工程测量第二章(水准测量)课件

1、第二章第二章 水准测量水准测量 测量确定点的位置是测量确定点的位置是空间三维空间三维，其中点的高程是地，其中点的高程是地面点的要素之一，测定高程的工作称为高程测量，测定高面点的要素之一，测定高程的工作称为高程测量，测定高程的常用方法有程的常用方法有水准测量、三角高程测量水准测量、三角高程测量。水准测量的精。水准测量的精度高，经常使用。度高，经常使用。 水准测量是利用水准仪提供水准测量是利用水准仪提供水平视线水平视线，借助水准尺，借助水准尺来测定地面上两点的来测定地面上两点的高差高差，从而由已知点高程推出未知，从而由已知点高程推出未知点的高程。点的高程。高程：地面点到大地水准面的铅垂距离高差：地

2、面上两点的高程之差bba大地水准面aHAHBhABAB前进方向前视？前视？后视？后视？2.1 水准测量原理已知已知HA，求，求HB?hAB=HBHAHBHAhABhAB ab HBHA(a-b) = HA hAB一测站高程计算方法：一测站高程计算方法：n 高差法： 先计算两点高差再计算未知点的高程；高差高差例：图中已知例：图中已知A A点高程点高程H HA A=452.623m=452.623m，后视读，后视读数数a=1571a=1571，前视读数，前视读数 b=0685b=0685，求，求B B点高程。点高程。 解：解：B B点对于点对于A A点高差：点高差：hAB=a-b=1.5710.6

3、85=0.886m B B点高程为：点高程为： HB452.6230.886453.509mn视线高法视线高法： 先计算视线的高程，减去未知点上水准尺读数，即得未知点高程。hABi=HBiHAHBiHAhABihABi abi HB(HAa)-bi = H视线-bi视线高视线高 面水准测量模拟H视= a + HAab3 32 21 1A AH1 H视-bcH2 H视-cH3 H视-dd面水准测量(视线高法的应用) 此种方法可以解决一次后视，多次前视时作业效率问题。如:土方测算;道路断面测量例：图中已知例：图中已知A A点高程点高程H HA A=423.518m=423.518m，要测出相邻，要

4、测出相邻1 1、2 2、3 3点的高程。先测得点的高程。先测得A A点后视读数点后视读数a=1563ma=1563m，接着在各待定点，接着在各待定点上立尺，分别测得读数上立尺，分别测得读数b1=0953b1=0953，b2=1152b2=1152，b3=1328b3=1328。 高差法和视线高法的测量原理是高差法和视线高法的测量原理是相同相同的的，区别在于计算高程时次序上的不同。，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因而视线高法在视线高法比高差法方便，因而视线高法在建筑施工中被建筑施工中被广泛广泛采用。采

5、用。 解：先计算出视线高程解：先计算出视线高程 Hi=HHi=HA A+a=423.518+a=423.5181.5631.563425.081m425.081m 各待定点高程分别为：各待定点高程分别为： H1H1HiHib1b1425.081425.0810.9530.953424.128m424.128m H2H2HiHib2b2425.081425.0811.1521.152423.929m423.929m H3H3HiHib3b3425.081425.0811.3281.328423.753m423.753m1 1、3 3米？米？6 6米？其他？米？其他？2 2、水准尺倒立？、水准尺倒

6、立？3 3、规范要求视线读数范围？、规范要求视线读数范围？问题: 一测站能测到的最大高差为多少?(以3m水准尺为例)连续水准测量：原因：由于两点间距离太远或高差过大不能一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为高程传递过渡点。2.2 水准测量的仪器及工具水准测量的仪器及工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺垫。水准仪的作用是垫。水准仪的作用是提供一条水平视线提供一条水平视线，通过水准器气泡，通过水准器气泡获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视线的为自动安平水准仪线的为自动安平

7、水准仪。微倾式水准仪微倾式水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪数字数字(电子电子)水准仪水准仪（1002厂）（北光）DSZ2DSZ2+FS1欧波水准仪电子水准仪 天宝 Trimble DINI12 2.1 DS3型水准仪的构造型水准仪的构造微倾式水准仪有微倾式水准仪有DS05、DS1、DS3、DS10四个等级：四个等级：D：大地测量仪器的总代号；：大地测量仪器的总代号；S：水准仪的代号；：水准仪的代号；05、1、3、10：每千米往返测高差中数的中误差：每千米往返测高差中数的中误差mm。水准仪主要由水准仪主要由望远镜望远镜、水准器水准器和和基座基座三部分组成。三部分组成。1、望远镜、望远镜望远镜的

8、用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、望远镜的用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有两条垂直的长线。竖直的线称为两条垂直的长线。竖直的线称为竖丝竖丝，用以，用以瞄准目标及检瞄准目标及检查水准尺是否竖直查水准尺是否竖直；横丝的长的一条称为；横丝的长的一条称为中丝中丝，用以在水，用以在水准尺上准尺上读取刻划数据读取刻划数据，横丝的上下一对对称的短横线称为，横丝的上下一对对称的短横线称为视距丝（上丝、下丝）视距丝（上丝、下丝），用来，用来测定距离测定距离。十字丝交点与物镜光心的连线称为十字丝交

