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1、关于水准测量第1页，讲稿共44张，创作于星期二第一节第一节 水准测量原理水准测量原理水水准准测测量量的的基基本本原原理理是是：利利用用水水准准仪仪给给出出的的水水平平视视线线,在在两两点点立立尺尺得得到到水水平平读读数数.已已知知A点点的的高高程程为为HA，只只要要能能测测出出A点点至至B点点的的高高程程之之差差，简简称称高高差差hAB。则则点点的的高高程程HB就就可用下式计算求得：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第2页，讲稿共44张，创作于星期二有有时时安安置置一一次次仪仪器器须须测测算算出出较较多多点点的的高高程程，可可先先求求出出水水准准仪仪的
2、的视视线线高高程程，然然后后再再分分别别计计算算各各点点高高程程，从从图中可以看出：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，所依据的要测算地面上两点间的高差，所依据的就是一条水平视线，如果视线不水平，上述就是一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成立。因此，视线必须水平，是水准公式不成立。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。测量中要牢牢记住的操作要领。第3页，讲稿共44张，创作于星期二第二节第二节 水准仪与水准尺水准仪与水准尺 一、微倾式水准仪的构造一、微倾式水准仪的构造 微微倾倾式式水水准准仪仪主主要要由由望望远远镜
3、镜、水水准准器器和和基基座座组组成成。为为了了能能精精确确地地提提供供水水平平视视线线，在在仪仪器器构构造造上上安安置置了了一一个个能能使使望望远远镜镜上上下下作作微微小小运运动动的的微微倾倾螺螺旋旋，所所以以称称微微倾倾式式水水准准仪仪 。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水准仪水准仪第4页，讲稿共44张，创作于星期二第二节第二节 水准仪与水准尺水准仪与水准尺二、水准尺水水准准尺尺是是与与水水准准仪仪配配合合进进行行水水准准测测量量的的工工具具。水水准准尺尺分分为为直直尺尺、折折尺尺和和塔塔尺尺。双双面面水水准准尺尺的的分分划划，一一面面黑黑色色面面（主主尺
4、尺），尺尺底底分分划划为为零零，另另一一面面是是红红色色面面（辅辅助助尺尺），尺尺底底刻刻画画为为一一常常数数：4687mm或或4787mm。使使用用水水准准尺尺前前一一定定要要认清刻画特点。认清刻画特点。尺垫尺垫是供支承水准尺和传递高是供支承水准尺和传递高程所用的工具。程所用的工具。第5页，讲稿共44张，创作于星期二第三节第三节 水准仪的技术操作水准仪的技术操作水准仪的技术操作：粗平水准仪的技术操作：粗平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，将圆水准气泡居中，：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，视线概略水平使仪器竖轴处于铅垂位置，视线概略水
5、平第6页，讲稿共44张，创作于星期二二、二、照准照准：就是用望远镜照准水准尺，清晰：就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清目标和十字丝。地看清目标和十字丝。三、精平三、精平：就是慢慢：就是慢慢转动微倾螺旋，使符合水准转动微倾螺旋，使符合水准气泡的影象符合。气泡的影象符合。第7页，讲稿共44张，创作于星期二第三节第三节 水准仪的技术操作水准仪的技术操作 四、读数四、读数：就是在视：就是在视线水平时，用望远镜十字线水平时，用望远镜十字丝的横丝在尺上读数丝的横丝在尺上读数。水准仪水准仪技术操作技术操作（录像）（录像）第8页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普通水准测量一、水准点和水准
6、路线一、水准点和水准路线1.水水准准点点是是测测区区的的高高程程控控制制点点，一一般般缩缩写写为为“BM”，用用“”符符号号表表示示。水水准准点点分分为为永永久久性性和和临临时时性性且且分分等等级级.点点位位受受法法律律保保护护,对对于于高高等等级级的的水水准准点点成成果果要要去去当当地地测绘部门查询测绘部门查询.第9页，讲稿共44张，创作于星期二一、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)支水准路线第10页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普
7、通水准测量二、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。第11页，讲稿共44张，创作于星期二(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，并记入五等水五等水准测量记录表中准测量记录表中。再照准前视尺，读取前视读数值再照准前视尺，读取前视读数值b1，并记入记录表中。至此完成了普通水准测量，并记入记录表中。至此完成了普通水准测量一个测站一个测站的的观测任务。观测任务。(3)将将仪仪器器搬搬迁迁到到第第站站，把把第第站站的的后后视视尺尺移移到到第第站站的的转转点点ZD2上上，
8、把把原原第第站站前前视视变变成成第第站站的的后后视视。按按(2)步步骤骤测测出出第第站站的的后后、前前视视读读数数值值a2、b2，并并记记入入记记录录表表中。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。第12页，讲稿共44张，创作于星期二普通水准测量记录表普通水准测量记录表普通水准测量记录表普通水准测量记录表0.7180.7182.2092.20950.58350.5831.2681.2681.4251.425ZDZD1 1 a ab b=5.358 3.867=1.491=5.358 3.867=1.491 h h=2.209 0.718=1.491=2.209 0.71
9、8=1.491HHB B HHA A=51.491 50.000=1.491=51.491 50.000=1.491HHB B HHA A=h h=a a b b (计算无误计算无误计算无误计算无误)计算计算计算计算检核检核检核检核3.8673.8675.3585.358 51.49151.4910.3460.346B B50.61850.6181.5811.5811.2191.219ZDZD3 351.33651.3360.6720.6720.8630.863ZDZD2 2HHA A=50.000m=50.000m 50.00050.0000.5830.5830.7530.7530.8730
