水准测量课件

1、水准测量 目 录第一节 水准测量原理第二节 水准仪与水准尺第三节 水准仪的技术操作第四节 普通水准测量第五节 水准仪的检验与校正第六节 水准仪的用途 第七节 水准测量注意事项小结 第一节 水准测量的原理 水准测量的基本原理是：利用水准仪给出的水平视线，在两点立尺得到水平读数。已知A点高程为HA只要能求出A点至B点的高程之差，简称高差hAB。则B点高程HB就可用下式计算求得： HB=HA+hAB hAB=后视读数-前视读数 有时安置一次仪器需测算出较多点的高程，可先求出水准仪的 视线高程，然后再分别计算出各点高程，从图可以看出： 视线高 HI=HA+a B点高程 HB=HI-b 要测算地面上两点

2、间的高差，所依据的就是一条水平视线，如果水平视线不水平，则上述公式不成立。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。 第二节 水准仪与水准尺一、水准仪的构造水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。 第二节 水准尺 水准尺是与水准仪配合进行测量的工具。水准尺分为直尺、折尺、和塔尺。 塔尺为水准尺的一种。早期的水准尺大都采用木材制成，质重且长度有限（一般为2m），测量时，携带不方便。后逐渐采用铝合金等轻质高强材料制成，采用塔式收缩形式，在使用时方便抽出，单次高程测量范围大大提高，长度一般为5m，携带时将其收缩即可，因其形状类似塔状，故常称之为塔尺。 尺垫是供支撑水准尺和传递高程所用的工具

3、 第三节水准仪的技术操作 水准仪的技术操作：粗平照准精平读数一、粗平：就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡居中，使仪器竖轴处于铅锤位置，视线概略水平二、照准：就是用望远镜照准水准尺，清晰的看清目标和十字丝。三、精平：就是慢慢转动微倾螺旋，使符合水准气泡的影象符合。四、读数：就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝在尺上读数。 第四节 普通水准测量 一、水准点 水准点是测区的高程控制点，一般缩写为“BM”，用“ ”符号表示。用水准点分为永久性和临时性且分等级。点位受法律保护，对于高等级的水准点成果要去当地测绘部门查询。 二、水准路线 水准路线依据测区的情况，可布设成以下几种形式： （一）闭合水准路线：

4、由已知点BMA已知点BMA （二）附合水准路线：由已知点BMA已知水准点BMB （三）支水准路线：由已知点BMA某一待定水准点A 施测方法（一）将水准尺置于已知后视高程点A和前视转点ZD1中间的I站（二）先瞄准后视尺，读取后视对数a1，并记录到测量记录表中。再照转前视尺，读取前视读数b1，并记入记录表中。至此完成普通水准测量一个测站的观测任务。 （三）将仪器搬迁至第站，把第一站的后视尺移到第站的转点ZD2上，把第站的前视变为第站的后视。按（二）步骤测出第站的后、前视读数a2、b2，并记入记录表中。 （四）重复上述步骤测至终点B为止。 三、校核方法（一）计算校核 即：h=a-b=HB-HA说明高

5、差和各转点高程的计算时正确的。（二）测站校核 变更仪器高法、双面尺法。（三）成果校核 检查水准路线的高差闭合差fh是否超限高差闭合差计算公式：（1）附合水准路线：fh=h-（H终-H始）（2）闭合水准路线：fh=h（3）支水准路线：fh=|h往|-|h返|校核方法：如果fhfh容，说明外业成果合格，否则需进行重测。对于不同等级的水准测量其fh容是不同的，以等外水准为例fh容=40Lmm或12nmm，前者适用于平原地区，后者适用于山区。 四、成果处理 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时，所进行的高差闭合差调整。 高差闭合差调整原则是以水准路线的测站段数或测站长度成正比，

6、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。（一）按测站数进行超差闭合差的调整，测段高差的改正数Vi为： Vi=- ni式中：n水准路线各测段的测站数总和。 ni某一测段的测站数（二）按测站长度进行超差闭合差调整，测段高差改正数Vi为： Vi=- Li式中：L=水准路线各测段的总长度，单位为km； Li某一测段的长度，单位为km。nfhLfh 第五节 水准仪检验与校正根据水准测量原理，水准仪各轴线间应具备的几何关系是：(LL/VV)；十字丝的横丝应垂直于仪器竖轴；水准管轴应平行于仪器的视准轴（LL/CC），如图所示： 检验项目（一）圆水准器的检验与校正：目的是使VV/LL （二）十字

