第02章水准测量

1、第第2章章 水准仪及其使用水准仪及其使用武汉大学水利水电学院武汉大学水利水电学院 邓念武邓念武2.1 水准测量原理提出问题：提出问题：已知 A点的高程为HA，要测定B点的高程HB。解决问题：解决问题：所需仪器水准仪和水准尺，水准仪架在两尺 之间，水准尺在AB两点各垂直竖立一条。水准仪 可以提供一条水平视线。大地水准面大地水准面ABHAHBHAHBAB水平视线水平视线大地水准面大地水准面hABab前进方向前进方向后视后视前视前视后视读数后视读数前视读数前视读数后后视视水水准准尺尺前前视视水水准准尺尺H1（水平视线高程（水平视线高程=HA+a）高差法视线高法方法方法2：视线高法：视线高法aHHA1

2、baHbHHAB1视线高程：视线高程：B点高程：点高程：bahABABABhHH方法方法1：高差法：高差法AB高差：高差：B点高程：点高程：返回示意图2.2 DS3型微倾式水准仪及其使用 2.2.1 DS3型微倾式水准仪的构造型微倾式水准仪的构造望远镜：物镜、对光透镜， 十字丝分划板、目镜水准器：管水准器（水准管）、 圆水准器托 板：通过微倾轴与望远镜连 接基 座：轴套、脚螺旋1、望远镜十字丝分划板：有上丝、下丝、中横丝、 竖丝，用来瞄准和读数。视 准 轴：十字丝的交点和物镜光心的 连线称为望远镜的视准轴， 是用来瞄准和读数的视线。望远镜的作用：提供一条瞄准目标的视线； 将远处的目标放大，提高

3、瞄 准和读数的精度。中横丝中横丝竖丝竖丝上丝上丝下丝下丝2 2、水准器、水准器水准器的作用：是用来指示视线是否水平或竖轴是否竖直的。水准器的种类：圆水准器和管水准器（水准管）两种。水准管分划值：水准管上相邻两分划（即2mm）间的弧长所对 的圆心角值。水准管灵敏度：水准管分划值越小，灵敏度越高。水准仪图像符合水准器：为了进一步提高水准管的灵敏度和方便测量，安装了符合水准。 水准仪能提供水平视线的基本要求：水准管轴平行于视准轴。水准仪图像圆水准器：用来粗略整平仪器。水准仪图像全面认识水准仪2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫返回2.2.3 水准仪的使用 1、安置和粗略整平仪器、安置和粗略整平仪器

4、粗略整平方法：如图所示，左手大拇指的运动方向是气泡运动方向，右手相反。水准仪图像2、瞄准水准尺、瞄准水准尺3、精确整平和读数、精确整平和读数 水准仪的使用水准尺图像2.3 水准测量的一般方法水准测量的一般方法2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施111bah222bah333bah444bah查看表将上述各式相加即得AB两点高差： )()(432143214321bbbbaaaahhhhhhABba 则B点高程为： ABABhHH查看图2.3.2 水准测量的校核方法和精度要求 1、测站校核、测站校核 1）改变仪器高法）改变仪器高法 2）双面尺法）双面尺法2、路线校核、路线校核水准测量的路线形

5、式有多种，下面对单一水准测量路线形式进行校核：1）闭合水准路线12BMA32）附合水准路线12BMABMB3）支水准路线12BMA往往 测测返返 测测2.4 水准路线闭合差的调整和高程计算 2.4.1 闭合和附合水准路线高差闭合差的调整闭合和附合水准路线高差闭合差的调整表格BMB12BMA3453.5km+8.364m1.5km-3.827m2.3km+3.464m3.5km+2.186m3.9km-1.335m2.5km+5.024m2、高差闭合差的调整、高差闭合差的调整 高差闭合差的调整原则是：将闭合差反其符号，按路线长度或测站数成正比分配到各段高差观测值上。则高差改正值为：）（以测站数成

6、正比分配或）（以路线长成正比分配iiiinnhhLLhhmLLhh013. 05 . 32 .17066. 011返回2.4.2 支水准路线高差闭合差的调整支水准路线高差闭合差的调整支水准路线闭合差的调整原则是： 取往测和返测高差绝对值的平均值作为两点的高差值，其符号与往测同；然后根据起点高程以各段平均高差推算各测点的高程。2.5 微倾式水准仪的检验和校正 水准仪各轴线应满足下列条件： 1、圆水准器轴平行于仪器的竖轴，即Lf Lf / V V； 2、十字丝横丝垂直于竖轴； 3、水准管轴平行于视准轴，即LL /CC（主要条件）。2.5.1 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正圆水准器轴平行于仪器

7、竖轴的检验和校正1、检验 2、校正 水准仪图像2.5.2、 十字丝横丝垂直于竖轴的检验和校正十字丝横丝垂直于竖轴的检验和校正1、检验 2、校正 水准仪图像2.5.3 水准管轴平行于视准轴的检验和校正 1、检验、检验a、在比较平坦的地面上相距50米左右打两个木桩或放两个尺垫作为固定点A和 B，立上水准尺。b、将仪器安置于距A点和B点的等距离处，测得高差h1a1b1，此时即使视线 是倾斜的，但因为仪器到两标尺的距离相等，故误差相等，由此求得的高差 h1仍然正确的；c、将仪器安置于B点附近，测第二次高差h2a2b2。d、判断：若h2与h1的差值不超过3mm，则说明仪器的水准管轴平行于视准 轴；否则说

8、明水准管轴不平行于视准轴，必须进行校正。122hba2、校正 a、求远尺正确读数： b、校正方法是：转动微倾螺旋，令在A尺上的读数恰为正 确读数，此时视线水平，但符合气泡不居中，则用校 正针拔动水准管上、下两个校正螺丝，使气泡居中， 水准管轴即平行于视准轴。c、再次检查：测第三次高差，求得h3a3b3，若h3与 h1之差不超过 3 mm，则校正工作结束。水准仪图像 2.6 水准测量的误差及其消减方法 2.6.1 仪器误差 1、仪器校正不完善的误差2、水准尺误差 水准尺误差包括刻划和尺底零点不准确等误差。 水准尺图像水准仪图像2.6.2 观测误差 DM平4、水准尺竖立不直的误差结论：尺立正，视线不要太高。2.6.3 外界条件的影响外界条件的影响1、仪器和尺垫升降的误差、仪器和尺垫升降的误差 结论：仪器和尺垫要踩紧，不要松动。观测要迅速，在高等级水准测量中采用一定的观测手段。2、地球曲率的影响、地球曲率的影响 结论：将仪器安置于距A