水准测量基础教程.

1、水准测量高程测量概述水准测量原理水准测量的仪器和工具水准仪的使用水准测量的方法与成來整理水准测量的误差分析高程测量概述、地面点的高程:、高程测量方法1、水准测量等级绝对高程地面点的高程一地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。高程测量的方法用水准仪进行高程测量的工作。 是高程测量的主要方法使用仪器：水准仪的主要功能是能指出一条水平视线。其他高程测量方法：三角高程测量、气压高 程测量、GPS测量43水准测量的等级分一、一等水准测量:仅在国家等级中存在作为国家的高程控制，建立统一的高程基准;科学研究（地壳形变、地面沉降、精密测量） 二等水准测量：作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量等水准测量:作

2、为小地区的高程控制；普通工程测量图根水准（普通水准）水准测量原理耍求：测量A, B两点间的高2i：h 思路：在A, B上竖立标尺,用水准仪构筑一条水 平视线该视线在两尺上截得 读数次和b贝IjB比A高出注：咼羞h右lF右负连续安置水准仪的测量方法两点间距离较长或高差较大时，在两点间设若 干转点，分段测量高差，取各分段高差的总和。hAB=hi+- hn=1一5)+ (a2-b2) +.+ (an-bn) (2-2-7)水准尺和水准仪=SaEb一水准尺、尺垫直尺：双面（黑、红）水准尺， 尺常数4687m、4. 787m,用 于三等以下水准路线测量（含三笔塔尺：可伸缩，伸足为3米、5米，用于一般工程

3、测量。尺垫：转点立尺用。二水准仪等级（精度系列）：DS05 DS1 DS3 DS10 型号下标：毫米数，表示 1公里往、返测量的高差平 均值的中谋差（山于仪器引 起的）。镜器远准架座 造望水支基望远镜的卜字丝5.物锻關加黔旗；6 口俊调加诜昭7十孑丝敢人俾测量望远镜视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十字丝（和日标象）放大。十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，1=1镜 司*以前后调节，称头I遞狐霑。调焦镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字 丝面上。移动调焦镜称为视差：如果冃标象没有落在十字丝血上，则当观测 员的眼睛上下左右移动时，

4、会感到冃标彖与字丝 之间有相对错动。这种现彖称为视差。视差影响瞄 准的精度。物镜调焦可以。视差：塑远矗内目标像与十字丝分划板未重合。现象：观测时，改变眼睛耳目镜的相对位铤, 十字丝与目标的像有相对移动。消除视差的步骤： 目镜调焦，使十字丝最清晰；物镜调焦，使冃标像最清晰，且无视差。4、用微倾螺旋 使水准管气泡居屮（符合气泡符合）5、用十字丝的 横丝在水准尺上读 数（先读宅米数， 然后米，分米，厘 米数。每次读四位 薮，“0”也是必须 记录的数字。）水准仪的使用1、川连接螺旋把仪器同定在 三脚架上2、使三脚架架头人致水平;转 动脚螺旋使圆水准器的气泡居中3、照准明亮的物体（如白 色的墙）调节目镜

5、便Z适合口己 的视力（十字丝最清晰）；:转动仪器，利用望远镜外 壳上的准星瞄准冃标；:转动调焦螺旋使H标彖 淸晰，直至无“视差”。用微动螺旋慢慢转动望远镜，有至 精确瞄准目标为止（卜字丝的纵 丝靠近水准尺）1、安置水准仪打开三脚架并使高度适屮，目估使架头大 致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架 伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出 水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪 器牢固地固连在三脚架头上。1416川连接螺旋把仪器固定在三脚 架上，固疋两个脚架，动第二 个脚架，使二脚架架头人致水 平;转动脚使螺旋圆水准器的气 泡居中*圆水准器脚螺旋#3、瞄准物镜的作用：把目标成象（拉近）。目镜的作用：把十

6、字丝（和目标彖）放大。十字丝固定不动。为了止仪器适用于不同视力的人, 自镜口以前洁询节，称为门O调焦镜的作用：使远近不同的（3标都能成象 于+字丝血上。移动调焦镜称另 $ ;.视差：如果冃标象没有落在十字丝而上，则 当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到冃 标象与十字丝之间有相对错动。这种现彖称 为视差。视差影响瞄准的精度。物镜调焦可 以稱I®鱷。4、精平把水准气泡两端成象在一起便于观察。若直接用肉眼观察则 I大I为玻璃有厚度，斜视时会产 生视差要同时观察气泡的两端才能判 断气泡是否居中195、读数普通水准尺用观察，可以避免上述缺点。判断“气泡 居中”的桔应约可提高一倍。水准尺的分划不

