第二章水准测量

1、工程测量工程测量 水准测量水准测量 麦丽麦丽 水准测量水准测量&水准测量的原理水准测量的原理&水准仪及其使用水准仪及其使用&普通水准测量及其成果整理普通水准测量及其成果整理&水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正&水准测量误差分析及其注意事项水准测量误差分析及其注意事项本章主要内容本章主要内容3第二章第二章 水准测量水准测量ABABHHhn 绝对高程绝对高程BAHH ,AB大地水准面大地水准面AHBH假定水准面假定水准面AHBHn 相对高程相对高程BAHH ,ABABHHhn 高差高差ABABABHHHHh高程的概念高程的概念4第二章第二章 水准测量水准测

2、量高程测量高程测量v 高程测量是测量工作的三项基本任务之一，通常确定点地面高程测量是测量工作的三项基本任务之一，通常确定点地面高程的方法有：水准测量和三角高程测量。高程的方法有：水准测量和三角高程测量。v 水准测量水准测量是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。量的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。v 三角高程测量三角高程测量是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾即倾斜角斜角)，然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测，然后利用三角公式计算出两点间的高

3、差。三角高程测量一般精度较低，只是在适当的条件下才被采用。量一般精度较低，只是在适当的条件下才被采用。v GPS测高。测高。5第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的原理水准测量的原理v 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。程和测得的高差，推算出未知点高程。ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HA（已知）（已知）HB=？后视后视前视前视6第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的

4、原理水准测量的原理ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HA（已知）（已知）HB=？后视后视前视前视bahAB A、B两点间高差两点间高差hAB为：为：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点为点为前视前视点点，B点尺上的读数点尺上的读数b称为称为前视读数前视读数。高差等于高差等于后视读数后视读数减去减去前视读数前视读数。7第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的原理水准测量的原理hABABab前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHBABABhHH bHHaHHiBAi视线高度视线高度v 计算未知点的高程计算未知点的高程n高差法高差

5、法n视线高法视线高法8第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的原理水准测量的原理hAB大地水准面大地水准面HB=?Av 连续水准测量连续水准测量 hAB=h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab9第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪v 为水准测量提供水平视线的仪器。为水准测量提供水平视线的仪器。v 常用的水准仪常用的水准仪 精密水准仪精密水准仪 DS05 、 DS1 普通水准仪普通水准仪 DS3 、DS10 10第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪DS3型水准仪水准仪望远镜望远镜水准器水准器基基 座座v 水准仪的结构水准仪的结构11第二章第二章 水准测量

6、水准测量水准仪水准仪目镜目镜微倾螺微倾螺旋旋物镜调焦螺物镜调焦螺旋旋物镜物镜水平水平微动微动螺旋螺旋水平水平制动制动螺旋螺旋脚螺脚螺旋旋准星准星v 水准仪的结构水准仪的结构12第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪物镜物镜对光透镜对光透镜目镜目镜视准轴视准轴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v 望远镜望远镜n望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。n它主要由它主要由: 物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。n物镜、目镜调焦的目的。物镜、目镜调焦的目的。13第二章第二章

7、 水准测量水准测量水准仪水准仪圆水准器圆水准器圆水准器轴圆水准器轴长水准管长水准管长水准管轴长水准管轴v 水准器水准器n是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。n水准器又分为圆水准器和管水准器。水准器又分为圆水准器和管水准器。14第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪气气泡泡LLv 水准器水准器n圆水准器圆水准器l用以粗平仪器。用以粗平仪器。l过零点的球面法线过零点的球面法线LL，称为圆，称为圆水准器轴。水准器轴。l圆水准器轴圆水准器轴LL平行于仪器竖轴平行于仪器竖轴VV。l气泡中心偏离零点气泡中心偏离零点2mm时竖轴所时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准

