第2章水准测量-2课件

§2.1水准测量原理

一．高程测量概述

1．高程测量(heightleveling)

测定地面点高程的工作。测定待测点和已知点间的高差。根据已知点高程，计算出另一点的高程。

2．高程测量常用方法 水准测量(leveling)三角高程测量(trigonometricleveling)气压高程测量(airpressureleveling)GPS高程测量(GPSleveling)2023/10/161§2.1水准测量原理一．高程测量概述2023/10/1二．水准测量原理1．水准测量原理（图2－1） 利用水准仪(level)所提供的水平视线(horizontalsight)，并借助水准尺(levelstaff)测定地面上待测点与已知高程点的高差，再由已知点高程和所测得的高差计算出待测点的高程。2023/10/162二．水准测量原理2023/10/822二、高程计算公式（1）计算公式： hAB＝后视读数－前视读数＝a－b（2－1）HB＝HA＋hAB （2－2）（2）视线高程法计算公式：HB＝（HA＋a）－b＝Hi－b（2－3）

Hi

称为视线高程(elevationofsight)。 Hi＝HA＋a2023/10/163二、高程计算公式2023/10/833三、视线高程法的作用

当架设一次水准仪，依次观测多个前视点B1、B2、…Bn时，采用视线高程Hi计算就非常方便。

2023/10/164Hi＝HA＋aHB1＝Hi－b1HB2＝Hi－b2……HBn＝Hi－bn三、视线高程法的作用2023/10/84Hi＝HA＋a4四、转点(turningpoint)的作用2023/10/1655当已知点A与待测点B距离不远，高差不大时，只需安置一次水准仪即可测得高差hAB。若A、B距离较远或高差较大，则需要在A、B之间设立若干个临时立尺点（转点，TP点），用以传递高程。HB=HA+hAB四、转点(turningpoint)的作用2023/105§2.2测量仪器和工具一．水准测量的主要仪器和工具

水准仪(level)

水准尺(levelstaff)

尺垫(staffplate)2023/10/166§2.2测量仪器和工具一．水准测量的主要仪器和工具2062023/10/1672023/10/8772023/10/1682023/10/8882023/10/1692023/10/8992023/10/16102023/10/810102023/10/16112023/10/811112023/10/16122023/10/812122023/10/16132023/10/813132023/10/16142023/10/814142.水准尺和尺垫2023/10/1615尺垫2.水准尺和尺垫2023/10/815尺垫152023/10/16162023/10/81616二、圆水准器与读数窗口1.圆水准器(circularbubble)2.目镜读数窗口2023/10/1617二、圆水准器与读数窗口2023/10/81717三、水准仪的操作步骤 （1）安置 （2）粗平 （3）瞄准 （4）精平与读数

注：AT－G4/G6采用倾斜补偿系统，自动安平，无需人工“精平”即可直接读数2023/10/1618三、水准仪的操作步骤2023/10/81818步骤（1）安置：目估使架头大致水平；

2023/10/1619步骤（1）安置：目估使架头大致水平；

2023/10/81919步骤（2）粗平：圆水准器气泡移动方向与左手 （右手）大拇指转动方向相同（相 反）；

2023/10/1620步骤（2）粗平：圆水准器气泡移动方向与左手 （右手）大20步骤（3）瞄准：

注意消除视差

步骤（4）精平和读数

（读数方法）。

（注：AT－ G6采用倾斜补偿系统能自动安平，无需 人工“精平”即可直接读数）2023/10/1621步骤（3）瞄准：

注意消除视差

步骤（4）精平和读数

（21§2.3水准测量基本方法一、水准点简介1.水准点（BenchMark，记为BMi） 用水准测量方法测定的高程控制点。

2．水准点等级 精密水准测量(preciseleveling)：一等、二等 普通水准测量(generalleveling)：三等、四等 图根水准测量(mappingleveling)：等外/图根2023/10/1622§2.3水准测量基本方法一、水准点简介2023/10/222023/10/1623水准点埋设：位置（地面水准点、墙脚水准 点等）、埋设方法及选材。2023/10/823水准点埋设：位置（地面水准点、墙脚水准233．水准路线(levelingline)

（1）附合水准路线(annexedlevelingline) （2）闭合水准路线(closedlevelingline) （3）支水准路线(spurlevelingline)2023/10/16243．水准路线(levelingline)2023/10/824（1）附合水准路线(annexedlevelingline) 从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量，最后附合到另一个已知的水准点。

特点：两个已知水准点间实测高差与其理论高差应相等，即闭合差(closingerror)fh＝0。2023/10/1625（1）附合水准路线(annexedlevelinglin25（2）闭合水准路线(closedlevelingline) 从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量，最后仍回到原水准点。

特点：实测高差之和应为0，即闭合差(closingerror)fh＝0。2023/10/1626（2）闭合水准路线(closedlevelingline26（3）支水准路线(spurlevelingline) 从一个已知高程的水准点出发，沿各高程待定点进行水准测量。支水准路线应进行往返测量。

