测量学基础第三章 水准测量

1、 第三章 水 准 测 量 3 3.1 .1 水准测量的原理水准测量的原理 3 3.2 .2 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具 3 3.3 .3 水准仪的使用水准仪的使用 3 3.4 .4 水准测量的外业水准测量的外业 3 3.5 .5 水准测量的内业水准测量的内业 3 3.6 .6 数字水准仪简介数字水准仪简介 第三章 水 准 测 量 #掌握水准测量的原理和方法 #了解水准仪的构造 #掌握水准仪的使用方法 #掌握水准测量的外业工作和内业工作 #重点、难点：水准测量原理 水准测量外业和 内业 第三章 水 准 测 量 一、一、高程测量高程测量 测量地面上各点高程的工作测量地面上各点高程的工

2、作。 二、高程测量的方法二、高程测量的方法 1.1.水准测量水准测量用水准仪进行高程测量的工作用水准仪进行高程测量的工作 p高程测量的主要方法高程测量的主要方法 p使用仪器：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 2.2.其他高程测量方法：其他高程测量方法：三角高程测量、气压高程测量、三角高程测量、气压高程测量、 GPSGPS高程测量高程测量 概述 第三章 水 准 测 量 3 3-1 -1 水准测量的原理水准测量的原理 水准测量：水准测量：利用水准仪提供的一条水平视线，利用水准仪提供的一条水平视线， 并借助水准尺，测定地面两点间的并借助

3、水准尺，测定地面两点间的高差高差，这样，这样 就可由已知点的高程推算出未知点的高程。就可由已知点的高程推算出未知点的高程。 大地水准面 A HB H AB h A B HA（已知） （已知） HB=？ ab 前进方向 后视后视 读数读数 前视前视 读数读数 高差高差h hAB AB等 等 于后视读数于后视读数 减前视读数减前视读数 hAB h hAB = a - ba - b baHhHH AABAB 第三章 水 准 测 量 第三章 水 准 测 量 注意：注意： A A：高差的符号有正有负。当高差为正值时，：高差的符号有正有负。当高差为正值时， 表示前视点表示前视点B B高于后视点高于后视点A

4、 A；当高差为负时，表；当高差为负时，表 示前视点示前视点B B低于后视点低于后视点A A。 B B：计算高差时，一定要用：计算高差时，一定要用后视读数减去前视后视读数减去前视 读数读数，次序不能颠倒，次序不能颠倒。 第三章 水 准 测 量 当需根据一个已知高程的后视点，同时去测定多当需根据一个已知高程的后视点，同时去测定多 个未知点的高程时，可通过仪器的个未知点的高程时，可通过仪器的视线高视线高Hi计算各点计算各点 的高程，即的高程，即： A B HA（已知） （已知） HB=？ ab HB= Hi-b= HA +a-b Hi Hi = HA +a 第三章 水 准 测 量 3 3-2 -2

5、水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具 水准测量仪器、工具水准测量仪器、工具 水准尺水准尺水准仪水准仪尺垫尺垫 四等级：四等级：DS05、DS1、DS3、DS10 字母字母D D和和S S分别为分别为“大地测量大地测量”和和“水准仪水准仪”汉语拼音的第汉语拼音的第 一个字母，其后面的数字代表仪器的测量精度一个字母，其后面的数字代表仪器的测量精度。 水准仪分类 n微倾式水准仪 自动安平水准仪 n以以DSZ3DSZ3自动安平水准仪为例自动安平水准仪为例 电子水准仪 第三章 水 准 测 量 3 3.2.1.2.1 水准仪的水准仪的基本基本构造构造 主要由主要由望远镜、水准器望远镜、水准器 和基座和

6、基座三部分组成。三部分组成。 1 1、望远镜望远镜 主要用途主要用途：用于提供一条视线用于提供一条视线，瞄准目标并在水准尺上读瞄准目标并在水准尺上读 数数。 组成组成：1-1-物镜、物镜、 2-2-十字丝、十字丝、 3-3-调焦透镜和调焦透镜和4-4-目镜目镜 1 第二章 水 准 测 量 十字丝作用十字丝作用：照准尺子和读数照准尺子和读数。 竖丝竖丝 横丝横丝( (中丝中丝) ) 视距丝视距丝 十字丝中心十字丝中心( (或称或称 十字丝交点十字丝交点) )和物镜和物镜 中心的连线，中心的连线，OOOO线线 称为称为视准轴视准轴。 第三章 水 准 测 量 2 2、水准器、水准器 作用：指示视准轴