9、点与物镜光心的连线称为视准轴视准轴，用，用CC表示。表示。2、水准器、水准器水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用以检查竖轴以检查竖轴是否竖直是否竖直。1）管水准器）管水准器是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准管上有间隔液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准管上有间隔2mm的刻划。刻划线的对称中心为水准管的零点，通过零点与的刻划。刻划线的

10、对称中心为水准管的零点，通过零点与水准管圆弧的纵切线水准管圆弧的纵切线LL称为水准管轴。称为水准管轴。每刻划线间的弧长对应的圆心角称每刻划线间的弧长对应的圆心角称为水准管的分划值为水准管的分划值： 206265260603602RR越大，越大，越小，水准管的灵敏度越高。越小，水准管的灵敏度越高。为了提高水准管居中的为了提高水准管居中的精度精度，目前生产的水准仪都采用符，目前生产的水准仪都采用符合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像吻合

11、（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明吻合（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明气泡居中气泡居中。2）圆水准器）圆水准器圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心是圆水准器的的零点。通过零点的球面法线是圆水准器的的零点。通过零点的球面法线LL为圆为圆水准器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处水准器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处于铅垂位置。气泡中心每偏离零点于铅垂位置。气泡中心每偏离零点2mm对应的圆心角称对应的圆心角称为圆水准器的分划值。为圆水准器的分划值。3 基座基座主要由主要由轴座、脚螺旋、底板轴座、脚螺旋、底板和和三角压板三

12、角压板构成。其作用是支构成。其作用是支承仪器的上部并连接三脚架，通过脚螺旋配合圆水准器，承仪器的上部并连接三脚架，通过脚螺旋配合圆水准器，使仪器大致水平。使仪器大致水平。二、自动安平水准仪二、自动安平水准仪自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋，自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋，在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。其代号为其代号为DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10。1-物镜；物镜；2-目镜；目镜；3-目镜调焦螺旋；目镜调焦螺旋；4-瞄准管；瞄准管；5-圆水准器；圆水准器；6-水平微动螺旋水平微动螺

13、旋;7-脚螺旋；脚螺旋；8-基座；基座；9-物镜调焦螺旋；物镜调焦螺旋；10-自动安平补偿器检验钮自动安平补偿器检验钮DSC 232 自动安平水准仪自动安平水准仪 2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫n水准尺水准尺v塔尺塔尺 3m、5m底部为零底部为零v板尺板尺3m，每隔，每隔1cm涂有黑涂有黑白或红白相间的分格，每白或红白相间的分格，每1dm标注一数值。水准尺中的双面标注一数值。水准尺中的双面尺两面都有刻划，一面为黑白尺两面都有刻划，一面为黑白相间（黑面），起始读数为相间（黑面），起始读数为零零；另一面为红白相间（红；另一面为红白相间（红面），起始读数为面），起始读数为4687mm或或478

14、7mm。n尺垫（尺承）尺垫（尺承）尺垫下面有三个尖角可以踩入土中，上面有个半球，尺垫下面有三个尖角可以踩入土中，上面有个半球，以支承水准尺。以支承水准尺。只用于转点，不能用于已知点和待测只用于转点，不能用于已知点和待测点。点。 作用：防止位移和下沉作用：防止位移和下沉连续水准测量：由于两点间距离过远或高差过大不能连续水准测量：由于两点间距离过远或高差过大不能一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为高程传高程传递过渡点递过渡点。尺垫在转点。尺垫在转点TP(turning point)垫上，支承垫上，支承尺子。尺子。2.2.3 水准仪的使用水准仪的使用自动安

15、平水准仪的使用自动安平水准仪的使用使用过程包括使用过程包括安置安置粗平粗平瞄准瞄准读数读数四步：四步：1）安置水准仪安置水准仪 在与前、后视尺距离相近处，架脚架，在与前、后视尺距离相近处，架脚架，使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架上。使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架上。2）粗略整平粗略整平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 整平要领：整平要领：气泡所在位置标志基座倾斜的高位置；气泡所在位置标志基座倾斜的高位置；脚螺旋顺时针旋转使该脚螺旋基座升高。脚螺旋顺时针旋转使该脚螺旋基座升高。 a a123b b312c c3123）瞄准水准尺瞄准水准尺调节目镜调节目

16、镜 对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰；对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰；瞄准瞄准 通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十子丝对准水准尺中央；子丝对准水准尺中央；消除视差消除视差 尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为的影像，若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为视差视差

17、。原因原因是尺像没有落在十字丝平面上。是尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方消除视差的方法法：先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物：先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。视差现象：视差现象：4）读数读数由四位数字组成：米、分米、厘米、毫米）。估读至毫由四位数字组成：米、分米、厘米、毫米）。估读至毫米，米，不足位用不足位用0 补齐补齐，不记小数点：如，不记小数点：如0809 、0560。13为为

