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1、建筑工程测量2水准测量 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节 水准测量原理一、水准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。ABabhAB A、B两点间高差两点间高差hAB为：为：前进方向前进方向 A点为点为后视点后视点，A点尺上的读数点尺上的读数a称为称为后视读数后视读数；B点点为为前视点前视点，B点尺上的读数点尺上的读数b称为称为前视读数前视
2、读数。高差等于等于后视读数减去减去前视读数。二、计算未知点高程二、计算未知点高程1高差法高差法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHB如果已知如果已知A点的高程点的高程HA，则，则B点的高程点的高程HB为：为：2视线高法视线高法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBHi B点高程也可以通过水准仪的视线高程点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即来计算，即返回返回下一节下一节第二节第二节 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具国国产产水水准准仪仪按按其其精精度度分分，有有DS05，DS1，DS3及及DS10等等几几种种型型号号。05、1、3和
3、和10表表示示水水准准仪仪精精度度等等级。级。水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。DS3主主要要由由望望远远镜镜、水水准准器器及及基基座座三三部分组成。部分组成。一、DS3微倾式水准仪的构造1望远镜望远镜 它主要由它主要由物镜、目镜、对光透镜和和十字丝分划板组成。组成。望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。（1）十字丝分划板）十字丝分划板十字丝分划板十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。是为了瞄准目标和读数用的。上丝上丝下丝下丝中丝中丝竖丝竖丝十字丝分划板十字丝分划板 （2）物镜和目镜）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组；物镜和目镜多采用复合透镜组；目标目标AB经
4、过物镜成像后形成一个倒经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像立而缩小的实像ab；移动对光透镜，可使不同距离的目移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上；标均能清晰地成像在十字丝平面上；再通过目镜的作用，便可看清同时再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象放大了的十字丝和目标影象ab。（3）视准轴）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴为视准轴CC。视准轴的延长线即为视线。视准轴的延长线即为视线。当视准轴水平时，用十字丝的中丝当视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数。在水准尺上截取读数。2水准器水准器（1）管水准器（
5、2）圆水准器 （1）管水准器）管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。水准管轴平行于视准轴。水准管轴平行于视准轴。OLL水水准准管管上上2mm圆圆弧弧所所对对的的圆圆心心角角，称称为为水水准准管管的的分分划划值值，水水准准管管分分划划愈愈小小，水水准准管管灵灵敏敏度度愈愈高高，用用其其整整平平仪仪器器的的精精度度也也愈愈高高。DS3型型水水准准仪仪的的水水准准管管分分划划值值为为20，记作记作20/2mm。为为了了提提高高水水准准管管气气泡泡居居中中的的精精度度，采用符合水准器。采用符合水准器。（2）圆水准器）圆水准器 气泡气泡LL 过过零零点
6、点的的球球面面法法线线LL，称称为为圆圆水水准器轴。准器轴。圆圆水水准准器器轴轴LL平行于仪器竖轴平行于仪器竖轴VV。气泡中心偏离零气泡中心偏离零点点2mm时竖轴所倾斜时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准的角值，称为圆水准器的分划值。器的分划值。3基座基座 基座的作用是支承仪器的上部，并基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。通过连接螺旋与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫1水准尺水准尺 （1）塔尺塔尺 是是一一种种逐逐节节
7、缩缩小小的的组组合合尺尺，其其长长度度为为2m5m，有有两两节节或或三三节节连连接接在在一一起起，尺尺的的底底部部为为零零点点，尺尺面面上上黑黑白白格格相相间间，每每格格宽宽度度为为1cm，有有的的为为0.5cm，在米和分米处有数字注记。，在米和分米处有数字注记。两两根根尺尺的的黑黑面面尺尺尺尺底底均均从从零零开开始始，而而红红面面尺尺尺尺底底，一一根根从从4.687m开开始始，另另一一根根从从4.787m开开始始。在在视视线线高高度度不不变变的的情情况况下下，同同一一根根水水准准尺尺的的红红面面和和黑黑面面读读数数之之差差应应等等于于常常数数4.687m或或4.787m，这这个个常数称为尺常
