水准测量课件

1、 水准测量水准测量第一节第一节 水准测量原理水准测量原理第二节第二节 水准仪与水准尺水准仪与水准尺第三节第三节 水准仪的技术操作水准仪的技术操作第四节第四节 普通水准测量（等外水准测量）普通水准测量（等外水准测量）第五节第五节 微倾式水准仪检验与校正微倾式水准仪检验与校正第六节第六节 自动安平水准仪自动安平水准仪第七节第七节 三、四等水准测量三、四等水准测量第八节第八节 水准测量注意事项水准测量注意事项本章小结本章小结 水准测量的基本原理水准测量的基本原理是：利用水准仪给出的水平视是：利用水准仪给出的水平视线线,在两点立尺得到水平读数在两点立尺得到水平读数.已知已知A点的高程为点的高程为HA，

2、只，只要能测出要能测出A点至点至B点的高程之差，简称高差点的高程之差，简称高差hAB。则。则点点的高程的高程HB就可用下式计算求得：就可用下式计算求得： hAB = 后视读数后视读数前视读数前视读数HB=HA+hAB 有时安置一次仪器须测算出较多点的高程有时安置一次仪器须测算出较多点的高程，可，可先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高程，从图中可以看出：程，从图中可以看出： 视线高视线高 Hi=HA+a 点高程点高程 HB=Hi- -b 要测算地面上两点间的高差，所要测算地面上两点间的高差，所依据的就是一条水平视线，如果视线依据的就是一条水平视

3、线，如果视线不水平，上述公式不成立。因此，视不水平，上述公式不成立。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。住的操作要领。 一、微倾式水准仪的构造一、微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。为了能为了能精确地提供水平视线精确地提供水平视线，在仪器构造上安置了一，在仪器构造上安置了一个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微倾式水准仪倾式水准仪 。微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造( (动画动画) )DS3水准仪水准仪DS3水准仪水准仪

4、 二、水 准 尺 水准尺是与水准仪配合进水准尺是与水准仪配合进行水准测量的工具行水准测量的工具。水准尺分。水准尺分为为直尺直尺、折尺折尺和和塔尺塔尺。双面水双面水准尺准尺的分划，一面黑色面（主的分划，一面黑色面（主尺），尺底分划为零，另一面尺），尺底分划为零，另一面是红色面（辅助尺），尺底刻是红色面（辅助尺），尺底刻画 为 一 常 数 ：画 为 一 常 数 ： 4 6 8 7 m m 或或4787mm。使用水准尺前一定。使用水准尺前一定要认清刻画特点。要认清刻画特点。 尺垫尺垫是供支承水准尺和传递是供支承水准尺和传递高程所用的工具。高程所用的工具。 水准仪的技术操作：粗平水准仪的技术操作：粗平

5、照准照准精平精平读数读数 一、一、粗平粗平：就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡：就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡居中，使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水平居中，使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水平 二、二、照准照准：就是用望远镜照准水准尺，清：就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清目标和十字丝。晰地看清目标和十字丝。 三、精平三、精平：就是：就是慢慢转动微倾螺旋，使慢慢转动微倾螺旋，使符合水准气泡的影象符符合水准气泡的影象符合。合。 四、读数四、读数：就是在：就是在视线水平时，用望远视线水平时，用望远镜十字丝的横丝在尺镜十字丝的横丝在尺上读数上读数 。 水准仪水准仪技术操作技术操作（录像）（录像）一

6、、水准点和水准路线一、水准点和水准路线 1.水准点是测区的高程控制点，一般缩写为水准点是测区的高程控制点，一般缩写为“BM”，用用“ ”符号表示。水准点分为永久性和临时性且分符号表示。水准点分为永久性和临时性且分等级等级.点位受法律保护点位受法律保护,对于高等级的水准点成果要去当对于高等级的水准点成果要去当地测绘部门查询地测绘部门查询.一、水准点和水准路线一、水准点和水准路线2.水准路线依据测区的情况，可布设成以下几种形式水准路线依据测区的情况，可布设成以下几种形式：(1)闭合水准路线(2)附合水准路线(3)支水准路线二、施测方法二、施测方法（动画动画） (1)将水准尺置于已知后视高程点将水准