7、是否水平或仪器竖轴作用：指示视准轴是否水平或仪器竖轴 是否竖直是否竖直 圆水准器基座粗略整平 水准器 管水准器望远镜精确整平视准轴 第三章 水 准 测 量 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，从而使仪器 竖轴也处于竖直位置。 圆水准器圆水准器（如图如图） 第三章 水 准 测 量 3、基座 基座是水准仪的 底座，用来固定和 粗略整平水准仪。 基座上有三个 呈三角形布置的螺 旋，称为脚螺旋； 旋转、调整脚螺旋 可使水准仪粗略整 平。 基座通过旋紧 中心连接螺旋与三 脚架相连接。 基座基座 脚螺旋脚螺旋 第三章 水 准 测

8、量 3 3.2.2.2.2 水准尺水准尺 水准尺水准尺 质量好坏将直接影质量好坏将直接影 响到水准测量的精度。响到水准测量的精度。 水准尺通常用干燥不易水准尺通常用干燥不易 变形的木质材料或玻璃变形的木质材料或玻璃 钢制成。钢制成。 直尺直尺塔尺塔尺 刻划刻划1cm或或 5mm一格一格 5m 2m、3m 黑白相间刻划；起黑白相间刻划；起 始读数为零始读数为零 红白相间刻划红白相间刻划 ；红面的起始；红面的起始 读数则分别为读数则分别为 4.687m和和 4.787m。 红面尺红面尺 （副尺）（副尺） 黑面尺黑面尺 (主尺主尺) 直尺直尺 折尺折尺 塔尺塔尺 n尺面分划为 1cm ， 每 10c

9、m 处（ E 字形刻划的尖端） 注有阿拉伯数字。 n双面尺的红面尺 底刻划：一把为 4687mm ，另一把 为 4787mm 。 第三章 水 准 测 量 3 3.2.3 .2.3 尺垫尺垫 两个水准两个水准 点之间的距离点之间的距离 较远或高差较较远或高差较 大，直接测定大，直接测定 其高差有困难其高差有困难 转点转点 传递传递 高差高差 尺尺 垫垫竖立标尺和竖立标尺和 标志转点标志转点 注意：注意：使用时用力将尺垫的三个支脚踩入土中，使用时用力将尺垫的三个支脚踩入土中， 以防下沉以防下沉 第三章 水 准 测 量 3 3-3 -3 水准仪的使用水准仪的使用 水准仪操作程序水准仪操作程序 仪器安

10、置仪器安置粗略整平粗略整平瞄准瞄准精确整平精确整平读数读数 打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，然打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，然 后将三脚架尖踩入土中，将水准仪用中心螺旋固定于三脚后将三脚架尖踩入土中，将水准仪用中心螺旋固定于三脚 架头上架头上。 一、安置水准仪一、安置水准仪 只在微倾式水准只在微倾式水准 仪中有此步骤仪中有此步骤 左手拇指规则左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方向，左手拇指旋转脚螺旋的运动方向， 就是气泡移动的方向就是气泡移动的方向” 。 二、粗略整平二、粗略整平(粗平粗平) 粗略整平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居中粗略整平工作是用脚螺

11、旋将圆水准器的气泡调整居中。 对向转动脚螺旋对向转动脚螺旋 1、2 使气泡移至使气泡移至 1、2 方向方向 的中间的中间 转动脚螺转动脚螺 旋旋 3，使气泡居中。，使气泡居中。 第三章 水 准 测 量 三、瞄准水准尺三、瞄准水准尺 (1) 目镜目镜调焦调焦。把望远镜对着明亮的背。把望远镜对着明亮的背 景景( (如白墙或天空等如白墙或天空等) )，转动目镜对光，转动目镜对光 螺旋，使十字丝成像清晰螺旋，使十字丝成像清晰。 (2) 初步瞄准初步瞄准。松开制动螺旋，转动望松开制动螺旋，转动望 远镜，利用望远镜筒上的缺口和准星，远镜，利用望远镜筒上的缺口和准星， 瞄准水准尺瞄准水准尺，然后再拧紧制动螺

