水准测量原理及水准仪.ppt

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1、第二章 水准测量2.1 水准测量原理2.2 DS3型水准仪和水准测量的工具2.3 DS3型水准仪的使用2.4 水准测量的施测与记录2.5 水准测量的内业计算2.6 水准仪的检验与校正2.7 水准测量的误差及注意事项2.8 其他水准仪的简介第二章 水准测量2-1 高程测量概述一、高程原点二、高程测量方法三、水准测量等级1.地面点的高程地面点的高程地面点的高程 相对高程相对高程假定高程(多用于建筑施工)绝对高程绝对高程 地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。2-1 高程测量概述高程测量概述1.1.高程测量高程测量 测定地面点高程的工作2.2.高程测量的方法高程测量的方

2、法水准测量水准测量用水准仪进行高程测量的工作。是高程测量的主要方法使用仪器：水准仪水准仪 水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。其他高程测量方法：其他高程测量方法：三角高程测量、GPS测量3.3.水准测量的等级水准测量的等级 分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）一等水准测量水准测量:仅在国家等级中存在仅在国家等级中存在作为国家的高程控制作为国家的高程控制,建立统一的高程基准建立统一的高程基准;科学研究科学研究(地壳形变、地面沉降、精密测量）地壳形变、地面沉降、精密测量）二等水准测量水准测量:作为大城市的高程控

3、制；地面沉降；精密工程测量作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量三、四等三、四等水准测量水准测量:作为小地区的高程控制；作为小地区的高程控制；普通工程测量普通工程测量图根水准（普通水准）图根水准（普通水准）原理：利用水准仪提供的水平视线，测出两地面点之间的高差。水准测量原理水准测量方法水准测量方法中间水准测量中间水准测量连续水准测量连续水准测量仪器高测量仪器高测量 水准测量原理1、中间水准测量hAB=a bhAB=后视读数-前视读数HB=HA+hAB2、连续水准测量 hAB=h1+h2+h3=h式中：hh各段高差 的代数和B B点高程：HB=HA+hABa1a2a3b3b2b1ABh2h

4、1h3hAB3、视线高（仪器高）测量 水平视线的高程：水平视线的高程：Hi=HA+aB点的高程：点的高程：HB=Hi-b3、视线高（仪器高）测量视线高（仪器高）法：用视线高程计算未知点高程的方法。Aab11b22b33Hj=Hi-bj (j=1、2、3、n)例1：已知点A的高程为HA=52.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。根据高程测量原理：hAB=a b =1.5710.685 =0.886 mB点高程为：HB=HA+hAB =52.6230.886 =53.509 m例2：已知A点高程HA=23.518m，要测出某水平场地待定点1、2、3的高程视线高

5、程Hi=HA+a=23.5181.56325.081m各待定点高程分别为：H1Hib125.0810.95324.128mH2Hib225.0811.15223.929mH3Hib325.0811.32823.753m 在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因而视线高法在地形测量和施工测量中被广泛采用。例3 3、如果用水准测量的方法测定B B点的高程，同一水平视线在A A点的水准尺上的读数为2.186m2.186m，在B B点水准尺上的读数为1.467m1.467m，A A点的高程为220.200m220.200m，试问B B点的高程是多少？根据高程测量原理：hAB=a b

6、 =2.1861.467 =0.719 mB点高程为：HB=HA+hAB =220.2000.719 =220.919 m例4已知A点的高程HA=489.454m，A点立尺读数为1.446m，B点读数为1.129m，C点读数为2.331m，求此时仪器视线高程是多少？HB和Hc各为多少？视线高：H Hi i=H=HA A+a+a =489.454 =489.4541.4461.446 490.900m490.900mB、C两点的高程分别为：H HB BH Hi ib b 25.08125.0810.9530.95324.128m24.128mH HC CH Hi iC C25.08125.081

