02水准测量原理与水准仪操作
第二章水准测量
后 下丝 尺 上丝
后视距
号
前 下丝 尺 上丝
前视距
方向及 尺号
水准尺读数 黑面 红面
K+ 黑红
平均 高差 (m)
视距差d
∑d
(1)
(4)
后
(8)
(3)
(10)
(2)
(6)
前
(7)
(14)
(6)
(9)
(15)
(16)
后－前 (11)
(12) (13
(17)
(18)
1 BM1-ZD1
1.426 0.995 43.1 +0.1
第七节 三、四等水准测量
三、四等水准测量主要使用DS3水准仪进 行观测，水准尺采用双面水准尺，观测前必须 对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺 垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即 K1=4687和K2=4787，成对使用水准尺。
三、四等水准测量技术要求
等级
标准视线 长度 （m）
前后视 距差 （m）
对于普通水准测量： fh容 40 L 适用于平原区
fh容 12
n 适用于山区
式中，fh容——高差闭合差限差，单位：mm； L——水准路线长度，单位：km ；
n——测站数 。
六、成果处理
普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差 闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。
1、高差闭合差的计算与检核 2、高差闭合差的调整 高差闭合差调整原则是以水准路线的测段站数或测段长 度成正比，将闭合差反符号分配到各测段上 3、改正后高差的计算 4、高程计算
Ｂ点的高程HB就可用下式计算求得：
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数=a-b
测量学第2章水准仪及水准测量
1、水准测量原理 2、水准测量的仪器及设备 3、水准仪的使用 4、水准测量的一般方法和要求 5、高差闭合差的调整与高程计算 6、水准仪的检验与校正 7、水准测量中产生误差的原因及其消减方法 8、自动安平水准仪 9、电子水准仪的基本原理
a
A
HA
前进方向 HI
水平视线
大地水准面
电子水准仪的使用特点： 读数客观 精度高 速度快 效率高
图2-1 水准测量原理
后视点A—后视尺—后视读数a 前视点B—前视尺—前视读数b
b
B
hAB
HB
hAB=a－b
由图2-1可知， HB=HA+hAB=HA+(a－b)
DS3型水准仪 水准尺 尺垫
图２-２ 水准仪外型图
1-微倾螺旋； 2-分划板护罩； 3-目镜； 4-物镜对光螺旋； 5-制动螺旋；6-微动螺旋； 7-底版； 8-三角压板； 9-脚螺 旋； 10-弹簧帽； 11-望远镜；12-物镜； 13-管水准器； 14-圆水准器；15-连接小螺丝； 16-轴座
式中：ρ″=206265″
(2-16)
削减方法：每次读数前必须使符合气泡严格居中。
读数误差
原因：①十字丝视差影响， ②估读毫米的误差。
削减方法：为保证读数精度，在观测中除应仔细对 光以消除视差外，还规定普通水准测量，望远镜放 大率不小于20倍，视线长度不超过100米。
扶尺不直的误差
原因：如图所示，由于水准尺未垂直立于地面，无论是前 倾或后仰，其读数都比水准尺扶正时的读数b增大。
HBM2=22.032m,HBM1=19.479m
1
3
BM 1
2
BM 2
图1 附合水准路线
水准仪测量原理及操作方法步骤
水准仪测量原理及操作方法步骤以水准仪测量原理及操作方法步骤为标题，写一篇文章。
水准仪是一种用于测量地面高程差的仪器，广泛应用于建筑、道路施工以及地形测量等领域。
本文将介绍水准仪的测量原理及操作方法步骤。
一、水准仪的测量原理水准仪的测量原理基于光学的水平线性质，利用水平线的反射和折射特性来进行测量。
水准仪的主要部件包括望远镜、测量杆、水平仪和基准面等。
测量过程中，通过调整水准仪的望远镜和水平仪，使其保持水平状态，然后观测测量杆上的刻度值，就可以得到地面的高程差。
二、水准仪的操作方法步骤1. 设置基准点：在进行水准测量之前，首先需要确定一个基准点，作为测量的参考点。
基准点的选择应该是稳定、平整且不易移动的地面。
2. 放置水准仪：将水准仪放置在基准点附近的平坦地面上，并调整其脚底螺丝，使其保持水平状态。
在调整水准仪的过程中，可以使用水平仪来辅助调整。
3. 校准水准仪：在放置水准仪后，需要进行校准操作，以确保测量的准确性。
校准操作包括调整望远镜的焦距、调整水平仪的准确度以及校正仪器的误差。
4. 观测测量杆：在进行测量之前，需要将测量杆放置在待测点上，并确保测量杆垂直于地面。
然后，通过望远镜观测测量杆上的刻度值，并记录下来。
5. 移动水准仪：当观测完一个测点后，需要将水准仪移动到下一个测点。
在移动水准仪时，需要小心操作，以保持仪器的稳定和水平状态。
6. 计算高程差：测量完所有的测点后，需要根据观测到的刻度值计算出各个测点之间的高程差。
计算方法可以根据实际情况选择合适的数学公式进行计算。
7. 分析结果：根据计算得到的高程差数据，可以进行进一步的分析和处理。
通过对高程差数据的分析，可以了解地面的高程变化情况，为后续的工程施工和规划提供参考。
总结：水准仪是一种常用的测量仪器，可以精确测量地面的高程差。