12、旋，然后再拧紧制动螺旋。 (3) 物镜调焦物镜调焦。转动物镜对光螺旋进行转动物镜对光螺旋进行 对光对光，使尺子的影像看得十分清晰，使尺子的影像看得十分清晰。 （4）精确瞄准。精确瞄准。转动微动螺旋，使尺子转动微动螺旋，使尺子 的像靠近十字丝竖丝的一侧，以便于的像靠近十字丝竖丝的一侧，以便于 读数读数。 第三章 水 准 测 量 (5) 消除视差消除视差。 当用眼睛在目镜后上下微动，若发现十字丝与目标影像有相当用眼睛在目镜后上下微动，若发现十字丝与目标影像有相 对运动，则说明对运动，则说明物像平面与十字丝平面不重合物像平面与十字丝平面不重合( (如图如图a),这种这种 现象称为现象称为视差视差。视

13、差对观测成果的精度影响很大，必须加以。视差对观测成果的精度影响很大，必须加以 消除。消除方法是重新对光，直到眼睛上下移动，水准尺读消除。消除方法是重新对光，直到眼睛上下移动，水准尺读 数不变数不变( (见图见图b)b) ( (如图如图a) ( (如图如图b) 消除视差的方法消除视差的方法： 重新进行对光，直到重新进行对光，直到 眼睛上下移动，水准眼睛上下移动，水准 尺上读数不变为止尺上读数不变为止。 此时，十字丝与目标此时，十字丝与目标 的影像都十分清晰的影像都十分清晰。 返 回 第三章 水 准 测 量 四、四、 精确整平精确整平( (精平精平) ) 用水准管作精确整平。因水准管灵敏度比较高，

14、每当望远镜用水准管作精确整平。因水准管灵敏度比较高，每当望远镜 转到不太水平的另一个方向时，水准管气泡必然会偏离中央，因转到不太水平的另一个方向时，水准管气泡必然会偏离中央，因 此必须再一次调整微倾螺旋，使气泡此必须再一次调整微倾螺旋，使气泡两端的影像符合，然后才能两端的影像符合，然后才能 在尺子上读数。在尺子上读数。 由三块棱 镜组成的 复合棱镜 系统，经 三次全反 射 微倾螺旋微倾螺旋 说明：若使用自动安平水准仪，仪说明：若使用自动安平水准仪，仪 器无微倾螺旋，不需进行精平工作器无微倾螺旋，不需进行精平工作 第三章 水 准 测 量 五、读数五、读数 在望远镜视线精确水平后的瞬间，应立即利用

15、在望远镜视线精确水平后的瞬间，应立即利用 中丝中丝在尺上读数。在尺上读数。 注意注意： A A：水准仪有正镜和倒镜之分，不管是正的还是水准仪有正镜和倒镜之分，不管是正的还是 倒的，倒的，读数时应读数时应从小数往大数从小数往大数读，读，并并估读至毫米估读至毫米。 必须读出四个数字。必须读出四个数字。米、分米看尺面上的注记，厘米、分米看尺面上的注记，厘 米数尺面上的格数，毫米估读米数尺面上的格数，毫米估读 。 B：读数完毕后应再检查一下水准管气泡是否仍读数完毕后应再检查一下水准管气泡是否仍 然居中然居中。 第三章 水 准 测 量 精平后，十字丝的精平后，十字丝的横横 丝丝在水准标尺上读数在水准标尺

16、上读数 正像尺子读数；黑面正像尺子读数；黑面1608，红面，红面 6295，相差，相差 4687 倒像尺子读数；黑面倒像尺子读数；黑面0216，红面，红面 4903，相差，相差 4687 后视黑面读数a1 前视黑面读数b1 图上读数： a1=0200(mm) b1=0122 (mm) A点与B点的高差 hAB = a1- b1 = 0200- 0122 =0078（mm)大地水准面大地水准面 HA hAB a1 前进方向 后视水准尺 前视水准尺 b1 HB A B 后视红面红面读数a1 前视红面红面读数b1 图上读数： a1 =4987(mm) b1 =4809 (mm) A点与B点的高差 h