7、尺置于已知后视高程点A和前视转点和前视转点ZD1中间中间的的站。站。 (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a1，并记入，并记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，读取前视再照准前视尺，读取前视读数值读数值b1，并记入记录表中。至此完成了普通水准，并记入记录表中。至此完成了普通水准测量测量一个测站一个测站的观测任务。的观测任务。 (3)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ZD2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)步骤测出第步骤测出第站的后、前视读数值站的

8、后、前视读数值a2、b2，并记入记录表中。，并记入记录表中。 (4)重复上述步骤测至终点重复上述步骤测至终点B为止。为止。 0.718 三、校核方法三、校核方法 1计算校核计算校核 即：即：h=a b HB HA 说明高差和各转点高程的计算是正确的。说明高差和各转点高程的计算是正确的。 2测站校核测站校核 变更仪器高法；变更仪器高法； 双面尺法。双面尺法。 3. 成果校核成果校核 检核水准路线的高差闭合差检核水准路线的高差闭合差fh是否超限是否超限 校核方法：如果校核方法：如果fhfh容容，说明外业观测成果合格，否，说明外业观测成果合格，否则须进行重测。对于不同等级的水准测量其则须进行重测。对

9、于不同等级的水准测量其fh容容是不是不同的同的,以等外水准为例以等外水准为例fh容容=40L mm或或12n mm,前者适用于平原地区前者适用于平原地区,后者适用于山区后者适用于山区.(3)支水准路线支水准路线： 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）高差闭合差的计算公式：高差闭合差的计算公式： 高差闭合差高差闭合差调整原则是以水准路线的调整原则是以水准路线的测段测段站数站数或或测段长度测段长度成正比，将闭合差反号分配到成正比，将闭合差反号分配到各测段上，并进行实测高差的改正计算。各测段上，并进行实测高差的改正

10、计算。 四、成果处理四、成果处理 普通水准测量的成果处理就是当外业观测普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差闭合差在容许范围内时，所进行的高的高差闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。差闭合差调整。 1. 按测站数进行高差闭合差的调整按测站数进行高差闭合差的调整，测段高差，测段高差的改正数的改正数Vi为：为： Vi= ni 式中：式中：n水准路线各测段的测站数总和。水准路线各测段的测站数总和。 ni某一测段的测站数。某一测段的测站数。 nfh 2. 按测段长度进行高差闭合差调整按测段长度进行高差闭合差调整，测段高差，测段高差改正数改正数i为为 Vi Li 式中：式中：L水准路线各测

11、段的总长度水准路线各测段的总长度,单位为单位为km; Li某一测段的长度某一测段的长度,单位为单位为km。Lfh五、例题五、例题按按测站数调整测站数调整高差闭合差和高程计算示例见下表。高差闭合差和高程计算示例见下表。 如图如图ihinnfVH五、例题五、例题 如果把上图中的测站数改为测段长度（以公里如果把上图中的测站数改为测段长度（以公里为单位，见下表第为单位，见下表第3列），则列），则按按测段长度调整测段长度调整高差高差闭合差和高程计算示例见下表闭合差和高程计算示例见下表 。如图如图Lfh 根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：圆水

12、准器轴应平行于仪器竖轴具备的几何关系是：圆水准器轴应平行于仪器竖轴(LLVV)；十字丝十字丝 的横丝应垂直于仪器竖轴的横丝应垂直于仪器竖轴；水；水准管轴应平行于仪器视准轴准管轴应平行于仪器视准轴(LLCC)，如右图所示。，如右图所示。其其检验与校正的具体做法请看检验与校正的具体做法请看录像录像： 一、圆水准器的检验与校正一、圆水准器的检验与校正 二、十字丝横丝的检验与校正二、十字丝横丝的检验与校正 三、管水准器的检验与校正三、管水准器的检验与校正 检校项目水准仪检验与校正水准仪检验与校正（录（录 像像）一、一、圆水准器的检验与校正：目的是使圆水准器的检验与校正：目的是使VV LL 自动安平水准

13、仪自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋不需要水准管和微倾螺旋，只，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，借助一种气泡居中后，借助一种“补偿器补偿器”的特别装置，使的特别装置，使视线自动处于水平状态视线自动处于水平状态。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 三、四等水准测量三、四等水准测量主要使用主要使用DS3水准仪进水准仪进行观测，水准尺采用行观测，水准尺采用双面水准尺双面水准尺，观测前必