使用水准仪进行测量时，需要注意仪器的放置和校准，以及测量杆的垂直度。
通过观测测量杆上的刻度值，可以计算出各个测点之间的高程差。
第2章水准
外业注意几点：
1. 尺垫只在转点处使用，已知点和待定点上不能放
置尺垫，在松软土地上测水准时应踩实三脚架及
尺垫。 2. 读数前要精平，后视完毕转向前视，一定要重新 精平再读数(切记不能动脚螺旋） 3. 视线要小于100米 4. 架仪器要注意前后视距大致相等 5. 每个测段的测站数布设成偶数站
本章重点
（4）精平：使长水准管气泡居中
（5）读数：用中丝读数
水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪
水准仪的使用
（2）粗平：使圆水准器气泡居中
3
3
1
2
1
2
水准仪的使用
（3）照准：粗瞄、对光、消除视差和精瞄
缺口 目镜 调焦 螺旋 对光螺旋仪的使用
（4）精平：使长水准管气泡居中 微倾螺旋
3、尺 垫
尺垫放在转点处，水准尺立于尺垫上。 尺垫的作用： （1）观测过程中使水准尺稳定，并使水准尺转动 时保持位置不变； （2）防止水准尺下沉（通常将尺垫踩入土中）
思考：已知点和待测点上是否需要放置尺垫？
4、水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪 （2）粗平：使圆水准器气泡居中 （3）瞄准：粗瞄和精瞄
准星
物镜
微倾螺旋
脚螺旋 左右微 动螺旋 水平制 动螺旋
（1）望
远
镜
物镜
调焦透镜
十字丝分划板
目镜
（2）水准器
用以指示视线是否水平或竖轴是否竖直的装置 水准器 长水准管 圆水准器
长水准管 长水准管轴
圆水准器
圆水准器轴
圆水准器
圆水准器轴
圆 水 准 器 的 作 用 ： 粗 略 整 平
分划值：8′~30′/2mm
TP1 TP1 A
水准仪测量原理
水准仪测量原理水准仪是一种用来测量地面水平度的仪器，它在工程测量和建筑施工中起着非常重要的作用。
水准仪的测量原理是基于重力的作用和光的传播规律，通过测量水准仪的仪表读数，可以准确地确定地面的水平状况。
下面将详细介绍水准仪的测量原理。
首先，水准仪的基本构造是由一个圆形的凸透镜和一个垂直放置的玻璃管组成。
在水准仪的使用过程中，首先需要调整水准仪的仪表，使其指针指向零刻度。
然后将水准仪放置在待测点上，通过观察水准仪的仪表读数，可以得出地面的水平状况。
其次，水准仪的测量原理是基于重力的作用。
当水准仪放置在地面上时，玻璃管内的液面会受到重力的作用而保持水平。
通过观察液面的位置，可以确定地面的水平度。
同时，水准仪的凸透镜可以放大目标点的影像，使测量更加准确。
另外，水准仪的测量原理还与光的传播规律有关。
当光线穿过凸透镜时，会产生折射现象，使得目标点的影像可以清晰地呈现在玻璃管内。
通过观察目标点的影像位置，可以确定目标点相对于水准仪的高低位置，从而得出地面的水平状况。
总之，水准仪的测量原理是基于重力和光的传播规律，通过观察水准仪的仪表读数和目标点的影像位置，可以准确地测量地面的水平度。
在工程测量和建筑施工中，水准仪是一种非常重要的测量工具，它能够帮助工程师和施工人员准确地把握地面的水平状况，保证工程质量和安全。
综上所述，水准仪的测量原理是基于重力和光的传播规律，通过观察水准仪的仪表读数和目标点的影像位置，可以准确地测量地面的水平度。
水准仪在工程测量和建筑施工中具有重要的应用价值，它为工程师和施工人员提供了可靠的测量数据，保证了工程质量和安全。
二等水准测量原理及水准仪操作讲解资料课件
误差检验
通过对比和分析处理前后的数据，检验误差 处理的准确性和有效性。
成果质量评估
评估标准
制定成果质量评估的标准和指标，如精度、可靠性、稳定性等。
评估方法
采用适当的评估方法，如统计分析、对比分析、专家评审等。
评估过程
按照评估标准和指标，对测量成果进行全面、客观、准确的评估。
评估结果
根据评估结果，对测量成果进行等级划分或排名，并提出改进意见和建议。
PART 02
水准仪的种类与选择
水准仪的分类
微倾式水准仪
通过望远镜和水准器配合，利用 水准器气泡居中来控制水平视线，
适用于精度要求较通 过望远镜自动获得水平视线，操作 简便，测量精度高。
数字水准仪
采用电子测距和电子测角技术，结 合计算机技术进行数据处理，具有 测量速度快、精度高、自动化程度 高等优点。
移动仪器
移动水准仪至下一测站，重复以上步 骤，直至完成所有测量路线。
PART 04
二等水准测量的数据处理 与分析
数据处理流程
01
数据整理
对测量所得数据进行分类、排序和 筛选，确保数据准确无误。
数据计算
根据测量原理和公式，对数据进行 计算，得出所需结果。
03
02
数据转换
将测量数据转换为统一格式，便于 后续处理和分析。
确定测量路线
根据实际情况确定测量路线，并设置合适的 测站和转点。
检查仪器
检查水准仪是否处于良好状态，确保测量精 度。
准备记录表格
准备记录测量数据的表格，以便后续整理和 分析。
测量过程
瞄准前视标尺 将望远镜对准前视标尺，确保清晰度。
读取后视标尺
读取后视标尺上的读数，确保准确无 误。
简述水准测量原理
简述水准测量原理水准测量是一种地面测量方法，主要用于测量地面高程差异，以确定地面的高低起伏，为土建工程、道路工程等提供重要的测量数据。
本文将从水准测量的原理、仪器和方法等方面进行简述。
