建筑施工测量 第二节 水准测量与水准仪

二、水准仪的使用
2.照准
就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清 目标和十字丝，并消除视差 。
照准转点或是水准点上的水准尺
二、水准仪的使用
2.照准
就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清 目标和十字丝，并消除视差 。
望远镜对准天空(或明亮背景) 旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。
二、水准仪的使用
含义：水准测量施测时所经过的路线，称为水准路线。 布设要求：水准路线应尽量沿公路、大道等平坦地面布设， 以保证测量精度。水准路线上两相邻水准点之间称为一个 测段。 布设形式：
1、单一水准路线 2、水准网
2.水准点和水准路线 （2）水准路线 单一水准路线布设形式
2.水准点和水准路线
1.闭合水准路线
3）望远镜的构造及成像和瞄准原理
调焦
螺旋
调焦
物镜
透镜
竖 丝
上丝
横丝
下丝
望远镜的十字丝
目 镜
视准轴
望远镜的构造
2.水准仪的构造
3）望远镜的构造及成像和瞄准原理
倒像望远镜成像原理
•放大倍数 ——V=β÷α •DS3水准仪——V=28
2.水准仪的构造 3）望远镜的构造及成像和瞄准原理
瞄准 原理
•旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰 •望远镜对准标尺 •旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰
如下图，已知A点的高程为HA，只要能测出A点至B点的 高程之差，则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
1、高差法
测量前进方向
水平视线
a
后视读数
A
前视读数 B
HA
（已知）
大地水准面
A、B两点间高差hAB为： hAB a b hAB = 后视读数–前视读数
圆水准器粗平，视准轴相对于水平面有微小倾斜角
无补偿器时水准尺上读数设——a’ 物镜与目镜间补偿器使进入十字丝分划板光线偏转α
正确读数光线经补偿器后通过十字丝分划板横丝
读出视线水平时的正确读数a
三. 自动安平水准仪 2. 自动安平补偿器的结构
三. 自动安平水准仪 3. 自动安平水准仪的使用
a
A
B
b
此类方法应重复利用单站水准测量原理观测，即称为 “连续水准测量”。以“普通水准测量”为例。
3.普通水准测量施测
1）观测方法 (1) 在 已 知 高 程 的 水 准 点 BMA 和 转 点
TP1上立水准尺，然后在测站上安置水 前进方向
准仪；
后视点 A
HA
前视点
TP1 h1
Ⅰ
大地水准面
B hAB
1.水准尺和尺垫 A尺（主尺）——黑面分划0～3m，红面分划4.687m ～ 7.687m B尺（辅尺）——黑面分划0～3m，红面分划4.787m ～ 7.787m
1.水准尺和尺垫
A、B尺黑面注记的零点为0m,红面注记的零点差为0.1m
尺身为整分米注记刻度，使用水准尺前一定要认清刻划 特点。
1.水准尺和尺垫
尺垫是供支承水准尺和传递 高程所用的工具。
作用:作为转点，临时传递 高程。
测量中应注意：防止尺垫 下沉和变位。
水准尺支点 水准尺支点
2.水准仪的构造 1）水准仪的等级
DS05, DS1, DS3, DS10, DS20.