8、数，用常数称为尺常数，用K来表示。来表示。（2）双面水准尺双面水准尺 尺长为尺长为3m，两根尺为一对。，两根尺为一对。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。面尺（也称辅尺）。两面的刻划均为两面的刻划均为1cm，在分米处注有数字。，在分米处注有数字。2尺垫尺垫 尺垫是由生铁铸成。一般为三角形尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立尺垫上方有一突起的半球体，水准
9、尺立于半球顶面。于半球顶面。尺垫用于转点处。尺垫用于转点处。下一节返回返回第三节 水准仪的使用微倾式水准仪的基本操作程序为微倾式水准仪的基本操作程序为1、安置仪器2、粗略整平3、瞄准水准尺4、精确整平5、读数一、安置仪器一、安置仪器 （1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使三脚架架头大致水平三脚架架头大致水平。（2）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。二、粗略整平二、粗略整平通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。三、瞄准水准尺三、瞄准水准尺（1）目镜调焦）目镜调焦 转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。（2）
10、初步瞄准）初步瞄准 通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。（3）物镜调焦）物镜调焦 转动物镜对光螺旋，使水准尺的成像清晰。（4）精确瞄准）精确瞄准 转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。（5）消除视差）消除视差 眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动，这种现象叫视差。产生视差的原因是水准尺的尺像与十字丝平面不重合。视差的存在将影响读数的正确性，必须予消除。消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。四、精确整平四、精确整平 转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合,此时水准管气泡居中，视线即为水平视线 五、读数五、读
11、数返回返回下一节下一节第四节 水准测量的方法一、水准点一、水准点 我们将用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点。水准点记为BM(BenchMark)。水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。（1）永久性水准点）永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点国家等级永久性水准点国家等级永久性水准点建筑工地上的永久性水准点（2）临时性水准点BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.168m水准点的“点之记”相邻两水准点间的路线称为测段。二、水准路线及成果检核二、水准路线及成果检核 在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准
12、路线。BMABMBh1h2h3h4123在在一一般般的的工工程程测测量量中中，水水准准路路线线布布设形式主要有以下三种形式：设形式主要有以下三种形式：1附合水准路线2闭合水准路线3支水准路线BMABMBh1h2h3h4CDE1附合水准路线附合水准路线（1）附合水准路线的布设方法）附合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BMB所构成的水准路线，称为附合水准路线。各测段高差代数和 与其理论值 的差值，称为高差闭合差 ，即（2）成果检核）成果检核 从理论上讲，附合水准路线各测段高差代数和应等于两个已知高程的水准点之
13、间的高差，即2闭合水准路线闭合水准路线（1）闭合水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BMA的环形路线，称为闭合水准 路线。BMAh1h2h3h4h51234（2）成果检核）成果检核 从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零即 如果不等于零，则高差闭合差为3支水准路线支水准路线（1）支水准路线的布设方法）支水准路线的布设方法 从已知高程的水准点BMA出发，沿待定高程的水准点1进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。BMA1hfhb（2）成果检核）成果检