一、水准测量的原理水准测量的原理基于重力场的作用，即重力场沿着垂直方向产生的等势面是水平面。
在水准测量中，使用水准仪测量不同位置的水平面高度差，从而确定地面的高低起伏。
二、水准测量的仪器水准仪是进行水准测量的主要仪器，它包括三角架、水平仪、望远镜和测量杆等部件。
其中，三角架用于支撑水准仪，水平仪用于确定水准仪的水平状态，望远镜用于观测目标点的高度，测量杆用于测量目标点的高度。
三、水准测量的方法水准测量主要分为两种方法：直接水准测量和间接水准测量。
1.直接水准测量直接水准测量是指直接观测目标点的高度差，从而确定地面高程差异的方法。
直接水准测量通常采用双面读数法，即分别在起点和终点测量目标点的高度，并记录两次读数，然后取平均值作为目标点的高度值。
2.间接水准测量间接水准测量是指通过已知高程点的高度值，计算目标点的高度差异的方法。
间接水准测量通常采用三角高程法或水准回线法。
（1）三角高程法三角高程法是指在已知高程点之间设置一个三角形，通过三角形内角的测量和三角形边长的计算，确定目标点的高度差异。
三角高程法适用于地形较为平坦的区域。
（2）水准回线法水准回线法是指在已知高程点之间设置一条水准回线，通过测量水准回线上的高度差异，确定目标点的高度差异。
水准回线法适用于地形较为复杂的区域。
四、水准测量的注意事项在进行水准测量时，需要注意以下几点：1.水准仪的水平状态必须保持稳定，以确保测量结果的准确性。
2.测量过程中应注意照明条件，以确保目标点的清晰度和测量精度。
3.测量前应检查测量杆的刻度是否清晰，以确保测量结果的准确性。
4.在进行间接水准测量时，应注意三角形或水准回线的设置，以确保测量结果的准确性。
五、结论水准测量是一种重要的地面测量方法，可以用于测量地面高程差异，为土建工程、道路工程等提供重要的测量数据。
水准仪测量原理
水准仪测量原理
水准仪是一种用来测量水平面、测量海拔高度以及确定地面的等高线等工具。
它的工作原理基于以下几个关键原理。
1.建立水平参考线：水准仪使用一个水平参考线作为测量基准。
通常情况下，水准仪使用液体（如水或液体）作为参考线，因为液体总是平行于地面。
液体在水准仪的凹槽或管道中自由流动，保证其保持水平状态。
2.基准点的确定：在进行水准测量之前，需要选择至少两个基
准点来确定水平线。
这些基准点可以是水平的参考平面，如已知的水平线、水平的建筑物地面或已知高程的水平点。
水准仪放置在一个基准点上，被测点的高度或水平状态可以通过与基准点进行对比来确定。
3.测量水平线：水准仪使用气泡管来测量水平线的位置。
气泡
管中充满了液体，并连接到水准仪的主要仪器部分。
当水准仪放置在一个水平的表面上时，液体中的气泡会位于气泡管的中心位置。
如果水准仪被放置在一个倾斜的表面上，液体中的气泡会向一侧偏移。
通过观察气泡管中气泡的位置，可以确定测量点的水平状态。
4.高程测量：水准仪还可以用来测量不同点之间的高程差异。
在这种情况下，水准仪需要对基准点的高程进行准确测量，然后通过测量其他点与基准点的高程差异来计算高度差。
这通常需要使用复杂的数学公式和测量技术来确保高度测量的准确性。
总的来说，水准仪的工作原理是通过建立水平参考线，确定基准点，测量水平线以及计算高度差异来实现水平和高程测量。
水准仪使用方法及原理
用 途：板尺一般常用于三、四等水准 测量，而塔尺则用于等外水准测量。
使用注意事项：使用前应认清尺子刻划线 与数字之间的位置关系，是否为正、倒 数字，尺底的数值。对于塔尺，当使用 两节以上时应注意两节接口位置是否对 准、卡簧是否卡住。
2.3 水准仪使用方法
三角架 脚螺旋
（4）水准管轴线：
过水准管圆弧中心点（水准管零点）与顶面圆弧内 壁相切的直线（水准仪四条主要轴线之一） （5）水准器灵敏度： 用分划值表示，即当气泡移动2mm时，水准盒（管） 轴相应倾斜的角度
8. 水准尺
用途：用于水准测量的目标点观测
种类：塔尺和板尺两种。塔尺是可以伸缩的
塔尺一般长3米，由三节组成。板尺一般2米。 水准尺的刻度与标注：
水准仪使用方法及原理
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
（2）测量结果校核
1）计算校核：检查计算结果有无错误：高差计 算结果；采用公式是否正确等。
2）测站校核：对每一站的观测和记录都及时地 在现场进行校核。校核方法有：变动仪器高法、 双面尺法或双仪器法；
3）路线校核：根据计算的闭合差，与规定的允 许误差比较，判断观测精度是否合格。
平地
(L 为水准路线总长度km）
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。
水准测量原理与方法
国际化标准制定
积极参与国际水准测量标准的制 定，推动水准测量技术的国际交 流与合作。
持续创新与发展
鼓励技术创新和人才培养，推动 水准测量技术的持续发展，满足 社会经济发展的需求。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
采用光学测微器读取测量数据，精度较高，但速 度较慢，且需要经验丰富的操作员。
自动安平水准仪
利用自动安平补偿器确保测量精度，操作简便， 适合一般工程测量。
水准仪的构造
望远镜
用于瞄准水准标尺，具有调焦功能。
读数系统
包括光学测微器和读数设备，用于读取水准标尺上的测量数据。
基座
保证水准仪的稳定性和测量精度。