18、13001300的起始位的起始位置。置。标明该段为标明该段为13131414分米。分米。为为14001400的起始位的起始位置。置。一格为一格为1010，即，即1 1厘厘米，毫米为估读。米，毫米为估读。水准仪读数示例水准仪读数示例625262521477147707220722 自动安平水准仪的注意事项自动安平水准仪的注意事项自动安平检查自动安平检查采用检验钮或者望远镜警示窗；采用检验钮或者望远镜警示窗；按检验钮，视场影像产生上下摆动并很快静止，说明补按检验钮，视场影像产生上下摆动并很快静止，说明补偿器能发挥作用；偿器能发挥作用；视场影像不动或者望远镜警示窗呈现红色，说明粗平的视场影像不动或者

19、望远镜警示窗呈现红色，说明粗平的水准仪倾斜程度已经超出补偿器的补偿能力范围，需要重水准仪倾斜程度已经超出补偿器的补偿能力范围，需要重新整平。新整平。读数读数水准测量步骤：水准测量步骤： 步骤步骤1 安置三脚架，并将水准仪固定到三角架上。 （1）各个小组在台阶前分别选择一个空旷的地方安置三脚架。先拿起三脚架，松开三脚架架腿上三个伸缩螺旋，抽出架腿上的活动腿，将其调整至适当高度（使三脚架大致与肩平齐），然后拧紧伸缩螺旋。 （2）张开架腿，使脚尖大致呈等边三角形，摆动架腿使架头大致水平，踩实三脚架。 （3）将水准仪用中心连接螺旋固定在脚架上，并使基座连接板三边与架头三边对齐，如图1-1所示。 图图1

20、-1 安置三脚架安置三脚架 项目一 台阶高程的测定 步骤步骤2 粗平水准仪。主要是通过调整水准仪的脚螺旋，使圆水准器气泡居中，以使水准仪竖轴大致铅直。 （1）任选两个脚螺旋1、2，双手相向等速转动这对脚螺旋，使气泡移动至与1、2连线垂直且过零点的直线上，如图所示。 （2）转动另一个脚螺旋3，使圆水准器中的气泡移动到零点位置（小圆圈内），如图所示。 步骤步骤3 瞄准水准尺。主要是通过使望远镜对准水准尺，清晰地看到目标和十字丝成像，以便准确地进行水准尺读数。 （1）在离水准仪几米的地方，先将尺垫踩实，将水准尺立在尺垫的半球顶端，然后站在尺后，双手握住把手，两臂紧贴身躯，借助尺上水准器气泡（气泡居中

21、即为已竖直）将尺竖直立在尺垫上，如图1-2（a）所示。 （2）将水准仪望远镜朝向明亮背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝影像清晰；然后旋松制动螺旋，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺，随即拧紧制动螺旋，如图1-2（b）所示。 （3）转动物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰，然后转动微动螺旋，使十字丝竖丝与水准尺分划线一侧边缘重合，如图1-2（b）所示。 图图1-2 瞄准水准尺瞄准水准尺 项目一 台阶高程的测定 步骤步骤4 精平。如图1-3（a）所示，调节微倾螺旋，透过水准管放大镜观察水准管气泡，使其两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴已精确水平。图1-3（b）、图1-3（c）所示水平管气泡形状显示

22、水准仪未精平。 项目一 台阶高程的测定图图1-3 精平水准仪精平水准仪 步骤步骤5 读数及记录。在读数前应判明水准尺的注记、分划特征和零点常数，以免读错。望远镜十字丝的中丝所对的水准尺的读数即为我们需要读取的读数。 读数时要按从小到大的顺序读取，并依次读取分米、厘米、毫米，其中，毫米为估读。如图1-4所示，水准尺上“E”形的最长边为分米的整数位（如19分米、20分米），相邻两分米之间被分为10等分，每一黑色条或白色条的边缘均为厘米整数位。读数时可先根据中丝所在位置读出“分米”数，然后将其转换为“米”数。 记录。测量员要“边测量、边读数边测量、边读数”；记录员要“边复边复诵、边记录、边计算、边检

23、核诵、边记录、边计算、边检核”，及时完成该测站的计算、检核工作，若发现数据超限，则立即告诉测量员立即重测，以保证测量数据合格，只有经过记录检查员检查合格，立尺人员及测量员才能往前搬站。 项目一 台阶高程的测定图图1-4 水准尺读数水准尺读数2.3 2.3 水准测量的一般方法和要求水准测量的一般方法和要求2.3.1 水准点与水准路线水准点与水准路线2.3.1.1 水准点水准点水准测量中，标志和保存水准测量成果的固定点称为水准水准测量中，标志和保存水准测量成果的固定点称为水准点，有点，有永久点永久点和和临时点临时点两种。永久点多采用混凝土预制而两种。永久点多采用混凝土预制而成，其上表面嵌有半球形金

