《土木工程测量》第02章水准测量原理解析课件.ppt

1、第二章 水准测量内容提要：2 21 1 水准测量概述水准测量概述2 22 2 水准测量原理水准测量原理2 23 3 微倾式水准仪和水准尺微倾式水准仪和水准尺2 24 4 水准测量的方法水准测量的方法2 25 5 微倾式水准仪的检验和校正微倾式水准仪的检验和校正 2 26 6 水准测量的误差分析水准测量的误差分析 高程测量概念（高程测量概念（Height Measurement）根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方法。然后计算出未知点的高程的方法。第二章第二章 水准测量水准测量高程测量的方法分类高程测量的方法分类1 1、水准测

2、量、水准测量(leveling)(leveling)2 2、三角高程测量三角高程测量(trigonometric leveling)(trigonometric leveling)3 3、气压高程测量气压高程测量(air pressure leveling)(air pressure leveling)4 4、GPSGPS测量。测量。(GPS leveling)(GPS leveling)水准点水准点(Bench Mark)通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点，一般用水准点，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。表示。有永久性和临时性两

3、种。一一.基本原理基本原理 利用水准仪提供的利用水准仪提供的“水平视线水平视线”，测量两点间高差，从而，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。由已知点高程推算出未知点高程。2-2 水准测量原理A后视点后视点 a后视读数后视读数B前视点前视点 b前视读数前视读数大地水准面大地水准面A BHA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 hABHB=HA+hABBAABHHhbahAB1 1、距离较近时：、距离较近时：hAB=h1+h2+hn =(a a1 1-b-b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+)+(a+(an n-b-bn n)=a-a-b b2 2

4、、距离较远或高差较大时高差计算：、距离较远或高差较大时高差计算：若若A A、B B 两点间布设一些过渡点（两点间布设一些过渡点（转点转点）1 1、2 2、33，将其分为，将其分为n n段，则用水准仪分别测得各段高差为段，则用水准仪分别测得各段高差为h h1 1，h h2 2 h hn n，则有：则有：HA大地水准面前进方向nIAa1h11b1a2II2h22bIIIaBABhHBhnnb2 23 3 微倾式水准仪和水准尺微倾式水准仪和水准尺 按按精度精度分为分为：DS05 DS1 DS3 DS10 D D指大地测量指大地测量 S S指水准仪指水准仪 数字数字1、3等指每公里往返高差测量中误差等

5、指每公里往返高差测量中误差 按按仪器构造仪器构造分为分为：微倾式水准仪微倾式水准仪 自动安平水准仪自动安平水准仪 激光水准仪激光水准仪 电子水准仪电子水准仪 一、水准仪一、水准仪DS3级微倾式水准仪的构造水准仪的三个组成部分：水准仪的三个组成部分：望远镜、水准器、基座望远镜、水准器、基座1、望远镜（、望远镜（telescope）物镜物镜 目镜目镜调焦透镜调焦透镜 十字丝分划板十字丝分划板 视准轴：视准轴：物镜光心与十字丝分划板中心的连线。物镜光心与十字丝分划板中心的连线。十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的，中间一根长十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的，中间一根长横丝称为横丝称为中丝中丝，与之垂

6、直的一根丝称为，与之垂直的一根丝称为竖丝竖丝，在中丝，在中丝上下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上、下丝上、下丝（又称（又称观距丝观距丝）。）。十字丝分划板十字丝分划板 水准器用于置平仪器。水准器有管水准器水准器用于置平仪器。水准器有管水准器(bubble tube)和圆水准器和圆水准器(circular bubble)两种。两种。u圆水准器圆水准器(circular bubble)：用于整平。用于整平。u水准管水准管(bubble tube)：用于精平。用于精平。2、水准器、水准器(bubble)管水准器管水准器由玻璃圆管制成，其内壁磨成一定半径R的圆弧，