7、1.1521.15223.929m23.929m2.2 DS3型水准仪和水准测量的工具水准测量所使用的仪器和工具主要有：水准仪、水准尺、水准尺的尺垫我国按水准仪的精度级别编订的系列型号是：DS05、DS1、DS3、DS10 D大地测量仪器 S水准仪 数字 表示仪器的精度，即每公里往、返 测得高差中数的中误差（mm）。连续安置水准仪的测量方法连续安置水准仪的测量方法 两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若 干转点转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。hAB=h1+h2+.+hn =(a1-b1)+(a2-b2)+.+(an-bn)=a-b(2-2-7)(2-2-7)hAB一.水准测量的仪器与

8、工具 2-3 水准尺和的水准仪一一.水准尺、尺垫水准尺、尺垫 直尺直尺：双面(黑、红)水准尺，尺常数4.687m、4.787m，用 于三等以下水准路线测量。塔尺塔尺：可伸缩，伸足为3米、5米，用于一般工程测量。尺垫尺垫：转点立尺用。2.水准仪二二.水准仪水准仪等级等级(精度系列精度系列)：DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表示 1公里往、返测量的高差平 均值的中误差(由于仪器引 起的)。构造构造：望远镜 水准器 支架 基座S3 水准仪外型一般的望远镜只需望远，不需瞄准。所以有物镜，目镜（加调焦镜）即可。测量望远镜要能瞄准。所以要有十字丝。目标的象与十字丝重合即瞄准。水准仪的

9、主要轴线：望远镜视准轴（俗称视线），用于观察尺子，取读数水准管轴，水准管是水平状态指示器。用于把其轴置平仪器要求这两个轴平行。从而可以借助水准器把视线置平望远镜与视差望远镜与视差望远镜与视差测量望远镜及十字丝测量望远镜及十字丝上丝下丝竖丝横丝望远镜的十字丝视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象

10、与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。物镜调焦可以消除视差。测量望远镜视差 视差：视差：望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。现象：现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，十字丝与目标的像有相对移动有相对移动。消除视差的步骤：消除视差的步骤：目镜调焦，使十字丝最清晰；物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。水准器圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平 管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平水准器水准器水准器分圆形和管形两种管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻

11、划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。水准管的精度：管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对倾斜反映的灵敏度高曲率半径大，格值小则精度高气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高格值是相邻分划线之间的弧所对的圆心角。设弧长为2毫米，曲率半径为R毫米，则格值 一般 秒符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。若直接用肉眼观察则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。三、水准仪的使用1.安置：用连接螺旋把仪器固定在三脚架上2、粗平：使

12、三脚架架头大致水平;转动脚螺旋使圆水准器的气泡居中3、瞄准调节目镜：照准明亮的物体（如白色的墙）调节目镜使之适合自己的视力（十字丝最清晰）；粗瞄准：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标；精确瞄准：转动调焦螺旋使目标象清晰，直至无“视差”。用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至精确瞄准目标为止（十字丝的纵丝靠近水准尺）4、精平 用微倾螺旋使水准管气泡居中（符合气泡符合）5、读数 用十字丝的横丝在水准尺上读数（先读毫米数，然后米，分米，厘米数。每次读四位数，“0”也 是必须记录的数字。）水准管的校正螺丝像片圆水准器脚螺旋2.粗平粗平用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，固定两个脚架，动第三个脚架，使三脚架

13、架头大致水平;转动脚使螺旋圆水准器的气泡居中2、粗平（左手拇指法则）物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为物镜调焦。视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。物镜调焦可以消除视差。3、瞄准水准管的校正螺丝像片目镜缺口视差 视差：视差：望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。现象：现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，十字丝与

14、目标的像有相对移动有相对移动。消除视差的步骤：消除视差的步骤：目镜调焦，使十字丝最清晰；物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。若直接用肉眼观察则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。4、精平普通水准尺水准尺的分划不是线划式而是区格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数“估读”。区格式分划便于从远处观察并读数。5、读数目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋2、DS3型水准仪的主要由望远镜、