24、属标志。临时点可以利用地面成，其上表面嵌有半球形金属标志。临时点可以利用地面凸出的坚硬基岩凸出的坚硬基岩涂红漆标志，或者在地面打入木桩，桩顶涂红漆标志，或者在地面打入木桩，桩顶钉入半球形铁钉。水准点应选在地质条件较好的地方，并钉入半球形铁钉。水准点应选在地质条件较好的地方，并用红油漆编号，号前加字母用红油漆编号，号前加字母BM （Bench Mark） 。测量。测量后，还应绘制点位略图，称为后，还应绘制点位略图，称为点之记点之记。2.3.1.2水准路线水准路线 测量工作是几个人共同完成，测量数据测量工作是几个人共同完成，测量数据多，操作中容易出错。为保证待测点的高程正确，必须布多，操作中容易出

25、错。为保证待测点的高程正确，必须布设成可利用一定条件来检查测量数据正确性的水准路线。设成可利用一定条件来检查测量数据正确性的水准路线。1）符合水准路线符合水准路线 由已知高程点出发，经过待测点，最由已知高程点出发，经过待测点，最后连测到另外一已知高程点的测量路线。后连测到另外一已知高程点的测量路线。2）闭合水准路线闭合水准路线 由已知高程点出发，经过待测点，最由已知高程点出发，经过待测点，最后连测到出发的已知高程点的测量路线。后连测到出发的已知高程点的测量路线。3）支水准路线支水准路线 由已知高程点出发，经过待测点，不由已知高程点出发，经过待测点，不与其它已知高程点连测的测量路线。与其它已知高

26、程点连测的测量路线。4）水准网水准网2.3.2 水准测量方法：水准测量方法：连续水准测量连续水准测量 水准测量的路线一般较长，不能架设一次仪器就得出水准测量的路线一般较长，不能架设一次仪器就得出待测点高程，通常进行连续设站测量。待测点高程，通常进行连续设站测量。方法：方法：在两点间加设若干个临时立尺点，分段连续多次安在两点间加设若干个临时立尺点，分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作为传递高程用的，称为为传递高程用的，称为转点转点，一般用符号，一般用符号TP表示。表示。A AP P前进方向hAP = = h1+ h2+

27、 h3HpHAhAP连续水准测量模拟 (纵断面视图关系)h1h2h3hAPA AP P前进方向h1h2h3h4hAP = = h1+ h2+ h3+ h4HpHAhAP连续水准测量模拟 (平面视图关系)示例：示例：在一测站上的观测程序为在一测站上的观测程序为(自动安平水准仪自动安平水准仪)： 安置仪器，使圆水准器气泡居中；安置仪器，使圆水准器气泡居中； 照准后视照准后视(A(A点点) )尺，用中丝读后视尺读数尺，用中丝读后视尺读数a1=2036a1=2036。记录员。记录员复诵复诵后记入手簿；后记入手簿； 照准前视（即转点照准前视（即转点TP1TP1）尺，读前视尺读数）尺，读前视尺读数b1=1

28、547b1=1547。记录员。记录员复复诵诵后记入手簿，并计算出后记入手簿，并计算出A A点与转点点与转点TP1TP1之间的高差：之间的高差： h1h12.036-1.547=2.036-1.547=0.4890.489填入高差栏。填入高差栏。 水准测量手薄见实训教程附表水准测量手薄见实训教程附表1 1、2 2。观测要求观测要求（1 1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2 2）为及时发现错误，常采用）为及时发现错误，常采用“两次仪器高法两次仪器高法”或或 “双面尺双面尺法法” 。 两次仪器高法：高差之差两次仪器高法：高差之差h h-h-h5m

29、m5mmBMAB17571386TP1h h1 1=+0.371=+0.3712257 TP2H H2 2=0.481=0.48117760697H H3 3=-0.073=-0.0730770前进方向前进方向测站测站测点测点后视读数后视读数前视读数前视读数高差（高差（m）高程高程备注备注+-1BMA175713860.371520.000 TP12TP1225717760.481TP23TP2069707700.073B520.779471139320.8520.073检核检核a-b=0.779 h=0.779注意注意：1）计算出的）计算出的h和和a-b应该相等；应该相等；2）此表格只能检查

30、计算是否正确，不能提高观测精度；）此表格只能检查计算是否正确，不能提高观测精度；3）1、2、3点只传递高程，采用临时点，在前加字母点只传递高程，采用临时点，在前加字母TP；4）A到到B称为一测段，且还要返测；称为一测段，且还要返测；5）若路线长，可以分为几个测段进行测量。）若路线长，可以分为几个测段进行测量。水准测量注意事项水准测量注意事项 测量误差处处存在，无法完全消除其影响。但可采测量误差处处存在，无法完全消除其影响。但可采取一定的措施取一定的措施减弱减弱其影响，提高测量成果精度，同时其影响，提高测量成果精度，同时绝对绝对避免避免成果中存在成果中存在错误错误。进行水准测量时，应注意以下各点

31、：。进行水准测量时，应注意以下各点： 观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正。观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正。 在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在坚实坚实的地面的地面上。上。三脚架和尺垫三脚架和尺垫要踩实，以防仪器和尺子下沉。要踩实，以防仪器和尺子下沉。 前、后视距离应尽量相等前、后视距离应尽量相等，以消除视准轴不平行水准，以消除视准轴不平行水准管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。管轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。视距视距= =（上丝读数（上丝读数- -下丝读数）下丝读数）100100前、后视距离不宜太长，一般