10、.8731.8511.851A A+前视前视前视前视后后后后 视视视视备备备备 注注注注高高高高 程程程程（mm）高高高高 差差差差标尺读数（标尺读数（标尺读数（标尺读数（mm）测点测点测点测点0.718第13页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普通水准测量三、校核方法三、校核方法1计算校核计算校核即：即：h=a bHBHA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。第14页，讲稿共44张，创作于星期二3.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
11、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，否则须进行，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重测。对于不同等级的水准测量其fh容容是不同的是不同的,以等外水准以等外水准为例为例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：第15页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普通水准测量高
12、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站数测段站数或或测段长度测段长度成正比，将闭合差反号分配到各测段上，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。并进行实测高差的改正计算。四、成果处理四、成果处理普普通通水水准准测测量量的的成成果果处处理理就就是是当当外外业业观观测测的的高高差差闭闭合合差差在在容容许许范范围围内内时时，所所进进行行的的高高差差闭闭合合差差调整。调整。第16页，讲稿共44张，创作于星期二1.按按测测站站数数进进行行高高差差闭闭合合差差的的调调整整，测测段段高高差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
13、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。2.按按测测段段长长度度进进行行高高差差闭闭合合差差调调整整，测测段段高高差差改正数改正数i为为ViLi式中：式中：L水准路线各测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。第17页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普通水准测量五、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。如图如图第18页，讲稿共44张，创作于星期二备备备备 注注注注+2.694+2.694 0.047 0.0
14、47+2.741+2.7415454+2.335+2.335 0.010 0.010+2.345+2.34511114 4+1.969+1.969 0.011 0.011+1.980+1.98013133 3 4.385 4.385 0.016 0.016 4.369 4.36918182 236.34536.34539.12039.12034.74534.74536.70436.70439.03939.039+2.775+2.775 0.010 0.010+2.785+2.7851212BMBMA ABMBM1 1BMBM2 2BMBM3 3BMBMB B1 1高程（高程（高程（高程（mm）
15、改正后的改正后的改正后的改正后的高差（高差（高差（高差（mm）改正数改正数改正数改正数(m)(m)实测高差实测高差实测高差实测高差(m)(m)测站数（个）测站数（个）测站数（个）测站数（个）测点测点测点测点测段测段测段测段编号编号编号编号B B HHA A=2.694=2.694f fh h=h h (HHB B HHA A)=2.741)=2.741 2.694=+0.047 2.694=+0.047 n n=54 =54 H第19页，讲稿共44张，创作于星期二第四节第四节 普通水准测量普通水准测量五、例题五、例题如果把上图中的测站数改为测段长度（以公里为如果把上图中的测站数改为测段长度（以
16、公里为单位，见下表第单位，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闭合差和高差闭合差和高程计算示例见下表高程计算示例见下表。如图如图第20页，讲稿共44张，创作于星期二f fh h=h h (HHB B HHA A)=2.741)=2.741 2.694=+0.047 2.694=+0.047 L L=9.1=9.1V Vi i=-=-L Li i 备备备备 注注注注+2.694+2.694 0.047 0.047+2.741+2.7419.19.1+2.335+2.335 0.010 0.010+2.345+2.3451.91.94 4+1.968+1.968 0.012
17、0.012+1.980+1.9802.32.33 3 4.383 4.383 0.014 0.014 4.369 4.3692.82.82 236.34536.34539.11939.11934.73634.73636.70436.70439.03939.039+2.774+2.774 0.011 0.011+2.785+2.7852.12.1BMBMA ABMBM1 1BMBM2 2BMBM3 3BMBMB B1 1高程（高程（高程（高程（mm）改正后的高差改正后的高差改正后的高差改正后的高差（mm）改正数改正数改正数改正数(m)(m)实测高差实测高差实测高差实测高差(m)(m)测段长度测段