14、核 从理论上讲，支水准路线往测高差与返测高差的代数和应等于零。即 如果不等于零，则高差闭合差为 各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则即认为观测结果不符和要求。不同等级的水准测量其高差闭合差的容许值不同。三、水准测量的施测方法三、水准测量的施测方法ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBAHACHChAC大地水准面大地水准面D1000mBMABhAB12.500mDAB50m 当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，不能安置一次仪器即可测得两点间的高差。这时需要在两点间加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。提出问题：提出问题：解决方法：解
15、决方法：加加设设的的这这些些立立尺尺点点并并不不需需要要测测定定其其高高程程，它它们们只只 起起 传传 递递 高高 程程 的的 作作 用用，故故 称称 之之 为为 转转 点点，用用TP（TurningPoint）表示。）表示。AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000m例例已知水准点已知水准点BMA
16、的高程的高程HA32.186m，现欲测定现欲测定C点的高程点的高程HC，由于，由于A、C两点相距较远，两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。1.观测与记录观测与记录表2-1 水准测量手簿 日期：2003年5月14日天气：多云 仪器：DS3水准仪 地点：校内实训基地 观测：张鹏 记录：李翔测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数AHACHChAC大地水准面大地水准面D1000mTP1h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向测站 测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014
17、+0.79132.186TP11.223AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h1后视点后视读数前视读数前视点进行方向2.测站检核测站检核（1）变动仪器高法在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。即测得第一次高差后，改变仪器高度（大于（大于10cm），），再测一次高差。两次所测高差之差不超过容许值（例如等（例如等外水准测量容许值为外水准测量容许值为6mm），），则认为符合要求。取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。（2）双面尺法 仪器的高度不变，而分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。这样可以利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如
18、果不符值不超过规定的限差，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h1.9011.108进行方向AHACHChAC大地水准面D1000mTP12.0141.223h11.9011.108TP2进行方向测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7
19、931.108TP12.312+1.864TP20.450AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.450后视点前视点后视读数前视读数测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m 高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558AHACHChAC大地水准面D1000mTP1h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHCHAC大地水准面D1000mTP1TP3h1T
20、P2进行方向h22.3120.4502.4240.558AHACHChAC大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.558A2.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660
21、.558TP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740TP32.413+1.512+1.5142.287TP40.901+1.5160.771TP40.418-1.932-1.9330.533BMC2.350-1.9342.4673.计算与计算检核计算与计算检核（1）计算）计算 AC两点的高差等于各测站的高差总和，即两点的高差等于各测站的高差总和，即则则C点高程为：点高程为：在本例题中：在本例题中：（2）计算检核）计算检核为了保证记录表中数据的正确，应对记录表中计算的高差和高程进行检核。检查内容：检查内容：后视读数总和减前视读数总和的二分之一后视读数总
22、和减前视读数总和的二分之一高差总和的二分之一高差总和的二分之一平均高差总和平均高差总和C点高程与点高程与A点高程之差点高程之差以上这四个数字应相等。以上这四个数字应相等。否则，计算有错。在本例题中：在本例题中：测站测点水准尺读数/m高差/m平均高差/m高程/m备注后视读数前视读数BMA2.014+0.791+0.79232.1861.901TP11.223+0.7931.108TP12.312+1.862+1.8642.424TP20.450+1.8660.558TP22.077+1.211+1.2131.955TP30.866+1.2150.740TP32.413+1.512+1.5142.