7、如图2-7所示。将管内注满酒精或乙醚，加热封闭冷却后，管内形成的空隙部分充满了液体的蒸汽，称为水准气泡。因为蒸汽的比重小于液体，所以，水准气泡总是位于内圆弧的最高点。v符合气泡对中符合气泡对中水准管(a)(b)(c)泡气影像(2)圆水准器圆水准器v圆水准器的分划值，是顶盖球面圆水准器的分划值，是顶盖球面上上2mm弧长所对应的圆心角值，弧长所对应的圆心角值，水准仪上圆水准器的角值为水准仪上圆水准器的角值为8至至15(R=0.460.86m)。v圆水准器用于粗略整平仪器。圆水准器用于粗略整平仪器。v制造水准仪时，使圆水准器轴平制造水准仪时，使圆水准器轴平行于仪器竖轴。旋转基座上的三行于仪器竖轴。旋

8、转基座上的三个脚螺旋使圆水准气泡居中时，个脚螺旋使圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位置，从而圆水准器轴处于竖直位置，从而使仪器竖轴也处于竖直位置。使仪器竖轴也处于竖直位置。3、基座、基座 基座的作用是支承仪器的上部，用中心螺旋将基座连接到三脚架上。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。二、水准尺和和尺垫v水准尺水准尺(leveling staff)水准尺分为直尺、塔尺和折尺，其中直尺又分单面分划和双面分划两种。v尺垫尺垫(staff plate)放在转点上，以防水准尺下沉。三、微倾式水准仪的使用三、微倾式水准仪的使用操作程序：操作程序：联结联结粗平粗平瞄准瞄准精平精平读数读数 首先打

9、开三脚架，安置三脚架要求高度适当、架头大致水平并牢固稳妥，在山坡上应使三脚架的两脚在坡下一脚在坡上。然后把水准仪用中心连接螺旋连接到三脚架上，取水准仪时必须握住仪器的坚固部位，并确认已牢固地连结在三脚架上之后才可放手。粗平即粗略整平仪器。旋转脚螺旋粗平即粗略整平仪器。旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，仪器的竖轴大使圆水准气泡居中，仪器的竖轴大致铅垂，使望远镜的视准轴大致水致铅垂，使望远镜的视准轴大致水平。平。v（1 1）不论圆水准气泡在任何位置，）不论圆水准气泡在任何位置，先用任意两个脚螺旋使气泡移到通先用任意两个脚螺旋使气泡移到通过圆水准器零点并垂直于这两个脚过圆水准器零点并垂直于这两个脚螺旋连线

10、的方向上，如图（螺旋连线的方向上，如图（a a）所示，所示，如此可使仪器在这两个脚螺旋连线如此可使仪器在这两个脚螺旋连线的方向处于水平位置。的方向处于水平位置。a a123v（2）然后单独用第三个脚螺旋使气泡居中，如图（）然后单独用第三个脚螺旋使气泡居中，如图（b）所示所示如此使原两个脚螺旋连线的垂线方向亦处于水平位置，从而如此使原两个脚螺旋连线的垂线方向亦处于水平位置，从而使整个仪器整平。如仍有偏差，可重复以上两步操作。使整个仪器整平。如仍有偏差，可重复以上两步操作。b b123图形：粗平的操作方法示意图 c c123旋转脚螺旋方向与圆水准气泡移动方向的旋转脚螺旋方向与圆水准气泡移动方向的规

11、律规律是：是：左手拇指法则，或右手食指法则：左手拇指法则，或右手食指法则：(1)先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；先旋转两个脚螺旋，然后旋转第三个脚螺旋；(2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动，即旋转方向应相反。方向应相反。(3)气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向气泡移动的方向始终和左手大拇指移动的方向一致。一致。1 1方法：方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2 2、步骤、步骤v瞄准水准尺的操作由目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄四个瞄准水准尺的操作由目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄四个步骤组成，同时应注意消