17、AB = a1- b1 = 4987 - 4809 =0178（mm) 大地水准面大地水准面 HA hAB a1 前进方向 翻转后视水准 尺 翻转前视水 准尺 b1 HB A B 第三章 水 准 测 量 水准仪应满足条件：水准仪应满足条件： A A：“水准管轴水准管轴 平行于视准轴平行于视准轴” B B：“圆水准器圆水准器 轴平行于仪器竖轴平行于仪器竖 轴轴” C C：“十字丝横十字丝横 丝垂直于仪器竖丝垂直于仪器竖 轴轴” 视准轴视准轴 水准管水准管 轴轴 圆水准圆水准 器准轴器准轴 仪器竖轴仪器竖轴 返回 3.3.1 水准点 水准测量的实施水准测量的实施 水准测量通常是从一个已知高程的水准

18、测量通常是从一个已知高程的水准点水准点 开始，按照一定的开始，按照一定的水准路线水准路线，引测出所需各点，引测出所需各点 的高程的高程。 3-3 水准测量的外业 第三章 水 准 测 量 n 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BM表示。有永久性 和临时性两种。永久性的用混凝土制成，临时 性的用地面突起岩石或者木桩打入地下制成。 n 水准点水准点 水准点按照等级不同，分为国家等级水准点（四个 等级）和普通水准点。 国家一等水准点 普通永久水准点 3.3.2 水准路线 n水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设 成以下几种形式： n1 1、闭合水准路线、闭合水准路线 (c

19、losed leveling line) 。 由已知点 BM1 已知点 BM1 n2 2、附合水准路线、附合水准路线 (annexed leveling line) 。 由已知点 BM1 已知点 BM2 n3 3、支水准路线、支水准路线 (spur leveling line) 。 由已 知点 BM1 某一待定水准点。 第三章 水 准 测 量 3.3.3 3.3.3 外业施测步骤外业施测步骤 水准测量的外业工作，一般包括踏勘 选点、埋设标志、拟定水准路线、观测和记录 等。 一、踏勘选点和埋设标志 在测量之前，应收集相关资料，包括地形图和已 有水准点成果。根据资料，制定初步方案 实地勘 察选定水

20、准点位置 固定点位并编号。 二、拟定水准路线 当同时测多个水准点的高程时，为了检核成果 的正确性和求得待定点的正确高程，需要用一定的水 准路线进行观测。水准路线形式有闭合、附和、支水 准路线三种。 第三章 水 准 测 量 三、观测和记录 n水准点埋设完毕后，即可按拟定的水准路线进行观测。 当两地面点间的距离较短，坡度变化也不大时，在 两点间安置一次仪器即可测得其高差；如果距离较远， 或坡度较大时，可采用连续水准测量。 n具体步骤： （1）立尺人员，在已知点A上竖立水准尺（后视尺） （2）仪器操作人员，在两点中间安置水准仪整平- -瞄准-读数 （3）记录人员，将读数记入测量手簿 （4）另一立尺人

21、员，在第二点上立尺。 （5）仪器操作人员，转动仪器瞄准前视尺读数 （6）记录人员，将读数记入测量手簿，并计算。 至此，第一站的观测、记录和计算工作宣告结束。 第三章 水 准 测 量 普通水准测量记录手簿 3.3.4 3.3.4 连续水准测量连续水准测量 n当两个水准点当两个水准点A A、B B相距较远或高差较大时，在相距较远或高差较大时，在 A A、B B之间设立若干个中间立尺点，这些中间立之间设立若干个中间立尺点，这些中间立 尺点称为尺点称为转点转点，将，将ABAB分成分成n n段，分别测出每段段，分别测出每段 的高差的高差h1h1、h2h2hnhn，则，则A A、B B两点间的高差是两点间

