测量(2水准测量)

三角高程测量 气压高程测量 物理高程测量液体静力水准测量 GPS 高程测量
水准测量 是精密测量地面点高程最主要的方法。
2.2 水准测量的原理
来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。 后 尺
水平视线
利用仪器提供的水平视线，在两根直立的尺子上获取读数， 前尺 前视读数 b B 前视点 hAB HA
i
h ρ i Dd

a" A
b正 hAB
b" B
d
D
(3)校正
当i″>20″时，就须校正。校正时首先要求出正确的前视读数b正。
正确的前视读数b正
A、B的正确高差

hAB 正= a" -b正 b正=a"－ hAB正 δ b" B
a" A
b正 微 倾 螺 旋
转动微倾螺旋使横丝对准b正，此时水准管气泡必定偏 歪。
2.3 水准测量的仪器与工具
1.水准仪的分类 按精度分：DS0.5、DS1、DS3、DS10共4级。 按构造分：微倾式水准仪、自动安平 水 准仪、激光水准仪和数字水准仪。
2. 微倾式水准仪
望远镜、水准器、托板、基座共4部分。
3. 水准尺与尺垫
水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。
水 准 仪 分 类
第2 章
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
水准测量
高程测量概述 水准测量的原理 水准测量的仪器与工具 水准仪的使用 水准测量外业与内业 水准测量的检核方法和精度要求 水准仪的检验与校正 水准测量误差的分析 几种新式的水准仪
2.1 高程测量概述
高程是确定地面点位的三要素之一。因此，如何 测量地面上点的高程是测量的基本工作。 高程测量：测量地面上各点高程的工作 分类： 水准测量
3
4
TP2 TP3
B
1029 1754
1360 1472
1396
-0.443
+0.358 73.053
举例： 由巳知点BMA测未知点P，往测2站，返测2站。
测 2 Ⅳ Ⅰ 已知点 BMA 往 1 测 Ⅲ Ⅱ 未知点 P
2.6 水准测量内业
返
☆水准测量记录表.doc ☆
附合水准路线高程的计算（附图）
平均海水面
后视读数
后视点 a A
HB=?
hAB = a-b = HB- HA = HB′-HA′
hAB有正负之分，hAB为正,说明B点比A点高，反之说明B点比A点低。
高差法与仪高法 以上利用两点间高差求高程的方法叫高差法， 高差法的计算公式为： HB=HA+ hAB =HA+a-b 此法适用于由一已知点推算某一待定高程点 的情况（例如路线工程测量）。 在实际工作中，有时要求安置一次仪器测出 若干个前视点待定高程（例如平整土地测量）， 以提高工作效率，此时可采用仪高法，即通过水 准仪的视线高Hi计算待定点B的高程HB，公式如下： Hi=HA+a HB=Hi-b
｛
圆水准器
（粗平用）
水准管
（精平用）
水准管
水准管零点：水准管圆弧上分 划的对称中心。 水准管轴：通过水准管零点所 作水准管圆弧的纵切线，称为 水准管轴，用LL表示。
水准管分划值：2mm弧长所对的圆 心角τ 称为水准管分划值。
即
2 "
R
式中：τ ----2mm所对的圆心 角，单位秒（˝） ρ ˝=206265
3. 成果检核：①附合水准路线
②闭合水准路线
③支水准路线 (1)附合水准路线 从一水准点BMA出发，沿 各待定高程点逐站进行水准测 量，最后附合到另一水准点BMB 上。 附合水准路线的检核条件为
h H
i
B
HA
若等号两边不相等，则附合水准路线的高差闭合差fh为
f h hi ( H B H A )
1.仪器误差
仪器误差主要是指水准仪经检验校正后的残余误差和水准尺误 差两部分。
(1)校正后的残余误差
水准仪经检验校正后的残余误差，主要表现为水准管 轴与视准轴不平行，虽然经校正但仍然残存的少量误差等。 这种误差的影响与距离成正比，观测时若保证前后视距大 致相等，便可消除或减弱此项误差的影响。这就是水准测
点号 BM1 1 2 3 测站数 高 观测值 ＋8.364 －1.433 －2.745 ＋4.661 ＋8.847 差 改正值 －0.014 －0.005 改正后的高差 高程 39.833 48.183 46.745 43.993
8 3
＋8.350 －1.438
4
5 20
－0.007
－0.008
－2.752
高程(m)
1852 1672 0658
TP2
1360
a2
a1
A
HA 已知
b1
TP1
b2 a 3
TP2
b3
a4
b4 B
TP3
大地水准面
HB 未知
测站 测点 1 2 A TP1
水 准 尺 读 数
后 尺 (a)
前尺(b)