12、除视差。步骤组成，同时应注意消除视差。v（1 1）目镜对光：将望远镜对向明亮处，转动目镜调焦螺旋，）目镜对光：将望远镜对向明亮处，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；使十字丝清晰；v（2 2）粗瞄：松开照准部的制动螺旋，利用望远镜上的准星）粗瞄：松开照准部的制动螺旋，利用望远镜上的准星从外部瞄准水准尺，再旋紧制动螺旋；从外部瞄准水准尺，再旋紧制动螺旋；v（3 3）物镜对光：旋转物镜调焦螺旋使尺像清晰，也就是使）物镜对光：旋转物镜调焦螺旋使尺像清晰，也就是使尺像落到十字丝平面上。尺像落到十字丝平面上。v（4 4）精瞄：旋转微动螺旋使十字丝的竖丝对准水准尺。）精瞄：旋转微动螺旋使十字丝的竖丝对准水准尺

13、。视视 差差v概念：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。动。v产生原因产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。v消除方法：消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。存在视差存在视差存在视差存在视差没有视差没有视差.精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1 1方法：方法：用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出

14、毫米数，每个读数必须有四位数。每个读数必须有四位数。米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。毫米估读。2 2规律：规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若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，即从下往上读。成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。实验一实验一 S3水准仪的认识与使用水准仪的认识与使用 v任务：任务：v 熟悉水准仪的结构及操作方法v 每人测二组数据，计算h判断高低。v方法：方法：v 两人立尺相距大约50m，两人操作水准仪,水准仪立在两尺的中间，测完两组数据之后互换。v注意事项：注意

15、事项：v （1）服从老师安排，遵守实验室纪律；v （2）领仪器时组长签名；v （3）注意仪器安全，装箱要到位，上锁；v （4）立尺时o点在下；v （5）仪器与尺垫不要放在松软的地上，以防误差过大。实验二实验二 两点高差往返测量两点高差往返测量 一、问题：一、问题：两点相矩较远，需多两点相矩较远，需多站连续观测站连续观测二、要求：二、要求：1、掌握水准测量的方、掌握水准测量的方法法 2、正确选择转点、正确选择转点三、测法：三、测法：1、实验任务、实验任务任选任选AB两点（注意位置），求两点（注意位置），求B点点高程高程（假定）（假定）往测：往测：2站，返测站，返测2站，站，闭合路闭合路线。线。返

16、往闭合差hhfh)2(返往允许闭合差hhFh)3(2、观测方法 BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.120h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.946h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.385h4=+0.3851.4221.304h h5 5=+0.118=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543h1=-0.543 (2)(2)先瞄准后视尺，读取后视读数值先瞄准后视尺，读取后视读数值a a1 1，并记并记入入五等水准测量记录表中五等水准测量记录表中。再照准前视尺，读取再照准前视尺，读取前视读数值前视读数值b b1 1，

17、并记入记录表中。至此完成了普通并记入记录表中。至此完成了普通水准测量水准测量一个测站一个测站的观测任务。的观测任务。(4)(4)将仪器搬迁到第将仪器搬迁到第站，把第站，把第站的后视尺移站的后视尺移到第到第站的转点站的转点ZDZD2 2上，把上，把原第原第站前视变成第站前视变成第站站的后视的后视。按。按(2)(2)步骤测出第步骤测出第站的后、前视读数值站的后、前视读数值a a2 2、b b2 2，并记入记录表中。并记入记录表中。(5)(5)重复上述步骤测至终点重复上述步骤测至终点B B为止。为止。(1)(1)将水准尺置于已知后视高程点将水准尺置于已知后视高程点A A和前视转点和前视转点ZDZD1

18、 1中间中间的的站。站。(3)(3)确认记录准确后，计算出确认记录准确后，计算出A A点和点和ZDZD1 1之间的高差。之间的高差。到此，完成第一个测站的工作到此，完成第一个测站的工作。四、记录与计算四、记录与计算468.0229.3)ba468.0079.0)h468.0000.160)ABHH 计算检核0.0790.5473.2293.697160.4680.0791.703B0.5471.5261.624ZD1已知A点高程=160.000160.0002.073A+备注高程高 差前视读数后视读数测点v计算检核v精度评定：（合格）v计算高程v（如数据不合格，又无时间返工，可以采用其他组的合