15、水准器、基座三部分组成。主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。构造微倾螺旋准星准星物镜物镜目镜微动螺旋微动螺旋（3 3）基座）基座轴座：承托仪器上部轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架连接板：连接三脚架组成组成 轴座轴座脚螺旋脚螺旋连接板连接板二、水准尺和尺垫1 1、水准尺、水准尺塔尺塔尺 ：可以伸缩，一般全：可以伸缩，一般全长长2m2m、5m5m，用于等外水，用于等外水准测量。准测量。双面尺：不可伸缩，一般双面尺：不可伸缩，一般全长全长3m3m，用于三、四等水，用于三、四等水准测量。准测量。2 2、尺垫、尺垫 仅在转点处

16、竖立水准尺时仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水使用，防止点位移动和水准尺下沉。准尺下沉。2.3 2.3 DS3型水准仪的使用型水准仪的使用一、安置仪器一、安置仪器 （1 1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平三脚架架头大致水平。（2 2）从仪器箱中取）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头水准仪固定在三脚架架头上。上。二、粗略整平通过调节脚螺旋使圆水准器气泡

17、居中。三、瞄准水准尺 （1）目镜调焦 转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。（2）初步瞄准 通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。转动照准部使准星、照门、目标（尺）共一线，然后制动望远镜。水准尺（3 3）物镜调焦）物镜调焦 转动物镜对光螺旋，使水准尺转动物镜对光螺旋，使水准尺的成像清晰。的成像清晰。（4）精确瞄准 转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。（5 5）消除视差 视差的定义：消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋，消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。直至尺像与十字丝平面重合。四、精确整平四、精确整平 转动微倾螺旋，使气泡两端的影像

18、严密吻合转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合,此此时水准管气泡居中，视线即为水平视线时水准管气泡居中，视线即为水平视线 转 动 微倾 螺 旋使 符 合水 准 管气 泡 符合，即成U形。五、读数五、读数 用十字丝横丝在水用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的准尺上按从小到大的方向读数，读取米、方向读数，读取米、分米、厘米、毫米分米、厘米、毫米（估读数）四位数字（估读数）四位数字。注意：注意：读数前必须精平，读数前必须精平，精平后立即读数精平后立即读数。图形：水准仪读数实例水准仪读数实例水准仪读数实例6.2526.2521.4771.4770.7250.725 bc a2.4 水准测量的施测与记录水

19、准测量的施测与记录、水准点水准点 用于水准测量而设有固定标志的高程基准点，称为水准点，记为BM。水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。国家等级永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点（2）临时性水准点几个基本概念：1、测站：水准仪及尺子所摆设的位置称为测站，这种摆设测站所进行的水准测量工作，称为测站观测。hAB是一次测站的高差观测值。2、水准路线：连续若干测站水准测量工作构成的高差观测路线，称为水准路线。3、视距：水准仪到立尺点的水平距离。2.4.2 水准路线的布设形式水准路线的布设形式（1 1）附合水准路线）附合水准路线 从已知高程水准点出发，沿待定高程的水从已知高程水准点

20、出发，沿待定高程的水准点进行测量，最后附合到另一已知高程准点进行测量，最后附合到另一已知高程水准点的水准路线，称附合水准路线。如水准点的水准路线，称附合水准路线。如图图2-202-20BMABMBh1h2h3h4123图2-20 附 合水准路线（2）、闭合水准路线）、闭合水准路线 从已知高程水准点出发，沿各待定高程点从已知高程水准点出发，沿各待定高程点进行水准测量，最后又回到原出发点的环进行水准测量，最后又回到原出发点的环形路线，称为闭合水准路线。形路线，称为闭合水准路线。2.4.2 水准路线的布设形式水准路线的布设形式BMAh1h2h3h4h51234（3）、支水准路线）、支水准路线 从已知

21、高程水准点出发，沿待定高程水准从已知高程水准点出发，沿待定高程水准点进行水准测量，既不闭合又不附合的水点进行水准测量，既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量进行往返测量.2.4.2 水准路线的布设形式水准路线的布设形式BMA123一、一个测站的水准测量工作一、一个测站的水准测量工作ABab1 1、安置仪器于、安置仪器于ABAB之间，之间，立尺于立尺于A A、B B点上；点上；2 2、粗略整平；、粗略整平；3 3、瞄准、瞄准A A尺，精平、读数尺，精平、读数a a，记录记录1.568m1.568m；4 4、瞄准、瞄准B B尺，精平

