第二章水准测量目的：1测定地面两点间高差2求出未知点高程一、概述水准测量是高程测量中的一种。高程测量分为水准测量、三角高程测量和GPS高程测量。设定大地水准面为高程基准面，统一了全国的高程系统。（该面上任一点，其高程为零）二、大地水准面的确定我国在青岛设立验潮站和大地原点一、水准测量原理图二、高差测量公式高差定义：两点的高程之差hAB=HB-HA测量公式：hAB=a-b未知点高程：HB=HA+hAB三、高差正负号的
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根据高差测量公式：高差hAB=后视读数a-前视读数b规定：当a>b时，高差hAB为正；当a
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示水准仪的精度（每公里高差中数的中误差）一、水准尺和尺垫1、零点差水准尺有黑红两面（双面尺）黑面——基本分划（尺底为0）红面——辅助分划（尺底为某一数值）一般有4587、4687和4787几种红黑两面尺底部读数差——零点差（尺常数）2、读数一般在水准尺上读四位数最后一位毫米数是估读的二、水准仪的构造1.水准仪DSO5、DS1、DS3、DS1O主要有照准部和基座二大部分1、望远镜水平视线——视准轴水平时的视线视差与消除视差视差：原因调焦不完善（图像没有完全成像在十字丝分划板上）消除视差：先调目镜—使十字丝清晰再调物镜—使目标成像清晰2、水准器（水准管和圆水准器）3、水准仪的主要轴线①视准轴(cc)、②管水准轴(LL)、③竖轴(vv)、④圆水准轴(L’L’)。4、水准仪轴线应满足的几何条件①视准轴平行于水准管轴LL∥cc；②圆水准轴平行于纵轴L’L’∥vv；③十字丝的中丝与竖轴vv互相垂直。第三节水准仪的使用首先将水准仪固连在三角架上，三角架顶部大致水平一、操作程序粗平—瞄准—精平—读数2、瞄准用微动螺旋使十字丝靠近水准尺上分划瞄准时注意消除视差3、精平借助于水准管气泡居中使视准轴处于精确水平位置，得到水平视线（注：自动安平水准仪无此步骤）自动安平水准仪工作原理：通过圆水准器气泡居中，使纵轴大致铅垂，视准轴大致水平，通过补偿器，使瞄准水准尺的视线严格水平。4、读数读四位数，估读到毫米小结水准测量原理水准仪水准尺几个基本概念1.测站：水准仪所摆设的位置称为测站。2.测点：水准尺所摆设的位置称为测点。3.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。第四节水准测量的实施
方法
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水准点与水准路线水准面曲率对高差测量的影响连续水准测量普通水准测量的观测与记录方法四等水准测量的观测与记录方法一、水准点水准点是埋设稳固并通过水准测量测定其高程的点，有永久性和临时性两种。二、水准路线在水准点之间进行水准测量所经过的路线，两个水准点之间的一段路线成为“测段”，根据水准点的分布情况，水准路线有以下几种布设形式：1、闭合水准路线从某一已知高程点A出发，沿待定点1，2，3，进行水准测量，最后再回到A点。注：各测段高差的总和，在理论上应等于零，可以作为观测正确性的检核。即：Σh理=02、附合水准路线从某一已知高程点A出发，沿待定点1，2，3，进行水准测量，最后附合到另一已知高程点B。注：各测段高差的总和，在理论上应等于两端已知点的高差，可以作为观测正确性的检核。即：Σh理=HB-HA3、支水准路线从某一已知高程点A出发，沿待定点1，2，3，进行水准测量，其路线既不闭合，也不附合。注：支水准路线因缺少检核，应进行往返观测，各测段往测高差总和，在理论上应等于返测高差总和，可以作为观测正确性的检核。