32、前、后视距离不宜太长，一般不要超过不要超过100m。视线高。视线高度应使度应使上、中、下三丝上、中、下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。光影响。 水准尺必须竖直。使用过程中，要经常检查和清除尺底水准尺必须竖直。使用过程中，要经常检查和清除尺底泥土。塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑。泥土。塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑。 读完数后应再检查气泡是否仍然吻合，否则应重读。读完数后应再检查气泡是否仍然吻合，否则应重读。 记录员要记录员要复诵读数复诵读数，以便核对。记录要整洁、清楚端，以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错，正。如果有错，不能用橡皮擦

33、不能用橡皮擦去而应在改正处划一横，在去而应在改正处划一横，在旁边注上改正后的数字。旁边注上改正后的数字。 在烈日下作业要撑伞遮住阳光（或停工）避免气泡因在烈日下作业要撑伞遮住阳光（或停工）避免气泡因受热不均而影响其稳定性。受热不均而影响其稳定性。2.3.3 水准测量的检核水准测量的检核 为了避免测量数据出现错误并在误差容许范围内，必为了避免测量数据出现错误并在误差容许范围内，必须对测量数据进行检核，有须对测量数据进行检核，有测站检核测站检核和和路线检核路线检核两种，主两种，主要是检查观测精度是否满足要求。要是检查观测精度是否满足要求。2.3.3.1 测站检核测站检核n改变仪器高法改变仪器高法：

34、 是在同一测站上用是在同一测站上用两次不同两次不同的仪器高的仪器高度，度，两次测定两次测定高差。即测得第一次高差后，改变仪器高度高差。即测得第一次高差后，改变仪器高度约约10cm以上，再次测定高差。若两次测得的高差之差未以上，再次测定高差。若两次测得的高差之差未超过超过5mm，则取其平均值作为该测站的观测高差。否则，则取其平均值作为该测站的观测高差。否则需重测。需重测。 立尺，尺中间安置水准仪，整平立尺，尺中间安置水准仪，整平 照准后视尺，读数照准后视尺，读数 照准前视尺，读数照准前视尺，读数 计算高差计算高差 变动仪器高（升或降大于变动仪器高（升或降大于10cm10cm）再观测一次再观测一次

35、 高差互差不大于高差互差不大于5mm5mm时，时，取平均值取平均值n双面尺法：双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分双面尺法：双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得别用双面水准尺的黑面和红面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过高差之差未超过5mm，取其平均值作为该测站的高差。，取其平均值作为该测站的高差。否则需要重测。否则需要重测。用双面尺，每尺均读黑、红面读数用双面尺，每尺均读黑、红面读数 立尺，尺中间安置水准仪，整平立尺，尺中间安置水准仪，整平 瞄准瞄准后后视尺视尺黑黑面，读数面，读数 瞄准瞄准前前视尺视尺黑黑面，读数面，读数 瞄准瞄准前

36、前视尺视尺红红面，读数面，读数 瞄准瞄准后后视尺视尺红红面，读数面，读数黑面：以零开始刻划黑面：以零开始刻划红面：一尺从红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从开始刻划，另一尺从4787开始开始红黑面计算高差理论上相差红黑面计算高差理论上相差0.1m，以黑面计算的为准。以黑面计算的为准。测站未检查测站未检查完，禁止搬完，禁止搬动水准仪、动水准仪、挪动尺垫。挪动尺垫。否则。否则。 。 2.3.3.2 路线检核路线检核虽然每一测站都进行了检核，但虽然每一测站都进行了检核，但一条水准路线是否有错还一条水准路线是否有错还是没有保证是没有保证。例如，在前、后视某一转点时，水准尺未放。例如，在前、后视某一转

37、点时，水准尺未放在同一点上，利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度在同一点上，利用该转点计算的相邻两站的高差虽然精度符合要求，但这一条水准路线却含有错误，因此符合要求，但这一条水准路线却含有错误，因此必须进行必须进行路线检核路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种：。水准路线检核方法一般有以下三种： 1）符合水准路线）符合水准路线 符合水准路线上各测站的高差和理论上应该等于两已知高符合水准路线上各测站的高差和理论上应该等于两已知高程点高程之差：程点高程之差：fh=h-(H终终-H始始)。由于误差的存在，。由于误差的存在， fh一一般般不等于零不等于零，但要符合相应等级的水准测量的要求。，但要符

38、合相应等级的水准测量的要求。2）闭合水准路线）闭合水准路线 闭合水准路线的环形线上，各测站的高闭合水准路线的环形线上，各测站的高差和理论上应该差和理论上应该等于零等于零： fh=h ；3）支水准路线）支水准路线 支水准路线必须进行往返测，往返测理论上支水准路线必须进行往返测，往返测理论上应该应该等于零等于零： fh=h往往 +h返返n地形测图和工程建设应用的控制。地形测图和工程建设应用的控制。n三、四等水准测量的技术要求：三、四等水准测量的技术要求：等级等级仪器仪器标准视线标准视线长度长度/m前后视前后视距差距差/m前后视距前后视距累计差累计差/m红黑面读红黑面读数差数差/mm红黑面高差红黑面

