水准仪使用方法及原理培训讲义T图片丰富2

2.1水准测量原理

1.水准测量基本原理目的：测定两点的高差仪器：水准仪原理：利用水准仪提供的水平视线对竖立在两点之间的水准尺进行观测，并通过其中一个点（M点）的高程推算另一个点(N点)的高程。2.水准测量观测方法

（1）高差法：

在M、N两点间安置水准仪，在M、N两点分别竖立水准尺，利用水准移的水平视线分别读取M点、N点上的读数a、b，则两点的高差为则N点的高程HN为

a：后视读数(后视观测读数)；b：前视读数(前视观测读数)。M：后视点N：前视点永远是后视减前视（2）视线高法（单站多测法）

安置一次仪器可以测算多个点高程的方法。首先算出水准仪的视线高程Hi，然后分别计算出各个点的高程：bj为第j个前视点的读数，Hj为第j个前视点的高程。这种方法常用于路线纵断面测量。3.

连续水准测量（路线水准测量）

应用前提：两待测点之间距离较远、高差较大，或中间有障碍。方法：加设若干个临时立尺点（称为转点ZD），依此测定相邻两个点的高差，取各高差的代数和即得到起终两个点的高差。则M、N两点的高差为

4.提高精度的观测方法“中间法”观测：各测站前、后视线长度大致相等2.2水准仪1.水准仪：提供水平视线（平行大地水准面）的设备2.水准仪类型：（1）微倾式水准仪（2）自动安平水准仪（3）电子水准仪3.水准仪的表示方法（国产仪器）

DSn：D表示大地测量S表示水准仪，n为数字表示仪器精度，数值n越小,表示仪器精度越高。如DS0.5,,表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差小于或等于0.5mm