19、格数据填写实验报告）hhhFhhfmmF返往122返往hhHHAB五 注意事项：1、视距50m2、前后视距大致相等（不一定在两立尺点的连线上）3、高程点（A，B）不能放尺垫，转点必须放尺垫，往返测转点为不同点4、用中丝读数，不要误用上下丝5、尺子用黑面，不要立倒了，注意扶尺的正确姿势6、每次读数前要精平，每站粗平只需一次7、不要把实验手薄弄了草，严禁涂改。一、水准路线(leveling line)1 1闭合水准路线闭合水准路线(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

20、(annexed leveling line)(annexed leveling line)由已知点由已知点BM1BM1已知点已知点BM2BM23 3水准支线水准支线(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。2 24 4 水准测量的方法水准测量的方法图形：水准路线布设形式3.3.水准支线水准支线BMBM 1 1 2 2 1 1BMBM 2 2 3 3 4 41.1.闭合水准路线闭合水准路线2.2.附合水准路线附合水准路线BM1BM1BM2BM2 1 1 2 2 3 3二、水准测量的施测（外业）

21、二、水准测量的施测（外业）1、观测方法 BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.120h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.946h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.385h4=+0.3851.4221.304h h5 5=+0.118=+0.118前进方向1.1341.677TP1h1=-0.543h1=-0.543注意事项：v 两次仪器高法：高差之差两次仪器高法：高差之差h-h5mm2、记录与计算468.0229.3)ba468.0079.0)h468.0000.160)ABHH 计算检核0.0790.5473.2293.697160.468

22、0.0791.703B0.5471.5261.624ZD1已知A点高程=160.000160.0002.073A+备注高程高 差前视读数后视读数测点三、水准测量成果的检核三、水准测量成果的检核1、测站检核测站检核（1）双仪器高法双仪器高法 在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线(改变仪器高度应在改变仪器高度应在10cm以上以上)来测定相邻两点间的高差；来测定相邻两点间的高差；如果两次高差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小如果两次高差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小于于5mm，否则应重测。否则应重测。（2）双面尺法）双面尺法 用

23、双面尺法进行水准测量就是同时读取每一把水准尺的黑面和红面用双面尺法进行水准测量就是同时读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数，然后由前后视尺的黑面读数计算出一个高差，前后视尺的红分划读数，然后由前后视尺的黑面读数计算出一个高差，前后视尺的红面读数计算出另一个高差，以这两个高差之差是否小于某一限值来进行面读数计算出另一个高差，以这两个高差之差是否小于某一限值来进行检核。检核。在每一测站上仪器高度不变，这样可加快观测的速度。立尺点和水在每一测站上仪器高度不变，这样可加快观测的速度。立尺点和水准仪的安置同两次仪器高法。准仪的安置同两次仪器高法。2、水准路线的检核(3)水准支线：水准支线：fhh往往 h

24、返返 fhh往往 h返返 (2)闭合水准路线：闭合水准路线：fh=h(1)附合水准路线：附合水准路线：fh=h （H终终 H始始）实测值减去对应的理论值称为高程闭合差，用实测值减去对应的理论值称为高程闭合差，用fh表示表示 闭合差的大小反映了水准测量成果的精度。在各种不同闭合差的大小反映了水准测量成果的精度。在各种不同性质的水准测量中，都规定了高程闭合差的限值即性质的水准测量中，都规定了高程闭合差的限值即容许高容许高程闭合差程闭合差，用，用Fh表示。表示。一般水准测量的容许高程闭合差为：一般水准测量的容许高程闭合差为：铁路线路水准测量的容许高程闭合差则为：铁路线路水准测量的容许高程闭合差则为：

