第一水准测量课件.ppt

1、第一水准测量（优选）第一水准测量ABHA大地水准面大地水准面任意水准面任意水准面HBAHBH过过B点的点的水准面水准面ABh一、水准测量（高程测量的一种）一、水准测量（高程测量的一种）l l 水准测量：测量地面点高程的工作。水准测量：测量地面点高程的工作。目的：获得未知点的高程。目的：获得未知点的高程。方法：一般是通过测出已知点和未知点之间的方法：一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。1-1 水准测量的原理水准测量的原理水准仪水准仪水准尺水准尺后视读数后视读数前视读数前视读数前进方向前进方向l l水准测量：利用水

2、平视线来测量两点之间的高差。两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条水两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。二、水准测量的原理二、水准测量的原理AB ba 0 ba 0A B 0低于同高高于bahABv高差高差=后视读数后视读数a前视读数前视读数b注：注：观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所立尺为前视，背后所立尺为后视。立尺为前视，背后所立尺为后视。高差有高差有“+、-”-”号号此方法施测简单，且精度较高，所以是高程此方法施

3、测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。制测量、工程勘测和各项施工测量中。前进方向图2.1大地水准面HA+aHAAaHBhABbB例：图中已知例：图中已知A A点高程点高程H HA A=452.623m=452.623m，后视读数，后视读数a=1.571ma=1.571m，前视读数，前视读数b=0.685mb=0.685m，求，求h hABAB、h hBABA、B B点高程。点高程。解：解：h hABAB=1.571=1.5710.685=+0.886m0.685=+0.886m；h hBABA

4、=0.685=0.6851.571=1.571=0.886m0.886m；B B点高程为：点高程为：H HB B452.623452.6230.8860.886453.509m453.509m其他高程测量方法：其他高程测量方法：三角高程测量、GPS测量等。h hABAB的下标次的下标次序必须与测量的序必须与测量的前进方向一致。前进方向一致。abABhHH在图中在图中：测站：安置仪器的点（在测站：安置仪器的点（在图图2-3中中、）转点：标识为：转点：标识为：TP或或ZD，是传递高程的点是传递高程的点(1、2 )。三、连续水准测量三、连续水准测量两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若两点间距离较

5、长或高差较大时，在两点间设若 干转点，分干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。段测量高差，取各分段高差的总和。hAB=h1+h2+hn =(a a1 1-b-b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+)+(a+(an n-b-bn n)=a a(后视）后视）-b b（前视）（前视）在转点上先有前视读数在转点上先有前视读数后有后视读数。后有后视读数。（一）水准尺（一）水准尺 用优质木材或合金制成，要求用优质木材或合金制成，要求尺长稳定，刻划准确。尺长稳定，刻划准确。l l 最常用的有双面尺和塔尺两最常用的有双面尺和塔尺两种。种。双面尺双面尺 多用于三、四等及以下精度多用于三、四等及以下

6、精度的水准测量。的水准测量。(黑、红黑、红)水准尺，黑水准尺，黑面尺的尺底为零，红面尺尺底常数面尺的尺底为零，红面尺尺底常数4.687m4.687m和和4.787m4.787m。塔尺塔尺 用两节或三节套接在一起，能用两节或三节套接在一起，能伸缩，携带方便。伸缩，携带方便。一、水准尺和尺垫一、水准尺和尺垫1-2 水准测量的仪器及其使用水准测量的仪器及其使用读数方法：由小到大的读（倒像仪器从上到下）。气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用两手相对转动脚螺旋和，使气泡移到b的位置（如图b）。l当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，仪器竖轴竖直。DS05 和DS1 用于精密水准测量，DS3

7、 用于一般水准测量，DS10 则用于简易水准测量。二、闭合水准测量路线的成果计算994 HBHA=+0.最后旋紧所有固定螺丝。l 作用：它可以提供视线，瞄准目标，放大目标，仪器在 II 处，用微倾螺旋使远点A的读数从a2改变到a2=b2+h1。否则，需要检查原因，重新观测。l 仪器校正后的残余误差（i角误差）2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝定义：水准管2 mm 的弧长所对圆心角，即气泡每移动一 格时，水准管轴所倾斜的角值。l 此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。注意：瞄准水准尺时必须消除视差。在转点上先有前