8、器的分倾斜的角值，称为圆水准器的分划值。划值。15第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪OLLv 水准器水准器n管水准器管水准器l管水准器（亦称水准管）用于精管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。确整平仪器。l水准管上水准管上2mm2mm圆弧所对的圆心角圆弧所对的圆心角，称为水准管的分划值，水准管分称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。其整平仪器的精度也愈高。DSDS3 3型型水准仪的水准管分划值为水准仪的水准管分划值为2020，记作记作2020/2mm/2mm。16第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪v 水准器

9、水准器n符合管水准器符合管水准器l为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。17第二章第二章 水准测量水准测量水准仪水准仪v 基座基座n基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架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。连接。n基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。n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。18第二章第二章 水准测量水准测量水准尺和尺垫水准尺和尺垫v 尺垫是由生铁铸成。一般为三尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，角形板

10、座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，突起的半球体，水准尺立于半水准尺立于半球顶面球顶面。v 尺的双面均有刻划，一面为黑尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。为红面尺（也称辅尺）。v 尺常数尺常数立尺点立尺点19第二章第二章 水准测量水准测量水准尺和尺垫水准尺和尺垫20第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用v 安置：安置三脚架和水准仪；安置：安置三脚架和水准仪；v 粗平：使圆水准器气泡居中；粗平：使圆水准器气泡居中；v

11、 瞄准：粗瞄和精瞄；瞄准：粗瞄和精瞄；v 精平：使长水准管气泡居中；精平：使长水准管气泡居中；v 读数：用中丝读数；读数：用中丝读数；21第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用v 安置仪器安置仪器n在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按需要的高度调整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，并架腿长度，再拧紧固定螺旋，张开三脚架将架腿踩实，并使使三脚架架头大致水平三脚架架头大致水平。n从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚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。架架头上。22第二章第二章 水准

12、测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用v 粗平粗平n使圆水准器气泡居中使圆水准器气泡居中b312c312 a13 2气泡移动方向与气泡移动方向与左手大拇指左手大拇指运动的方向一致。运动的方向一致。23第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用缺口缺口准星准星水平微动螺旋水平微动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋对光螺旋对光螺旋消除视差消除视差v 瞄准目标瞄准目标n粗瞄、对光、精瞄和消除视差粗瞄、对光、精瞄和消除视差24第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用微倾螺旋微倾螺旋每次读中丝读数前都要精平每次读中丝读数前都要精平v 精平精平n使长水准管气泡居中使长水准管气泡居中25第

13、二章第二章 水准测量水准测量读数读数精确整平后，应立即用十字丝的中丝精确整平后，应立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。在水准尺上读数。读数时，由小到大读取。先读毫米，读数时，由小到大读取。先读毫米，然后直接读出米、分米、厘米。然后直接读出米、分米、厘米。水准仪的使用水准仪的使用26第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的使用水准仪的使用1213111.251m0.717mv 读数读数n用中横丝读数用中横丝读数27第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 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：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

14、水准点。水准点记为BM (Bench Mark)。v 水准点有水准点有永久性水准点永久性水准点和和临时性水准点临时性水准点两种。两种。国家等级永久性水准点国家等级永久性水准点28第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH2356.437mH2458.392mH2553.168m水准点的水准点的“点之记点之记”建筑工程水准点建筑工程水准点临时性水准点临时性水准点v 水准点水准点29第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线单一单一水准路线水准路线附和附和水准路线水准路线闭合闭合水准路线水准路线支支水准路线水

15、准路线水准网水准网v 水准路线水准路线30第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n附和水准路线附和水准路线l从已知高程的水准点从已知高程的水准点BM1出发，沿待定高程的水准点出发，沿待定高程的水准点1、2、进进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BM2所构成的水所构成的水准路线，称为附合水准路线。准路线，称为附合水准路线。BM1BM2)(始始终终测测HHhfh 31第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n闭合水准路线闭合水准路线l从已知高程的水准点从已知高程的

