几何水准测量

1、 目录一.水准仪的基本介绍1.1 水准仪的基本概念1.2 水准仪的识别二.水准标尺2.1 水准标尺的种类2.2 水准标尺的校准三.水准测量的方法四.水准计算五.水准仪的检校水准测量规范水准测量原理：利用仪器获得水平视线第一部分 水准仪 水准仪一般分为光学水准仪、数字（电子）水准仪 光学水准仪：分自动安平水准仪（如徕卡NA2）和精密水准仪（如索佳PL1） 水准仪的标称测量精度（标称精度，即在最理想的测量条件下能达到的精度）是指每公里水准测量高差中误差。 现在水准仪最高精度的是0.2mm，在售的仅索佳的PL1一种（光学），数字水准仪精度最高的能达到0.3mm（最常见的是徕卡的DNA03和天宝DIN

2、I03） 现在国家一等水准网的复测一般都用数字水准来进行，可以满足要求。1.1 水准仪的基本概念1.2 水准仪的分类1. 自动安平水准仪（光学） 1）在圆水准整平后即可以开始测量。原理是仪器内部有一根摆针，是铅垂的，摇晃的还可以听见摆针的敲击声，利用摆正可以使仪器精密整平，因为水准测量本身就是测量两个点间位于铅垂线上的高度差。在观测前一般要检查摆正能否正常工作，在目镜下方有个越5mm的按钮，按一下，如果仪器十字丝上下摆动则表示工作正常； 2）自动安平水准仪观测整平较为简单，一般情况只要圆气泡大约居中就可以观测（摆针补偿），比较旧的仪器一般第一次需要检查摆针的补偿范围，检查方法是用十字丝瞄准标尺

3、后，拧动脚螺旋，看看气泡偏离多少后仪器读数会发生变化，一般情况只要气泡不偏离一半刻度线都是可以的。 3）苏光DSZ3 则表示每公里水准测量高差中误差为3mm，属于最普通的自动安平水准仪，价格也就几百块钱；徕卡DNA2则精度为0.7mm。1.2 水准仪的分类2.光学测微器 关于光学测微器，一般是加在自动安平水准仪（光学）上面的一个装置。 普通不带测微器的自动安平水准仪的读法是：仪器十字丝卡在标尺的某一刻度，再进行1/10的估读（如铝合金尺和3m的板尺），而安装测微器之后，则是先卡住标尺的某一整数刻度（比如1.36），再通过测微器的显示窗口读取剩余读数（比如254，则读数则为1.36254），这样

4、精度就会高很多，一般可以作为精密水准测量用，标尺可以配任何带刻度的标尺（铝合金尺、3m板尺、铟瓦尺都可以）。 测微器的原理和经纬仪一样，测微器的调整范围也只有1cm，所以仪器整平后，只能精密卡准一个刻度的读数（标尺的最小刻度也是1cm）。 我们公司的徕卡NA2是最好的自动安平水准仪（0.7mm/km），配测微器精度可以提高至0.3mm/KM，但原装的要2W多元，国产的买过2k多不经搞，所以性价比不高。1.2 水准仪的分类3.光学精密水准仪（以SOKKIA PL1精密水准仪为例） 鬼子货还是有些好东西的。该仪器属于精密光学水准仪，长江公司有3台，价值6W左右，是目前市面上在售的唯一一台标称0.2

5、mm的精密水准仪，矮寨桥的高程控制网全部用的这个仪器，在高差很大的地方闭合差仍然可以做到1mm。 照准标尺，整平圆气泡，仪器竖丝再精确照准标尺（因为如果此时不精确照准那么在U型管气泡整平后再卡竖丝就有可能会导致U型气泡跑掉），仪器水平丝大约卡到相应铟瓦尺cm刻度，精密调平U型气泡，再精确卡准水平丝，再检查U型气泡，观察U型气泡510秒后再进行读数（注意：U型气泡差一点，则仪器水平丝会上下移动的关系，读数前应反复检查U型气泡、水平卡丝）。 精密水准仪的原理实际上就是普通水准仪内置一个测微器，再以U型气泡精密整平仪器，原理都是一样。 PL1的使用方法和读数不懂的直接问哥好摆，这里懒得啰嗦。1.2