25、mmnFmmLFhh1240山地平地mmnFmmLFhh830四.高程闭合差的分配和高程的计算1、计算高程闭合差、计算高程闭合差(closing error)理测hhFh公式：公式：测理测hhhFh故对于闭合水准路线，有：故对于闭合水准路线，有：)(始终测理测HHhhhFh对于附合水准路线，有：对于附合水准路线，有：返往理测hhhhFh对于水准对于水准 支线，有：支线，有：2、分配高程闭合差 适用于山区适用于平原区容容nFLFhh1240 分配原则分配原则 分配公式分配公式（3 3）计算各待定点高程）计算各待定点高程ihiLLfvihinnfv五.水准测量成果整理实例 1213BM1 BM2、

26、BM3 BM41213BM1BM2BM3BM41.6+5.3311.8+2.4412.1+1.4241.7-1.7872.0-1.714水准路线的高程计算水准路线的高程计算 mmHHhfh46)438.205087.211(695.5)(起终mmLFh912.93030hhFf辅 助计 算+5.649-46+5.6959.2211.08713-1.724-10-1.7142.0212.811BM4-1.795-8-1.7871.7214.606BM3+1.413-11+1.4242.1213.193BM2+2.432-9+2.4411.8210.761BM1205.438+5.323-8+5.

27、3311.612654321高程(m)改正后高差(m)改正数(mm)高差(m)距离(km)点号2-52-5普通水准仪的检验与校正普通水准仪的检验与校正u圆水准轴圆水准轴LL LL 竖轴竖轴VVVVu横丝横丝VVVVu水准管轴水准管轴LLLL视准轴视准轴CCCCCCLLVVLL一、水准仪的轴线应满足的条件二.水准仪的检验和校正1、圆水准器的检验与校正、圆水准器的检验与校正（1 1）目的：）目的：使圆水准轴平行于仪器的竖轴使圆水准轴平行于仪器的竖轴（2 2）检验：）检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转旋转180，看气泡是否居中。，看气泡是否居中。（3 3）校正：）校正：用

28、三个脚螺旋使气泡向中央移用三个脚螺旋使气泡向中央移动一半动一半,再用三个再用三个“校正螺旋校正螺旋”，使气泡居，使气泡居中。中。（4 4）检验原理：）检验原理：圆水准器的校正圆水准器的校正2、十字丝横丝的检验与校正（1 1）目的：）目的：使十字丝的横丝垂直于竖轴，这样，当使十字丝的横丝垂直于竖轴，这样，当仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任意位置截取的读数均相同。意位置截取的读数均相同。（2 2）检验：）检验：整平后，用横丝的一端对准一固定点整平后，用横丝的一端对准一固定点P，转动微动螺旋，看转动微动螺旋，看P点是否沿着横丝移动。点是否沿着横丝移动。

29、（3 3）校正：）校正：旋下目镜处十字丝环外罩，转动左右旋下目镜处十字丝环外罩，转动左右2个个“校正螺丝校正螺丝”。（4 4）检验原理：）检验原理：若横丝垂直于竖轴，横丝的一端若横丝垂直于竖轴，横丝的一端照准目标后，当望远镜绕竖轴旋转时，横丝在照准目标后，当望远镜绕竖轴旋转时，横丝在垂直于竖轴的平面内移动，所以目标始终与横垂直于竖轴的平面内移动，所以目标始终与横丝重合。丝重合。十字丝横丝的检验与校正 3、水准管的检验和校正（1 1）目的：）目的：使水准管轴平行于视准轴，则当水准管使水准管轴平行于视准轴，则当水准管气泡符合时，视准轴处于水平位置。气泡符合时，视准轴处于水平位置。（2 2）检验：）