16、水准点BM0出发，沿各待定高程的水准点出发，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进行水准测量，最后又回到原出发点BM0的环形路线，称为闭合的环形路线，称为闭合水准水准 路线。路线。BM0 测测hfh32第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线v 水准路线水准路线n支水准路线支水准路线l从已知高程的水准点从已知高程的水准点BM0出发，沿待定高程的水准点出发，沿待定高程的水准点1，2进行水进行水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。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。支水准

17、路线要进行往返测量，以资检核。 BM0 返返往往hhfh33第二章第二章 水准测量水准测量水准点和水准路线水准点和水准路线BM3BM1BM2结点通过平差方法求得各待定点的高程v 水准路线水准路线n水准网水准网34第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业ABabhAB前进方向前进方向大地水准面大地水准面HAHBHB35第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业BMABDAB50mhAB12.500mAHACHChAC大地水准面大地水准面D1000m36第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业v 当已知高程的水准点距欲测定高程点较远或高差较大时，

18、不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。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。加设若干个立尺点，分段设站，连续进行观测。v 加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程加设的这些立尺点并不需要测定其高程，它们只起传递高程的作用，故称之为转点，用的作用，故称之为转点，用TP（Turning Point）表示。）表示。v 转点上需放置尺垫。转点上需放置尺垫。37第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业v 已知水准点已知水准点BMA的高程的高程 HA19

19、.153m，现欲测定，现欲测定B点的高程点的高程HB，由于，由于A、B两点相距较远，需分段设站进行测量，具体两点相距较远，需分段设站进行测量，具体施测步骤如下。施测步骤如下。HAHBhAB大地水准面大地水准面AB38第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP1h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向1.2711.632测站测站 测点测点水准尺读数水准尺读数/m高差高差/m高程高程/m备注备注后视读数后视读数前视读数前视读数+-19.153已知已知1BMATP11.6321.2710.36119.51439第二章第二章 水准测量水准测

20、量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP11h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向240第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业AHABHBhAB大地水准面大地水准面TP11h1后视点后视点前视点前视点进行方向进行方向0.95221.862测站测站 测点测点水准尺读数水准尺读数/m高差高差/m高程高程/m备注备注后视读数后视读数前视读数前视读数+-1 1BMA1.6320.36119.153已知已知TP11.27119.5142 2TP11.8620.91020.424TP20.95241第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测

21、量的外业测站点号水准尺读数（m）高差高程(m)备注后视前视1 1BM.A1.6321.6320.36119.153TP.1TP.11.2711.27119.5142 2TP.1TP.11.8621.8620.910TP.2TP.20.9520.95220.4243 3TP.2TP.21.3461.3460.094TP.3TP.31.2521.25220.5184 4TP.3TP.30.9310.9310.547TP.4TP.41.4781.47819.9715 5TP.4TP.40.8360.8360.389B1.2251.22519.582计算检核6.6076.1781.3650.936a

22、b0.429h0.429HBHA0.42942第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业校核a= b= a b = h= 高程高差前视读数后视读数测点测站BM1TP111BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.8280.0663.3252.814 +0.511+0.51143第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的外业水准测量的外业v 注意事项：注意事项：n架仪器要注意前后视距大致相等；架仪器要注意前后视距大致相等；n仪器不能架在路中央；仪器不能架在路中央；n尺垫只在转点处使用；尺垫只在转点处使用；n读数前要精平；读数前要精平；n后视

23、完毕转向前视，一定要重新精平再读数，（但切记不后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，（但切记不能动脚螺旋）；能动脚螺旋）；n视线要小于视线要小于100米。米。课间实习时我要求大家视距控制在课间实习时我要求大家视距控制在30304040米之间。米之间。44第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 测站校核：测站校核：n在一个测站上观测两次高差，两次高差不符值应在允许范在一个测站上观测两次高差，两次高差不符值应在允许范围内。方法有变仪器高法和双面尺法。围内。方法有变仪器高法和双面尺法。v 线路校核：线路校核：n把已知高程点和待测点布设成路线，线路观测高差和理论把已知高