18、长度测段长度测段长度（kmkm）测点测点测点测点测段测段测段测段编号编号编号编号第21页，讲稿共44张，创作于星期二第五节第五节 微倾式水准仪检验与校正微倾式水准仪检验与校正根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应具备根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：圆水准器轴应平行于仪器竖轴的几何关系是：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；水准管轴应平行于仪器；水准管轴应平行于仪器视准轴视准轴(LLCC)，如右图所示。其，如右图所示。其检验与校正的具体做检验与校正的具体做法请看法请看录像录像：第22页，讲稿共44张，创作于
19、星期二一、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）第23页，讲稿共44张，创作于星期二一、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 第24页，讲稿共44张，创作于星期二第25页，讲稿共44张，创作于星期二二、十字丝横丝的检验与校正第26页，讲稿共44张，创作于星期二第27页，讲稿共44张，创作于星期二三、水准仪i角检验与校正第28页，讲稿共44张，创作于星期二将水准仪安置在两点中间进行观测，得到两点间的将
20、水准仪安置在两点中间进行观测，得到两点间的正确高差正确高差h hABAB。h hAB=(AB=(a a+)-()-(b b+)=)=a-ba-b为了防止错误和提高观测精度，一般应改变仪器高观测两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次，若两次高差的误差小于3mm3mm时，取平均数作为正确时，取平均数作为正确高差高差h hABAB。再将水准仪安置在距再将水准仪安置在距A A尺尺2m2m左右，安置好仪器后，先左右，安置好仪器后，先读取近尺读取近尺A A的读数值的读数值a2a2，因仪器离，因仪器离A A点很近，两轴不平点很近，两轴不平行的误差可忽略不计。然后根据正
21、确高差行的误差可忽略不计。然后根据正确高差h hABAB计算视计算视线水平时在远尺线水平时在远尺B B的正确读数值的正确读数值b2=a2-b2=a2-h hAB AB 用望远镜照准用望远镜照准B B点的水准尺，若读数与相差小于点的水准尺，若读数与相差小于4mm,4mm,则说明水准管轴平行于视准轴，否则应进行校正。则说明水准管轴平行于视准轴，否则应进行校正。第29页，讲稿共44张，创作于星期二第30页，讲稿共44张，创作于星期二第六节第六节 自动安平水准仪自动安平水准仪自动安平水准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，只有一，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的
22、气泡居中后，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视线自动处于水平状态态。自动安平水准仪正面自动安平水准仪正面第31页，讲稿共44张，创作于星期二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第32页，讲稿共44张，创作于星期二第七节第七节 三、四等水准测量三、四等水准测量三三、四四等等水水准准测测量量主主要要使使用用DS3水水准准仪仪进进行行观观测测，水水准准尺尺采采用用双双面面水水准准尺尺，观观测测前前
23、必必须须对对水水准准仪仪进进行行检检校校。测测量量时时水水准准尺尺应应安安置置在在尺尺垫垫上上扶扶立立铅铅直直。根根据据双双面面水水准准尺尺的的尺尺常常数数即即K1=4687和和K2=4787，成成对使用水准尺。对使用水准尺。第33页，讲稿共44张，创作于星期二四等水准测量技术要求四等水准测量技术要求等等级级标标准准视线长视线长度（度（mm）前后前后视视距距差差（mm）前后前后视视距累距累计计差差（mm）黑黑红红面面读读数差数差mmmm黑黑红红面高面高差之差差之差mmmm三三四四75751001003.03.05.05.06.06.010.010.02.02.03.03.03.03.05.05
24、.0第34页，讲稿共44张，创作于星期二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。第35页，讲稿共44张，创作于星
25、期二第36页，讲稿共44张，创作于星期二第37页，讲稿共44张，创作于星期二第八节第八节 水准测量注意事项水准测量注意事项一、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 第38页，讲稿共44张，创作于星期二(三三)外界条件的影响外界条件的影响 1仪器下沉：采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。2.
26、尺垫下沉 3地球曲率及大气折光的影响 4.温度对仪器的影响第39页，讲稿共44张，创作于星期二(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
27、)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。第40页，讲稿共44张，创作于星期二本本 章章 小小 结结一、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(LL)水准管内壁圆弧零点的切线；水准管内壁圆弧零点的切线；圆水准器轴（圆水准器轴（LL）圆水准器内壁圆弧零点的法线；圆水准器内壁圆弧零点的法线；竖轴（竖轴（VV）水准仪的旋转轴。水准仪的旋转轴。几何关系：几何关系：CCLL；
28、LLVV；十字丝横丝水平。；十字丝横丝水平。第41页，讲稿共44张，创作于星期二2.水准仪技术操作方法：水准仪技术操作方法：粗平粗平瞄准瞄准精平精平读数。读数。3.微倾式水准仪的检验项目微倾式水准仪的检验项目：圆水准器的检验；十字丝横丝的检验；管水准器的检圆水准器的检验；十字丝横丝的检验；管水准器的检验。验。4.自动安平水准仪技术操作方法自动安平水准仪技术操作方法：粗平：粗平瞄准瞄准检查检查补偿器补偿器读数。读数。本本 章章 小小 结结第42页，讲稿共44张，创作于星期二本 章 小 结往返水准路线：往返水准路线：fh=|h往往|h返返|二、普通水准测量方法二、普通水准测量方法1.高差计算高差计算：hi=后视后视i前视前视(i=1，2n站站)2.水准路线及高差闭合差水准路线及高差闭合差闭合水准路线：闭合水准路线：fh=h附合水准路线：附合水准路线：fh=h（H终终H始始）第43页，讲稿共44张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第44页，讲稿共44张，创作于星期二