8、视读数后有后视读数。在转点上先有前视读数后有后视读数。以上检验校正要反复进行，直到i角小于20为止。物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。l l 尺垫是在转点上放置水尺垫是在转点上放置水准尺用的，尺垫可使转点准尺用的，尺垫可使转点稳固，防止下沉。稳固，防止下沉。l l 用钢板或铸铁制成，一用钢板或铸铁制成，一般为三角形，中央有一突般为三角形，中央有一突出的半球体，下方有三个出的半球体，下方有三个尖脚（见图尖脚（见图2-6）。）。l l 用时把三个尖脚踩入土用时把三个尖脚踩入土中，把水准尺立在突出的中，把水准尺立在突出的圆顶上。圆顶上。（二）尺垫（二）尺垫 二、水准仪的种类二、水准仪的种类1 1

9、按构造分：按构造分：l l 光学水准仪光学水准仪 l l 微倾式水准仪微倾式水准仪：用水准管来获得水平视线；：用水准管来获得水平视线；l l 自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。l l 电子水准仪电子水准仪 2 2 按仪器精度：按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。四个等级。DS05 和和DS1 用于精密水准测量，用于精密水准测量，DS3 用于一般水用于一般水准测量，准测量，DS10 则用于简易水准测量。工程常用则用于简易水准测量。工程常用DS3 水准仪，水准仪，（用于三四等水准及以下的水准测量）（用于三四等水准及以下的水准测量）

10、。此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。为了保证测量成果的精度，需要分析研究产生误差的原因，并采取措施消除或减小误差的影响。l零点误差：尺底的刻划值与理论值之差，可采用偶数站或使用一根水准尺消除。然后单独转动脚螺旋使气泡居中。则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。l用双仪高法测得A B两点的高差h1=a1-b1L水准路线长度，以Km为单位l零点误差：尺底的刻划值与理论值之差，可采用偶数站或使用一根水准尺消除。l 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。（二）十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正内业：评定测量精度，进行新建水准点的高程计算注意：瞄准水准尺时必须消除视差。若P点移动的

11、轨迹离开了横丝，则说明横丝与竖轴不垂直，需要校正。l 精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中心与竖丝重合（或在竖丝附近）拨动上下校正螺丝时，应先松一个再紧另一个逐渐改正，当最后校正完毕时，所有校正螺丝都应适度旋紧。检核：各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符号相反，即 vi=-fh 。（一）（一）DSDS3 3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造 三、三、DS3微倾式水准仪的构造及使用微倾式水准仪的构造及使用132765498101412131115161.1.微倾螺旋；微倾螺旋；2.2.分划板护罩；分划板护罩；3.3.目镜；目镜；4.4.物镜调焦螺旋；物镜调焦螺旋；5.5.制动螺旋；

12、制动螺旋；6.6.微动微动螺旋；螺旋；7.7.底板；底板；8.8.三角压板；三角压板；9.9.脚螺旋；脚螺旋；10.10.弹簧帽；弹簧帽；11.11.望远镜；望远镜；12.12.物镜；物镜；13.13.管水准器；管水准器；14.14.圆水准器；圆水准器；15.15.连接小螺钉；连接小螺钉；16.16.轴座轴座 望远镜、水准器、基座望远镜、水准器、基座目镜微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜左右微动螺旋水平制动螺旋脚螺旋准星 1）物镜：使目标的成像落在十字丝）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。板前后。2）目镜：放大十字丝和目标的成像。）目镜：放大十字丝和目标的成像。3）调焦透镜：使目标的成像与十字）调焦透

13、镜：使目标的成像与十字丝重合。丝重合。4）十字丝分划板：竖丝是为了瞄准十字丝分划板：竖丝是为了瞄准目标，中丝（单丝或。目标，中丝（单丝或。1 1望远镜望远镜中丝（横丝）中丝（横丝）竖丝竖丝视距丝视距丝 l l 作用：它可以提供视线，瞄准目标，放大目标，作用：它可以提供视线，瞄准目标，放大目标，提高瞄准和读数精度。提高瞄准和读数精度。l l 构造：物镜、目镜、对光构造：物镜、目镜、对光 透镜和十字丝分划板。透镜和十字丝分划板。l l 气泡居中：当气泡的中心点气泡居中：当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，与零点重合时，称气泡居中，视线水平。视线水平。l DS3 型水准管分划值一般为型水准管分划