24、程点和待测点布设成路线，线路观测高差和理论高差不符值应在允许范围内。高差不符值应在允许范围内。v 线路方式主要有闭合水准路线线路方式主要有闭合水准路线 、附合水准路线、附合水准路线 、往返水准路、往返水准路线线45第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 计算高差闭合差计算高差闭合差(closing error) 理测hhfh公式：公式：v 对于闭合水准路线，有：对于闭合水准路线，有：测理测hhhfhv 对于附合水准路线，有：对于附合水准路线，有：)(始终测理测HHhhhfh返往hhfhv 对于支水准路线，有：对于支水准路线，有：46第二章第二章 水准测量水准测量水

25、准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差闭合差的容许值（高差闭合差的容许值（tolerance）对于普通水准测量：对于普通水准测量：适用于山区适用于平原区容容nfLfhh1240式中，式中，fh容容高差闭合差限差，单位：高差闭合差限差，单位：mm； L水准路线长度，单位：水准路线长度，单位：km ； n测站数测站数 。47第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，下图是一附合水准路线等外水准测量示意图，A、B为已知高为已知高程的水准点，程的水准点，HA6.543m，HB9.578m，1、2、3为待定高为待定高程的水准点。程的

26、水准点。h11.331mh21.813mh31.424mh41.340mL10.60kmL2.0kmL1.6kmL42.05km13BMBBMA248第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 原始数据填表原始数据填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmhi/mvhi/mHi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核49第二章第二章 水准测量水准测量水准测量

27、的内业计算水准测量的内业计算v 高差闭合差的计算：高差闭合差的计算：v 高差闭合差的计算和调整高差闭合差的计算和调整v 计算各点改正后的高差计算各点改正后的高差 25)543. 6578. 9(060. 3mmHHhfABh）（测mmLfh10040容008. 0007. 0008. 0002. 04321hhhhihhvvvvLLfviihiivhhv 计算各点改正后的高差计算各点改正后的高差iiihHH150第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 辅助计算填表辅助计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备

28、注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容51第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1

29、.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.02552第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/mPhi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.331

30、6.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.03553第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v 高差改正数计算填表高差改正数计算填表点号点号路线长度路线长度观测高差观测高差高差改正数高差改正数改正后高差改正后高差高程高程备注备注 L/kmHi/m

31、Phi/mhi/mH/mBM.A0.60+1.3316.543已知已知12.00+1.83121.60-1.42432.05+1.340BM.B9.578已知已知 6.25+3.060计算计算检核检核1()2540100254/256.25ihBAhhkmhhfhHHmmfLmmfvmmkmvmmfL 测容-0.002-0.008-0.007-0.008-0.025+1.329+1.805-1.431+1.332+3.0357.8729.6778.24654第二章第二章 水准测量水准测量水准测量的内业计算水准测量的内业计算v Excel表格实现表格实现55第二章第二章 水准测量水准测量水准测量

32、的内业计算水准测量的内业计算v Excel表格实现表格实现56第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正CCLLLLVVv 水准仪应满足的几何条件水准仪应满足的几何条件n圆水准器轴圆水准器轴LL应平行于仪器的竖轴应平行于仪器的竖轴VV；n十字丝的中丝应垂直于仪器的竖轴十字丝的中丝应垂直于仪器的竖轴VV；n水准管轴水准管轴LL 应平行于视准轴应平行于视准轴CC 。57第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 水准仪应满足的几何条件水准仪应满足的几何条件58第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 圆水准器的检校圆水准

33、器的检校n检校目的：检校目的：l当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上处于铅垂位置当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上处于铅垂位置LLVV ? ?59第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 圆水准器的检校圆水准器的检校n检验方法：检验方法：l转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后将望远镜旋转转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后将望远镜旋转180，如果仍然居中，说明满足此条件。如果气泡偏离中央位置，则需如果仍然居中，说明满足此条件。如果气泡偏离中央位置，则需校正。校正。60第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 圆水准器的检校圆