7、丝横丝的检验与校正 1.将水准仪安置在两点间进行观测，得到两点间正确高差为hAB。hAB=（a+）-（b+）=a-b。 2.为了防止错误和提高观测精度，一般应改变仪器高观测两次，若两次高差的误差小于3mm时，取平均数作为正确的高差hAB。 3.再将水准仪安置在距A尺2m左右，安置好仪器后，先读取近尺A的读数值a2，因仪器离 A点很近，两轴不平行的误差可忽略不计。然后根据正确高差hAB计算视线水平时在远尺B的正确读数值b2=a2-hAB 4.用望远镜照准B点的水准尺，若读数与相差小于4mm，则说明水准管轴平行于视准轴，否则应进行校正。 （三）水准仪i角的检验与校正 第六节 水准仪的用途水准仪除了

8、通常的高程测量外还可以做：一、距离测量 水准仪的距离测量在仪器整平完毕后瞄准测点水准尺读数，记录上丝及下丝读数：（上丝-下丝）100 算出来的距离仅供参考，不做正式距离使用。 二、角度测量 水准仪中部位置有刻度一圈为360，用目镜里面的十字丝竖丝瞄准待测夹角的一侧，记录下此时度盘对应的数值，然后再旋转至待测夹角的另一侧读出此时读盘对应的数值，与之前读数之差就是这个夹角的读数。（注：以上步骤需在水准仪整平的基础上进行，可以反复观测取平均值） 三、坡度测量 水准仪坡度测量可分为两种：1.倾斜视线法倾斜视线法是根据视线与设计坡度线平行时，其竖直距离处处相等的原理，以确定设计坡度线上各点高程位置的一种

9、方法。已知两点几啊水平距离S和已知坡度，计算B点的高程：HB=HA+iS2.水平视线法如图所示，设A点高程为HA，现以A点沿AB方向放一条坡度为i的坡度线。在设计坡度上的任一点P的高程可以按一下公式计算得：H设=HA+i Si式中，Si为A点至P点的水平距离。在测设方向上，按一定间距定出桩位。安置水准仪在水准点BM附近，度后视读数a，并计算视线高程：H视=HBM+a按高程放样的方法，先算出各桩点的水准尺的应读数：b应=H视-H设然后根据个点的应读数指挥打桩，当各桩顶水准尺读数等于各自的应读数b应时，则各桩顶的连接线就是设计坡度线。若木桩无法继续往下打，可将水准尺沿木桩的一侧上下移动，当水准尺读

10、数为b应时，便可用水准尺底面在木桩上划一横线。若木桩长度不够，可将尺面立在桩顶，得读数b，b应与b之差就是桩顶得填土高度。（此法适用于地面坡度较小的地段） 第七节 水准测量注意事项一、影响水准测量成果的主要因素（一）仪器的误差1.仪器校正后的残余误差2.水准尺误差（二）观测误差1.水准管气泡居中误差2.读数误差3.视差影响4.水准尺倾斜影响，水准尺倾斜将使尺上读数增大（三）外界条件的影响1.仪器沉降：采用“后、前、前、后”的观测顺序，可减弱其影响。2.尺垫下沉3.地球曲率及大气折光的影响4.温度对仪器的影响 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。（2）仪器脚架要

11、踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。（3）估数要准确，读数是要仔细对光，消除视差。（4）检查塔尺相接处是否严密，保证扶尺竖直。（5）记录要原始，字迹要清楚、端正，整齐并不得随意涂抹或更改。（6）读数时，记录员要复诵，以便核对。（7）测量者要严格执行操作规程，工作要细心加强校核。 小结1、水准仪的几何轴线及关系：视准轴（CC）物镜光心与十字丝中点的连线；水准管轴（LL）水准管内壁圆弧零点的切线；圆水准器轴（LL）圆水准器内壁圆弧的法线；竖轴（VV）水准仪的旋转轴。几何关系；CC/LL；LL/VV；十字丝横丝水平。2、水准仪技术操作方法：粗平瞄准精平读数3、微倾式水准仪的的检查项目：圆水准器的检验：十字丝横丝的检验：管水准器的检验4、自动安平水准仪操作方法：粗平瞄准检查补偿器读数。5、高差闭合差计算：hi=后视i-前视i （i=1,2n站）6、水准路线及高差闭合差：闭合水准路线：fh=h附合水准