特点：往测高差总和与返测高差总和应大小相等，符号相反，即闭合差(closingerror)fh为0。2023/10/1627（3）支水准路线(spurlevelingline)2027二、水准测量的外业工作 1．图根水准测量(MappingLeveling) －－常应用于建筑工程中 2．水准测量的一般方法 （1）两次仪器高法（表2-1） （2）双尺面法（表2-2）2023/10/1628二、水准测量的外业工作2023/10/82828（2）两次仪器高法（表2-1）要点：

a）同一测站两次不同仪器高度的水平视线（改变高度应在10cm以上）；

b）理论上，两次测量的高差应相等。对于图根水准测量，高差的绝对值≤5mm。2023/10/1629（2）两次仪器高法（表2-1）2023/10/829292023/10/16302023/10/83030（1）双尺面法（表2-2）要点：

a）无需改变仪器高度。只是读取水准尺的红、黑尺面读数。理论上，两次测量的高差应相等。

b)两把双面尺，黑面0点注记均为0，红面0点注记分别为4.687、4.787。

c）为了加快测量速度，常采用“后黑-前黑-前红-后红”读尺顺序。2023/10/1631（1）双尺面法（表2-2）2023/10/831312023/10/16322023/10/83232三、水准测量的外业工作记录（实例）注意转点（TP）和测站的设置。2023/10/1633三、水准测量的外业工作记录（实例）2023/10/833332023/10/1634水准测量手薄日期：

天

气：

第

组：仪器：

观测者：

记录者：0.3850.5470.433-1.2110.71254.20654.6392023/10/834水准测量手薄0.3850.5470.434§2.4水准测量精度要求和内业计算一、主要技术要求2023/10/163540§2.4水准测量精度要求和内业计算一、主要技术要求20352023/10/16362023/10/83636二、水准测量校核2023/10/1637二、水准测量校核2023/10/83737三、内业成果校核及改正2023/10/1638[fh]＝12mm[fh]＝40mmfh＝∑h往＋∑h返支水准线路fh＝∑h测－h理（h理＝H终－H始）附合水准线路fh＝∑h测闭合水准线路容许闭合差[fh]（图根）闭合差fh线路名称三、内业成果校核及改正2023/10/838[fh]＝12382.闭合差调整计算（1）知道每测段的测站数ni（2）知道每测段的距离Li

2023/10/16392.闭合差调整计算2023/10/83939四、例题例题1附合水准路线2023/10/1640四、例题2023/10/840402023/10/1641404080注意：

（1）最终结果里，改正数V一定等于闭合差fh；

（2）如果改正数V不能整数分配（mm为单位）到各测段，一般情况将余数分配到测站最多（或者水平距离最长）的测段。2023/10/841404080注意： （1）最终结果里，412023/10/1642例题2附合导线附合导线成果校核2023/10/842例题2附合导线附合导线成果校核422023/10/1643∑

40

+0.042

-8-6-11-5-12-423.7002.450-1.958-2.985-1.207052.37254.82252.86449.87948.672例题3闭合导线mfh=∑h测=3.708+2.456-1.947-2.980-1.195=0.042[∆h]=±12=±12

=±76mm；v=-∆h/n=-42/40=-1.05mm2023/10/843∑40+0.042-8-6-1143§2.5水准仪的检验与校正1．水准仪的主要轴线视准轴 CC管水准器轴 LL仪器竖轴 VV圆水准器轴 L'L'十字丝横丝注：自动安平水准仪没有轴线LL2023/10/1644§2.5水准仪的检验与校正1．水准仪的主要轴线2023442．水准仪轴线之间的关系

水准管轴//视准轴 LL//CC 圆水准器轴//竖轴 L'L'//VV 十字丝横丝竖轴 2023/10/16452．水准仪轴线之间的关系2023/10/845453．水准仪的检验（1）圆水准器轴与仪器竖轴平行的检验旋转脚螺旋，使管水准器气泡居中；将仪器绕竖轴旋转180°，如果汽包中心偏离院水准器0点，则L’L’不平行于VV。2023/10/16463．水准仪的检验2023/10/84646（2）十字丝横丝与仪器竖轴垂直的检验 2023/10/1647（2）十字丝横丝与仪器竖轴垂直的检验 2023/10/84747（3）水准管轴与视准轴平行的检验（简介）

（自动安平水准仪不需此项）2023/10/1648（3）水准管轴与视准轴平行的检验（简介）2023/10/8448§2.6水准测量误差

1.仪器误差

（1）水准仪校正的残余误差（i角≠0） 前、后视距相等，可消除或者减弱i角误差的影响。（|i角|≤±20″时，可以不校正仪器）

（2）水准尺误差 采用符合技术要求的水准尺2023/10/1649§2.6水准测量误差1.仪器误