34、水准器的检校n检验方法检验方法61第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 圆水准器的检校圆水准器的检校n校正方法校正方法：l转动脚螺旋，使气泡向中间移动偏离量的一半，然后用改正针校转动脚螺旋，使气泡向中间移动偏离量的一半，然后用改正针校正气泡，使其居中。正气泡，使其居中。62第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 圆水准器的检校圆水准器的检校n校正方法校正方法：63第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 十字丝的检校十字丝的检校n检校目的：检校目的：l当仪器的竖轴处于铅垂位置时，横丝应处于水平位置。当仪器

35、的竖轴处于铅垂位置时，横丝应处于水平位置。 横丝横丝 竖轴竖轴VV ？64第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 十字丝的检校十字丝的检校n检验方法：检验方法：l整平仪器，瞄准墙上的固定点，水平微动，固定点是否离开十字整平仪器，瞄准墙上的固定点，水平微动，固定点是否离开十字丝横丝。如果偏离十字丝横丝，则需校正。丝横丝。如果偏离十字丝横丝，则需校正。MMM65第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 十字丝的检校十字丝的检校n检验方法检验方法66第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v 十字丝的检校十字丝的检校

36、n校正方法：校正方法：l拨正十字丝环拨正十字丝环67第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n检校目的：使长水准管轴平行于视准轴，提供水平视线。检校目的：使长水准管轴平行于视准轴，提供水平视线。 LL CC ？68第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n检验方法：检验方法：l在比较平坦的地面上，相距约在比较平坦的地面上，相距约80m左右的地方打两个木桩或左右的地方打两个木桩或放两个尺垫作为固定点放两个尺垫作为固定点A和和B。检验时先将水准仪安置在距两检验时先将水准仪安置在距两点等距离处，在符合气泡

37、居中点等距离处，在符合气泡居中的情况下，分别读取的情况下，分别读取A、B点上点上的水准尺的读数的水准尺的读数a1和和b1，求得，求得高差高差h1=a1-b1。（。（h1不含有该项不含有该项误差的影响）误差的影响）a1b1x1x1iiABCABhabxaxbabh)()(1111169第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n检验方法检验方法l将仪器搬至将仪器搬至B点附近（相距约点附近（相距约3米处），在符合气泡居中的情况下，米处），在符合气泡居中的情况下，对远尺对远尺A和近尺和近尺B，分别读得读数分别读得读数a2和和b2，求得第二次高差，求得第二

38、次高差h2=a2-b2。若若h2=h1，说明仪器的水准管平行于视准轴，无需校正。若，说明仪器的水准管平行于视准轴，无需校正。若h2 h1，则计算则计算l如果如果i角大于角大于20，则需要进行校正。，则需要进行校正。 ABDhhi12ABia2b2a2xD70第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n检校方法检校方法71第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n校正方法校正方法l算出远尺的正确读数算出远尺的正确读数a2， a2=h1+b2。转动微倾螺旋，令远尺。转动微倾螺旋，令远尺A上上读数恰为读数恰

39、为a2，此时视线已水平，而符合气泡不居中，用校正针拨，此时视线已水平，而符合气泡不居中，用校正针拨动水准管上、下两校正螺丝，使气泡居中，这时水准管轴就平行动水准管上、下两校正螺丝，使气泡居中，这时水准管轴就平行于视准轴。于视准轴。72第二章第二章 水准测量水准测量水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正v i角的检验角的检验n校正方法校正方法73第二章第二章 水准测量水准测量水准测量误差与注意事项水准测量误差与注意事项D.m 2150居居mm.m730100000206265202150 居居v 仪器误差：仪器误差：水准仪在使用前应进行严格的检验，但由于检验水准仪在使用前应进行严格的检验，但由于检

