m红黑红黑面读面读数差数差mm三三DS3 双面双面 0.3753.06.02四四DS3 双面双面 0.21005.010

45、.03第95页/共102页 红黑面高差之差：三等3mm，四等5mm每测站观测次序三等：后前前后四等：后后前前；也可：后前前后第96页/共102页2.6.2一个测站的观测程序三、四等水准测量采用成对双面尺观测。安置水准仪，粗平。1.瞄准后视尺黑面，读取下、上、中丝，记入手簿（1）、（2）、（3）栏。2.瞄准前视尺黑面，读取下、上、中丝，记入手簿（4）、（5）、（6）栏。3.瞄准前视尺红面，读取中丝的读数，记入手簿（7）栏。4.瞄准后视尺红面，读取中丝的读数，记入手簿（8）栏。“后、前、前、后后、前、前、后”第97页/共102页三四等水准测量手簿三四等水准测量手簿第98页/共102页第二章总结水准测量注意事项1.1.仪器仪器 检核三项（检核三项（i i角最重要）角最重要）仔细消除视差仔细消除视差2.2.视线视线 不宜长不宜长 后长后长3.3.观测观测 双面尺双面尺 后前前后后前前后 读数前最后一个动作居中气读数前最后一个动作居中气泡泡4.4.测站测站 偶数站偶数站 往返测往返测5.5.尺尺 必要时检定必要时检定 直直6.6.记录计算：严格检核记录计算：严格检核第99页/共102页作业P39 1 3 6 7 10第100页/共102页谢谢！第101页/共102页感谢您的观看！第102页/共102页