14、值一般为 20/2 mm。l 定义定义：水准管：水准管2 mm 的弧长所的弧长所对圆心角对圆心角，即气泡每移动即气泡每移动一一 格时，水准管轴所倾斜的格时，水准管轴所倾斜的角值。角值。0 点 2mmRoLL2062652 R2 2水准器（水准器（管水准器和圆水准器）管水准器和圆水准器）（1）管水准器）管水准器 反映视线是否水平，用于精平。反映视线是否水平，用于精平。l l 水准管的零点：管面上刻有间隔为水准管的零点：管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的分划线，分划线的对称中心的对称中心O称。称。l 符合水准器符合水准器 为了提高调整气泡居中的精度和速为了提高调整气泡居中的精度和速度，在水

15、准管的上方安有符合棱镜度，在水准管的上方安有符合棱镜系统。通过符合棱镜的折光作用，系统。通过符合棱镜的折光作用，将气泡各半个影像反映在望远镜的将气泡各半个影像反映在望远镜的观察窗中观察窗中，精度约可提高一倍。精度约可提高一倍。微倾螺旋微倾螺旋符合气泡符合尚未符合（1）管水准器 反映视线是否水平，用于精平。206265。塔尺 用两节或三节套接在一起，能伸缩，携带方便。=(a1-b1)+(a2-b2)+用优质木材或合金制成，要求尺长稳定，刻划准确。烈日直晒仪器和大风影响水准管气泡的整平。2水准器（管水准器和圆水准器）最后旋紧所有固定螺丝。l 此种布设形式亦可对成果进行可靠l 最常用的有双面尺和塔尺

16、两种。此时视准轴处于水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。（2）圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平为了减小气泡居中误差的影响，应对视线长加以限制，观测时应尽量使气泡精确地居中或符合。三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下。内业：评定测量精度，进行新建水准点的高程计算为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。原因：目标象没有落在十字丝面上，l 高差闭合差的容许值，一般用 fh容表示。用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合，l l 圆水准器：一个封闭的圆形玻璃容器，圆水准器：一个封闭的圆形玻璃容器，顶面内壁是球面，球面中央有一圆圈。顶面内壁是球面，球面中央有一圆

17、圈。l l 水准器零点水准器零点:圆圈圆心称为圆圈圆心称为。l l当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，仪器竖轴竖直。竖直，仪器竖轴竖直。l l圆水准器的分划值圆水准器的分划值:气泡中心偏离零气泡中心偏离零点点2 mm的弧长所对圆心角的大小。的弧长所对圆心角的大小。l DS3圆水准器分划值为圆水准器分划值为8 10/2 mm。由于它的精度较低，故只用于仪器的由于它的精度较低，故只用于仪器的粗略整平。粗略整平。（2）圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平）圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平 LL2 mm打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝烈日直

18、晒仪器和大风影响水准管气泡的整平。l 精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中心与竖丝重合（或在竖丝附近）例：图中已知A点高程HA=452.l当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，仪器竖轴竖直。1）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。l 高差闭合差的容许值，一般用 fh容表示。再用校正针拨动圆水准器的三个校正螺丝使气泡居中。注意：瞄准水准尺时必须消除视差。烈日直晒仪器和大风影响水准管气泡的整平。内业：评定测量精度，进行新建水准点的高程计算DS05 和DS1 用于精密水准测量，DS3 用于一般水准测量，DS10 则用于简易水准测量。l水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。623m，后视读数

19、a=1.（二）DS3微倾式水准仪的使用三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下。1）计算各测段高差改正数:(表1-3中第6列）l 水准点的等级及埋设一、水准测量（高程测量的一种）3基座基座l l 用于置平仪器，它支撑仪器用于置平仪器，它支撑仪器的上部使其在水平方向上转的上部使其在水平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚动，并通过连接螺旋与三脚架连接。架连接。l l 基座主要由轴座、脚螺旋、基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板构成。三角压板和底板构成。调节三个脚螺旋可使圆调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中，使仪器水准器的气泡居中，使仪器粗略整平。粗略整平。水准器望远镜基座三脚架V