22、的高差是 各高差之和。各高差之和。 第三章 水 准 测 量 两个水准点之间两个水准点之间 的距离较远或高的距离较远或高 差较大，直接测差较大，直接测 定其高差有困难定其高差有困难 转点转点 传递传递 高差高差 尺尺 垫垫 竖立标尺和竖立标尺和 标志转点标志转点 注意：注意：使用时用力将尺垫的三个支脚踩入土中，以防下沉 转 点 和 尺 垫 的 作 用 返 回 第三章 水 准 测 量 nnn bah bah bah 222 111 inAB hhhhh 21 iiAB bah ABAB hHH 检查检查 第三章 水 准 测 量 n水准测量的三项检核 n1）计算检核 n2）测站检核 n3）成果检核

23、3 3. .3 3. .4 4 水准测量的检核水准测量的检核 计算检核 n计算检核即检查计算是否有误。 如：在连续测量里面后视读数之和减去前视读数之 和应等于各段高差之和。 a- b= h 如果二者相等，说明高差计算正确 不过，计算检核只能检核出计算是否正确，并不能检 核观测和记录是否产生错误。 测站检核 为了防止测量错误、提高测量精度，在观测过程为了防止测量错误、提高测量精度，在观测过程 中要进行测站检核。中要进行测站检核。 测站检核通常采用变更仪器高法或双面尺法测站检核通常采用变更仪器高法或双面尺法。 1 1、变更仪器高法、变更仪器高法 在同一个测站上采用不同的仪器高度，测得两次在同一个测

24、站上采用不同的仪器高度，测得两次 高差以相互比较进行检核高差以相互比较进行检核。 第三章 水 准 测 量 第一第一 次次 变更仪变更仪 器高（器高（ 10cm ） 第二第二 次次 符合限差符合限差 （等级（等级) 平均平均 值值 不符合限不符合限 差差 查原因查原因 ，重测，重测 对于等外水准测量，两次所测高差之差对于等外水准测量，两次所测高差之差 应不大于应不大于6mm6mm。 第三章 水 准 测 量 2、双面尺法双面尺法 仪器的高度保持不变，而立在后视点和前仪器的高度保持不变，而立在后视点和前 视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读 数，测得两

25、次高差，相互进行检核数，测得两次高差，相互进行检核。 黑、红面各进黑、红面各进 行一次读数，行一次读数， 测两次高差测两次高差 限差（等级）限差（等级） 符合符合平均值平均值 不符不符查原因重测查原因重测 同一水准尺的红面与黑面读同一水准尺的红面与黑面读 数数(加尺常数后加尺常数后)之差之差 黑、红面高差之差黑、红面高差之差(在红面所在红面所 测高差上加或减测高差上加或减100mm) 第三章 水 准 测 量 对于等外水准测量对于等外水准测量 若同一水准尺的红面与黑面读数(加尺常数后)之差不 超过4mm;黑、红面高差之差(在红面所测高差上加或减 100mm)，又不超过6mm，则取其平均值作为该测

26、站的观测 值。 用双面尺法进行水准测量，有一套严密的计算检核方 法。由于双面尺法操作方便，计算规范，所以在水准测量 中得到了广泛应用。 成果检核 n测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或者误差 是否超限，但是对于一条水准路线来说，还不足以说 明所求水准点的高程精度符合要求。由于温度、风力、 尺垫下沉等外界条件引起的误差、尺子倾斜引起的误 差以及水准仪本身的误差等，在一个测站上反映不是 很明显，但是随着测站的增多误差累计，有时也会超 限，因此，还必须进行整条路线的成果检核，以保证 测量资料满足使用要求。 n成果检核，一般在水准测量的内业时进行。 第三章 水 准 测 量 3 3-5 -5 水准测

27、量的内业水准测量的内业 水准测量外业工作结束后，要检查外业手簿，确水准测量外业工作结束后，要检查外业手簿，确 认无误后，再转入内业计算。水准测量内业计算的内认无误后，再转入内业计算。水准测量内业计算的内 容，包括容，包括水准路线闭合差的计算和分配水准路线闭合差的计算和分配以及以及水准点水准点 高程的计算高程的计算。 由于各种外界因素的影响，测量成果中不可避免由于各种外界因素的影响，测量成果中不可避免 地含有一定的误差甚至错误，所以对水准测量成果要地含有一定的误差甚至错误，所以对水准测量成果要 进行检核。由于误差的存在，水准测量的实测高差与进行检核。由于误差的存在，水准测量的实测高差与 其理论值