39、高差之差之差/mm三三DS1753.06.02.03.0四四DS31005.010.03.05.0工程测量中，最基本的高程控制测量是工程测量中，最基本的高程控制测量是四等水准测量四等水准测量。2.4 三、四等水准测量三、四等水准测量高差闭合差限差要求高差闭合差限差要求三等三等四等四等mmmmLmmmmLn620n412山地平地山地平地2.4.1 2.4.1 一测站观测方法一测站观测方法1 1、每站观测程序（见图）、每站观测程序（见图）（1 1）顺序）顺序：“后（后（黑黑）前（）前（黑黑）前（红）后（红）前（红）后（红）” ” 。（2 2）读数：）读数：黑面黑面“三丝法三丝法”（上、下、中丝）读

40、数，红面仅读中丝。（上、下、中丝）读数，红面仅读中丝。 1 1、后视、后视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数2 2、前视、前视( (黑面黑面) ) 上丝读数，下丝读数，中丝读数上丝读数，下丝读数，中丝读数3 3、前视、前视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数4 4、后视、后视( (红面红面) ) 中丝读数中丝读数后视尺后视尺前视尺前视尺12 34计算与记录格式（见表）计算与记录格式（见表） （1 1）视距）视距=100=100| |上丝上丝- -下丝下丝| |（2 2）前后视距差）前后视距差d di i = =后视距后视距- -前视距前视距 d d

41、i i要求要求: : 等等3m, 3m, 等等5m5m（3 3）视距差累积值）视距差累积值ddi i= =前站的视距差累积值前站的视距差累积值ddi-1i-1 + +本站的本站的前后视距差前后视距差d di i d di i要求要求: : 等等6m, 6m, 等等10m10m（4 4）黑红面读数差）黑红面读数差= =黑面中丝黑面中丝+K-+K-红面中丝。红面中丝。（K= 4787K= 4787或或46874687） 要求要求: : 等等2mm, 2mm, 等等3mm3mm（5 5）黑面高差）黑面高差h h黑黑= =黑黑面后视中丝面后视中丝- -黑黑面前视中丝面前视中丝（6 6）红面高差）红面高

42、差h h红红= =红红面后视中丝面后视中丝- -红红面前视中丝面前视中丝（7 7）黑红面高差之差）黑红面高差之差=h=h黑黑- -（h h红红0.100m0.100m） 要求要求: : 等等3mm, 3mm, 等等5mm5mm（8 8）高差中数）高差中数= h= h黑黑+ +（h h红红0.100m0.100m）/2/2（9 9）水准路线总长）水准路线总长L=L=后视距后视距+前视距前视距 测站测站编号编号点号点号后后尺尺上丝上丝前前尺尺上丝上丝方向及方向及尺号尺号水准尺读数水准尺读数黑黑+K-红红平均高平均高差差/m下丝下丝下丝下丝黑面黑面红面红面后视距后视距前视距前视距视距差视距差/m累计

43、差累计差/m(1)(4)后后(3)(8)(14)(18)(2)(5)前前(6)(7)(13)(9)(10)后后-前前(16)(17)(15)(11)(12)1BMA13741758后后110265712+1-0.37906781050前前214046192-1TP169.670.8后后-前前-0.378-0.4802-1.2-1.22TP118582010后后214916280-2-0前116246312-1TP273.377.0后后-前前-0.133-0.032-1-3.7-4.93检核检核计算计算2.5 水准测量的内业计算水准测量的内业计算水准测量的内业计算的目的

44、是根据外业的测量数据，推水准测量的内业计算的目的是根据外业的测量数据，推求待测点的高程，其步骤如下：求待测点的高程，其步骤如下：1、全面检查外业数据；、全面检查外业数据；2、计算高差闭和差；、计算高差闭和差；3、进行高差闭和差的分配；、进行高差闭和差的分配；4、求出各测段高差；、求出各测段高差；5、计算待测点的高程。、计算待测点的高程。水准测量的成果计算水准测量的成果计算1 水准测量的精度要求水准测量的精度要求 建筑工程四等水准测量的精度要求，一般规定为：建筑工程四等水准测量的精度要求，一般规定为： 平地平地 (mm)(mm) 山地山地 (mm)(mm)式中式中f fh h容容-高差闭合差的容

45、许值；高差闭合差的容许值； L-L-水准路线长度，以水准路线长度，以kmkm为单位；为单位； n-n-水准路线测站数。当地形起伏较大，每水准路线测站数。当地形起伏较大，每1km1km水水准路线准路线超过超过1616个测站个测站时按山地计算容许闭合差时按山地计算容许闭合差。 6 20nfLfhh容容2水准测量成果计算水准测量成果计算计算步骤如下（以附合水准路线为例）：计算步骤如下（以附合水准路线为例）： 计算路线实测高差之和计算路线实测高差之和hh测测与理论高差与理论高差h理理H终终一一H始始 计算高差闭合差计算高差闭合差计算容许闭合差计算容许闭合差 如果如果ffh h=f=fh h容容 ，可进