20、V（二）二）DSDS3 3微倾式水准仪的使用微倾式水准仪的使用 微倾式水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准微倾式水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数等操作步骤。尺、精平与读数等操作步骤。1 1安置仪器安置仪器 l l 在测站上安置三脚架，架头大致水平。在测站上安置三脚架，架头大致水平。l l 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。2 2粗略整平（粗平）粗略整平（粗平）l l 粗平概念：用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴粗平概念：用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而使视准轴粗略水平。大致铅直，从而使视

21、准轴粗略水平。l l 气泡的移动方向气泡的移动方向 与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致 l操作：（操作：（气泡的移动方向与左手大拇指（右手的食指）运动的方气泡的移动方向与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致向一致）w气泡未居中而位于气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用处，则先按图上箭头所指的方向用两手两手相对转动脚螺旋和，相对转动脚螺旋和，使气泡移到使气泡移到b的位置（如图的位置（如图b）。）。w然后然后单独转动脚螺旋单独转动脚螺旋使气泡居中。如有偏差可重复进行使气泡居中。如有偏差可重复进行。3 3瞄准水准尺瞄准水准尺 l l 目镜

22、对光：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像目镜对光：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像清晰。清晰。l l 粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线，粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线，制动望远镜。制动望远镜。l l 物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。标成像清晰。l l 精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中心与竖丝重合（或在竖丝附近）心与竖丝重合（或在竖丝附近）注意：瞄准水准尺时必须消除视差。注意：瞄准水准尺时必须消除视差。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；目镜调焦，使十字丝

23、最清晰；物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。视差：视差：则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字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。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。原因：原因：目标象没有落在十字丝面上，目标象没有落在十字丝面上，l l 精平：转动微倾螺旋使精平：转动微倾螺旋使符合水准管气泡居中。符合水准管气泡居中。l l读数：用十字丝横丝切读数：用十字丝横丝切尺上的刻划直接读出米、尺上的刻划直接读出米、分米和厘米数，并估读出分米和厘米数，并估读出毫米数，保

24、证每个读数均毫米数，保证每个读数均为四位数，即使某位数是为四位数，即使某位数是零也不可省略。（精平才零也不可省略。（精平才能读数）能读数）读数方法：读数方法：由小到大的读（倒像仪器从上到下）。由小到大的读（倒像仪器从上到下）。图的读数为图的读数为:1.258m。4 4精平与读数精平与读数 bc水准测量的水准测量的瞄准与读数瞄准与读数 a0.7250.7256.2516.2511.5341.534一、水准点及其等级一、水准点及其等级l l 水准点（水准点（Bench Mark），通过水准测量建立的高程控制点，），通过水准测量建立的高程控制点，工程上常用工程上常用BM来标记。来标记。l l 水准点

25、的等级及埋设水准点的等级及埋设w w 国家水准点分为一、二、三、四等四个等级，按规范要求埋国家水准点分为一、二、三、四等四个等级，按规范要求埋设永久性标石标记。三、四等水准点一般用混凝土标石制成，设永久性标石标记。三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下。深埋到地面冻结线以下。w w 墙上水准点墙上水准点1-3 水准测量的方法水准测量的方法外业：外业：用水准路线测量方法在新建水准点和已知水准用水准路线测量方法在新建水准点和已知水准 点之间进行高程测量；点之间进行高程测量；内业：内业：评定测量精度，进行新建水准点的高程计算评定测量精度，进行新建水准点的高程计算二、水准仪的种类99

26、4 HBHA=+0.l 高差闭合差的容许值，一般用 fh容表示。l 精平：转动微倾螺旋使符合水准管气泡居中。l 把将仪器搬至 II 点（距B点略大于2米），测得A、B两点高差h2=a2-b2最后应注意旋紧固定螺丝。L水准路线长度，以Km为单位2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。l 圆水准器的分划值:气泡中心偏离零点2 mm的弧长所对圆心角的大小。方法：一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。l支水准路线，应将闭合差反号平均分配在往测和返测的实测高差上为了保证测量成果的精度，需要分析研究产生误差的原因，并采取措施消除或减小误差的影响