大地
水准仪
每千米水准往返测量的 高差中误差，以毫米计
精密水准仪
普通水准仪
2.水准仪的构造 常见水准仪
建筑施工测量备课课件
第二节：水准测量与水准仪
主要内容
一 一、水准测量原理与连续水准测量 二 二、水准尺和水准仪
三、水准测量的外业观测和内业计算
四、电子水准仪
第一节 水准测量原理与连续水准测量
一、高程测量的方法
常见的高程测量的方法有： 1.水准测量; 2.三角高程测量; 3.GPS高程测量; 4.气压高程测量。
后视点 TP1 Ⅱ
h2
A
h1
Ⅰ
HA
大地水准面
B
hAB HB
连续水准测量
3.普通水准测量施测 1）观测方法
(5)重复上述过程,连续观测、记录，至终点B结束。
前进方向
TP3
1.743
1.436
TP2
TP1
Ⅱ
A
h1
Ⅰ
H
A
h2
大地水准面
B
HA
B
H
B
连续水准测量
3.普通水准测量施测 前进方向
二、水准仪的使用
3.精平
管水准气泡偏离中点较大时， 旋转微倾螺旋（旋转方向与 左侧半抛物线气泡移动方向 相同）；
同时从仪器侧面观测管水准 气泡的移动，使其大致居中；
再从管水准器观察窗口查看 符合情况。
二、水准仪的使用
4.读数
就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝 在尺上读数 。
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。
3.支水准路线
TBM2
TBM1
TBM2
TBM1
BM.A
TBM3 BM.A
TBM4
2.附合水准路线
BM.B TBM3
BM.A
TBM2
TBM1
结合“水准测量原理”思考以下问题： 当两点地势起伏较大时，如何测量高差？
B
b a
A
题
结合“水准测量原理”思考以下问题： 两点相距较远时，如何测量高差？
视距长>150m
就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡 居中，目的是使仪器竖轴处于铅垂位置， 视线概略水平。
二、水准仪的使用
1.粗平
就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡 居中，目的是使仪器竖轴处于铅垂位置， 视线概略水平。
3
3
3
1
2
a
1
2
b
1
2
c
二、水准仪的使用
1.粗平： 左手拇指规则：气泡移动的方向与左手拇指旋
转脚螺旋的方向一致。
前进方向
2.036 1.547 后视点
后视点 A
前视点 TP1 Ⅱ
h1 Ⅰ
HA
前视点 TP2
大地水准面
B hAB
HB
连续水准测量
3.普通水准测量施测 1）观测方法 (4)在Ⅱ站上重复Ⅰ站操作步骤,读取前、 后视尺上读数,并记录手册,计算高差；
后视读数 1.743
前进方向
前视读数 前视点 1.436 TP2
就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝 在尺上读数 。
黑面读数
a=1274mm
红面读数
b=5958mm
二、水准仪的使用
4.读数
就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝 在尺上读数 。
水准仪读数实例
a
0.7b25
c
0.725m
6.252m
1.477m
二、水准仪的使用
4.读数
就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝 在尺上读数 。
四等、普通、 工程水准测量
2.水准点和水准路线 ➢ （1） 水准点 ➢ 为了统一全国高程系统和满足科学研究、各种比例尺 测图和工程 建设的需要，测绘部门在全国各地埋设了许 多固定的测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高 程，这些标志称为水准点，一般用BM(Bench Mark)表示。 ➢ 水准点是测区的高程控制点，点位受法律保护,对于高 等级的水准点成果要去当地测绘部门查询。 ➢ 一般缩写为“BM”
二、水准仪的使用
4.读数
就是在视线水平时，用望远镜十字丝的横丝 在尺上读数 。
读数（精确整平） 仪器精确整平后，即可用十字丝 横丝（即中丝）在水准尺上读数。 读数按由小到大的方向，读出米、 分米、厘米、并仔细估读毫米数。 读数记录一般均不加小数点，读 记四位数，以毫米为单位。
二、水准仪的使用
4.读数
自动安平水准仪的使用与一般水准仪不同之处为 不需要“精平”这一项。
第三节 水准测量的外业和内业计算
1.国家水准测量等级的划分
国家水准测量从高级至低级分为四个等级：
一等
水准测量
二等
水准测量
三等
水准测量