28、往往不相符合，其差值称为其理论值往往不相符合，其差值称为水准路线的闭合水准路线的闭合 差差。 3 3.5.1 .5.1 水准路线闭合差的计算水准路线闭合差的计算 第三章 水 准 测 量 闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。 水准路线的形式水准路线的形式： 1 1、闭合水准路线闭合差的计算闭合水准路线闭合差的计算 如下图所示，如下图所示，A A点是一个高程已知的水准点。由点是一个高程已知的水准点。由A A点出点出 发，经待定高程点发，经待定高程点1 1、2 2、3 3，最后又回到，最后又回到A A点，这种水准路点，这种水准路 线称为线称为闭合水准路线闭合

29、水准路线。 第三章 水 准 测 量 测理测 hhhf h mmn12 mmL40 山地 平地 等外（等级） 允h f mmn12 mmL40 山地 平地 等外（等级） 允h f 查原因，重测 合格 允 允 hh hh ff ff L-水准路线长度水准路线长度，Km n- -测站数测站数 第三章 水 准 测 量 2 2、 附合水准路线闭合差的计算附合水准路线闭合差的计算 如下图所示，如下图所示，A A、B B两点是高程已知的水准点。两点是高程已知的水准点。 由由A A点出发，经待定高程点点出发，经待定高程点1 1、2 2、3 3，最后附合到，最后附合到B B 点，这种水准路线称为点，这种水准路线

30、称为附合水准路线附合水准路线。 第三章 水 准 测 量 显然，所有测段高差的代数和，应等显然，所有测段高差的代数和，应等 于于A A、B B两点间的已知高差，如不相等，则两点间的已知高差，如不相等，则 其差值即为高差闭合差其差值即为高差闭合差fh h， ABh HHhf 测 mmn12 mmL40 山地 平地 等外（等级） 允h f 查原因，重测 合格 允 允 hh hh ff ff 第三章 水 准 测 量 3 3、 支水准路线高差闭合差的计算支水准路线高差闭合差的计算 如下图所示，如下图所示，A A点是高程已知的水准点。由点是高程已知的水准点。由 A A点出发，经待定高程点点出发，经待定高程

31、点1 1、2 2到待定高程点到待定高程点3 3， 这种水准路线称为这种水准路线称为支水准路线支水准路线。 第三章 水 准 测 量 支水准路线没有已知点作为检核，所以一般支水准路线没有已知点作为检核，所以一般 需要进行往返观测，即从需要进行往返观测，即从A A点测至点测至3 3点称为往测，点称为往测， 再从再从3 3点返测至点返测至A A点。从理论上讲，往测高差总点。从理论上讲，往测高差总 和和h h往往与返测高差总和与返测高差总和h h返返绝对值相等，符号绝对值相等，符号 相反，它们的代数和应等于零。相反，它们的代数和应等于零。 第三章 水 准 测 量 显然，由于误差存在，代数和不为零。支显然

32、，由于误差存在，代数和不为零。支 水准路线往、返测高差闭合差计算公式为水准路线往、返测高差闭合差计算公式为 返往 hhf h mmn12 mmL40 山地 平地 等外（等级） 允h f mmn12 mmL40 山地 平地 等外（等级） 允h f 查原因，重测 合格 允 允 hh hh ff ff 第三章 水 准 测 量 3.5.2 3.5.2 水准路线闭合差的分配水准路线闭合差的分配 水准路线闭合差的分配水准路线闭合差的分配(改正数）改正数） 支水准支水准 路线路线 闭（附）合水准路线闭（附）合水准路线 返往iii hhh 2 1 各段往返高差的绝各段往返高差的绝 对值取平均值，并对值取平均值