7、是 线划式而是的。区格的边 缘是分划的位置, 区格内的小数“估读” O区格式分划便于从 远处观察并读数。水准测量的瞄准与读数b'归口; 16. 2521.533/141、支水准路线2、闭合水准路线3、符合水准路线水准测量的方法及成果处理一、水准点和水准路线（一）水准点 埋设在永久、固定的地点（二）水准路线二、水准测量方法（一）两次仪器高法已知1你，求Hbh|=a（-b|h-h?v=f= 土 5mm水准测量记录（两次仪器法）二、水准测量方法（一）双而尺法己知求Hh|=arb|h-h°v=f=±5mm水准测量记录（双面尺法）三、水准测量成果整理+2.33 lmA 1.6

8、km+2.813m-2.244m2. lkm1.7km3 2.0km+ 1.430m(一)、高差闭合差计算r o闭合水准v Hb-Ha=H-H始附合水准._u支水准2.0km® BHB=49.579m+ 1.430m三、水准测量成果整理HA=45.286m +2.33 lmA 1.6km(-)高差闭合差计算以公里为单位高羌闭合羌的允许值+2.813m-2.244m2.1km1.7km3 2.0kmHB=49.579m+ 1.430m三、水准测量成果整理HA=45.286m +2.331 in® -A 1.6km（二）高差闭合差的分配31水准测量成果整理32水准测量的误差分析

9、测量误差主要有三种:仪器误差操作误差外界的影响其它水准测量也具有这些课差水准测量的仪器误差1 ）岡水准器轴不平行仪器纵 轴 lLvv2）十字丝的横丝不水平3）水准管轴与视准轴不平行LL/CC33水准测量的操作误差1气泡居中不准引起的误差2水准尺倾斜引起的误差3瞄准和读数的误差分析讨论：1，设气泡居中不准引起的读数误差为则342,水准尺倾斜引起的误差水准尺倾斜引起的读数误差与水平视线离尺底的高度h,尺子的倾斜度 ，以及尺底的厚度b和 尺子安放的情况有关。1 丫 】n n2 !对策-梢密水准测量时，尺上要装水准器-普通水准测量时尽虽把尺扶直或扶尺员慢慢地把尺前右摇动，观察员収尺上最小的读数3,瞄准

10、和读数的误差对丁区格式的水准尺，最小一位读数是估读的。 一般说来估读的误差约为1毫米。十孚丝粗约为0.005毫米。望远镜物镜焦距约为 300毫米。当S=60m时,投影在尺面上十字丝的 象粗为所以当视线长度大：60米时，读数误差会增加。37外界条件对水准测量的影响1地球曲率的影响2大气折光的影响3大气抖动的影响4温度对仪器的影响1、地球曲率的影响A列曲处rt毎帰飒匸作时水准仪的视准轴是水平苴线，I佃大地水准面是曲面。曲此, 在读数中就有误差当S=100米时，对策：如果前视水准尺和后视水准尺到测站的距 离相等，则在前视读数和后视读数中含 有相同的。这样在高差中就没有这误差的影响了。因此，放测站时耍

11、争収 “ ”2、大气折光的影响接近地向的空气温度不 均匀，所以空气的密度 也不均匀。光线密度 不匀的介质中沿曲线传 布。这称为“总体上说，白天近地面 的空气温度高，密度低, 弯曲的光线凹面向上；晚上近地而的空气温度 低，密度高，弯曲的光 线凹面向下。接近地面的温度梯度人 大气折光的曲率大曲于空气的温度不同时 刻不同的地方一直处于 变动Z'po所以很难描 述折光的规律。对策：避免川接近地向的视线 工作尽量抬高视线用前后视等距的方浓进 行水冷测量3、大气抖动的影响除了规律性的人气折光以外，还仃不规律的部分: 白天近地面的空气受热膨胀而上升，较冷的空气 下降补充。因此，这里的空气处于频繁的运

12、动之 中，形成不规则的湍流。湍流会使视线抖动，从 而增加读数误差。对策：在沙地，水泥地湍流强的地区，一 般只在上午10点之前作水准测量。高精 度的水准测量也只在上午1()点/前进行。4、温度对仪器的影响温度会引起仪器的部件涨缩, 从而可能引起视准轴的构件 （物镜，I 字丝和调焦镜） 相对位置的变化，或者引起 视准轴相对与水准管轴位置 的变化。山于光学测量仪器 是箱密仪器，不大的位移帰 町能使轴线产生儿秒偏差， 从而使测暈结果的误差增大O不均匀的温度对仪器的性能 影响尤其大。例如从前方或 后方口光照射水准管，就能 使气泡"趋向太阳” -水准 管轴的零位置改变了。对策：仪器制作时采収保护描施: llZeiss004在望远镜尙外 面还有一个保护筒。量筒 之间静止的空气起隔热作 用粘密水准测昼时必须撑伞稻密水准仪从箱中型出來 后要静克半小时后再开始 工作避免日光直接照射水准管其他影响转点的唯一性问题： 水准测W常需多次设站把