6、水准仪的分类4.数字水准仪（电子） 数字水准仪是以后的大趋势，目前已经很普遍，长江公司在洞庭湖项目一定要买一台。 数字水准仪与条码尺配套使用，仪器直接读取标尺刻度，条码尺在各仪器间应该是可以通用的（没试过），一般目前国内使用的都是国产尺，精度影响甚小。 只是在测量模式上一般都有水准路线测量和单点高差直接测量。路线测量一般为水准测量规范上的几条，后前前后、前后后前、后后前前、前前后后、后前，再加个奇偶站交替。在测量时都可以选择你需要的模式。 数字水准仪都可以预先设置限差，比如视距长、视距差、高差之差等。 这个仪器使用没有什么好讲的，用几次就晓得了，每台仪器都不同，但原理都一样，使用前都要看说明书

7、。1.3 水准标尺 水准标尺一般有铝合金尺（塔尺）、3m区格木尺（板尺）、铟瓦尺和条码尺，甚至钢卷尺也可以用水准仪哦。 水准标尺是需要鉴定的 其中最重要的参数就是每米真长误差，比如一根3m的区格目赤，理论应为3m，但刻度刻划是总有误差，随温度、湿度影响也总在发生变化，所以需要用精密钢尺检测其真长误差，一般表示如999.992mm，意思是每1米的高差则实际只有0.99997m，实测高程需要减去0.008mm才为真高差值，计算高差时则要加入这项改正。 因此可以看出这项改正只有在高差很大的地区进行水准测量时才需要改正，如上1m高差产生0.008mm修正值，则500m高差则产生4mm的修正值，比如在建

8、立山区高速公路首级控制网时，高差非常大就必须要修正了。 目前铟瓦尺的鉴定全国只有西安和天津两家单位有资格，其他的鉴定单位哈是戳把子。 一般新购标尺都配有出厂是的米真长检定常数，而且为手写，一般可以直接使用。1.3 水准标尺1.3米区格木尺（俗称板尺、黑红尺） 属于最常见的标尺，价格便宜，一般也就两三百块一对，3m高，一般测四等水准用，最早前也用于平板测图（哥读这个尺可以说出神入化，快而准，出道以来还未遇到过对手）。 标尺的最小刻划是1cm，因此估读至1mm，可以用仪器（光学水准、数字水准、全站仪、经纬仪都可以读）直接读高差、斜距。高差直接读取，但读距离，是要100的，仪器上丝-下丝读数=距离，

9、如上丝读数为2.365，下丝为1.443，则斜距=(2.365 -1.443) 100=92.1m（所有带有上下丝的仪器均相同）。 用水准仪测出来的距离由于水准仪视线处于水平状态，所以读出来的距离为平距，但若采用其他仪器读出来的距离，需要根据垂直角来计算平距，但计算方法并不是直接用垂直角划平，需要加一个什么cos平方，十多年不用忘记公式了，因为是仪器上下丝存在一个角度哦，不过现在一般不用就不提了。1.3 水准标尺1.3米区格木尺（俗称板尺、黑红尺） 3m区格木尺的读数分为黑红，黑面为基本读数，红面为辅助读数，读数方法一样。 标尺黑面的底部是从0么开始，顶部为3m，因此可以直接计算高差，那为什么

10、还要读红棉呢？这是为了检查并提高观测精度。红面标尺底部刻度是从4687或4787开始的（一对标尺），因此一般黑、红读数差为-13。因此单根尺高差计算公式应为：（黑面读数+红面读数-4687(或4787)）2 四等水准的测量方式一般为：后（黑）后（红）前（黑）前（红）1.3 水准标尺2.铟瓦尺 铟瓦尺有木制铝合金两种，一般用于三等以上高等级水准测量，使用仪器也必须为光学精密水准仪（或带测微器的自动安平水准仪）。 铟瓦尺的两侧为刻度值，左侧为基本刻划，右侧未辅助刻划，基辅刻划差为3.0155m，中间的刻度成为尺带。在一些精度很高的水准测量中，还需要测量尺带的温度加以修正高差。 因此单根尺高差计算公

