第二章 水准测量二

难点水准测量记录与计算。水准测量原理高程、高差水准测量原理高程、高差水准测量的基本原理abhAB前进方向大地水准面HB（待定）水平视线HA（已知）AB计算待定点高程的方法

1.高差法A、B两点间高差hAB为：高差=后视读数-前视读数待定点B高程HB为：

2.视线高法

水准仪的水平视线高程Hi:

待定B点高程HB:有时安置一次仪器须测算出较多点的高程，可先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高程。

在实际工作中常常会碰到以下等情况：ab原因:两点地势起伏较大ba原因:两点相距较远前后视距长>

80m解决方法:

在两点间设转点,安置多次仪器,进行连续观测。如图示

转点：传递高程的临时立尺点。如图中、等测站：安置仪器的地方。解决方法:

在两点间设转点,安置多次仪器,进行连续观测。如图示得出：各测站所得高差：……结论：

水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢记住的操作要领。

水准测量仪器与工具水准仪、水准尺和尺垫水准仪微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。为了能精确地提供水平视线，在仪器构造上安置了一个能使望远镜上下作微小运动的微倾螺旋，所以称微倾式水准仪。DS3水准仪物镜；物镜调焦螺旋；水平微动螺旋；水平制动螺旋； 微倾螺旋； 脚螺旋； 管水准气泡观察窗； 管水准器；圆水准器泡；圆水准器校正螺丝；目镜；准星；

照门；基座.S3型微倾式水准仪组成望远镜视准轴：十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线视准轴

十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的，中间一根长横丝称为中丝，与之垂直的一根丝称为竖丝，在中丝上下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上、下丝（又称观距丝）。在水准测量时，用中丝在水准尺上进行前、后视读数，用以计算高差，用上、下丝在水准尺上读数，用以计算水准仪至水准尺的距离（视距）。S3型微倾式水准仪组成望远镜视准轴：十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线视差及视差的消除

当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标有着相对的运动。视差及视差的消除S3型微倾式水准仪组成望远镜视准轴：十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线视差及视差的消除

当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标有着相对的运动。水准器S3型微倾式水准仪组成望远镜视准轴：十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线视差及视差的消除

当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标有着相对的运动。水准器基座水准尺是与水准仪配合进行水准测量的工具。水准尺分为直尺、折尺和塔尺。双面水准尺的分划，一面是黑白相间的称黑色面（主尺），黑面分划尺底为零，另一面是红白相间的称红色面（辅助尺），红面刻划尺底为一常数：4687mm或4787mm。尺垫是供支承水准尺和传递高程所用的工具。中央突起放水准尺作用：固稳防动传递高程应用两点地势起伏较大两点相距较远微倾式水准仪的使用粗平微倾式水准仪的使用粗平照准微倾式水准仪的使用粗平照准精平微倾式水准仪的使用粗平照准精平读数

自动安平水准仪

自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，借助一种“补偿器”的特别装置，使视线自动处于水平状态。自动安平水准仪正面自动安平水准仪反面自动安平水准仪后面自动安平水准仪反面自动安平水准仪正面永久性水准点临时性水准点水准测量方法与成果处理水准点和水准路线1.水准点用水准测量方法测定的高程控制点。水准点记为BM(BenchMark),用“

”符号表示。。根据水准点的重要程度及使用时间可把水准点分为：（1）永久性水准点关键词语：永久保存，固定标志，国家等级（2）临时性水准点关键词语：临时使用，简易标志

（3）水准点的“点之记”

便于以后使用查找，需绘制说明点位的平面图，称之为点之记。烛光小区BM5灵雨寺街三丰路78.56m136.78m88.66m鑫丰市场农大2.水准路线

在水准点之间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。按照已知高程的水准点的分布情况和实际需要，水准路线的布设形式有：

（1）附合水准路线（2）闭合水准路线（3）支水准路线

从一个已知水准点BM1开始，沿各待测高程C、D、E等点进行水准测量，最后又回到另一水准点BM2，这种水准路线称为附合水准路线

结论:

各站所测高差之和的理论值应等于由两已知水准点的高程计算出的高差，即：

（1）附合水准路线BM1(已知)BM2(已知)h1h2h3h4CDE（2）闭合水准路线

从一个已知水准点BM3开始，沿各待测高程点1、2、3等点进行水准测量，最后又回到原水准点BM3，这种水准路线称为闭合水准路线

BM3（已知）h1h2h3h4h51234提出问题：结论：各站所测高差之和理论值应为零。

（3）支水准路线

从已知高程的水准点BM1出发，进行待定高程水准点A的水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。BM1Ah往h返

由于支水准路线不具检校功能，因此要进行往返测量，以资检核。水准测量方法在进行连续水准测量时，如果任何一测站的后视读数或前视读数有错误，都将影响所测高差的正确性。 在每一测站的水准测量中，为了能及时发现观测中的错误，通常采用两次仪器高法或双面尺法进行观测，以检核高差测量中可能发生的错误，这种检核称测站检核。两次仪器高法立尺，尺中间安置水准仪，粗平照准后视尺，精平，读数照准前视尺，精平，读数计算高差变动仪器高（升或降大于10cm）再观测高差互差不大于±5mm时，取平均值水准测量记录表（两次仪器高法）测站点号水准尺读数(mm)高差(m)平均高差(m)高程(m)备注后视前视1BMA1134