技术创新与改进
新型传感器技术
研发更精确、稳定、耐用的传感器，提高水准测量的 可靠性和精度。
数据处理与分析技术
利用机器学习、深度学习等技术，提高数据处理和分 析的自动化程度，挖掘更多有价值的信息。
通信与传输技术
提升数据传输速度和稳定性，实现实时传输和远程监 控。
展望未来发展前景
广泛应用领域
水准测量技术在城市规划、土地 调查、资源开发、环境保护等领 域具有广泛应用前景。
脚螺旋
调节水准仪的水平和垂直方向。
水准仪的使用方法
粗平
调节脚螺旋，使水准仪大致水 平。
读数
根据读数系统读取水准标尺上 的测量数据，并进行记录。
安置仪器
选择合适的位置，将水准仪安 置在三脚架上，并确保稳定。
瞄准水准标尺
使用望远镜瞄准水准标尺，根 据光线条件调焦，使标尺清晰。
转移仪器
完成一个点的测量后，需要将 水准仪转移到下一个点，重复 以上步骤。
06 水准测量的未来发展与展 望
项目2：水准测量002
Σh理=Σh往+Σh返=0 适用：水准网加密。
三、普通水准测量的实施步骤（外业）
① 在Ⅰ处安置仪器 ② 后视BMA，精平并读数记录 ③ 前视ZD1，精平并读数记录 ④ 搬站，将仪器从Ⅰ 处搬至Ⅱ处，按以上步骤逐站测量至BMB点
③前视读数
方法：缓慢调微倾螺旋5，使半像吻合。
半像吻合
视场气泡 符合情况
半像不吻合
（5）读数
水准尺有塔尺和直尺，一般选用直尺，最小刻度1cm。 2根配套使用的成对黑红双面直尺。2根尺子的黑面尺底读 数均从0刻度开始，而红面分别从4687mm和4787mm开始。 即：K=4687mm或4787mm，K称为尺常数。 为了检核读数是否正确，防止读数错误，体现步步有校核的 测量原则（理论上，同一个地面点用黑面读出一个高差值，与 用红面读出的高差值应该相等，实际测量时允许两次读数差值 在5mm以内）。 普通水准测量时，读数读取中丝。
点号
水准尺读数
后视
前视
高差
+
-
备 高程
注
BMA ZD1 ZD2 ZD3 BMB
0.982 0.814 0.744 1.920
1.554 1.034 1.821 0.989
0.931
0.572 0.220 1.077
201.488 200.916 200.696 199.619 200.550
检∑
4.460
计算无误
课堂作业：填表计算B点高程，并进行计算检核
四、水准路线的成果处理（内业）
水准测量成果处理分两步，先进行测站检核，后进行水准路线的成果检核。 1、测站检核
（1）测站检核的目的：检验每个测站高差是否正确或超过允许值 （2）测站检核的方法：
水准测量工作原理及水准仪示意图
水准测量工作原理及水准仪示意图：水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。
2.1.1高差法如图2.1所示，已知地面上A点的高程为H A，欲测定B点的高程H B，需要先测出A、B两点间的高差h AB，为此在A、B之间安置一台水准仪，再在A、B两点上各竖立一根水准尺。
根据仪器的水平视线，分别读取A、B尺上的读数a和b，则B点对于A点的高差为：h AB＝a－b (2.1)如果水准测量是由A到B进行的，如图2.1中的箭头所示，则A点尺上的读数称为后视读数，记为a；B点为待定高程点，B点尺上的读数称为前视读数，记为b；两点间的高差等于后视读数减去前视读数，即hAB＝a－b。
若a大于b，则高差为图2.1正，B点高于A点；反之高差为负，则B点低于A点。
因为水准仪提供的水平视线可认为与大地水准面平行，由图2.1可知H B＝H A＋h AB=H A＋（a－b）(2.2)由式（2.2）根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法。
例1：图2.1中已知A点高程H A=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。
解：B点对于A点高差：h AB=1.571－0.685=0.886mB点高程为：H B＝452.623＋0.886＝453.509m例2：图2.2中，已知A点桩顶标高为±0.00，后视A点读数a＝1.217m，前视B 点读数b＝2.426m，求B点标高。
解：B点对于A点高差：h AB＝a－b＝1.217－2.426＝－1.209mB点高程为：H B=H A＋h AB＝0＋（－1.209）＝－1.209m2.1.2、视线高法图2.2 如图2.1所示，B点高程也可以通过仪器视线高程Hi，求得。
视线高: H i＝H A＋a (2.3)待定点高程: H B＝H i－b (2.4)由式（2.4）通过视线高推算待定点高程的方法称为视线高法。
水准测量原理与方法
在安置一次仪器需求出几 个点的高程时，视线高法 比高差法方便，因而视线 高法在地形测量和施工测 量中被广泛采用。
2.2 水准仪的基本结构及其使 用
一、水准仪的初步认识
普通水准仪
自动安平水准仪
电子水准准仪
二、水准仪的基本部件 水准仪是指能够提供水平视线的仪器，主要由望远
上式表明待定点高程测量实际上为两相邻点之间的 高差测量。高程测量的实质就是高差测量。
当根据一个已知高程的后视点，同时测定多个未知点 高程时，可利用仪器的视线高程 H i 计算：
Hi HA a HB Hi b
视线高法 利用视线高测未知点高程示意图
视线高法
←b1
1 a
←b2
BM
2