22、、读数尺，精平、读数b b，记录记录1.471m1.471m；2.4.3 水准测量的方法水准测量的方法2.4.3 水准测量的方法水准测量的方法一、一个测站的水准测量工作一、一个测站的水准测量工作5、计算：、计算：hAB=a b =0.115m 即即B点比点比A点高点高0.115m。hBA=hAB=0.115m，即，即 A点比点比B点低点低0.115m。ABab 当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。间的高差。这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段这时需要在两点间加设若

23、干个立尺点，分段设站，连续进行观测。设站，连续进行观测。提出问题：解决方法：加加设设的的这这些些立立尺尺点点并并不不需需要要测测定定其其高高程程，它它们们只只起起传传递递高高程程的的作作用用，故故称称之之为为转转点点，用用TPTP（Turning PointTurning Point）表示。）表示。二、水准测量实施方法二、水准测量实施方法例：注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。ATP1TP2TP32.142B1.2580.9281.2351.6641.4311.6722.074HA=123.446mHB大大 地地 水水 准准 面面前进方向水准测

24、量记录时“三要”1、要复诵：读数记录时，边记边复诵，避免听错记错。2、要清楚：按规定的格式填写，字迹清晰端正，点号要记清，前后尺读数不得遗漏，不得颠倒。3、要原始记录：在现场用2H（或H）铅笔填写在记录簿中，不得誊抄，以免转抄错误。写错的数字，应在错的数字处划一横线，将正确数字写在上方，不得用橡皮擦改或直接在错误数据上进行涂改。测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258 0.928 1.235 1.664 1.431 1.672 2.074 计

25、算计算检核检核 测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ab 123.446 水 准 测 量 手 簿已知测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ATP1TP1TP2TP2TP3 TP3 B 2.142 1.258+0.884 0.928 1.235-0.307 1.664 1.431+0.233 1.672 2.074-0.402计算计算检核检核 6.406 5.998测测站站点号点号 水准尺读数水准尺读数后视（后视（a a

26、）前视（前视（b b）高差高差 （m m）高程高程（m m）备备注注 ab0.4080.408 0.408123.446123.854水 准 测 量 手 簿已知（一）、（一）、计算检核计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。目的：检核计算高差和高程计算是否正确。检核条件：检核条件：如上表所示：如上表所示：等式条件成立，说明计算正确。2.4.4 数据检核数据检核（二）、测站检核（二）、测站检核 1 1、双面尺法、双面尺法 目的：保证前后视读数的正确。目的：保证前后视读数的正确。采用黑红面的水准尺，利用双面的零采用黑红面的水准尺，利用双面的零点差检核观测质量。点差检核观测质量。双面尺法：是

27、仪器高度保持不变，分别对尺子的黑面、红面进行观测。观测程序：后、后、前、前（黑、红、黑、红）黑红高差：相差 100 mm2、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两次测出高差；等外水准测量其差值|h|6mm，取其平均值作为最后结果。双仪高法双仪高法aba b（三）、成果检核（三）、成果检核 水准测量时，一般将已知水准点和待测水水准测量时，一般将已知水准点和待测水准点组成一条水准路线；准点组成一条水准路线；计算检核只能发现每页计算是否有误；计算检核只能发现每页计算是否有误；在水准测量的施测过程中在水准测量的施测过程中,测站检核只能检测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差是否

28、超限；核一个测站上是否存在错误或误差是否超限；对一条水准路线来讲必须进行成果检核。对一条水准路线来讲必须进行成果检核。2.5 水准测量的内业计算目地：根据水准路线上已知水准点的高程和 各测段高差，求出待定水准点的高程。测站：水准仪及尺子所摆设的位置称为测站。水准路线：连续若干测站水准测量工作构成 的高差观测路线。视距：水准仪到立尺点的水平距离。2.5.1 闭合水准路线成果计算闭合水准路线成果计算如如图图BMA为为水水准准点点，高高程程为为42.372m，1、2、3点点为为待待定定高高程程点点。将将有有关关数数据据个个观观测测数数据据填入表内相应栏目内。填入表内相应栏目内。BMA123h1=1.