27、。目的 使LLVV，圆水准器气泡居中时，竖轴位于铅垂位置。1m）所得高差之差不超过5 mm，则认为符合要求，并取其平均值作为最后结果，否则，必须重测。物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。检验 水准仪整平后，先用十字丝横丝的一端切准一个点状目标P，若P点始终在横丝上移动，说明横丝已与竖轴垂直；l 作用：它可以提供视线，瞄准目标，放大目标，（三）水准管轴平行于视准轴的检查与校正（一）圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正w w 施工测量使用的水准点施工测量使用的水准点临时性标志，例如临时性标志，例如:木桩或大铁钉打入地面，也可在地面上突木桩或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水泥面

28、、台阶等处用红油漆标记。出的坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。3 3.支水准路线支水准路线BM.ABM.ATBM1TBM1TBM2TBM2TBM1TBM1BM.ABM.ATBM2TBM2TBM3TBM3TBM4TBM41.1.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BM.ABM.ABM.BBM.BTBM1TBM1TBM2TBM2TBM3TBM3二、水准路线二、水准路线-进行水准测量的路线，有已知水准点和进行水准测量的路线，有已知水准点和新建水准点组成。新建水准点组成。三、水准测量的施测方法三、水准测量的施测方法v水准点水准点A为已知点，高程为为已知点，高程为51.

29、903 m；vB为待定高程的点为待定高程的点；v施测过程施测过程 （见表（见表1-1）点号点号水准尺读数水准尺读数高高 差差高高 程程备备 注注后视后视前视前视+BMA已知高程点已知高程点TP1TP2TP3TP4BMB 6.7855.7911.1620.168计算检核计算检核ab=+0.994 h=+0.994 HBHA=+0.994表表1-1水准测量记录手簿（记录、计算）水准测量记录手簿（记录、计算）0.2310.5350.3960.0630.10551.90352.897 1.3391.4021.4181.5191.1871.2420.9841.2671.3470.871四、水准测量的检核

30、四、水准测量的检核 为了保证水准测量成果的正确可靠，为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。检核的方法主要有以下必须进行检核。检核的方法主要有以下几种：几种：1.1.测站检核测站检核 2.2.计算检核计算检核 3.3.路线检核路线检核1.1.测站检核测站检核-对每一站高差进行检核，避免错误对每一站高差进行检核，避免错误通常采用以下两种方法：通常采用以下两种方法：（1 1）变动仪器高法：）变动仪器高法：在一个测站上在一个测站上变动仪高（变动仪高（0.1m0.1m）所得）所得高差之差不超过高差之差不超过5 mm，则认为符合，则认为符合要求，并取其平均值作为最后结果，要求，并取其平均值作为最后

31、结果，否则，必须重测。否则，必须重测。（2）双面尺法：）双面尺法：利用同一水准尺红面与黑面两次测得利用同一水准尺红面与黑面两次测得高差之差在容许值范围内（高差之差在容许值范围内（5,mm）则取其平均值作为该测站观测高差。则取其平均值作为该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。否则，需要检查原因，重新观测。2.2.计算检核计算检核在每一测段结束后或手簿上每一页之末，必须进在每一测段结束后或手簿上每一页之末，必须进行计算检核。行计算检核。表表1-1中中:（1）a b=h=0.994 说明高差的计算是正确的。说明高差的计算是正确的。（2）HB HA=h 说明高程的计算也是正确的。说明高程的计算

32、也是正确的。如不相等，则计算中必有错误，应进行检查。如不相等，则计算中必有错误，应进行检查。3.3.路线检核（成果检核）路线检核（成果检核）-计算路线闭合差，检计算路线闭合差，检验整条路线测量精度验整条路线测量精度l l 方法：是按水准路线的布设形式求出高差闭合差方法：是按水准路线的布设形式求出高差闭合差并与限差比较：并与限差比较：高差闭合差高差闭合差 =实测高差理论高差实测高差理论高差 0.l 高差闭合差的容许值，一般用 fh容表示。l 气泡居中：当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，视线水平。求改正后B点的高程(按图根水准测量精度要求计算)。主要的误差来源：2 按仪器精度：DS05、DS