4.常用水准仪的等级划分及主要用途5.水准仪的主要结构组成主要为三部分：（1）望远镜（2）水准器

（3）基座其中望远镜为主要组成部分。下图为WILDNAK-0X型水准仪（由北京测绘仪器厂组装）目镜目镜对光螺旋物镜对光螺旋物镜水平微调螺旋脚螺旋准星6.望远镜组成及其成像原理望远镜由物镜、目镜、对光凹透镜和十字丝四个主要部分组成。成像原理：目标经过物镜和对光凹透镜的作用，在镜筒内造成倒立、缩小的实像，通过调节对光凹透镜，就可以使像清晰地成在十字丝平面上。（望远镜的放大倍数）视准轴目镜的作用：放大，人眼经过目镜，可以看到目标的小实像与十字丝一起放大了的虚像。十字丝的作用：提供照准目标的标准。其中心交点和物镜光心的连线称为视准轴，即视线。玻璃片上的上、下短丝称为视距丝。水准测量就是当视线水平时，用中间横丝截取水准尺读数。视准轴：十字丝中央交点和物镜光心的连线（水准仪四条轴线之一）竖轴：望远镜底部与基座相连的轴的中心线。（水准仪四条轴线之一）视距丝横丝7.水准器器（1）水准准器的的用途途：衡量视线是是否水水平、、竖轴轴是否否铅垂垂的标志志。（2）水准准器种种类：：水准盒盒及水水准管管水准盒盒用于于粗调调整平平，水水准管管则用用于精精密整整平（3）水准盒轴线线：水准盒顶面面中心（水水准盒零点点）的球面面法线（水水准仪四条条主要轴线线之一）（4）水准管轴线线：过水准管圆圆弧中心点点（水准管管零点）与与顶面圆弧弧内壁相切切的直线（（水准仪四四条主要轴轴线之一））（5）水准器灵敏敏度：用分划值表表示，即当当气泡移动动2mm时，水准盒盒（管）轴轴相应倾斜斜的角度8.水准尺用途：用于水准测测量的目标标点观测种类：塔尺和板尺尺两种。塔塔尺是可以以伸缩的塔尺一般长长3米，由三节节组成。板板尺一般2米。水准尺的刻刻度与标注注：精度比较：：板尺精度高高于塔尺。。用途途：板尺一般常常用于三、、四等水准准测量，而而塔尺则用用于等外水水准测量。。使用注意意事项：：使用前应应认清尺尺子刻划线与与数字之之间的位位置关系系，是否为为正、倒倒数字，，尺底的数数值。对于塔塔尺，当当使用两两节以上上时应注注意两节接口口位置是是否对准准、卡簧簧是否卡卡住。2.3水准仪使使用方法法仪器安放整平平对光照准准消除视差差照准读数数三角架脚螺螺旋旋目、、物物镜镜对光光螺螺旋旋脚架架张张开开角度度勿勿太太大或或太太小小不可可对对准准太阳阳水平平微微调调螺旋旋刻度度大大小小正、、倒倒像像注意意：：如如何何辨辨别别及及消消除除视视差差？？用脚脚螺螺旋旋整整平平仪仪器器视差差存存在在的的根根本本原原因因：：目标标像像和和十十字字丝丝分划划板板不不重重合合！！！！！！水准准尺尺读读数数方方法法：：2.375m2.4水准准测测量量的的实实施施1.水准准点点及及其其选选择择水准准测测量量必必须须要要有有已已知知水水准准点点（（即即其其高高程程已已知知的的点点，，用用BM表示，如BM0、BM1等）水准点选择：：结合测区内水水准点的分布布情况、被测测点的分布以以及地形地势势情况、所采采取的路线形形式选择。水准点类型：：永久性和临时时性水准点制成：：依永久性及临临时性水准点点而制做。2.水准路线布置置（1）闭合水准路路线高差闭合差：：（2）附合水准路路线高差闭合差：：附合水准路线闭合水准路线线3（3）支水准路线线：从一水准点出出发，沿线测测量各待定点点，其线路既既不闭合到原原来的已知点点，也不附合合到另一已知知点。而是通通过往返观测测来检查观测测差。理论上上往返高差应应为绝对值相相等而符号相相反。（4）结点点水准准网：：由若干干条单单水准准路线线相互互连接接而成成的图图形。。可分分为附附合水水准网网及独独立水水准网网。3.水准测量施施测（1）观测与记记录：采用连续水水准路线测测量方法进进行测量。。点与点之之间的距离离大小取决决于通视条条件、读数数清晰度以以及保证视视线在尺子子范围内，，一般为50~100米。注意：待测测点必须要要立尺观测测。对每一测站站分别记录录后视读数数及前视读读数。注意：记记录方法（2）测量结果果校核1）计算校核核：检查计算结结果有无错错误：高差差计算结果果；采用公公式是否正正确等。2）测站校核核：对每一站的的观测和记记录都及时时地在现场场进行校核核。校核方方法有：变变动仪器高高法、双面面尺法或双双仪器法；；3）路线校核核：根据计算的的闭合差，，与规定的的允许误差差比较，判判断观测精精度是否合合格。平地(L为水准路线线总长度km）山地(n为测站总数数）4.水准测量的的高程计算算（1）高差闭合差差计算计算闭合差差及闭合差差允许值，，写在“路路线校核””栏内。（2）高差闭合合差分配及及高程计算算当导线闭合合差满足技技术要求时时，可进行行闭合差分分配。分配配的原则：：改正数v与测站数n（或路线长长度L）成正比，，与闭合差差反号，即即各点高程值值H0：已知点的高高程，Hi为改正前的的高程值。。2.5水准测量的的误差来源源及削减措措施仪器误差（（水准仪、水准尺尺）观测误差（（视差、估读、气泡泡、尺倾斜斜）外界条件影影响（设备下沉沉、地球曲率、大气气折光等））1.校正仪器2.偶数测站数数观测1.消除视差2.相同人观测测3.严格调平仪仪器4.立尺竖正1.往返观测取取平均2.控制前后视视点距离3.选择良好气气候观测4.视线尽量高高于地面2.6水准仪校验验1.水准仪轴线线几何关系系（1）水准盒轴平平行竖轴；；（2）十字丝横丝丝垂直竖轴轴；（3）水准准管管轴轴平平行行视视准准轴轴。。2.检验验方方法法：：（1）检验验水水准准盒盒轴轴与与竖竖轴轴是是否否平平行行：：调平平水水准准盒盒气气泡泡居居中中，，然然后后旋旋转转望望远远镜镜180度，，若若气气泡泡依依然然居居中中则则两两轴轴平平行行。。（2）检验十字丝横横轴与竖轴是是否垂直：将十字丝横丝丝左端对准某某一目标，旋旋转水平微动动螺旋使目标标移到十字丝丝的右端，若若目标依然位位于十字丝横横丝上则表明明两轴垂直。。（3）检验水准管轴轴是否平行视视准轴：在已知高差的的两点间架设设仪器，并使使仪器距两点点之间的距离离悬殊，首先先在其中一个个点立尺观测测读数a，并根据a计算出仪器对对另一点的应应该读数b。然后对其进进行观测读数数得b’，利用b’、b及两测点之间间的距离DMN可以计算出两两轴线的夹角角γ(单位为秒)，若γ大于20秒不平行行。2.7其它用于水准准测量的仪器器1.精密水准仪光学测微器+精密水准尺2.自动安平水准准仪自动补偿装置置，补偿视准准轴出现轻微微倾斜带领的的误差。3.电子水准仪（（数字水