29、274h2=-3.349h3=-2.482h4=4.6166站站10站站8站站12站站(一)计算高差闭合差闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差：就是高差的观测值与理论值之 差；用fh表示，即：fh=观测值-理论值观测值：h测=h1+h2+hn理论值：h理=0 即 fh=h测(二)高差闭合差的容许值 限差：规范规定的的高差闭合差的允许值；用fh允或fh容表示。等外水准测量要求：平地：fh容40 （mm）L水准路线的长度，单位km。山地：fh容12 （mm）n水准路线的测站数。要求：fh fh容（三）高差闭合差的调整（1）改正数的计算 分配原则：按与测段距离（或测站数）成正 比，并反其符号改正

30、到各相应的 高差上，得改正后高差。按距离：按距离：式中式中 l水准路线总长度；水准路线总长度；li第第i测段长度；测段长度；vi第第i测段的高差改正数测段的高差改正数 按测站数：按测站数：检核：检核：式中式中 n水准路线总水准路线总测站数测站数；ni第第i侧段侧段站数站数；（2）求改正后高差式中式中 hi改改改正后的高差；改正后的高差；hi原观测高差；原观测高差；Vi该高差的改正数。该高差的改正数。（四）高程计算检核：检核：HA（算）（算）=HA（已知）（已知）图为一条附合水准路线，由四段组成，起点图为一条附合水准路线，由四段组成，起点A的高程的高程为为72.394m，终点，终点B的高程为的高

31、程为73.128m。各测段的高差。各测段的高差和路线长度如图所示，计算和路线长度如图所示，计算1、2、3 、点的高程点的高程。2.5.1 附合附合水准路线成果计算水准路线成果计算BMABMB123h1=2.145h2=-2.986h3=3.432h4=-1.8010.7km1.1km0.9km1.6km(一)计算高差闭合差闭合差：观测值与理论值的差值。高差闭合差：就是高差的观测值与理论值之 差；用fh表示，即：fh=h测-h理观测值：h测=h1+h2+hn理论值：h理=H终-H起 即 fh=h测-（H终-H起）(二)高差闭合差的容许值由已知条件，高差闭合差可按如下公式来求：平地：fh容40 （

32、mm）L水准路线的长度，单位km。（三）高差闭合差的调整（1）改正数的计算 分配原则：按与测段距离（或测站数）成正 比，并反其符号改正到各相应的 高差上，得改正后高差。按距离：按距离：式中式中 l水准路线总长度；水准路线总长度；li第第i侧段长度；侧段长度；（四）高程计算检核：检核：HB（算）（算）=HB（已知）（已知）例1：附和水准路线的内业计算 如图为一附和水准路线：A A、B B为已知水准点，为已知水准点，H HA A=65.376m =65.376m，H HB B=68.623m=68.623m点点1 1、2 2、3 3 为待测水准点，各测段高差、测站数、为待测水准点，各测段高差、测站

33、数、距离见下图：距离见下图：AB123前进方向备注测段 点名 距离 km测站数实测高差 m改正数 m改正后的高差 m高程 m1234567891234A123B1.0 8 +1.5751.2 12 +2.0361.4 14 -1.7422.2 16 +1.4465.8 50 +3.315辅助计算-0.012-0.014-0.016-0.026-0.068+1.563+2.022-1.758+1.42+3.24765.37666.93968.96167.20368.623符合水准测量成果计算表已知已知2.5.3 支水准路线成果计算支水准路线成果计算BMAPhfhb 设某水准路线已知点设某水准路线

34、已知点A的高程的高程HA=152.371m，从，从A点到点到P点的往测高差和返测高差分别为点的往测高差和返测高差分别为h往往=-2.216m、h返返=+2.238m，往返总测站数，往返总测站数n=9.（一）求往、返高差闭合差（一）求往、返高差闭合差（二）高差闭合差的容许值（二）高差闭合差的容许值fh容容12 （mm）n水准路线的测站数。水准路线的测站数。要求：要求：fh fh容容（三）求改正后高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）h=h往往-h返返2（四）计算高程（四）计算高程待定点待定点P的高程为：的高程为：HP=HA+h例例2：设某水准路线已知点：设某水准路线已知点A的高程的高

