测量学 水准测量

会计学1测量学水准测量

2.2.1水准仪的类型种类：光学水准仪，电子水准仪，自动安平水准仪。型号：DS05DS1DS3DS10DS20水准仪型号S05S1S3S10S20每公里往返测高差中误差≤0.5mm≤1mm≤3mm≤10mm≤20mm

主要用途国家一等水准测量及科学研究工作国家二等水准测量及其它精密水准测量国家三、四等水准及一般工程水准测量一般工程水准测量建筑和简易农田水准测量§2-2水准测量仪器和工具第1页/共36页一、DS3水准仪结构

2.2.1水准仪的类型第2页/共36页（一）望远镜视准轴(二)水准器2、管水准器1、圆水准器

2.2.1水准仪的类型第3页/共36页

2.2.1水准仪的类型二.自动安平水准仪三.数字水准仪第4页/共36页2.2.2水准尺和尺垫第5页/共36页（一）安置仪器

首先将仪器箱平放在地上，松开三脚架螺旋，将三脚架伸至适当高度，拧紧螺旋。打开三脚架，架头大致水平。开箱，认清仪器在箱中放置的位置。松开制动螺丝，双手握住仪器，取出，安放在架头上，旋紧连接螺旋。在斜坡上安置仪器时，一个架腿要放在上坡方向，另两个架腿放在下坡方向。§2-3水准仪的使用2.3.1微倾水准仪的安置与使用第6页/共36页1、圆气泡大致居中

将脚螺旋、微倾螺旋调至螺丝中间位置，圆水准器置于任意两个脚螺旋之间（如图①、②脚螺旋之间），与第三个脚螺旋的连线垂直于那两个脚螺旋（①、②脚螺旋）的连线。固定两个架腿，移动一条架腿使圆气泡大致居中，气泡随架腿的移动方向而运动。

(二)粗平2.3.1微倾水准仪的安置与使用第7页/共36页

2、圆气泡居中

如图，相对旋转①、②脚螺旋，使圆气泡移到过圆水准器中心并垂直于①、②的连线上，如图所示气泡由a→b，再旋转脚螺旋③，使气泡居中。当两手同时旋转两个脚螺旋时，应等速相对转动，这样气泡会迅速沿平行于两个脚螺旋的方向移动。利用脚螺使圆水准气泡居中的规律：气泡移动的方向与左手大拇指转动方向一致。

2.3.1微倾水准仪的安置与使用第8页/共36页(三)照准目标1、目镜调焦：2、瞄准：3、准确对光，消除视差

由于物像平面与十字丝平面不重合而产生的视像错动现象，叫十字丝视差，简称视差。测量上不容许视差存在消除视差的方法：重新调节目镜、物镜焦距，使物像成像在十字丝平面上，自然就消除了视差。将望远镜对向背景较亮处(如白墙，远处天空)，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。利用望远镜筒上的照门和准星对准目标2.3.1微倾水准仪的安置与使用第9页/共36页(四)精平方法：转动微倾螺旋，使符合水准气泡影像完全符合。符合气泡调节规律：符合气泡左半部的影像移动方向与右手大拇指转动微倾螺旋方向相同。（五）读数

1.278m2.566m0.880m读数时为求准确，应先估读毫米数，然后依次读出米、分米、厘米。2.3.1微倾水准仪的安置与使用第10页/共36页2.3.2自动安平水准仪的使用

自动安平水准仪是一种新型仪器，使用与微倾水准仪的基本操作大致相同，但要避开高压电线，铁矿等磁力异常区，且防止剧烈震动以免损坏。为确保水准装置工作正常，有的自动安平水准仪设有补偿器控制按纽，可采用两次按动按纽两次读数的方法进行校核有的仪器设有警告指示窗，当窗内显示绿色，表明补偿器工作正常；当窗内一端出现红色，则表明整平精度不足，需重新整平。2.3.3电子水准仪的使用电子水准仪的操作步骤为安置仪器、粗平、照准目标、调焦、按动测量键即可，观测的读数自动记录并显示在屏幕上。第11页/共36页§2-4水准测量的方法

2.4.1水准点

（a）金属水准标志（b）墙上水准标志（c）混凝土基本水准标石（e）临时性木桩（d）混凝土永久性水准标石水准点记为BM第12页/共36页2.4.2水准测量的实施转点（TP）：当两点间距离过长或高差过大时，在两点间设置的临时点。

ABTP1TP2TP3hABHA以上各式相加B点高程转点的作用：传递高程大地水准面1.水准测量方法第13页/共36页2、水准测量记录和计算水准测量记录手簿

第14页/共36页2.4.3水准测量的校核方法（一）测站检核

原理：在同一测站两次测量高差，比较测量结果，以判断测量精度。

方法：1、改变仪器高法2、双面尺法a1b1a2b2理论上由于两次所求的高差，总是存在误差实际上当则时认为测量结果合格否则重测取平均值作为最后结果第15页/共36页（二）路线校核

1、附合水准路线

从某一高级水准点ＢＭＡ开始，沿待定高程点１、２、３诸点进行水准测量，最后附合到另一个高级水准点ＢＭＢ所构成的水准路线，称为附合水准路线。2.4.3水准测量的校核方法第16页/共36页2、闭合水准路线

从某一高级水准点ＢＭＡ出发，沿待定高程点１、２、３、４诸点进行水准测量，最后回到该水准点ＢＭＡ的环形路线，称为闭合水准路线。从理论上讲，路线上各点之间的高差代数和应等于零。3、支水准路线

AP往返

既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。2.4.3水准测量的校核方法第17页/共36页§2-5水准测量成果计算

