12第二章第二章 水准测量水准测量2.1 水准测量原理水准测量原理2.2 水准仪水准仪测量的仪器和工具测量的仪器和工具2.3 普通水准测量及成果整理普通水准测量及成果整理2.4 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.5 水准测量的误差及水准测量的误差及注意事项注意事项2.1 水准测量原理水准测量原理3水准测量是测出两点间的高差。即在两个点上分水准测量是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条一条水平视线水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。点间的高差。前进方向前进方向水平视线水平视线大地水准面大地水准面HiHAHBAB后视尺后视尺前视尺前视尺 bhab2.1 水准测量原理水准测量原理4 如图，已知如图，已知H HA A，求，求H HB B？（1 1）高差法：高差法：根据水准仪提供的水平视根据水准仪提供的水平视线在线在A A点水准尺上读数为点水准尺上读数为a a（后视读数），（后视读数），B B点水准尺上读数为点水准尺上读数为b b（前视读数），则（前视读数），则 h hABAB=a-b=a-b H HB B=H=HA A+ h+ hABAB =H=HA A+(a-b)+(a-b) 在计算高差在计算高差h hABAB时，一定要注意时，一定要注意h hABAB的下标：的下标： h hABAB表示表示A A点至点至B B点的高差。点的高差。2.1 水准测量原理水准测量原理5（2 2）视线高法：视线高法：B B点高程也可以通过水准点高程也可以通过水准仪视线高程仪视线高程H Hi i（也称为仪器高程）来计算（也称为仪器高程）来计算即即 H Hi i=H=HA A+a+a 则则 H HB B =(H =(HA A+a)-b=H+a)-b=Hi i-b-b前进方向前进方向水平视线水平视线大地水准面大地水准面HiHAHBAB后视尺后视尺前视尺前视尺 bhab2.1 水准测量原理水准测量原理6转点：转点：如果两点间高差较大或相距较远，如果两点间高差较大或相距较远，仅安置一次仪器不能测得它们的高差，这仅安置一次仪器不能测得它们的高差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为传时需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高程的临时点。递高程的临时点。 BMA BMB TP2TP2TP3TP3TP4TP4前进方向前进方向TP1TP12.1 水准测量原理水准测量原理7 连续水准测量：连续水准测量：依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得两点间的高差值。两点间的高差值。hAB= h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab过过A点的水准面点的水准面TP1TP1TP2TP2TP3TP32.2水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具8n水准仪：水准仪： 提供一条水平视线，并能照准水准尺、读数提供一条水平视线，并能照准水准尺、读数n水准尺：水准尺：用于读取刻度用于读取刻度 一般使用黑红双面水准尺一般使用黑红双面水准尺 水准尺一般成对使用水准尺一般成对使用n尺垫：尺垫：防止水准尺下沉和变位防止水准尺下沉和变位 顶端球面的切面放置水准尺顶端球面的切面放置水准尺水准测量的仪器和工具：水准测量的仪器和工具：9为水准测量提供水平视线的仪器。为水准测量提供水平视线的仪器。常用的水准仪常用的水准仪 精密水准仪精密水准仪 DS05 、 DS1 普通水准仪普通水准仪 DS3 、DS10 一、水准仪一、水准仪 D D大地测量仪器；大地测量仪器； S S水准仪；水准仪；XXXX精度。即：一公里往返测高差中数中误差（毫米）。精度。即：一公里往返测高差中数中误差（毫米）。10DS3型型水准仪水准仪望远镜望远镜水准器水准器基基 座座水准仪结构水准仪结构：11123456789101112水准仪结构水准仪结构13苏一光苏一光EL20电子水准仪电子水准仪索佳索佳C330型自动安平水准仪型自动安平水准仪1、望、望 远远 镜镜物镜物镜调焦透镜调焦透镜十字丝分划板十字丝分划板 目镜目镜14视准轴视准轴十字丝分划板十字丝分划板中中丝丝竖竖丝丝上上丝丝下下丝丝视距丝视距丝15视准轴：视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：物镜的作用：把目标成象（拉近）。把目标成象（拉近）。目镜的作用：目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。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，称为前后调节，称为目镜调焦目镜调焦。调焦透镜的作用：调焦透镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝使远近不同的目标都能成象于十字丝面上。移动调焦镜称为面上。移动调焦镜称为物镜调焦。物镜调焦。视差：视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的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。物镜调焦可以镜调焦可以消除视差消除视差。2、水准器、水准器是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。水准器水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器圆水准轴圆水准轴水准轴水准轴16圆水准器圆水准器圆水准器水准管轴圆水准器水准管轴圆水准器校正螺旋圆水准器校正螺旋圆圆水水准准器器的的作作用用：粗粗略略整整平平分划值：分划值：810/2mm气泡气泡液体液体17长长 水水 准准 管管长长水水准准管管的的作作用用：精精确确整整平平分划值：分划值：20/2mm长水准管轴长水准管轴18符合水准器符合水准器1920二、水准尺二、水准尺黑面起点黑面起点0.000和和0.000米米红面起点红面起点4.687和和4.787米米21三、水准仪的使用三、水准仪的使用1.