46、行下一步计算。，可进行下一步计算。 )(起终测HHhfh计算高差改正数：按计算高差改正数：按与测站数或与距离成正比与测站数或与距离成正比的分配原的分配原则，改正数的符号与闭合差的则，改正数的符号与闭合差的符号相反符号相反。 检核检核 v=-fv=-fh hiihiiihiLLfvornnfv各测段改正数为：各测段改正数为： 6 20nflfhh容容或者改正后的高差代数和，应等于高差的理论值，即：改正后的高差代数和，应等于高差的理论值，即：nnnvhvhvhhhh.222111 计算改正后高差计算改正后高差 各测段观测高差各测段观测高差h hi i分别加上相应的改正数后分别加上相应的改正数后v

47、vi i，即得，即得改正后高差：改正后高差：理hhi如不相等，说明计算中有错误存在。如不相等，说明计算中有错误存在。 待定点高程计算待定点高程计算 测段起点高程加测段改正后高差，即得测段终点测段起点高程加测段改正后高差，即得测段终点高程，以此类推。最后推出的终点高程应与该点的已高程，以此类推。最后推出的终点高程应与该点的已知高程相等。即：知高程相等。即： BnnnAHhHHhHHhHH.121211以下例说明水准测量的内业计算计算步骤：以下例说明水准测量的内业计算计算步骤：点号点号测站数测站数/n/n高差高差/m/m高差改正数高差改正数/mm/mm改正后高差改正后高差/m/m高程高程/m/m备

48、注备注BMABMA584.562584.562已知点已知点12123.7893.789-5-53.7843.784BM1BM1588.346588.3461818-5.687-5.687-8-8-5.695-5.695BM2BM2582.651582.65110101.3361.336-4-41.3321.332BM3BM3583.983583.98324242.6412.641-10-102.6312.631BM4BM4586.614586.6142020-1.205-1.205-9-9-1.214-1.214BMBBMB585.400585.400已知点已知点84840.8740.874-

49、36mm-36mm0.8380.838辅助辅助计算计算(1)测量数据填表测量数据填表点号点号测站数测站数/n/n高差高差/m/m高差改正数高差改正数/mm/mm改正后高差改正后高差/m/m高程高程/m/m备注备注BMABMA584.562584.562已知点已知点12123.7893.789BM1BM11818-5.687-5.687BM2BM210101.3361.336BM3BM324242.6412.641BM4BM42020-1.205-1.205BMBBMB已知点已知点84840.8740.874辅助辅助计算计算（2 2）计算实测高差之和）计算实测高差之和 hh测测=0.874m =

50、0.874m 理论高差理论高差h理理0.838 （3 3）计算高差闭合差）计算高差闭合差 （4 4）计算容许闭合差）计算容许闭合差因为因为ffh h=f=fh h容容 ，故其精度符合要求，可做下一步计算。，故其精度符合要求，可做下一步计算。 mmfh55846n6容mmhhfh36838. 0874. 0-理测点号点号测站数测站数/n/n高差高差/m/m高差改正数高差改正数/mm/mm改正后高差改正后高差/m/m高程高程/m/m备注备注BMABMA584.562584.562已知点已知点12123.7893.789-5-5BM1BM11818-5.687-5.687-8-8BM2BM21010

51、1.3361.336-4-4BM3BM324242.6412.641-10-10BM4BM42020-1.205-1.205-9-9BMBBMB585.400585.400已知点已知点84840.8740.874-36mm-36mm辅助辅助计计算算（5 5）计算各测段改正数）计算各测段改正数hhhfvmmnnfvmmnnfv.818843651284362211点号点号测站数测站数/n/n高差高差/m/m高差改正数高差改正数/mm/mm改正后高差改正后高差/m/m高程高程/m/m备注备注BMABMA584.562584.562已知点已知点12123.7893.789-5-53.784BM1BM

52、11818-5.687-5.687-8-8-5.695BM2BM210101.3361.336-4-41.332BM3BM324242.6412.641-10-102.631BM4BM42020-1.205-1.205-9-9-1.214BMBBMB585.400585.400已知点已知点84840.8740.874-36mm-36mm辅助辅助计计算算（6 6）计算各测段改正后高差）计算各测段改正后高差.695. 5)008. 0(687. 5784. 3)005. 0(789. 3222111vhhvhh点号点号测站数测站数/n/n高差高差/m/m高差改正数高差改正数/mm/mm改正后高差改

53、正后高差/m/m高程高程/m/m备注备注BMABMA584.562584.562已知点已知点12123.7893.789-5-53.784BM1BM1588.346588.3461818-5.687-5.687-8-8-5.695BM2BM2582.651582.65110101.3361.336-4-41.332BM3BM3583.983583.98324242.6412.641-10-102.631BM4BM4586.614586.6142020-1.205-1.205-9-9-1.214BMBBMB585.400585.400已知点已知点84840.8740.874-36mm-36mm辅