23、287TP40.901+1.5160.771TP40.418-1.932-1.93335.6360.533BMC2.350-1.9342.467计算检核18.33411.434+6.900+3.450a-b=18.334-11.434=+6.900 (a-b)/2=+3.450 h=+6.900 (h/2)=+3.450 HC-HA=+3.450四、水准测量的等级及主要技术要求四、水准测量的等级及主要技术要求在工程上常用的水准测量有：在工程上常用的水准测量有：三、四等水准测量等外水准测量1三、四等水准测量三、四等水准测量 三、四等水准测量，常作为小地区测绘大比例尺地形图和施工测量的高程基本控制
24、。等级等级路线长路线长度度/km水准仪水准仪 水准尺水准尺观观测测次次数数往返较差、附合往返较差、附合或环线闭合差或环线闭合差与已知与已知点联测点联测符合或符合或环线环线平地平地/mm山地山地/mm三三50DS1因瓦因瓦往返各往返各一次一次往一次往一次124DS3双面双面往返各往返各一次一次四四16DS3双面双面往返各往返各一次一次往一次往一次206注：注：L为水准路线长度（为水准路线长度（km）；）；n为测站数。为测站数。三、四等水准测量的主要技术要求三、四等水准测量的主要技术要求等级等级路线路线长度长度/km水准仪水准仪水准尺水准尺视线视线长度长度/m观观测测次次数数往返较差、附合或往返较
25、差、附合或环线闭合差环线闭合差与已知与已知点联测点联测符合或符合或环线环线平地平地/mm山地山地/mm等外等外5DS3单面单面100往返各往返各一次一次往一次往一次40122等外水准测量等外水准测量等外水准测量又称为图根水准测量或普通水准测量，其主要用于测定图根点的高程及作工程水准测量之用。等外水准测量的主要技术要求等外水准测量的主要技术要求 五、三、五、三、四等水准测量四等水准测量 1三、四等水准测量观测的技术要求三、四等水准测量观测的技术要求 等等级级水准水准仪仪视线视线长度长度/m前后前后视距视距差差/m前后视前后视距累积距累积差差/m视线高度视线高度黑面、红黑面、红面面读数之差读数之差
26、/mm黑面、红面黑面、红面所测高差之所测高差之差差/mm三三DS110036三丝能读数三丝能读数1.01.5DS3752.03.0四四DS3100510三丝能读数三丝能读数3.05.02一个测站上的观测程序和记录一个测站上的观测程序和记录（1）瞄准后视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝）瞄准后视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表读数，分别记入表2-5中中、位置；位置；（2）瞄准前视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝）瞄准前视黑面尺，精平，读下丝、上丝和中丝读数，分别记入表读数，分别记入表2-5中中、位置；位置；（3）瞄准前视红面尺，读中丝读数，记入表）瞄准前视红面尺，读中丝读数，记入
27、表2-5中中位置；位置；（4）瞄准后视红面尺，读中丝读数，记入表）瞄准后视红面尺，读中丝读数，记入表2-5中中位置。位置。一个测站上的这种观测程序简称一个测站上的这种观测程序简称“后后前前前前后后”或或“黑黑黑黑红红红红”。四等水准测量也可采用。四等水准测量也可采用“后后后后前前前前”或或“黑黑红红黑黑红红”的观测程序。的观测程序。3测站计算与检核测站计算与检核（1）视距部分 视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100。后视距离：后视距离：100前视距离：前视距离：100计算前、后视距差：计算前、后视距差：计算前、后视距累积差：计算前、后视距累积差：上站上站本站本站返回返回下一节下一节第五节 水
28、准测量的成果计算一、附合水准路线的计算下下图图是是一一附附合合水水准准路路线线等等外外水水准准测测量量示示意意图图，A、B为为已已知知高高程程的的水水准准点点，HA65.376m，HB68.623m，1、2、3为待定高程的水准点。为待定高程的水准点。h11.575mh22.036mh31.742mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2kmBMA123BMB4点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789辅助计算 1填写观测数据和已知数据2点
29、号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB辅助辅助计算计算2计算高差闭合差点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446BMB68.623BMB5.850
30、3.315辅助辅助计算计算6 根据附合水准路线的测站数及路线长度求出每公里测站数，以便确定采用平地或山地高差闭合差容许值的计算公式。在本例题中在本例题中站站/km16站站/km故高差闭合差容许值采用平地公式计算。故高差闭合差容许值采用平地公式计算。等等外外水水准准测测量量平平地地高高差差闭闭合合差差容容许许值值Whp的的计计算公式为算公式为5点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.57565.376BMA111.2122.036221.4141.742332.2161.446