40、验不完善或其他方面的影响，使仪器存在残差。例如水准管轴不完善或其他方面的影响，使仪器存在残差。例如水准管轴与视准轴不平行的残余误差，可采用等距离观测可以消除。与视准轴不平行的残余误差，可采用等距离观测可以消除。此外水准尺误差如尺长、弯曲、零点误差等，可采用采用前此外水准尺误差如尺长、弯曲、零点误差等，可采用采用前后视交替放置尺子，凑成偶数站等方法加以消除。后视交替放置尺子，凑成偶数站等方法加以消除。v 观测误差：观测误差：n水准管气泡的居中误差：水准管气泡的居中误差： 水准管居中误差主要与水准管分划值及人眼的分辨率有关。实践证明水准管居中误差主要与水准管分划值及人眼的分辨率有关。实践证明一般人

41、判断气泡居中误差约为一般人判断气泡居中误差约为0.150.15，采用符合水准器后，居中精，采用符合水准器后，居中精度约提高一倍即：度约提高一倍即：0.15/20.15/2，引起的读数误差为：，引起的读数误差为： 例如：例如：=20=20，D=100D=100米时，则：米时，则：74第二章第二章 水准测量水准测量水准测量误差与注意事项水准测量误差与注意事项v 观测误差观测误差n估读水准尺的误差：估读水准尺的误差：估读毫米数的误差与十字丝粗细、望估读毫米数的误差与十字丝粗细、望远镜放大率、视线长度有关。一般认为在远镜放大率、视线长度有关。一般认为在100100米内。米内。m m估估 = = 1.2

42、 mm1.2 mm。n照准误差：照准误差：照准误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率、照准误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率、视线长度有关。视线长度有关。 V V2828，D D100100米，则：米，则：n水准尺倾斜的影响误差水准尺倾斜的影响误差 ：由于扶尺不直引起读数变大。由于扶尺不直引起读数变大。其误差为：其误差为：b = b- b = b( 1 cos ),可见与尺上读数和倾可见与尺上读数和倾角有关，当角有关，当b= 2.5 m， 2时，时，b1.5mm。n视差对读数的影响：视差对读数的影响：必须消除视差。必须消除视差。n水准仪与尺垫下沉和反弹误差：水准仪与尺垫下沉和反弹误差：可采用可

43、采用“后前前后后前前后”的观测顺序。的观测顺序。mm.DVm051520626100000280606 照照75第二章第二章 水准测量水准测量水准测量误差与注意事项水准测量误差与注意事项v 外界环境的影响外界环境的影响大地水准面大地水准面BAbababarfcHAHBRDc22 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 RDcr207. 071 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 RDrcf243. 0 76第二章第二章 水准测量水准测量水准测量误差与注意事项水准测量误差与注意事项4观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；观测前应认

44、真按要求检验水准仪和水准尺；4仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架；4前后视距应尽可能相等；前后视距应尽可能相等；4每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数；每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数；4注意对仪器的保护，做到注意对仪器的保护，做到“人不离仪器人不离仪器”；4只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连接螺旋是否固否固 紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。4认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录

45、手簿相应栏中，严禁认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏中，严禁伪造和传抄；伪造和传抄；4字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写；时，应在原数字上划线后再在上方重写；4每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。4扶尺人员认真竖立水准尺；扶尺人员认真竖立水准尺；4转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫；4水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。水准仪搬站时，应注意

46、保护好原前视点尺垫位置不移动。77第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪索佳索佳B20型自动安平水准仪型自动安平水准仪78第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪v 自动安平原理自动安平原理 f - 组合焦距组合焦距 s - 补偿器到分补偿器到分 划板的距离划板的距离 - 倾斜视线倾斜视线 - 水平视线偏转角水平视线偏转角 n - 补偿系数补偿系数 sdK(十字丝交点）十字丝交点）水准尺水准尺水平光线水平光线倾斜视线倾斜视线物镜物镜补偿器fnsfsfsfd/tantan即：即：79第二章第二章 水准测量水准测

