测量学基础：第四章 水准测量3

测量学基础

第四章水准测量西南交通大学地球科学与环境工程学院2022/12/27测量学C1精密水准仪及水准尺用于国家一、二等水准测量和大型建（构）筑物的变形观测，以及大型精密设备安装时的水平基准测量等。精密水准仪及水准尺瑞士WildN3德国ZeissNi004德国ZeissKoni007精密水准仪及水准尺精密水准仪与普通水准仪不同之处：水准管灵敏度较高，一般为10″/2mm；望远镜光学性能好，视场亮度大，放大率不小于40倍，十字丝横丝刻制成楔形；仪器结构稳定，特别是视准轴与水准管轴之间的平行关系相对稳定，仪器的主要构件均用特殊的合金材料制成，并装有起隔热作用的防护罩，受外界变化的影响很小；装置有光学测微器及配备了一对精密因瓦合金水准尺。测微器的最小分划值不大于0.1mm。另外，一般采用非伸缩式三脚架。精密水准仪及水准尺光学测微器可以精确测定小于水准尺最小分划线格值的读数。数字水准仪以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD阵列)等，并采用条形码分划水准标尺和图像处理电子系统而构成的光机电一体化测量仪器。当按下测量键时，仪器就会瞄准水准尺上的条码拍摄图片，然后与仪器内存中的条码图片进行比较和计算。这样，读数就可以计算出来并且保存在内存中了。

数字(电子)自动安平水准仪与传统水准仪相比它有以下特点：用自动电子读数代替人工读数，不存在读错、误记问题，没有人为读数误差；精度高，多条码（等效为多分划）测量，削弱标尺分划误差，自动多次测量，削弱外界条件变化的影响；速度快、效率高，实现自动记录、检核、处理和存储，可实现内外业一体化。它使水准测量作业向自动化方向迈进了一大步。当采用普通水准尺时，该仪器又可当作普通自动安平水准仪使用。徕卡水准仪DNA每公里往返测高差中误差:DNA03±0.3mm(铟钢尺)

±1.0mm(玻璃钢尺)天宝蔡司Dini水准仪过A点的水准面过B点的水准面hAB过仪器中心的水平线过仪器中心的水准面地球曲率和大气折光对高差的影响过仪器中心的水平线过仪器中心的水准面实际视线地球曲率和大气折光对高差的影响地球曲率和大气折光对高差的影响水准面是一个曲面，在曲面上计算存在诸多不便，当测区范围较小时，可以用水平面代替水准面。在多大范围内能够用水平面代替水准面取决于“水平面代替水准面对高差的影响程度有多大”实际视线受大气折光的影响，是一条曲率很大的曲线而不是直线。实际计算时，为简化问题，用直线代替曲线，这种近似又会带来多大的差异？水平面代替水准面的误差地球曲率和大气折光对高差的影响大气折光造成的误差K称为大气折光系数，通过实验测定。地球曲率和大气折光对高差的影响将二者对水准尺读数的联合影响称为球气差影响：性质：与水准尺到仪器的距离的平方成正比。措施：若前后视距相等，其影响量相等，可抵消球气差的影响。地球曲率和大气折光对高差的影响施测方向后视尺前视尺1、三、四等水准测量的观测程序1、照准后视尺黑面，读取下、上、中丝读数2、照准前视尺黑面，读取中、下、上丝读数3、照准前视尺红面，读取中丝读数4、照准后视尺红面，读取中丝读数三、四等水准测量观测程序为：后、前、前、后（黑、黑、红、红）三、四等水准测量三、四等水准测量的观测限差：65853.05.06.010.02.03.03.05.03.05.0三等四等等级仪器类型标准视线长度(m)后前视距差(m)后前视距差累计(m)黑红面读数差(mm)黑红面所测高差之差(mm)检查间歇点高差之差(mm)S3S3三、四等水准测量三、四等水准测量的观测手簿：标尺读数黑面红面高差中数K+黑减红方向即尺号测站编号后距前距后尺前尺下丝上丝上丝下丝视距差d(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)后前后-前115711197138405510739036352396171-1037.437.6-0.2-0.2+1+0833+0932+0832.5后前后-前三、四等水准测量三、四等水准测量的观测手簿：标尺读数黑面红面高差中数K+黑减红方向即尺号测站编号后距前距后尺前尺下丝上丝上丝下丝视距差d(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)后前后-前221211747193420082196182167966621-1037.437.5-0.1-0.3+1-0074-0175-0074.5后前后-前三、四等水准测量测站上的计算和检核视距计算：(下丝读数-上丝读数)×100。[必须计算，以米为数值单位]。中丝检核：下丝与上丝的平均值应与黑面中丝读数相等（差值小于±3mm视为合格）。[并非必须，常用作检查错误]。计算视距差：(后视视距-前视视距)，对于四等水准测量，前后视距差不得超过±5m；对于三等水准测量，不得超过±3m。[必须计算]。累计视距差：本站视距差与前面测站视距差的和。[必须计算]。同一水准尺红、黑面读数差的检核：(黑面读数+K-红面读数)，K为水准尺红、黑面常数差，一对水准尺的常数差K分别为4687和4787。对于四等水准测量，红、黑面读数差不得超过±3mm；对于三等水准测量，不得超过±2mm。[必须计算]。

测站上的计算和检核高差的计算和检核：

h黑=(后视黑面中丝读数－前视黑面中丝读数),h红=(后视红面中丝读数－前视红面中丝读数),

黑、红面高差之差d=(h黑-h红±100)对于四等水准测量，d不得超过±5mm；对于三等水准测量，d不得超过±3mm。

[必须计算]。计算平均高差：h=(h黑+h红±100)/2。[必须计算]。测站上的计算和检核注：k1=4687；k2=4787“奇进偶不进”以黑面为准判断加或减100.测站上的计算和检核（1）高差的检核与计算：对黑红面中丝读数分别求和的差值，Σh黑=Σa黑-Σb黑，Σh红=Σa红-Σb红

。（2）视距差的计算：对所有的后视视距求和，前视视距求和，计算累计视距差以及视距总长。（3）测段总高差的计算：

Σh＝h1+h2+………计算过程中注意数值单位的换算。测段结束后的计算和检核测段结束后的计算和检核目的：练习四等水准测量的