高差(m) +1.194 +0.312
高程(m) 71.632
1852 1672 0658
将仪器放到某一立尺点（A）附近处，此时前后视距不相等，
在两尺上读数分别为a´´ 、b´´ ，A、B两点的高差 hAB ′为：
即 如果 h´AB= a´´－ b´´ h´AB ＝hAB正 说明视准轴//水准管轴，没有i角误差
h´AB ≠hAB正 说明存在i角误差，其值为
式中：△h= h´AB- hAB正= ρ″=206265″
从一端移到另一端时，看目标是否始终在十字丝上。
瞄准一点
望远镜水平转动后现象
十字丝无误差清况
3. 水准管轴平行于视准轴的检验与校正
(1)目的：LL∥CC
(2)检验：
将仪器安置在某两固定点中间。测出它们之间的正确高 差。
D后 = D前
x a' A hAB正
i i
x
b' B
hAB正= a' － b' =(a ＋x) －(b ＋x)=a－b
fh 对于支水准路线其高差闭合差的计算公式为 ：
h
往
h返
2.7 水准仪的检验与校正
水准仪结构应该满足的几何条件： CC ∥ LL VV ∥ L1L1 十字丝横丝 ⊥ VV
V
长 水 准 管 轴
L1
视准轴
C L
C L
竖轴
V
L1
圆水准器轴
1. 圆水准轴平行仪器竖轴的检验与校正
(1)目的：L1L1∥VV (2)检验：把仪器安置好，并用脚螺旋将气泡居中，然后 将仪器旋转 180 º ，看气泡是否居中。
2. 水准测量外业
通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连 续多次安置仪器才能测定两点高差，例如下图：
第1站 ：hA1 =a1- b1 第2站 ：h12 =a2- b2 第3站 ：h23 =a3- b3 ………………………. 第n站 ：hnB =an- bn ---------------------------∑h=hAB =∑a -∑b 已知HA，则 HB=HA+∑h
4
3 2
☆旋转微倾螺 旋进行精平☆
微倾螺旋
☆ 水 准 尺 读 数 1 ☆
3 2 1
4
3
2
☆ 水 准 尺 读 数 2 ☆
2.5 水准测量外业
1. 水准点 测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称 水准点，用BM（Bench Mark）表示。分永久性 与临时性2种。
永 久 水 准 点 临 时 水 准 点
☆附合水准路线草图☆
n=4 n=3 h=-1.443 2 h=-2.745 3 n=5 h=+4.661
1
n=8 h=+8.364
39.833m
BM1
BM2 48.646m
2.6水准测量的检核方法和精度要求
1. 计算检核： 一测站观测1次时：
a b h HB H A h
限差为：
山地 平地
f h容 12 n f h容 40 L
式中 ：L为路线的总长度（公里为单位）。 n为路线上总测站数，闭合差容许值的单位为毫米。
(2)闭合水准路线
从水准点BMA出发，沿 环线逐站进行水准测量，经 过各高程待定点，最后返回 BMA点，称为闭合水准路线。 限差同符合水准路线。 (3)支水准路线 若从一水准点出发，既没有 符合到另一水准点，也没有闭合 到原来的水准点，就称其为支水 准路线。
hAB = a-b b正=a"－ hAB正
a"
b正 B
A
微 倾 螺 旋
视线对准正确读数时，气泡必偏歪，用校正针拨校正 螺丝使符合水准管气泡居中。 具体操作应注意：先松左 右校正螺丝，然后一松一紧上下的校正螺丝，使气泡居中。
2.8 水准测量误差的分析
水准测量的误差包括水准仪本身的仪器误差、人为的观测误差 以及外界条件的影响三个方面。
☆水准尺与 尺垫☆
2.4 水准仪的使用
1. 测站安置 (1)安置仪器 (2)粗略整平（粗平） 2. 瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并消除视差 3. 精平与读数 精平 读数
☆用圆水准器进行粗平☆
左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。
两手相对转动
粗平的另一种操作法
a b h
2
一测站观测2次时：
2. 测站检核： (1)变动仪器高法： 在同一测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高 差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高度重 新安置，再测一次。两次测量高差之差不大于6mm （对于等外水准测量）。 (2)双面尺法 ： 在同一测站，仪器高度不变，黑面测得高差与红面测 得高差应相等，其较差应在允许 范围之内。