30、检验：在平坦的地面上选择相距在平坦的地面上选择相距40-60m40-60m的的A A、B B两点，两点，在两点打入木桩或放置尺垫。在两点打入木桩或放置尺垫。将水准仪安置在两点中间进行观测，得到两点将水准仪安置在两点中间进行观测，得到两点间的正确高差间的正确高差h h=a=a1 1-b-b1 1。再将水准仪安置再将水准仪安置ABAB的延长线方向上靠近的延长线方向上靠近B的的点点，再次测量再次测量A、B两点之间的高差，必须仍把两点之间的高差，必须仍把A点作为后视点，故所测高差为点作为后视点，故所测高差为h=a2-b2。22bahv如果 h=h=h，说明在测站所得的高差也是正确的，这也说明在测站观测

31、时视准轴是水平的，水准管轴平行于视准轴。v如果 hh h，说明存在 i角误差。AIA()a()bia1aiBhI1b2iIhBIIa2Ax2bSSSSihhhba2220iSSSxA（3 3）校正）校正 方法有二种：求远尺的正确读数求远尺的正确读数 a22=a a2 2-x xA A 校正水准管校正水准管 a a、先旋转微倾螺旋使读数改正至、先旋转微倾螺旋使读数改正至a2 2 ，此时，此时，CCCC水平，但水平，但LLLL不水平不水平 b b、调节水准管一端的校正螺旋使气泡复合（须反复操作）、调节水准管一端的校正螺旋使气泡复合（须反复操作）校正十字丝校正十字丝可用于自动安平水准仪可用于自动安平

32、水准仪 拨动十字丝上下两个拨动十字丝上下两个“校正螺丝校正螺丝”，使横丝对准，使横丝对准(a(a2 2)。实习:水准仪检校u实习目的实习目的:使学生掌握水准仪检验的项目及方法。使学生掌握水准仪检验的项目及方法。u仪器设备仪器设备:每组自动安平水准仪每组自动安平水准仪2 2台、水准尺台、水准尺2 2把。把。u实习任务实习任务:每组完成水准仪的圆水准器、十字丝横丝、水准管每组完成水准仪的圆水准器、十字丝横丝、水准管平行于视准轴（平行于视准轴（i i角）三项检验。角）三项检验。u说明说明:进行进行i i角检验时，要求用两次仪器高法来测量，以保证角检验时，要求用两次仪器高法来测量，以保证精度，才能把仪

33、器误差与观测误差区分开来。精度，才能把仪器误差与观测误差区分开来。v实验报告：实验报告：v （1 1）目估偏离量目估偏离量v （2 2）判断是否偏离）判断是否偏离v （3 3）填写数据，）填写数据，a a1 1.b.b1 1,h,a,h,a2 2,b,b2 2,h,S,S,h,S,S，并计算，并计算i i，a2 2,2-6水准测量误差及注意事项 来源有：仪器误差、操作误差、来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响外界条件影响一、仪器误差1、视准轴与水准管轴不平行引起的误差2、调焦引起的误差3、水准尺的误差1、视准轴不平行于水准管轴引起的误差（i角误差）影响：（单尺读数）一站高差：多站高差点（i

34、不变）：消减：每测站保持前后视距相等，或前后视距累积和相等id taniddtan21IAia1?iB?hI1bSiddtan212、调焦引起的误差v调焦透镜不沿着平行于光轴的直线移动v影响引起视准轴变化i角产生变化v消除保持前后视距相等（不必调整）（一人观测）1122tantanidid3、水准尺v该划不准确，零点误差，尺弯变形等v影响高差越大，影响越大，具有累积性质v消除检验标尺（偶数站）1 1、气泡居中误差（气泡没有严格符合）、气泡居中误差（气泡没有严格符合）v影响影响偶然性质偶然性质 视线越长，影响越大视线越长，影响越大v消减消减认真检查气泡符合（惯性）限制视线长度认真检查气泡符合（惯