47、量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪80第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪81第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪82第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪83第二章第二章 水准测量水准测量自动安平水准仪及精密水准仪自动安平水准仪及精密水准仪84第二章第二章 水准测量水准测量一、路线纵断面测量一、路线纵断面测量 ( (一）一）基平测量基平测量v 永久性水准点永久性水准点：较长路线上，每隔：较长路线上，每隔2525至至30km30km布设一点

48、；路线起布设一点；路线起点和终点、大桥两岸、隧道两端以及需要长期观测高程的重点工点和终点、大桥两岸、隧道两端以及需要长期观测高程的重点工程附近，均应布设。程附近，均应布设。v 永久性水准点要埋设标石，也可设在永久性建筑物上，或用金属永久性水准点要埋设标石，也可设在永久性建筑物上，或用金属标志嵌在基岩上。标志嵌在基岩上。v 临时水准点临时水准点：布设密度根据地形复杂情况和工程需要而定。在山：布设密度根据地形复杂情况和工程需要而定。在山区，每隔区，每隔0.50.51km1km设置一个；在平原，每隔设置一个；在平原，每隔1 12km2km埋设个。埋设个。此外，在中桥、小桥、涵洞以及停车场等工程集中的

49、地段，均应此外，在中桥、小桥、涵洞以及停车场等工程集中的地段，均应设置，在较短的路线上，一般每隔设置，在较短的路线上，一般每隔300300500m500m布设一点。布设一点。v 基平测量时，基平测量时，首先首先应将水准点与附近国家水准点进行联测，以获应将水准点与附近国家水准点进行联测，以获得绝对高程。在沿线水准测量中，也应尽量与附近国家水准点进得绝对高程。在沿线水准测量中，也应尽量与附近国家水准点进行联侧，以便获得更多的检核条件。若路线附近没有国家水准点，行联侧，以便获得更多的检核条件。若路线附近没有国家水准点，可根据气压计或以从国家基本地形图上量得的高程作为参考，假可根据气压计或以从国家基本

50、地形图上量得的高程作为参考，假定起始水准点的高程。定起始水准点的高程。85第二章第二章 水准测量水准测量一、路线纵断面测量一、路线纵断面测量（二）（二）中平测量中平测量v 以相邻水准点为一测段，从一个水准点出发，逐个测定中桩以相邻水准点为一测段，从一个水准点出发，逐个测定中桩的地面高程，附合到下一个水准点上。的地面高程，附合到下一个水准点上。v 测量时，在每一测站上测量时，在每一测站上首先读取后、前两转点（首先读取后、前两转点（TPTP）的尺上的尺上读数，再读取读数，再读取两转点间所有中桩地面点两转点间所有中桩地面点的尺上读数，这些中的尺上读数，这些中桩点称为桩点称为中间点中间点，中间点的立尺

51、由后视点立尺人员来完成。，中间点的立尺由后视点立尺人员来完成。v 转点转点起传递高程的作用，转点尺应立在尺垫、稳固的桩顶或起传递高程的作用，转点尺应立在尺垫、稳固的桩顶或坚石上，尺上读数至毫米，中间点尺上读数至厘米，要求尺坚石上，尺上读数至毫米，中间点尺上读数至厘米，要求尺子立在紧靠桩边的地面上。子立在紧靠桩边的地面上。86第二章第二章 水准测量水准测量BM1TP2TP1120+0000+0500+1000+1080+1200+1400+1600+1800+2000+2210+240一、路线纵断面测量一、路线纵断面测量（二）中平测量（二）中平测量v 例，水准仪置于第例，水准仪置于第1 1站，后视水准点站，后视水准点BM1BM1，前视转点，前视转点TP1TP1，将观测结果，将观测结果分别记入表中分别记入表中“后视后视”和和“前视前视”栏内；栏内；v 然后观测然后观测BM1BM1与与TP1TP1间的各个中桩，将后视点间的各个中桩，将后视点BM1BM1上的水准尺依次立上的水准尺依次立0+000