一、高差闭合差的计算闭合差=观测值-理论值１．附合水准路线

理论上应满足：因实测高差与理论值并不符合，即产生高差闭合差２．闭合水准路线理论上应满足：实测高差之和多不为零，即产生高差闭合差：第18页/共36页二、高差闭合差容许值的计算

（山地）（平地）n—测站总数L—路线全长，以公里计当时为平地，否则为山地时外业测量成果满足精度要求；否则，需重测。３．支水准路线

支水准路线往返测所得高差，理论上应是绝对值相等符号相反，所以其闭合差即是或§2-5水准测量成果计算第19页/共36页三、高差闭合差的调整

同精度观测时闭合差的调整原则是将闭合差反号，按测站数或距离平均分配于各测站。

１．按测站数分配

２．按距离分配

计算检核

§2-5水准测量成果计算第20页/共36页四、计算改正高差和待定点高程1、改正后高差计算检核

2、待定点高程

闭合水准路线附和水准路线计算检核

【例1】如图所示布设一条闭合水准路线，列表计算各点高程。

第21页/共36页闭合水准路线成果计算表§2-5水准测量成果计算第22页/共36页AP往返【解】因则外业测量数据符合精度要求

【例2】图为一段0.9km长的支水准路线，判断测量成果是否符合精度，并求计算P点高程。§2-5水准测量成果计算

第23页/共36页【例3】下图为一附和水准路线，数据如图所示，计算见表§2-5水准测量成果计算第24页/共36页附合水准路线成果计算表

§2-5水准测量成果计算

whwh容第25页/共36页§2-6水准仪的检验与校正

微倾水准仪应满足的主要条件是：1、圆水准器轴平行于竖轴；2、十字丝横丝垂直于竖轴；3、水准管轴平行于视准轴。

第26页/共36页检验方法：当圆水准器轴与竖轴不平行时，它们相差一个δ角。首先转动脚螺旋使圆气泡居中，如图a)这时圆水准器轴处于铅垂位置，但竖轴与铅垂方向偏离一个δ角。将圆水准器绕仪器轴旋转１８０°，此时圆气泡偏离中心，如图(b)，其偏离的值为２δ。一、圆水准器轴平行竖轴

§2-6水准仪的检验与校正

第27页/共36页二、十字丝横丝垂直于竖轴

检验方法：整平仪器后，瞄准墙上一固定点Ｍ，拧紧水平制动螺旋，转动水平微动螺旋，如Ｍ点始终在十字丝横丝上移动，则说明十字丝横丝垂直于竖轴。若M点偏移十字丝横丝如图(d)，则十字丝横丝不垂直于竖轴，那么必须进行校正。§2-6水准仪的检验与校正

第28页/共36页三、水准管轴应平行于视准轴当水准管轴和视准轴不平行时，它们之间形成一个i角。

水准尺离水准仪距离越远，读数误差也越大。当仪器的前视距离与后视距离相等时，则根据后视读数减前视读数求得高差不受影响。检验方法：在平坦地面上选择Ａ、Ｂ两点（ＡＢ≈８０米），安置仪器于ＡＢ中点，测出Ａ、Ｂ两点间的正确高差h。然后将仪器搬到距离Ａ点２～３米处，当气泡居中时读取Ａ尺读数为α′，这时由于水准仪距Ａ尺很近，因此忽略角的影响，即将α′当作视线水平时的读数，如视准轴与水准管轴平行，则Ｂ尺上读数应为第29页/共36页

如果实际Ｂ尺上的读数不与上式求得的b应值相等，则说明视准轴不平行于水准管轴。那么当

时必须进行校正。三、水准管轴应平行于视准轴§2-6水准仪的检验与校正

第30页/共36页§2-6水准测量误差来源

一、仪器误差1、仪器校正后残差2、调焦误差3、水准尺误差二、观测误差1、整平误差2、照准误差3、估读误差4、水准尺竖立不直误差三、外界条件影响1、仪器、水准尺下沉误差2、地球曲率、大气折光影响3、温度、风力影响第31页/共36页

水准测量成果不合要求多数是由于测量人员疏忽大意造成的，为此除要求测量人员对工作认真负责外，在测量时注意以下事项，可以减少不必要的返工重测。一、扶尺应注意的事项：

1、尺子要检查：测量前检查标尺，刻划是否准，塔尺衔接处是否严密，尺底和尺垫顶不要有泥土。2、转点要牢靠：转点最好用尺垫。如在硬化的地面上（如水泥、片石路肩）或多石地区，也可不用尺垫，但转点要在坚实稳固而有凸棱的地点。3、扶尺要直立：标尺的横向倾斜由观测纠正，若有前后倾斜则不易发现，造成读数偏大。尺上有水准器时，可使气泡居中。2.7.2水准测量时应注意的事项第32页/共36页4、消除尺的零点误差：由于标尺的零点位置不准，为了消除其影响，在同一测段内要用同一尺，或测设偶数个测站。2.7.2水准测量时应注意的事项二、观测应注意的事项：

1、仪器要检校：测量前要把仪器校正好，使各轴线间满足应有的几何条件。2、仪器要安稳：中心螺旋连接要稳妥可靠，观测时不得扶压和骑跨脚架。

第33页/共36页3、前后视距要等长：可消除i角误差以及地球曲率的影响。4、视线要水平：读数前观察符合水准器泡居中后方可读数，读数后检查符合水准器气泡是否居中。

5、读数要准确：精心对光，消除视差。不能误读整米数，把十字丝的上、下丝读数当作中丝读数。6、迁站要慎重：未读前视时，不得匆忙搬动仪器；中途停测时，应将前视点选在容易寻找的固定点上，并做好标记，列入记录。2.7.2水准测量时