14、须，观测前必须对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即K1=4687和和K2=4787，成对使用水准尺。，成对使用水准尺。 具体记录与计算方法具体记录与计算方法参见参见三、四等水准测量记录表三、四等水准测量记录表。每一测站的观测程序每一测站的观测程序： 后视黑面尺，读取上、下、中丝读数，即后视黑面尺，读取上、下、中丝读数，即(1)、(2)、(3)； 前视黑面尺，读取上、下、中丝读数，即前视黑面尺，读取上、下、中丝读数，即(4)、(5)、(6)；前视红面尺，读取中丝读数，即前视红面

15、尺，读取中丝读数，即(7);后视红面尺，读取中丝读数，即后视红面尺，读取中丝读数，即(8)。 以上（以上（）内之号码，表示观测与记录的顺序。）内之号码，表示观测与记录的顺序。三三、四四等等水水准准测测量量记记录录表表5.9985.273+0.725(8)(7)(12) +0.62500001.2110.568+0.625 后后106前前107后后前前0.8010.37143.0+0.1 1.4260.99543.1+0.1 BM1-ZD11(14)(10)(9)(13(3)(6)(11) 后后前前后后前前(4)(6)(16)(18) (1)(2)(15)(17) d视视距距差差d红红面面黑黑面

16、面前前视视距距后后视视距距上上丝丝上上丝丝备备注注平平均均高高差差(m)K+黑黑-红红水水准准尺尺读读数数方方向向及及尺尺号号下下丝丝前前尺尺下下丝丝后后尺尺点点号号测测站站编编号号自自天天气气：测测量量者者：测测至至成成象象：记记录录者者：20年年月月日日始始：时时分分终终：时时分分=-0.1 =+4.356 =末站末站(18) 总视距总视距(15)+(16)=339.1(mm) (15)=169.5 (3)+(8)=29.291 (11)+(12) (14)=+2.1780- )(16)=169.6 -)(6)+(7)=24.935 =4.356 2(14)=+4.356 每页校核每页校核

17、+1.13400006.3955.361+1.0341.7080.534+1.134后后107前前106后前后前0.7580.39036.8-0.11.8911.52536.6-0.2ZD3-A45.4866.210+0.7246.2415.097+1.144-0.8245-10-10.6981.523-0.825后后106前前107后前后前1.7121.33338.0+0.10.8890.50738.2+0.2ZD2-ZD33K为尺为尺常数，常数，如：如：K106=4.787K107=4.687已知已知BM1高高程为：程为：H=56.345m1.24350+1-11.5540.311+1.2

18、43后后107前前106后前后前0.5700.05251.8-0.11.8121.29651.6-0.2 ZD1-ZD22三、四等水准测量记录表续表三、四等水准测量记录表续表一、影响水准测量成果的主要因素一、影响水准测量成果的主要因素（一）仪器误差（一）仪器误差1、仪器校正后的残余误差仪器校正后的残余误差 2、水准尺误差 (二二) 观测误差观测误差1水准管气泡居中误差水准管气泡居中误差2. 读数误差读数误差3. 视差影响视差影响 4. 水准尺倾斜影响水准尺倾斜影响 水准尺倾斜将使尺上读数增大水准尺倾斜将使尺上读数增大 (7)测量者要严格执行操作规程，工作要细心，加强校核。测量者要严格执行操作规

19、程，工作要细心，加强校核。二、注意事项二、注意事项(1)测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基本相等。测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基本相等。 (2)仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。(3)估数要准确，读数时要仔细对光，消除视差。估数要准确，读数时要仔细对光，消除视差。(4)检查塔尺相接处是否严密。保证扶尺竖直。检查塔尺相接处是否严密。保证扶尺竖直。(5)记录要原始，字迹整齐、清楚，端正。记录要原始，字迹整齐、清楚，端正。(6)读数时，记录员要复诵，以便核对。读数时，记录员要复诵，以便核对。一、水准仪及使用一、水准仪及使用1.水准仪的几何轴线及关系：水准仪的几何轴线及关系：视准轴视准轴(CC)物镜光心与十字丝中点的连线；物镜光心与十字丝中点的连线；水准管轴水准管轴(