31、BMB68.623BMB5.8503.315辅助辅助计算计算成果合格成果合格93调整高差闭合差高差闭合差调整的原则和方法是：高差闭合差调整的原则和方法是：按与测站数或测段长度成正比例的原则，将高差闭合差反号分配到各相应测段的高差上，得改正后高差。即式中式中vi 第第i测段的高差改正数（测段的高差改正数（mm）；）；、水准路线总测站数与总长度；水准路线总测站数与总长度；、第测段的测站数与测段长度。第测段的测站数与测段长度。在本例中，各测段改正数为：计算检核：计算检核：710点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注
32、123456789BMA1.081.5751265.376BMA111.2122.03614221.4141.74216332.2161.44626BMB68.623BMB5.8503.31568辅助辅助计算计算成果合格成果合格将各测段高差改正数填入计算表第5栏内。9124计算各测段改正后高差各各测测段段改改正正后后高高差差等等于于各各测测段段观观测测高高差差加加上上相相应的改正数，即应的改正数，即式中式中第第i 段的改正后高差（段的改正后高差（m）。）。本例题中，各测段改正后高差为：计算检核：计算检核：1013点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差
33、改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575121.56365.376BMA111.2122.036142.022221.4141.742161.758332.2161.446261.420BMB68.623BMB5.8503.315683.427辅助辅助计算计算成果合格成果合格将各测段改正后高差填入计算表第6栏内。125计算待定点高程根根据据已已知知水水准准点点A的的高高程程和和各各测测段段改改正正后后高高差差，即可依次推算出各待定点的高程，即即可依次推算出各待定点的高程，即计算检核：计算检核：最后推算出的B点高程应与已知的B点高程相等，以此作为计算检
34、核。1315点号点号距离距离/km测站测站数数实测高差实测高差/m改正数改正数/mm改正后高差改正后高差/m高程高程/m点号点号备备注注123456789BMA1.081.575121.56365.376BMA166.93911.2122.036142.022268.96121.4141.742161.758367.20332.2161.446261.420BMB68.623BMB5.8503.315683.427辅助辅助计算计算成果合格成果合格将推算出各待定点的高程填入计算表第7栏内。二、闭合水准路线成果计算二、闭合水准路线成果计算闭合水准路线成果计算的步骤与附合水准路线相同。hf2.532
35、mhb2.520mBMA1三、支水准路线的计算例例A为为已已知知高高程程的的水水准准点点，其其高高程程HA为为45.276m，1点点为为待待定定高高程程的的水水准准点点，hf 和和hb 为为往往返返测测量量的的观观测测高高差差。往往、返返测测的的测测站站数数共共16站站，计计算算1点的高程。点的高程。1计算高差闭合 2计算高差容许闭合差测站数：测站数：因因|Wh|Whp|，故精确度符合要求。，故精确度符合要求。3计算改正后高差取取往往测测和和返返测测的的高高差差绝绝对对值值的的平平均均值值作作为为A和和1两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即两点间的高差，其符号和往测高差符号相同，即 4计
36、算待定点高程返回下一节下一节第六节 微倾式水准仪的检验与校正一、水准仪应满足的几何条件（1）圆水准器轴LL应平行于仪器的竖轴VV；（2）十字丝的中丝应垂直于仪器的竖轴VV；（3）水准管轴LL 应平行于视准轴CC。二、水准仪的检验与校正 1圆水准器轴LL平行于仪器的竖轴VV的检验与校正（1）检验方法（2）校正方法 （2）校正方法 2十字丝中丝垂直于仪器的竖轴的检验与校正 （1）检验方法MMM3水准管轴平行于视准轴的检验与校正水准管轴平行于视准轴的检验与校正 （1）检验方法）检验方法 1）在C点处安置水准仪，用变动仪器高法，连续两次测出A、B两点的高差，若两次高差之差不超过3mm，则取两次高差的平
37、均值hAB作为最后结果。a1b1x1x1iiABC 2）在离B点大约3m左右的D点处安置水准仪，精平后读得B点尺上的读数为b2。根据b2和高差hAB算出A点尺上视线水平时的应读读数为：ABia2b2a2xD 然后，瞄准A点水准尺，读出中丝的读数a2，如果a2与a2相等，表示两轴平行。否则存在i角，其角值为：对于DS3型水准仪来说，i角值不得大于20，如果超限，则需要校正。（2）校正方法 转动微倾螺旋，使十字丝的中丝对准转动微倾螺旋，使十字丝的中丝对准A A点尺上点尺上应读读数应读读数a a2 2，此时视准轴处于水平位置，而水准，此时视准轴处于水平位置，而水准管气泡不居中。管气泡不居中。用校正针
38、先拨松水准管一端左、右校正螺钉，用校正针先拨松水准管一端左、右校正螺钉，再拨动上、下两个校正螺钉，使偏离的气泡重新居再拨动上、下两个校正螺钉，使偏离的气泡重新居中，最后要将校正螺钉旋紧。中，最后要将校正螺钉旋紧。此此项项校校正正工工作作需需反反复复进进行行，直直至至达达到到要要求求为为止。止。第七节 水准测量误差与注意事项一、仪器误差1、水准管轴与视准轴不平行误差、水准管轴与视准轴不平行误差2、水准尺误差、水准尺误差二、观测误差1水准管气泡的居中误差水准管气泡的居中误差2估读水准尺的误差估读水准尺的误差3视差的影响误差视差的影响误差 4水准尺倾斜的影响误差水准尺倾斜的影响误差 三、外界条件的影