11、式应为：（基本读数+辅助读数-3.0155）2 铟瓦尺的测量方式一般为：后（基）前（基）前（辅）后（辅）三.水准测量的方法3.1 水准网的布设形式 水准网的形式一般可以分为附合水准、闭合水准、结点网、支水准路线等形式。一般水准测量尽量不要采用闭合水准、支水准，最好是结点网。三.水准测量的方法3.2 3m区格木尺的读数方法 右边那个就是尺子，左边的中丝：0.860，下丝：0.960，上丝：0.758这个仪器说明是倒像的，现在一般的为正像了，如右边的尺子。读这种尺子首先要熟悉他的刻划规律，刻划最长的是整数，要记住5cm处的刻划，读起来就很快了。这种尺子读熟悉后很快的，现在5m塔尺都双面，一面是这种

12、形式，另一面是5mm刻划，其实读这个面是容易出错的。三.水准测量的方法3.3 铟瓦尺读数的方法三.水准测量的方法3.4 水准测量观测中应注意的事项 1）四等水准测量视距长不应超过100m，二等水准数字水准仪不超过50m，使用PL1精密测量一般应不超过30m（超过30m卡丝有难度）。 2）四等水准前后视距差不超过5m，累计不超过10m，二等水准前后视距差不超过1m，累计不超过3m。 3）四等水准用小尺垫，二等以上水准一定要用5KG的尺垫。 4）二等水准尽量不要用3m的标尺，标尺长读数至顶的时候会有倾斜误差，宁愿多架一站对高差的影响会很小。 5）二等水准立尺一定要用两根竹棍做支撑，竹棍应尽量撑开点

13、稳定性才好。 6）只要是两根标尺进行的测量，在上任何点是，必须是要同一根尺子上点，目的是消除两根标尺的零点不等差（一根标尺测量时可以不用）。 7）往测上点是1、2、3、4、5，返测时必须要5、4、3、2、1，而且返测时两根标尺要互换。四.水准测量记录4.1 水准测量的记录四.水准测量记录4.1 水准测量的记录五.水准测量计算 简单的手工平差，也就是误差分配，水准平差一般可以按路线长度分配闭合差或按测站数分配闭合差，原理都是一样，比如在矮寨坡测水准由于高差比较大，按测站来分配误差比较合理，在地势平坦的芜湖二桥按距离分配误差比较合理。五.水准测量计算六.水准仪的i角水准仪的i角是水准测量的主要误差

14、来源之一，理论上前后视距相等是可以完全消除i角的，所以必须严格控制前后视距差。每站必须控制前后视距差，而不能只在上点时调整总的视距差，因为每一处的大气折光均不相同，因此大气折光也是水准测量主要误差来源。六.水准仪的i角 i是会随着时间、搬运过程中的振动随时发生变化的，就像全站仪的指标差一样，因此必须经常进行检查校正，一般检测高差之差不应大于2mm，i角不应大10秒.检校的主要方式是：在A、B两点立尺，A、B两点相距53m，首先架仪器于A、B两点的正中间，则每边视距为26.5m，此时所测得的高差是不受i角影响的高差，记录。再搬站至A点或B点2m附近处，再测量A、B点的高差，此时所测得高差是i角影

15、响的最大情况，两次高差的差值用来计算i角。一般规范规定在水准测量期间，应在每天进行水准测量之前均要进行i角的检查，并记录。六.水准仪的i角 友情提示-精密水准测量 1.严格控制前后视距差，在特殊情况下，采用拉皮尺量距，视距差控制在1m内； 2.严格控制视距长，在高精度要求下，无论光学水准仪还是数字水准仪，单边视距应控制在30m以下为宜，因为视线太长所穿过的大气层不同会引起较大误差； 3.仪器i角要7天检测一次，高差之差要在2mm左右； 4.尺垫要用5kg的大尺垫，要踩紧，及时在水泥路和沥青路面也要踩，防止滑动； 5.标尺底部的泥土、灰尘在每次测量前都要擦干净，尺垫顶部也要擦干净，在测量过程中尽量不要让尺垫底部直接放在地面上； 6.在太阳较大时，要快速完成一个测站的观测，否则会产生较大误差； 7.标尺照准高度应尽量在0.3m 1.6m之间，太高会由于标尺不