35、程HA=186.785m，从，从A点到点到P点的往测点的往测高差和返测高差分别为高差和返测高差分别为h往往=-1.375m、h返返=+1.396m，往返总测站数，往返总测站数n=16.求求P点的高程。点的高程。An=16站站P解：1、计算闭合差：2、检核：，故精度符合要求。3、计算高差4、计算高程Hp=186.785-1.386=185.399m例例3.根据附合水准路线表，计算各点高程根据附合水准路线表，计算各点高程2.6 水准仪的检验与校正 2.6.1 水准仪应满足的几何条件水准仪应满足的几何条件主要轴线：视准轴CC 水准管轴LL 仪器竖轴VV 圆水准器轴 几何关系：圆水准器轴/仪器竖轴 水

36、准管轴/视准轴 十字丝横丝 竖轴二、水准仪的检验和校正1、圆水准器的检验和校正、圆水准器的检验和校正目的：使圆水准器轴目的：使圆水准器轴/仪器竖轴仪器竖轴检验：检验：用脚螺旋使圆水准器气泡居中；用脚螺旋使圆水准器气泡居中；望远镜旋转望远镜旋转180180度。度。若气泡仍居中，满足要求；若气泡仍居中，满足要求；若气泡不居中，需进行校正。若气泡不居中，需进行校正。校正：校正：用脚螺旋调气泡偏离用脚螺旋调气泡偏离 值的一半；值的一半；用圆水准器的校正用圆水准器的校正 螺旋再调一半。螺旋再调一半。圆水准器的检验原理圆圆水水准准器器轴轴竖竖轴轴铅铅垂垂线线圆圆水水准准器器轴轴圆水准器轴圆圆水水准准器器轴

37、铅铅垂垂线线铅铅垂垂线线铅铅垂垂线线竖轴竖竖轴轴竖竖轴轴2 2、十字丝横丝的检校和校正、十字丝横丝的检校和校正 目的：使目的：使十字丝横丝十字丝横丝 竖轴竖轴 检验：检验：精平仪器，十字丝横丝左边精平仪器，十字丝横丝左边 对准墙上标志点对准墙上标志点MM；水平微动，水平微动，MM点在横丝上移动，说明十字丝横丝点在横丝上移动，说明十字丝横丝位置正确；否则需要校正。位置正确；否则需要校正。MMMM校正：校正：松开十字丝的固定松开十字丝的固定螺旋；螺旋；微微转动十字丝环微微转动十字丝环座，座，至至p p点轨迹与横丝重点轨迹与横丝重合；合；拧紧十字丝的固定拧紧十字丝的固定螺旋。螺旋。十字丝固定螺旋十字

38、丝固定螺旋3、水准管轴的检验与校正、水准管轴的检验与校正 目的：使水准管轴目的：使水准管轴/视准轴。视准轴。检验：检验：在平坦地面选相距在平坦地面选相距80m左右左右A、B两点，置水两点，置水 准仪于中点准仪于中点C，用变动仪器高法（两次高差之，用变动仪器高法（两次高差之 差差3mm）测定两点之间）测定两点之间 的高差的高差h0=a1-b1；i角角 视准轴与水准管轴之间的夹角；视准轴与水准管轴之间的夹角；前后视距相等可以消除。前后视距相等可以消除。ABiia1a1b1C仪器搬A点附近，测得高差 h=a2b2；若 h=h0，则水准管轴/视准轴；若 h不等于h0，则存在i角。如图：式中：DAB 为

39、AB两点之间的距离 b2b2应ABiiia1a1a2b1C2 对于DS3水准仪，当 时，则需校正。3、校正 转动微倾螺旋，使 （此时视准轴水平，水准管气泡不居中）。调节水准管校正螺丝，使符合气泡居中。误差来源：仪器误差+观测误差+外界条件的影响 一、仪器误差 1、仪器校正后的残余误差主要是i角误差。（前后视距相等可消除）2、水准尺误差 包括刻划不准、尺长变化、尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，前后视 尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）二、观测误差二、观测误差 1、视差（仔细调焦可消除）、视差（仔细调焦可消除）2、读数误差（减小视线长度、读数认真果断）、读数误差（减小视线长度、读数认真果断）