即：（Σh往+Σh返）理=0三、水准面曲率对高差测量的影响如图，用水平面代替水准面；给水准尺读数带来的影响为aa’、bb’正确高差应为：hAB=(a’-aa’)-(b’-bb’)=(a’-b’)-(aa’-bb’)所以，应采用“中间法水准测量”四、连续水准测量两点间距离较远或高差较大时，一个测站（即安置一次仪器）不能测定其高差，中间可加设若干个临时立尺点—转点(作用传递高程)，最后取各测站的高差代数和，得到起终两点间的高差。 hAB=Σh=h1+h2+h3+h4五、水准测量的实测方法国家水准测量的等级： 一等水准 二等水准（一、二等水准为国家精密水准） 三等水准 四等水准 等外水准（普通水准）１、两次仪器高法 在连续水准测量中，用两次不同的高度安置水准仪来测定两点间的高差，据此检查观测和读数是否正确。 （高差之差应满足≤５mm） 观测程序：后—前—前—后（黑面）水准测量记录（两次仪器高法）水准尺读数测站点号后视前视高差（m）平均高差（m）A15771467TP11236＋0.34111124＋0.343＋0.342２、双面尺法保持仪器高度不变，用黑、红两面尺分别观测两点间高差（黑面高差和红面高差），据此检查观测和读数是否正确。（高差之差应满足≤５mm） 观测程序：后—前—前—后黑—黑—红—红水准测量记录（双面尺法）水准尺读数测站点号后视前视高差（m）平均高差（m）TP118696558B1212＋0.65727589＋0.6619＋0.65实验一、水准仪的认识水准仪的认识（粗平）读数练习（视差、尺常数）闭合水准高差测量（双面尺法）Σh理=0六、四等水准测量 采用双面尺法进行观测，为提高观测精度，每一测站观测需满足如下技术要求：四等水准测量示意图四等水准测量观测程序：后—前—前—后黑—黑—红—红四等水准测量记录上丝上丝后尺下丝前尺下丝标尺读数后距前距测站点号视距差ΣD方向及尺号黑面红面K＋黑－红平均高差①④后尺③⑧②⑤前尺⑥⑦后－前h黑h红高差之差|14621958后尺12606050-3≤310511563前尺17616449-1≤341.1≤8039.5≤80后－前-0.501-0.3992-≤53TP2|TP3+1.6≤5+1.6≤10-0.500后尺前尺50.252.9后－前4TP3|TP4-2.7-1.1≤80≤实验二、四等水准测量闭合水准路线，每人一个测站Σh理=0第五节水准测量的成果整理内容：（整理前应先进行测量记录的复核）一、高差闭合差二、高差改正数计算（高差闭合差的分配）三、待定点的高程计算一、高差闭合差闭合差f＝观测值－理论值高差闭合差fh＝Σh测-Σh理1、高差闭合差的计算①闭合水准路线fh=Σh测②附合水准路线fh=Σh测-（H终-H始）③支水准路线fh=（Σh往+Σh返）测2、高差闭合差的容许值高差闭合差是水准测量存在观测误差的反映，在规定范围内，则认为精度合格，否则应返工重测。规定：平原地区山地或丘陵地区（每公里测站数超过16站）二、高差闭合差的分配每公里改正数计算fh=Σh测=+6mm每公里改正数v=-fh/ΣSv=-6mm/6km=-1mm/km每测段高差改正数vi=v×Si分配:反号与距离（或测站数）成正比分配需用改正后高差计算待定点的高程!例题1（附合水准）1点号距离（km）观测高差（m）改正数（mm）改正后高差（m）高程（m）A65.3761.0+1.575-12+1.563166.9391.2+2.036-14+2.022268.9611.4-1.742-16-1.758367.2032.2+1.446-26+1.420B68.623Σ5.8+3.315-68+3.247+3.315m,+68mm,+3.247m,=辅助计算：Σh测=fh=Σh理=fh容±40√5.8=±96mm0.7182.20950.5831.2681.425ZD1∑a–∑b=5.358–3.867=1.491∑h=2.209–0.718=1.491HB–HA=51.491–50.000=1.491HB–HA=∑h=∑a–∑b(计算无误)计算检核3.8675.358Σ51.4910.346B50.6181.5811.219ZD351.3360.6720.863ZD2HA=50.000m50.0000.5830.7530.8731.851A–前视+后视备注高程（m）高差标尺读数（m）测点0.718普通水准测量