←b3 3
例1：
双面尺的一面用黑白相间刻画，称为黑面尺或主尺， 另一面用红白相间刻画称为红面尺或副尺。
黑面尺起始读数为零，红面尺的起始读数分别为 4.687m和4.787m。双面尺必须成对使用。
直尺、折尺和和塔尺
2、尺垫
当两个水准点之间距离较远或高差较大，直接测定 两点高差有困难时，应在中间设立若干个中间点（转 点），以传递高差。尺垫的作用是在转点处放置水准尺， 踩入土中，可防止水准尺下沉。
安置一台能提供水平视线的水准仪，在A、B两点上分
别竖立带刻划的水准尺，根据水准仪的水平视线，在A
点尺上读数，记为 a
为 b 。如下图
，在B点尺上读数，记
hAB H B H A a b
水准测量沿点A到点B方向进行。如果A点为已知高
程点，则在 A点的水准尺读数 a 称为后视读数， B点
为欲求高程的点，B点的水准尺读数 b 称为前视读数。 高差 等于后视读数减去前视读数。即有：hAB
水准测量的原理和使用方法
水准测量的原理和使用方法确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。
高程测量又是测量三项基本工作之一。
根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。
水准测量的原理：水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
1．高差法如图2-1所示，若已知A 点的高程A H ，欲测定B 点的高程B H 。
在A 、B 两点上竖立两根尺子，并在A 、B 两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。
假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为A 尺（后视）读数为a ，B 尺（前视）读数为b ，则A 、B 两点之间的高程差（简称高差AB h ）为b a h AB -= （2-1）于是B 点的高程B H 为AB A B h H H +=（2-2）b a H h H H A AB A B -+=+=（2-3）这种利用高差计算待测点高程的方法，称高差法。
这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。
图2-1 水准测量原理2．仪高法由式2-3可以写为b a H H A B -+=)(（2-4）如图2-2所示，即 b H H i B -=上式中i H 是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。
仪高法是，计算一次仪高，就可以测算出几个前视点的高程。
即放置一次仪器，可以测出数个前视点的高程。
综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。
必须注意①前视与后视的概念一定要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。
②两点间高差AB h 是有正负的，计算高程时，高差应连其符号一并运算。
在书写AB h 时，注意h 的下标，AB h 是表示B 点相对于A 点的高差；BA h 则表示是A 点相对于B 点的高差。
AB h 与BA h 的绝对值相等，但符号相反。
简述水准测量的原理
简述水准测量的原理水准测量是测量地球表面高程差异的一种方法，主要应用于建筑工程、地质勘探、道路铁路建设等领域。
其原理基于重力作用，通过测量不同位置的水平面高度差，以确定地球表面的高低差异。
本文将从测量方法、仪器设备以及应用领域等方面，对水准测量的原理进行详细介绍。
一、测量方法水准测量的基本方法是采用水准仪进行测量，将水准仪放置于起点和终点两个位置，通过观测两个位置上的水平面高度差异，以计算出地球表面的高低差异。
由于地球的曲率和引力的影响，在进行水准测量时需要考虑这些因素的影响，以获取准确的测量结果。
在水准测量中，通常采用高程基准面作为测量参考系，以消除地球表面的起伏和山峰的影响。
高程基准面通常是由一组基准点组成的，这些基准点的高程值经过多次重复测量和计算后，得出其相对位置和高程值，作为整个区域的高程基准面。
二、仪器设备水准仪是进行水准测量的主要工具，它是一种精密的测量仪器，用于测量水平面的高度差异。
水准仪的基本结构包括望远镜、准线、水平圆和支架等部分，通过调节水平圆和准线，使望远镜与水平面平行，以测量起点和终点的高度差异。
除了水准仪外，水准测量还需要其他辅助设备，如三角板、支杆、测量杆等，这些设备主要用于测量障碍物的高度和支撑水准仪。
三、应用领域水准测量广泛应用于建筑工程、地质勘探、道路铁路建设等领域。
在建筑工程中，水准测量可用于检测建筑物的垂直度和高度；在地质勘探中，水准测量可用于确定地质构造的高程差异；在道路铁路建设中，水准测量可用于确定路基的高低差异，以保证道路和铁路的平稳运行。
水准测量是一种基于重力原理的高度测量方法，通过测量不同位置的水平面高度差异，以确定地球表面的高低差异。
在实际应用中，需要采用精密的仪器设备和严谨的测量方法，以保证测量结果的准确性和可靠性。
《测量学》第02章 水准测量