安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚架和水准仪2.粗平：使圆水准器气泡居中粗平：使圆水准器气泡居中3.瞄准：粗瞄和精瞄瞄准：粗瞄和精瞄4.精平：使长水准管气泡居中精平：使长水准管气泡居中5.读数：用中丝读数读数：用中丝读数221.安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚架和水准仪三、水准仪的使用三、水准仪的使用232、粗平：使圆水准器气泡居中、粗平：使圆水准器气泡居中132312气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致24左手拇指法则左手拇指法则3、照准：目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄、照准：目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄和消除视差和消除视差缺口缺口准星准星水平微动螺旋水平微动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋对光螺旋对光螺旋目镜目镜调节调节螺旋螺旋2526视差：视差：由于物镜调焦螺旋调焦不完善，使由于物镜调焦螺旋调焦不完善，使目标成像与十字丝分划板平面之间有目标成像与十字丝分划板平面之间有相对相对移动。移动。消除视差的方法：消除视差的方法：先进行目镜调焦，使十先进行目镜调焦，使十字丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦，字丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦，使目标十分清晰，使目标与十字丝平面之使目标十分清晰，使目标与十字丝平面之间没有相对移动。间没有相对移动。4、精平：使长水准管气泡居中、精平：使长水准管气泡居中微倾螺旋微倾螺旋275、读数：、读数：用中丝读数用中丝读数0.713(m)写作：写作：0713(mm)2829水准测量的瞄准和读数水准测量的瞄准和读数上丝：上丝：0789中丝：中丝：0735下丝：下丝：06822.3 普通水准测量及成果整理普通水准测量及成果整理1、水准点、水准点水准点：水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点用水准测量的方法测定的高程控制点“BMBM”，分永久性和临时性。分永久性和临时性。水准测量：水准测量：从某一已知高程的水准点开始，经过一定从某一已知高程的水准点开始，经过一定的水准路线，测定各待定点的高程。的水准路线，测定各待定点的高程。点之记：点之记：水准点应进行编号，并绘出水准点与附近固定水准点应进行编号，并绘出水准点与附近固定建筑物或其它明显地物关系的点位草图，建筑物或其它明显地物关系的点位草图， 作为水准测量的成果一并保存。作为水准测量的成果一并保存。30313233 2、水准测量的等级水准测量的等级一、二等水准测量一、二等水准测量科学研究、提供高程科学研究、提供高程起算数据起算数据三、四等水准测量三、四等水准测量工程建设、提供高程工程建设、提供高程起算数据起算数据等外水准测量等外水准测量（普通水准、图根水准测量）（普通水准、图根水准测量）工程建设、测图等。工程建设、测图等。精度由高到低精度由高到低n水准测量水准测量测出一系列的高程测出一系列的高程点。点。n基本概念：测站、转点基本概念：测站、转点3 3、水准测量的实施、水准测量的实施hAB大地水准面大地水准面HB=?A连续水准测量连续水准测量hAB= h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = abHB=HA + hAB水准测量的外业记录水准测量的外业记录BM1TP1测站测点后视读数前视读数高差高程 校核a= b= a b = h=11BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.8280.0663.3252.814+0.511+0.51119.94237 BMA BMB TP2TP2TP3TP3TP4TP4前进方向前进方向TP1TP1已知已知H HA A19.153m19.153m，欲测定，欲测定B B点高程？步骤如下：点高程？步骤如下：(1)(1)观测者在测站处安置水准仪，在观测者在测站处安置水准仪，在BM.ABM.A和和TP.1TP.1点立尺，点立尺，TP.1TP.1安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，16321632和和1271mm1271mm。并计算该站高差为。并计算该站高差为+0.361m+0.361m38(2)(2)水准仪搬迁至测站水准仪搬迁至测站2 2，转点，转点TP.1TP.1上的尺垫上的尺垫保持不动，水准尺转向仪器方向，在转点保持不动，水准尺转向仪器方向，在转点TP.2TP.2安放尺垫并立尺，读数为安放尺垫并立尺，读数为1.862m1.862m和和0.952m0.952m，计算高差为，计算高差为+0.910m+0.910m，按上法依次，按上法依次连续进行水准测量，直至测连续进行水准测量，直至测到到B B点点为为止。为为止。 BMA BMB TP2TP2TP3TP3TP4TP4前进方向前进方向TP1TP139测测站站点点号号水准尺读数水准尺读数(m)高高 差差(m)高高 程程(m)备备 注注后视后视前视前视 + - 1BM.A 1.632 19.153 已知已知TP.1 1.271 2TP.1 1.862 TP.2 0.952 3TP.2 1.346TP.3 1.252 4TP.3 0.931 TP.4 1.478 5TP.4 0.836 B 1.225 计算计算检核检核 6.607 6.178 1.365 0.936a- b =+0.429 h=+0.429普通水准测量记录手簿普通水准测量记录手簿0.3610.910 0.094 0.547 0.389 19.51420.42420.51819.97119.58240对于每一测站而言，为了校核每次水准尺读对于每一测站而言，为了校核每次水准尺读数有无差错，可采用数有无差错，可采用改变仪器高改变仪器高的方法或的方法或双双面尺法面尺法进行检核。两次测得高差的差值在进行检核。两次测得高差的差值在6mm6mm以内时，则取两次高差平均值作为该站以内时，则取两次高差平均值作为该站测