记录表
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*湖北工业大学土木学院工程管理系*例：附合水准测量内业计算例题2(支水准)fh=（Σh往+Σh返）测=-1.375+1.396=+0.021m如果满足精度要求，高差应取往返测平均值。H1=HA+hA1=86.785-1.386=85.399m五、水准仪的检验与校正圆水准器轴应平行于仪器的垂直轴L’L’//VV水准管轴应平行于望远镜的视准轴LL//VV望远镜十字丝横丝应垂直于仪器的垂直轴圆水准器轴平行于仪器的垂直轴的检验校正检验方法：旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，之后将仪器水平旋转180°，气泡仍居中则正常，否则需要校正。水准管轴平行于望远镜的视准轴的检验校正i角误差*湖北工业大学土木学院工程管理系*望远镜的视准轴与水准管的水准轴不平行i角对读数的影响向上倾斜i角的符号为正仪器居中*湖北工业大学土木学院工程管理系*望远镜的视准轴与水准管的水准轴不平行i角对高差的影响向上倾斜i角的符号为正水准管校正望远镜十字丝横丝垂直于仪器垂直轴的检验检验方法：瞄准一固定点，转微动螺旋使仪器水平旋转，若点始终沿横丝移动，则水平；否则需校正。水准尺的检验与校正水准尺分划面弯曲差（矢距）的测定对普通水准尺，应有：f<8mm否则，应进行改正：△l=(8f2)/3l其中l为水准尺尺长水准尺分划正确性检验每米分划间隔正确性检验水准尺红面与黑面零点差（尺常数K）的测定一对水准尺黑面零点差的测定2.5水准测量误差及其预防一、仪器误差：1.视准轴与管水准轴不平行误差：2.水准标尺的误差：3.望远镜调焦机构隙动差：二、操作误差:1.管水准器气泡居中误差。2.标尺瞄准误差。3.水准标尺的倾斜误差。三、外界环境影响：1.地球曲率的影响。2.大气折射的影响。3.温度的影响。4.仪器标尺升沉的影响。消除减少误差方法：1)检验校正水准仪，i角小(DS3少于20″)，摈弃不合格标尺。2)一测站前、后视距尽量相等，视距差符合规定。3)测站观测只一次对光。4)做好精平。5)限制视距长度。6)立尺直、稳。7)避阳光直晒，最宜阴天观测，视线高出地面0.3米。8)往返测。2.6 精密水准仪一、精密水准仪特点：1)设有精密可靠的测微设施。读数可精确到0.01mm。(1)标尺稳定性能好，刻划精密。(2)水准仪设有平板测微器。(3)望远镜十字丝板采用楔形十字丝分划。2)精确整平的灵敏度高。3)抗干扰能力强。二、电子水准仪1.采用条纹编码的标尺长度注记方式。2.采用摄像技术，对标尺测量进行摄像观测。3.自动实现图象的数字化处理以及观测数据的测站显示、检核、运算等。电子水准仪第二章小结1水准测量的原理2水准仪及水准尺3高差的测量方法（普通、四等）4计算高程作业1(闭合水准)已知M点高程，各测段观测高差和测站数如图所示，求D、K、T的高程。作业2(附合水准)如图：已知P、F点高程，求G、A、D点高程。作业3（支水准）已知P点高程，观测数据如图所示：求高差闭合差及D、A点高程。作业1（闭合水准）答案:作业2（附合水准）答案:作业3（支水准）答案:fh=Σh往+Σh返=(1.430-2.244)+(-1.418+2.256)=+0.024mfh容=±40√（2.0+1.7）=±76mmhPD=+(1.430+1.418)/2=+1.424mHD=HP+HPD=49.579+1.424=51.003mhAD=-(2.244+2.256)/2=-2.250mHA=HD+HAD=51.003-2.250=48.753m
浙公网安备 33021202002483