② 圆水准器 圆水准器由玻璃圆柱管制成，其顶面内壁是磨 成一定半径R的球面，中央刻有小圆圈，其圆心 O是圆水准器的零点； 过零点O的球面法线为圆水准器轴； 当圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位 置； 当气泡不居中，气泡偏移零点2mm时，轴线所 倾斜的角度值，称为圆水准器的分划值。一般 为8' －10'； 圆水准器用于粗略整平仪器； 制造水准仪时，使圆水准器轴平行于仪器竖轴。 旋转基座上的三个脚螺旋使圆水准气泡居中时，
经物镜及调焦透镜折射后，在十字丝分划板上成 一倒立的实像ab；通过目镜的放大而成虚像a'b' ， 十字丝分划板也同时放大。定义与之比为望远 镜的放大倍数V，即V= / 。城市测量规范要求， DS3水准仪望远镜的放大倍数不得小于28。
十字丝分划板： 在一直径为约10mm的光学玻璃圆片上刻出三 根横丝和一根垂直于横丝的纵丝； 中间的长横丝称为中丝，用于读取水准尺上分 划的读数； 上、下两根较短的横丝称为上丝和下丝，上、 下丝总称为视距丝，用来测定水准仪至水准尺 的距离。用视距丝测量出的距离称为视距。 十字丝分划板安装在一金属圆环上，用四颗校 正螺丝固定在望远镜筒上。 望远镜物镜光心与十字丝交点的连线称为望远 镜的视准轴，用CC表示。 望远镜物镜光心的位置是固定的，调整固定
hAB hA1 h12 h( n 1) B hi a b
i 1 i 1 i 1
§2.2 水准测量的仪器与工具
水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准 尺和尺垫。
一、微倾式水准仪
通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平 视线的水准仪称为微倾式水准仪；通过补偿器获 得水平视线读数的水准仪称为自动安平水准仪。 国产微倾式水准仪的型号有：DS05、DS1、DS3、 DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和 “水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数 字表示以mm为单位的、仪器每公里往返测高差 中数的中误差。DS05、DS1、DS3、DS10水准仪 每公里
水准测量的原理与操作
• 尺垫 尺垫——在转点处放置水准尺用
起传递高程的作用 ，在已知点和待求点上不能放。
尺垫
几个概念
1、测站：测量仪器所安置的地点。 2、后视：水准路线的后视方向。 3、前视：水准路线的前视方向。 4、视距：水准仪至标尺的水平距离。 5、视线高程：后视高程+后视读数。 6、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。 7、水准点：水准测量的固定标志。 8、水准点高程：指标志点顶面的高程。 9、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。
气泡居中时，L’L’铅垂， 即圆水准器轴L’L’∥竖 轴VV 。只用于仪器的 概略整平。
圆水准器零点
(2)管水准器 水准管轴:过零点作水准管圆弧的切线。当气泡居中, 水准管轴
水平，即管水准器轴LL∥望远镜视准轴CC，用于仪器的精确整
平。其分划值为：20“/2mm
水准管分划值τ=2/R.ρ 〞 其中： ρ=206265 〞， R为水准管半经（mm）
测
量
3. 瞄准
水准仪的使用
方法：
目镜调焦：十字丝清晰
粗瞄目标：拧紧止动螺旋
物镜调焦：物像清晰
精瞄目标：调微动螺旋
视差：眼睛上下移动， 标尺成像与十字丝像 之间相对移动。
原因：目标通过物镜之后的像没有与十字丝分划板重合。
•消除方法：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。 旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰。(或者说反复对光)。
高差具有方向性，即高
差是有正负的。
以上述计算B点高程的方法称为高差法 高差法：HB=HA + hAB = HA + (a-b)
另一种测高法——仪高法或视线高法:
仪高法： Hi = HA + a，HB = Hi - b 仪器的视线高H i 等于已知点的高程加上后视读数。常用于 施工测量，放样点的高程。
水准仪测量原理及操作方法步骤
水准仪测量原理及操作方法步骤水准仪是一种用来测量地面高程差的仪器，它利用水平面的特性进行测量。
水准仪的测量原理及操作方法步骤如下所述。
一、测量原理：水准仪的测量原理基于水平面的特性。
当水平仪的两端都放在同一水平面上时，水泡会在中央的刻度线上停留，这时可以认为仪器所测得的是水平面。
而当水泡不在刻度线上时，可以通过调节器件使其回到刻度线上，这样就可以保证测量结果的准确性。
二、操作方法步骤：1. 设置测量基准点：在进行水准测量之前，首先需要选定一个合适的基准点作为参考。
基准点通常选取在地面上固定的建筑物或者其他稳定的物体。
2. 安装水准仪：将水准仪放置在基准点附近的平稳的地面上，水准仪的刻度线应与参考点的高度相同。
同时，要确保仪器的稳定性，避免因为晃动而影响测量结果。
3. 调节水准仪：在安装好水准仪之后，需要进行调节，使水泡在刻度线上保持平衡。
调节水准仪的方法通常是通过调节仪器底部的调节器件，使水准仪的两端都保持水平。
4. 开始测量：当水准仪调节好后，即可开始测量。