54、助辅助计计算算（7 7）计算各点高程）计算各点高程已知计算BBAHHhHHhHH.651.582)695. 5(346.588346.588784. 3562.584212112.6 水准仪的检验水准仪的检验2.6.1 水准仪满足的条件水准仪满足的条件水准仪的作用是提供一条水准仪的作用是提供一条水平视线水平视线，而水平视线是通过，而水平视线是通过水准管水准管气泡居中气泡居中来实现的。来实现的。条件条件1、水准管轴平行于视准轴；、水准管轴平行于视准轴；条件条件2、圆水准器轴平行于竖轴；、圆水准器轴平行于竖轴；条件条件3：十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。：十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。2.6.2 检验检

55、验1、圆水准器轴平行于竖轴的检验方法、圆水准器轴平行于竖轴的检验方法旋转脚螺旋，使气泡旋转脚螺旋，使气泡居中居中；将望远镜旋转将望远镜旋转180o，若气泡偏于一侧，则说明圆水，若气泡偏于一侧，则说明圆水准器轴不平行于竖轴。准器轴不平行于竖轴。2、十字丝横丝垂直于竖轴的检验方法、十字丝横丝垂直于竖轴的检验方法整平仪器后，在远处的墙壁上，将十字丝的交点用整平仪器后，在远处的墙壁上，将十字丝的交点用笔做上明显标志点笔做上明显标志点P；拧紧制动螺旋，旋转微动螺旋；拧紧制动螺旋，旋转微动螺旋；若点若点P离开横丝，则十字丝的横丝不平。离开横丝，则十字丝的横丝不平。3、水准管轴平行于视准轴的检验方法、水准管

56、轴平行于视准轴的检验方法在相距在相距80米的米的A、B点立水准尺，在正中央立水准仪；点立水准尺，在正中央立水准仪；测定高差测定高差hAB（其不受（其不受i角的影响）角的影响） ； 在距后视点在距后视点A约约3m的地方立水准仪；读取的地方立水准仪；读取A、B点水准点水准尺上的读数；尺上的读数； B点水准尺上的读数理论值应点水准尺上的读数理论值应 为为 b2=a2- hAB ； 若若B点水准尺上的实际读数与理论值之差在限定的范围点水准尺上的实际读数与理论值之差在限定的范围内，则水准管轴平行于视准轴，否则需要校正。内，则水准管轴平行于视准轴，否则需要校正。上述三项检验与校正应反复进行，最后还要进行总

57、体检验。上述三项检验与校正应反复进行，最后还要进行总体检验。2.7 水准测量误差来源及消减方法水准测量误差来源及消减方法 水准测量误差包括测量水准测量误差包括测量仪器（工具）误差仪器（工具）误差（操作对（操作对象）、象）、观测误差观测误差（操作者）、（操作者）、外界条件（环境）外界条件（环境）的影响。的影响。2.7.1 仪器误差仪器误差仪器校正后的残余仪器校正后的残余i角误差：角误差： 原因：原因： i角误差检校后的残余值角误差检校后的残余值 方法：观测时注意使前、后视距相等，可消除或减弱方法：观测时注意使前、后视距相等，可消除或减弱其影响。其影响。 水准尺误差：水准尺误差： 原因：水准尺分划

58、不准确、尺长变化、尺弯曲等。原因：水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等。 方法：检验水准尺上真长与名义长度，加尺长改正数；方法：检验水准尺上真长与名义长度，加尺长改正数；水准尺零点差：一测段中采用偶数站到达方式予以消除。水准尺零点差：一测段中采用偶数站到达方式予以消除。2.7.2 观测误差观测误差 气泡居中误差气泡居中误差 读数误差读数误差 水准尺倾斜（尤其注意前后倾斜）水准尺倾斜（尤其注意前后倾斜） 视差的影响视差的影响 这些误差须严格认真操作、读数，来避免误差的影响这些误差须严格认真操作、读数，来避免误差的影响2.7.3 外界环境的影响外界环境的影响 仪器下沉：（在软土或植被上时容易发生下

59、沉）仪器下沉：（在软土或植被上时容易发生下沉） 采用采用“后后前前前前后后”，的观测顺序，可以削弱其影响。，的观测顺序，可以削弱其影响。 尺垫下沉：采用往返观测取观测高差的中数可以削弱尺垫下沉：采用往返观测取观测高差的中数可以削弱其影响。其影响。 地球曲率和大气折光影响：地球曲率和大气折光影响： 地球曲率影响：（地球曲率影响：（ 前后视距相等来消除，即地球曲率前后视距相等来消除，即地球曲率对前后尺读数影响相同）。对前后尺读数影响相同）。 大气折光影响：（大气折光影响：（ 由于大气折光，视线会发生弯曲。由于大气折光，视线会发生弯曲。越靠近地面，光线折射的影响也就越大。因此要求视线要越靠近地面，光线折射的影响也就越大。因此要求视线