33、1、DS3、DS10 四个等级。目的 使LLVV，圆水准器气泡居中时，竖轴位于铅垂位置。2）目镜：放大十字丝和目标的成像。为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。l 目镜对光：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像清晰。打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝571m，前视读数b=0.206265。（1）a b=h=0.1）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。二、闭合水准测量路线的成果计算水准点A为已知点，高程为51.此时视准轴处于水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。三、支水准测量路线的成果计算三、支水准测量路线的成果计算l l支水准路线（往返或两组并测）是闭合支水准路

34、线（往返或两组并测）是闭合水准路线特例（两点）水准路线特例（两点）l l支水准路线，应将闭合差反号平均分配支水准路线，应将闭合差反号平均分配在往测和返测的实测高差上在往测和返测的实测高差上 当高差闭合差小于限差时，亦可当高差闭合差小于限差时，亦可 hi=（hi往往 hi返返）2【例题例题】在在A、B间进行往返水准测量间进行往返水准测量,已知已知HA=53.218 m,h往往=+0.165 m,h返返=0.183 m,AB间路线长间路线长L=2 km,求改正后求改正后B点的高程点的高程(按图根水准测量精度要求计算按图根水准测量精度要求计算)。m018.0183.0165.0返往hhfh，容容hh

35、hfffmm57240m174.0009.0165.0)2(hfhh往往m174.0009.0183.0)2(hfhh返返m392.53174.0218.53返往hHhHHAAB【解解】高差闭合差：高差闭合差：容许高差闭合差：容许高差闭合差：改正后往测高差：改正后往测高差：改正后返测高差：改正后返测高差：B点高程：点高程：1）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。水准尺下沉：“往返测”可以减弱水准尺下沉的影响。为了提高调整气泡居中的精度和速度，在水准管的上方安有符合棱镜系统。三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下。l零点误差：尺底的刻划值与理论值之差，可采用偶数站或使用一根水准

36、尺消除。方法：一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。最后旋紧所有固定螺丝。物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。主要的误差来源：气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用两手相对转动脚螺旋和，使气泡移到b的位置（如图b）。994 h=+0.1）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。685m，求hAB、hBA、B点高程。1-3 水准测量的方法二、水准仪的种类（三）水准管轴平行于视准轴的检查与校正检验 水准仪整平后，先用十字丝横丝的一端切准一个点状目标P，若P点始终在横丝上移动，说明横丝已与竖轴垂直；hAB=h1+h2+hn571m，前视读数b=0.5）

37、计算各测段的改正后的高差l检校的时间：检校的时间：l购进仪器之后购进仪器之后l长途运输之后长途运输之后l项目开工之后项目开工之后l出现问题之后出现问题之后l检校目的：使仪器各种轴系关系处于正常状态。检校目的：使仪器各种轴系关系处于正常状态。1-5 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正CCLLVVLLl水准仪的主要轴、线：水准仪的主要轴、线：v视准轴视准轴CCv水准管轴水准管轴LLv仪器竖轴仪器竖轴VVv圆水准器轴圆水准器轴L L v十字丝横丝（中丝）十字丝横丝（中丝）l轴线之间应满足的几何条件轴线之间应满足的几何条件vL L VVv横丝横丝VVvLLCC（最重要）（最重要）图图 2-24（一）

38、圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正（一）圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使使L L VV，圆水准器气泡居中时，竖，圆水准器气泡居中时，竖轴位于铅垂位置。轴位于铅垂位置。l检验检验 （1）旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中）旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中 （2）将望远镜水平方向绕竖轴旋转）将望远镜水平方向绕竖轴旋转180，若，若气泡仍居中，则气泡仍居中，则L L VV，若气泡偏离，则，若气泡偏离，则需进行校正。需进行校正。l校正校正 v先用脚螺旋使气泡向中先用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量的一央方向移动偏离量的一半；半；v稍松中间的固定螺丝稍松中间的固定螺丝（有的仪器无此螺丝）；（有