将水准仪移至待测点，将仪器的两端放置在待测点的位置上，确保仪器平稳。
5. 读取测量结果：当水准仪放置好后，可以通过观察水泡的位置来读取测量结果。
如果水泡在刻度线上，则说明待测点与参考点在同一水平面上；如果水泡不在刻度线上，则需要调节仪器，使水泡回到刻度线上。
6. 记录测量数据：在测量过程中，需要及时记录下测量结果。
可以使用测量纸或者其他工具来记录测量点的高程差。
7. 移动到下一个测点：完成一次测量后，可以将水准仪移动到下一个待测点进行测量。
重复步骤4至步骤6，直到完成全部测量。
8. 数据处理与分析：完成测量后，需要对测量数据进行处理与分析。
可以计算各个测点之间的高程差，绘制高程差图等。
9. 注意事项：在进行水准测量时，需要注意以下几点：保持仪器的稳定性，避免晃动；避免阳光直射仪器，以免影响测量结果；在移动仪器时要轻拿轻放，以免损坏仪器。
总结：水准仪的测量原理基于水平面的特性，通过调节水准仪的位置使水泡保持在刻度线上，从而得出测量结果。
水准仪的使用方法 水准仪操作规程
水准仪的使用方法水准仪操作规程水准仪紧要用于工程现场的水准测量，是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器，依据水准测量原理测量地面点间高差。
水准仪时建筑施工的常用仪器，正确使用测量仪器特别紧要。
1.安置水准仪选择坚固、平坦、空阔的地方打开三架，使三架的三条腿貌似等距，架设高度应当适中，架头应当大致水平，架腿制动螺旋应当固紧。
打开仪器箱，双手取出水准仪，将仪器当心地安置到三架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开三脚架中心连接螺旋，将仪器固定在三脚架上。
2.粗略整平粗略整平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。
通过转动脚螺旋，使气泡移动到正确的位置。
在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向致3.调焦和照准将望远镜对着光亮的背景，转动目镜螺旋，使十字丝清楚。
松开制动螺旋，转动望远镜，接受望远镜筒上面的照门和准星瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋。
从望远镜中察看，转动物镜螺旋进行对光，使目标清楚，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。
眼睛在目镜端上下微微移动，若十字丝与目标影响相对移动，则重新认真进行物镜对光，直到读数不变为止。
4.精准整平眼镜通过位于目镜左方的符合气泡察看窗，看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合。
5.读数和记录察看十字丝的中丝在水准尺上的分划位置读取读数。
水准仪的校正方法水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高处与低处的仪器，具有精度高、使用便利、快速、牢靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。
校正方法：将仪器摆在两固定点中心，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a、b 。
计算假如a－b≠a－b 时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。
用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。
重复以上做法，直到相等为止。
操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安置在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。
水准测量原理及方法
A
ƒh= h测≤பைடு நூலகம்h
２允、附合水准路线
h5
4 h4 3
ƒh= h测-（H终-H始)≤fh允
2 A
1
３、支水准路线
ƒh= h往+ h返≤fh允 A
1
1 h2 2
h3 B
3
2
精度要求：fh允
=
40
L mm
12 n mm
式中：L----路线长度，以km计。 n----测站总数。
※支：L、n 以单程计。
（1）原理：若条件满足，
精平仪器后，横丝扫过
的面是水平面。
（2）检验：让横丝的一
端对准固定点A，微动
视线，若A始终在横丝
上移动，则条件成立，
不需要校正，否则，需
要校正。
（3）校正
(a)
(b)
3、LL∥CC的检校
a
a2正
1367
-0.365
1732
7513 - 6685 = 0.828
高程 (m) 27.354
28.182
备注 已知
三、水准测量的检核
（一）测站校核 １、变仪器高法 (两次成果之差≤5mm) ２、双面尺法
（二）计算校核
a b h
（三）成果校核（路线校核）
h1
１、闭合水准路线
高差闭合差：
备注
已知
已知
fh=2.741-(59.030-56.345)=+0.047m
fh允 12 54 88mm， fh fh允
实验一、二
1、内容：①水准仪的认识和使用