13.428

TP1

1677-0.543

BMA1011

(0.000)

TP1

1554-0.543-0.543

2TP11444

TP2

1325+0.119

TP11624

(0.003)

TP2

1508+0.116+0.118

3TP21822

TP3

0876+0.946

TP21710

(0.000)

TP3

0764+0.946+0.946

4TP31820

TP4

1435+0.385

TP31923

(0.002)

TP4

1540+0.383+0.384

5TP51.422

BMD

1.308+0.114

TP51.604

(0.002)

BMD

1.488+0.116+0.11514.448检核计算∑15.51413.475+2.039+1.020

双面尺法（黑面、红面）：用双面尺，每尺均读黑、红面读数 立尺，尺中间安置水准仪，粗平瞄准后视尺黑面，精平，读数瞄准前视尺黑面，精平，读数瞄准前视尺红面，精平，读数瞄准后视尺红面，精平，读数黑面：以零开始刻划红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从4787开始水准测量的成果处理检核水准路线的高差闭合差fh是否超限高差闭合差的计算公式：附合水准路线：

fh=∑h均测–

（H终–H始）闭合水准路线：

fh=∑h均测支水准路线：

fh＝h均往测+h均返测

校核方法：如果fh≤fh容，说明外业观测成果合格，否则须进行重测。对于不同等级的水准测量其fh容是不同的,以等外水准为例fh容=±40√Lmm或12√nmm,前者适用于平原地区,后者适用于山区.

水准测量成果计算附合水准路线测量成果计算⑴高差闭合差的计算fh=Σh测-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及图根水准精度计算闭合差容许差为：fh容=±12n1/2=±12×241/2=±58mm|fh|<|fh容|，符合图根水准测量技术要求。32.509⑵闭合差调整闭合差的调整是按与距离或与测站数成正比例反符号分配到各测段高差中。第i测段高差改正数按下式计算：式中：n——路线总测站数；ni——第i段测站数；

L——路线总长；Di——第i段距离。由式(2-1)算出第一段(A～1)的改正数为：(2-1)(2-2)其他各测段改正数按式(2-1)算出后列入表中。改正数的总和与高差闭合差大小相等符号相反。每测段实测高差加相应的改正数便得到改正后的高差。⑶计算各点高程用改正后的高差，由已知水准点A开始，逐点算出各点高程，列入表中。由计算得到的B点高程应与B点的已知高程相等，以此作为计算检核。

总测站数实测高差高差闭合差闭合差容许按2-1、2-2计算调整值实测高差加改正数A点已知高程B点已知高程42.365+改正后高差32.509微倾式水准仪的检验与校正水准仪有以下主要轴线：视准轴、水准管轴、仪器竖轴和圆水准器轴，以及十字丝横丝。各轴线间应满足的几何条件是:圆水准器轴应平行于仪器竖轴(L′L′∥VV)；十字丝的横丝应垂直于仪器竖轴；水准管轴应平行于仪器视准轴(LL∥CC)。圆水准器仪器旋转180°(1)检验方法检验合格不合格需校正1、圆水准器的检验与校正：目的是使VV∥L′L′

（2）校正方法（1）检验方法MMM检验合格不合格,需校正二、十字丝横丝的检验与校正（2）校正方法（1）检验方法

1）在C点处安置水准仪，用变动仪器高法，连续两次测出A、B两点的高差，若两次高差之差不超过3mm，则取两次高差的平均值hAB作为最后结果。a1b1x1x1iiABCDAC=80~100mDAC=DBC2）在离B点大约3m左右的D点处安置水准仪，精平后读得B点尺上的读数为b2,然后，瞄准A点水准尺，读出中丝的读数a2。ABia2b2a2′xD1~3m三、水准管轴应平行于仪器视准轴

（水准仪i角检验与校正）根据上述b2和高差hAB算出A点尺上视线水平时的应读读数为：如果a2′与a2相等，表示两轴平行。否则存在i角，其角值为：水准测量误差及其消减方法仪器误差仪器校正后的残余误差

水准尺误差观测误差水准管气泡居中误差读数误差视差影响

水准尺倾斜影响水准尺倾斜将使尺上读数增大外界条件的影响仪器下沉：采用“后、前、前、后”的观测程序，可减弱其影响。尺垫下沉大气折光的影响温度对仪器的影响注意事项测量过程中应尽量用目估或步测保持前、后视距基本相等。仪器脚架要踩牢，观测速度要快，以减少仪器下沉。估数要准确，读数时要仔细对光，消除视差。检查塔尺相接处是否严密。保证扶尺竖直。记录要原始，字迹整齐、清楚，端正。读数时，记录员要复诵，以便核对。测量者要严格执行操作规程，工作要细心，加强校核。基本要求：明确水准测量原理，水准仪的组成部分及其名称、功能、作用及使用。掌握普通水准测量外业和内业工作。重点水准测量原理，水准测量方法与成果处理。

难点水准测量记录与计算。本章小结本