39、的仪器无此螺丝）；v再用校正针拨动圆水准再用校正针拨动圆水准器的三个校正螺丝使气器的三个校正螺丝使气泡居中。泡居中。l重复上述的检验和校正，重复上述的检验和校正，使仪器上部旋转到任何位使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。置气泡都能居中为止。l最后应注意旋紧固定螺丝。最后应注意旋紧固定螺丝。（二）十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正（二）十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使横丝使横丝VV，当，当仪器粗略整平后，横丝仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任基本水平，用横丝上任意位置所得读数均相同。意位置所得读数均相同。l 检验检验 水准仪整平后，先用十字丝横丝的一端切准一水准仪

40、整平后，先用十字丝横丝的一端切准一个点状目标个点状目标P，若，若P点始终在横丝上移动，说明横丝已点始终在横丝上移动，说明横丝已与竖轴垂直；若与竖轴垂直；若P点移动的轨迹离开了横丝，则说明点移动的轨迹离开了横丝，则说明横丝与竖轴不垂直，需要校正。横丝与竖轴不垂直，需要校正。l校正校正 v打开十字丝分划板的护打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝分划板的固定螺丝v松开这些固定螺丝松开这些固定螺丝v用手转动十字丝分划板用手转动十字丝分划板座，使横丝的另一端与座，使横丝的另一端与目标相切。目标相切。v反复试验使横丝的两端反复试验使横丝的两端都能与目标相切，则校都能

41、与目标相切，则校正完成。正完成。v最后旋紧所有固定螺丝。最后旋紧所有固定螺丝。检验方法：检验方法：l l 在平坦之地选相距在平坦之地选相距6080 m的的A、B两点，在两点两点，在两点 打入木桩；打入木桩；l l 水准仪置于水准仪置于 I 点（点（A、B两点的中点），两点的中点），l l用双仪高法测得用双仪高法测得A B两点的高差两点的高差h1=a1-b1l l 把将仪器搬至把将仪器搬至 II 点（距点（距B点略大于点略大于2 2米），测得米），测得A、B两点高差两点高差h2=a2-b2（三）水准管轴平行于视准轴的检查与校正（三）水准管轴平行于视准轴的检查与校正检验目的检验目的 当水准管气泡符

42、合时，视准轴当水准管气泡符合时，视准轴就处于水平位置，使读数正确。就处于水平位置，使读数正确。a2 a2 a1l l 如果如果h2=h1，说明水准管轴与视准轴平行，即，说明水准管轴与视准轴平行，即i=0。如果。如果h2h1则说明存在则说明存在 i 角误差角误差：式中式中 =h2-h1=a2-a2 两点所测高差之差；两点所测高差之差；DABA、B两点间的距离；两点间的距离；206265。当当或或i角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。l对于对于DS3水准仪，要求水准仪，要求i角不大于角不大于20，否则应进行校正。，否则应进行校正。ABDi a2 a2 a1l

43、仪器在仪器在 II 处，用微倾螺旋使远点处，用微倾螺旋使远点A的读数从的读数从a2改变到改变到a2=b2+h1。此时视准。此时视准轴处于水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。轴处于水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。l用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合，用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合，则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。水准管的校则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。水准管的校正螺丝，校正时先松动左右两校正螺丝，然后拨上下两校正螺丝使气泡符正螺丝，校正时先松动左右两校正螺丝，然后拨上下两校正螺丝使气泡符合。拨动上下校正螺丝

44、时，应先松一个再紧另一个逐渐改正，当最后校正合。拨动上下校正螺丝时，应先松一个再紧另一个逐渐改正，当最后校正完毕时，所有校正螺丝都应适度旋紧。以上检验校正要反复进行，直到完毕时，所有校正螺丝都应适度旋紧。以上检验校正要反复进行，直到i角小于角小于20为止为止。1-6 水准测量的误差分析水准测量的误差分析 为了保证测量成果的精度，需要分析研究产生为了保证测量成果的精度，需要分析研究产生误差的原因，并采取措施消除或减小误差的影响。误差的原因，并采取措施消除或减小误差的影响。主要的误差来源：主要的误差来源：v仪器仪器v观测者观测者v外界条件外界条件一、仪器误差一、仪器误差 l l 仪器校正后的残余误