②闭合水准路线测量
2、要求：
（1）每人独立观测完成一条水准路线， 已知点 设待测点1~2个，测站总数n≥4 HBMi=10m
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HB=HA+hAB
大地水准面
计算前视点高程的方法：
高差法 HB=HA+hAB 仪高法 HB=Hi－b
根据后视点的高程同时测定多个 前视点的高程用仪高法较简便
§2.2 水准仪和水准尺 （一）水准仪(level)组成
1、望远镜(telescope) 物镜 目镜 调焦螺旋 十字丝（上、中、下丝） 四个部分组成。
leveling) 3、气压高程测量(air pressure leveling) 4、GPS卫星测高。(GPS leveling)
§2.1 水准测量原理与仪器操作 一.基本原理
利用水准仪提 供的“水平视 线”，测量 Nhomakorabea点 间高差，从而由 已知点高程推算 出未知点高程。
前进方向 水 准 尺 水 准 尺
气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。
（二） 瞄准
1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。
2．视差：
概念：远处目标经望远镜成像后，如果像平面与 十字丝平面不重合，当眼睛在目镜端上下移动时， 像与十字丝发生相对运动的现象。
产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。 消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。
概念:视准轴 视差
2、水准器(bubble)
圆水准器(circular 水准管(bubble
bubble) ：用于整平。
tube) ： 用于精平。
特性：气泡始终向高处移动。
3、基座(tribrach)
（二）水准尺(leveling staff) 主要有单面尺、双面尺和塔尺。
1、尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划 的尖端）注有阿拉伯数字。 2、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，
另一把为4787mm。
（三）尺垫(staff plate)
放在转点上，以防水准尺下沉。
转点TP(turning point)的概念 若A、B 两点间布设一些过渡点 （转点）1、2、3…，将其分为n段， 则用水准仪分别测得各段高差为h1， h2… hn，则有：
hAB=h1+ h2++ hn =(a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn) =a-b 为什么转点放尺垫? A与B两点放尺垫吗? 水准仪轴系间的关系?
（三）精平 1、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准
管气泡成像抛物线符合。
2、说明：自动安平水准仪（compensator level），不需进行精平。
（四）读数
精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。
1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数
尺面上的格数，毫米估读。
2．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。
故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，
即从下往上读。
4. 水准仪读数实例
图形： 水准仪 读数实 例
a
0.724
b
6.252
c
1.477
第二章 水准测量
内容提要：
水准测量原理与仪器操作 普通水准测量实施及成果整理
第二章 水准测量
第二章 水准测量
高程测量概念
（Height Measurement）
根据已知点高程，测定该点与未知点 的高差，然后计算出未知点的高程的
方法。
高程测量的方法分类
1、水准测量(leveling)
2、三角高程测量(trigonometric
a
水平视线
b
B A HA
hAB
HB=HA+hAB
大地水准面
A——后视点 B——前视点
1、A、B两点间高差
a——后视读数 b——前视读数
前进方向 水 准 尺
a
水平视线
b
水 准 尺
hAB a b
2. B点的高程
B A HA
hAB
H B H A hAB
3.视线高程
Hi H A a H B b
三、水准仪的使用
（一）粗平
三.水准仪的使用
操作程序：粗平—瞄准—精平—读数 先用脚架升降使圆水准气泡概略居中， 再调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。
1．方法：
对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2 方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。
图形：粗平的操作方法示意图
3 3
3
1
a
2
1
b
2
1
c
2
2．规律：