40、3、水准气泡居中误差（符合后立即读数）、水准气泡居中误差（符合后立即读数）4、水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中）、水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中）三、外界条件的影响三、外界条件的影响 1、仪器下沉（踩紧脚架、减少观测时间）、仪器下沉（踩紧脚架、减少观测时间）2、尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数）、尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数）3、地球曲率和大气折光（前后视距相等可消除）、地球曲率和大气折光（前后视距相等可消除）4、大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天气）、大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天气）(7)(7)测测量量者者要要严严格格执执行行操操作作规规程程，工工作作要要细细心心，加

41、加强校核。强校核。注意事项注意事项(1)(1)测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基本相等。本相等。(2)仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。(3)(3)估数要准确，读数时要仔细对光，消除视差。估数要准确，读数时要仔细对光，消除视差。(4)(4)检查塔尺相接处是否严密。保证扶尺竖直。检查塔尺相接处是否严密。保证扶尺竖直。(5)(5)记录要原始，字迹整齐、清楚，端正。记录要原始，字迹整齐、清楚，端正。(6)(6)读数时，记录员要复诵，以便核对读数时，记录员要复诵，以便核对。自动安平水准仪 自

42、动安平水准仪利用自动安平补偿器代替 水准管，使视准轴水平。特点：1、视准轴自动安平；2、提高水准测量精度；3、减少操作步骤，提高工作效率。精密水准仪主要用于一、二等水准测量和精密工程测量。特点：1、结构精密、性能稳定、测量 精度高；2、望远镜放大率不小于40倍；3、水准管分划值为10/2mm；4、采用光学测微器读数，可直 接到0.1mm，估读到0.01mm；5、配专用精密水准尺；操作方法与DS3水准仪基本相同。精密水准仪的水准尺及读数因瓦水准尺苏光DSZ2蔡司Ni004电子水准仪1.1.采用条纹编码的标尺长度注记方式。采用条纹编码的标尺长度注记方式。2.2.采用摄像技术，对标尺测量进行摄像观采

43、用摄像技术，对标尺测量进行摄像观测。测。3.3.自自动动实实现现图图象象的的数数字字化化处处理理以以及及观观测测数数据的测站显示、检核、运算等据的测站显示、检核、运算等。激光水准仪 激光水准仪有水准仪、激光器、电源等组成。特点：1、视准轴为一束 红色可见光。2、广泛应用于水平 场地的测设、大型设备安装。内置激光器、电源本本 章章 小小 结结一、水准测量原理、水准仪及使用一、水准测量原理、水准仪及使用1.1.水准仪的几何轴线及水准仪的几何轴线及 关系：关系：视准轴视准轴(CCCC)物镜光心与十字丝中点的连物镜光心与十字丝中点的连 线；线；水准管轴水准管轴(LLLL)水准管内壁圆弧零点的水准管内壁

44、圆弧零点的 切线；切线；圆水准器轴（圆水准器轴（L LL L）圆水准器内壁圆弧零点的圆水准器内壁圆弧零点的 法线；法线；竖轴（竖轴（VVVV）水准仪的旋转轴。水准仪的旋转轴。几何关系：几何关系：CCCCLLLL；L LL LVVVV；十字丝横丝水平。；十字丝横丝水平。2.2.水准仪技术操作方法：粗平水准仪技术操作方法：粗平瞄准瞄准精平精平读数。读数。往返水准路线：往返水准路线：f fh h=|=|h h往往|h h返返|二、普通水准测量方法二、普通水准测量方法1.1.高差计算：高差计算：h hi i=后视后视i i 前视前视 (i i=1=1，22n n站站)2.2.水准路线及高差闭合差水准路线及高差闭合差 闭合水准路线：闭合水准路线：fh=h附合水准路线：附合水准路线：f fh h=h h （H H终终 H H始始）