35、性）限制视线长度50m50m2 2、估读误差（估读估读误差（估读mmmm不准）不准）v影响影响视差，估读能力（放大倍率）视差，估读能力（放大倍率）v消除消除注意消除视差，对称比较注意消除视差，对称比较 （偶然性质）（偶然性质）3 3、水准尺倾斜误差：（扶尺没有扶正）、水准尺倾斜误差：（扶尺没有扶正）v影响影响读数偏大，视线越高，影响越大读数偏大，视线越高，影响越大v在高差中可抵消部分在高差中可抵消部分v消减消减尺上装水准器，正确扶尺姿势尺上装水准器，正确扶尺姿势v摇尺法读数，前后仰俯读最小数摇尺法读数，前后仰俯读最小数 二、观测误差sm 1.0三、外界三、外界条件影响的误差条件影响的误差 仪器

36、下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力。仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力。1、仪器下沉和标尺尺垫下沉的影响v影响与土质有关，与时间长短有关v仪器下沉：后视t 前视 前视变小v搬站t尺垫下沉 后视变大 高差偏大v消减转点和测站选在坚实地面，踩紧尺垫与脚架v缩短观测时间v注意手不按仪器，不读数时尺放大v采用往返测，双面尺法采用后前前后的观测顺序图 6图 5AB2、地球曲率和大气折光的影响（1）曲率影响：（ab水平线，ab水准线）v对高差：v消除：保持前后视距相等（2）大气折光影响：（空气密度不匀引起折光，视线非直线）v影响：与曲率影响类似，视线向下弯曲（下层空气密度大）v

37、地面起伏大，影响大，视线距地面近，影响大，中午影响大，视线长影响大，其值 。v综合考虑：RSPPRRPPRRPRSR2222222222RSSPPbaba222Pr71Rsrpf243.0v消减保持前后视距相等（可抵消大部分）v选择有利观测时间v限制视线长度v控制视线长度3、气候的影响v影响太阳暴晒，风吹，气温变化等v消减打伞遮阳，风太大不宜测水准测量中应注意的主要事项：v1、测前检验仪器v2、每站保持前后视距相等v3、踩紧脚架和尺垫v4、消除视差，严格精平v5、扶正标尺作业：v3，11题做作业表v1，2，4，5，6，7，10作思考题 2-7自动安平、精密、电子水准仪简介一、自动安平水准仪一、

38、自动安平水准仪(compensator level)1原理原理望远镜的光路上加有一个补偿器。望远镜的光路上加有一个补偿器。自动安平水准仪反面自动安平水准仪反面自动安平水准仪后面自动安平水准仪后面自动安平水准仪反面自动安平水准仪反面自动安平水准仪正面自动安平水准仪正面自动安平水准仪照片自动安平水准仪照片3检校检校要增加一项补偿器的检验，即：转要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，破坏粗平，看警告指示窗是否出动脚螺旋，破坏粗平，看警告指示窗是否出现红色。现红色。2使用使用粗平后，望远镜内观察警告指示窗粗平后，望远镜内观察警告指示窗应全部呈绿色；最好状态是指示窗的三角形尖应全部呈绿色；最好状态是指

39、示窗的三角形尖顶与横指标线平齐。顶与横指标线平齐。二、精密水准仪二、精密水准仪(precise level)1、精密水准仪、精密水准仪提供精确的水平视线和提供精确的水平视线和精确读数；精确读数；2、精密水准尺、精密水准尺刻度精确刻度精确(铟瓦尺铟瓦尺invar invar leveling staff)leveling staff)。3、读数方法：v精平后，转动精平后，转动“测微螺旋测微螺旋”，使十字丝的楔，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。形丝精确夹准某一整分划线。v将整分划值和测微器中的读数合起来。将整分划值和测微器中的读数合起来。1.48655m三数字水准仪(digital level)及条纹码水准尺(coding level staff)优点优点:具有自动安平、显示读数和视距功能。具有自动安平、显示读数和视距功能。与计算机数据通讯，与计算机数据通讯，避免人为观测误差。避免人为观测误差。