45、差（仪器校正后的残余误差（i角误差角误差）此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。l l在测量中，保持前视和后视的距离相等，可消除该误差。在测量中，保持前视和后视的距离相等，可消除该误差。l l因某种原因某一测站的前视（或后视）距离较大，那么因某种原因某一测站的前视（或后视）距离较大，那么就在下一测站上使后视（或前视）距离较大，可使误差得到就在下一测站上使后视（或前视）距离较大，可使误差得到补偿。补偿。l l 水准尺的误差水准尺的误差 l l 尺长误差尺长误差：尺长变化、弯曲引起的误差，检验合格使用。：尺长变化、弯曲引起的误差，检验合格使用。l l 刻划误差：刻

46、划不准确引起的误差，检验合格使用。刻划误差：刻划不准确引起的误差，检验合格使用。l l零点误差：尺底的刻划值与理论值之差，可采用偶数站零点误差：尺底的刻划值与理论值之差，可采用偶数站或使用一根水准尺消除。或使用一根水准尺消除。二、观测误差二、观测误差l气泡居中的误差气泡居中的误差 气泡居中的精度即水准管的灵敏度，它主要决定于水准管气泡居中的精度即水准管的灵敏度，它主要决定于水准管的分划值。为了减小气泡居中误差的影响，的分划值。为了减小气泡居中误差的影响，应对视线长加以应对视线长加以限制，观测时应尽量使气泡精确地居中或符合限制，观测时应尽量使气泡精确地居中或符合。l读数误差读数误差 估读的误差与

47、人眼的分辨能力、望远镜的放大率以及视线估读的误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率以及视线的长度有关。的长度有关。l视差影响视差影响l水准尺倾斜误差水准尺倾斜误差v水准尺倾斜会使读数增大：水准尺倾斜会使读数增大：装有水准器的水准尺、摇尺法可装有水准器的水准尺、摇尺法可消除。消除。注意：瞄准水准尺时必须消除视差。994 h=+0.水准尺倾斜会使读数增大：装有水准器的水准尺、摇尺法可消除。此项误差与仪器至立尺点的距离成正比。l 水准仪置于 I 点（A、B两点的中点），l 精平：转动微倾螺旋使符合水准管气泡居中。BMA、BMB为已知高程的水准点;1-3 水准测量的方法165 m,h返=0.两点间距离较

48、长或高差较大时，在两点间设若 干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。1-4 水准测量的成果计算2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。2）判断闭合差是否超限用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合，二、闭合水准测量路线的成果计算2 按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。再用校正针拨动圆水准器的三个校正螺丝使气泡居中。为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。当或i角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。3）调焦透镜：使目标的成像与十字丝重合。工程常用DS3 水准仪，（用于三四等水准及以下的水准测量）。l 精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中

49、心与竖丝重合（或在竖丝附近）三、支水准测量路线的成果计算l 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。l在测量中，保持前视和后视的距离相等，可消除该误差。BMA、BMB为已知高程的水准点;检验目的 当水准管气泡符合时，视准轴就处于水平位置，使读数正确。仪器在 II 处，用微倾螺旋使远点A的读数从a2改变到a2=b2+h1。l当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，仪器竖轴竖直。l 自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。（2）将望远镜水平方向绕竖轴旋转180，若气泡仍居中，则LLVV，若气泡偏离，则需进行校正。（一）圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正（2）将望远镜水平方向绕竖轴旋转180，若气泡

50、仍居中，则LLVV，若气泡偏离，则需进行校正。685m，求hAB、hBA、B点高程。工程常用DS3 水准仪，（用于三四等水准及以下的水准测量）。则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。l 粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线，制动望远镜。按普通水准测量的方法测得各测段的观测高差和水准路线的长度三、外界条件的影响三、外界条件的影响仪器下沉和水准尺下沉仪器下沉和水准尺下沉v仪器下沉仪器下沉：“后、前、前、后后、前、前、后”的观测程的观测程序，可减弱其影响。序，可减弱其影响。v水准尺下沉水准尺下沉：“往返测往返测”可以减弱水准尺可以减弱水准尺下沉的影响。下沉的影响。气候的影响气候的