39、响误差1水准仪下沉误差水准仪下沉误差 采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。2尺垫下沉误差尺垫下沉误差 采用往返观测的方法，取成果的中数，可减弱其影响。3地球曲率及大气折光的影响地球曲率及大气折光的影响大地水准面大地水准面BAbababarfcHAHB地球曲率对读数的影响地球曲率对读数的影响 大气折光对读数的影响大气折光对读数的影响 地球曲率和大气折光的共同影响地球曲率和大气折光的共同影响 返回返回下一节下一节返回返回第八节 精密水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪一.自动安平水准仪 自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别在于：自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋，而是在望远镜的光学系统中装
40、置了补偿器。1.自动安平水准仪设计原理1视线自动安平的原理 当圆水准器气泡居中后，视准轴仍存在一个微小倾角当圆水准器气泡居中后，视准轴仍存在一个微小倾角，在望远镜的光路上安置一补偿器，使通过物镜光心的，在望远镜的光路上安置一补偿器，使通过物镜光心的水平光线经过补偿器后偏转一个水平光线经过补偿器后偏转一个角，仍能通过十字丝交角，仍能通过十字丝交点，这样十字丝交点上读出的水准尺读数，即为视线水平点，这样十字丝交点上读出的水准尺读数，即为视线水平时应该读出的水准尺读数。时应该读出的水准尺读数。由于无需精平，这样不仅可以缩短水准测量的观测时间，而且对于施工场地地面的微小震动、松软土地的仪器下沉以及大风
41、吹刮等原因，引起的视线微小倾斜，能迅速自动安平仪器，从而提高了水准测量的观测精度。2自动安平水准仪的使用 首先将圆水准器气泡居中，然后瞄准水准尺，等待24秒后，即可进行读数。有的自动安平水准仪配有一个补偿器检查按钮，每次读数前按一下该按钮，确认补偿器能正常作用再读数。二、精密水准仪简介精精密密水水准准尺尺1精密水准仪 精密水准仪与一般水准仪比较，其特点是能够精密地整平视线和精确地读取读数。（1 1）水准器具有较高的灵敏度。如）水准器具有较高的灵敏度。如DS1DS1水准仪水准仪的管水准器的管水准器值为值为10/2mm10/2mm。（2 2）望远镜具有良好的光学性能。如）望远镜具有良好的光学性能。
42、如DS1DS1水准水准仪望远镜的放大倍数为仪望远镜的放大倍数为3838倍，望远镜的有效孔径倍，望远镜的有效孔径47mm47mm，视场亮度较高。十字丝的中丝刻成楔形，能，视场亮度较高。十字丝的中丝刻成楔形，能较精确地瞄准水准尺的分划。较精确地瞄准水准尺的分划。（3 3）具有光学测微器装置。可直接读取水准）具有光学测微器装置。可直接读取水准尺一个分格（尺一个分格（1cm1cm或或0.5cm0.5cm）的）的1/1001/100单位（单位（0.1mm0.1mm或或0.05mm0.05mm），提高读数精度。），提高读数精度。（4 4）视准轴与水准轴之间的联系相对稳定。）视准轴与水准轴之间的联系相对稳定
43、。精密水准仪均采用钢构件，并且密封起来，受温度精密水准仪均采用钢构件，并且密封起来，受温度变化影响小。变化影响小。楔型丝楔型丝测微器测微器读数窗读数窗水准器水准器视窗视窗读数：读数：1971501971502精密水准尺 精密水准尺是在木质尺身的槽内，安有一根因瓦合金带。带上标有刻划，数字注在木尺上。3精密水准仪的操作方法 精密水准仪的操作方法与一般水准仪基本相同，只是读数方法有些差异。在水准仪精平后，十字丝中丝往往不恰好对准水准尺上某一整分划线，这时就要转动测微轮使视线上、下平行移动，十字丝的楔形丝正好夹住一个整分划线，被夹住的分划线读数为m、dm、cm。此时视线上下平移的距离则由测微器读数窗
44、中读出mm。三、电子水准仪简介 电子水准仪的主要优点是：（1）操作简捷，自动观测和记录，并立即用数字显示测量结果。（2）整个观测过程在几秒钟内即可完成，从而大大减少观测错误和误差。（3）仪器还附有数据处理器及与之配套的软件，从而可将观测结果输入计算机进入后处理，实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高功效。1电子水准仪的观测精度 电子水准仪的观测精度高，如瑞士徕卡公司开发的NA2000型电子水准仪的分辨力为0.1mm，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为2.0mm；NA3003型电子水准仪的分辨力为0.01mm，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为0.4mm。2电子水准仪测量原理简述 与电子水准仪配套使用的水准尺为条形编码尺，通常由玻璃纤维或铟钢制成。在电子水准仪中装置有行阵传感器，它可识别水准标尺上的条形编码。电子水准仪摄入条形编码后，经处理器转变为相应的数字，在通过信号转换和数据化，在显示屏上直接显示中丝读数和视距。3电子水准仪的使用 电子水准仪用15个键的键盘和安装在侧面的测量键来操作。有两行LCD显示器显示给使用者，并显示测量结果和系统的状态。观测时，电子水准仪在人工完成安置与粗平、瞄准目标（条形编码水准尺）后，按下测量键后约34秒既显示出测量结果。其测量结果可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入机内记录器中。另外，观测中如水准标尺条形编码被局部遮挡30，仍可进行观测。