33、，并 按往测方向取高差按往测方向取高差 的正负号的正负号 i h i i h i l L f v n n f v 按按与测站数成正与测站数成正 比比将闭合差反号分将闭合差反号分 配到各测段高差中配到各测段高差中 按与按与路线的长度路线的长度 成正比成正比分配闭合差分配闭合差 闭合差分配后，可用下式检核计算的正确性： v vi i=-f=-fh h 第三章 水 准 测 量 计算步骤：计算步骤：(1) (1) 计算闭合差计算闭合差 (2) (2) 计算改正数和改正后高差计算改正数和改正后高差 (3) (3) 计算高程计算高程 根据改正后的高差，从已知水准点起，逐步推算各点根据改正后的高差，从已知水

34、准点起，逐步推算各点 的高程。当推求至最后一个已知点是，其推算值应和的高程。当推求至最后一个已知点是，其推算值应和 已知值相等。否则，说明计算有误，应检查原因已知值相等。否则，说明计算有误，应检查原因。 3.5.3 3.5.3 水准点高程的计算水准点高程的计算 算例分析算例分析 已知A点高 程： 227.043m 1 l 2=0.4km h2=+3.265m l 1=0.5km h1=+5.693m l 3=0.3km h3=-2.306m l 4=0.6km h1=-6.632m 2 3 A 解：按照下列步骤计算：解：按照下列步骤计算： （1 1）计算闭合差）计算闭合差 f fh h=h=5

35、.693+3.265-2.306-=h=5.693+3.265-2.306- 6.632=0.020m=20mm6.632=0.020m=20mm f fh h允 允= = 40(L)40(L)1/2 1/2= = 40(1.8)40(1.8)1/2 1/2 = = 54mm54mm f fh h f fh h允 允, ,其精度符合要求。 其精度符合要求。 （2 2）计算改正数和改正后高差）计算改正数和改正后高差 改正数改正数vi=-(fvi=-(fh h /L)l /L)li i=-11.1 l=-11.1 li i 改正后高差改正后高差= =实测高差实测高差+ +改正数改正数 如：如：v1

36、=-11.1v1=-11.10.5=-5.6mm-0.006m0.5=-5.6mm-0.006m 第一段改正后高差：第一段改正后高差：5.693-0.006=5.687m5.693-0.006=5.687m 同理，计算其它各段。同理，计算其它各段。 （3 3）计算各点高程）计算各点高程 H1=HA+h1+v1=227.043+5.693-0.006H1=HA+h1+v1=227.043+5.693-0.006 =232.730(m) =232.730(m) H1=232.730m H2235.991m H3=233.682m HA=227.043m 第三章 水 准 测 量 3-6 3-6 数字

37、水准仪的简介数字水准仪的简介 数字水准仪的原理数字水准仪的原理：就是将编了码的水准尺影像进就是将编了码的水准尺影像进 行一维图像处理，用传感器代替观测者的眼睛，从望远行一维图像处理，用传感器代替观测者的眼睛，从望远 镜中看到水准尺间隔的测量信息，由微处理机自动计算镜中看到水准尺间隔的测量信息，由微处理机自动计算 出水准尺上的读数和仪器至立尺点间的水平距离，以数出水准尺上的读数和仪器至立尺点间的水平距离，以数 字的形式将测量结果显示出来。字的形式将测量结果显示出来。 数字水准仪的构造数字水准仪的构造：传统水准仪的光学系统传统水准仪的光学系统和和机械系机械系 统；信息处理系统。统；信息处理系统。

38、与数字水准仪配套使用的水准尺，一面印有条形码与数字水准仪配套使用的水准尺，一面印有条形码 图案，另一面和普通水准尺分划相同。图案，另一面和普通水准尺分划相同。 第三章 水 准 测 量 主要优点：主要优点： 操作简便，能自动观测和记录，并将测量结操作简便，能自动观测和记录，并将测量结 果以数字的形式显示出来。果以数字的形式显示出来。 整个测量过程在几秒钟内即可完成，可大大整个测量过程在几秒钟内即可完成，可大大 降低观测误差和减少观测错误，提高测量成果降低观测误差和减少观测错误，提高测量成果 的精度和可靠性。的精度和可靠性。 如果将观测结果直接输入计算机进行处理，如果将观测结果直接输入计算机进行处理， 必将大大提高水准测量工作的自动化水平必将