四等
水准测量
在国家水准测量的基础上，根据工程的不同需要还可 布设等外水准测量和普通水准测量，不同的等级采用不 同的水准仪和不同的方法的进行测量。
2.照准
就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清 目标和十字丝，并消除视差 。
望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋 使标尺像清晰
二、水准仪的使用
消除视差的方法
1.调节目镜螺旋使十字丝清晰；
2.反复调节物镜对光螺旋使目标与十字丝平面重合，眼睛上下 观察两者没有错动现象为止。
二、水准仪的使用
3.精平
就是慢慢转动微倾螺旋，使符合水准气泡 的影象符合。
“1956年国家高程基准”
根据青岛验潮站从1953年至1979年的验潮资料，确定黄海 的平均海水面作为高程零点，据此测定青岛原水准原点的高程为 72.260m，这个高程零点和原点高程称为:
“1985年国家高程基准”
一、水准测量原理
水准测量
是利用水准仪提供的水平视线，在竖立于两
基本原理：
点的水准尺上读数，以测定两点间的高差，从而 由已知点的高程推算未知点的高程。
表 国家水准测量等级的划分
项目
每千米水准测量高 差中误差（mm)
物镜有效孔径
望 不小于（mm)
远
镜
放大倍率
不小于（倍）
DS05 ±0.5
42 55
水准仪等级
DS1
DS3
±1.0
±3.0
38
28
47
28
DS10
水准管分划值
10/2mm
10/2mm
20/2mm
主要用途
一、二等水准 二、三等水准
测量
测量
二、水准测量和三角高程测量的适用范围
水准测量一般适用于平坦地区； 三角高程测量适用于山区； 高精度的高程测量一般采用水准测量的方法进行。 （GPS高程测量将在以后的课程中学习）
学习导入：高程测量概述
三、国家高程基准
根据青岛验潮站从1950年至1976年的验潮资料，确定黄海 的平均海水面作为高程零点，据此测定青岛原水准原点的高程为 72.289m，这个高程零点和原点高程称为:
请看视 频：水 准测量 操作
三. 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
三. 自动安平水准仪
1. 自动安平水准仪的原理
视准轴水平时，水准尺上的正确读数——a
2.水准仪的构造
2）微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。
望远镜 水准器
基座
2.水准仪的构造
2）微倾式水准仪的构造
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
DS3水准仪
2.水准仪的构造
视差：标尺像没成在十字丝分划板上引起读数误差。 消除：望远镜对准天空(或明亮背景)。
2.水准仪的构造 4）水准器
管水准器
圆水准器
水准仪的技术操作：
粗平
精平
照准
读数
二、水准仪的使用
1.粗平
就是通过调整脚螺旋，将圆水准气泡 居中，目的是使仪器竖轴处于铅垂位置， 视线概略水平。
二、水准仪的使用
1.粗平
➢用“ ”符 号表示。
2.水准点和水准路线 ➢ （1） 水准点 ➢ 水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常为凸起的 半球面, 用于放置水准尺。 ➢ 国家等级水准点：须按要求设置永久性固定标志； ➢ 四类水准点标石：
基岩水准标石、基本水准标石、普通水准标石、墙 角水准标志。
2.水准点和水准路线 （1） 水准点
要测算地面上两点间的高差，所依据的就是 一条水平视线，如果视线不水平，上述公式不成 立。因此，视线必须水平，是水准测量中要牢牢 记住的操作要领。
第二节 水准尺和水准仪
1.水准尺和尺垫 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。
电子水准仪所用的叫条 码尺。
1.水准尺和尺垫 双面水准尺分为A、B尺（主尺与辅尺），称为一对 每把尺均有黑、红两面分划与注记
待定点B高程HB为： HB=HA+hAB
b
hAB HB
（待定）
一、水准测量原理
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，从图中可以看出：
前进方向
视线高 B点高程
Hi=HA+ a HB=Hi- b a
水平视线
Hi A
b B
HA
（已知）
大地水准面
HB
（待定）
永久性地面水准点标志 永久性墙上水准点标志
2.水准点和水准路线 （1） 水准点
永久性水准点标志 永久性水准点标志
2.水准点和水准路线 （1） 水准点
等外水准点：可在地面上打人木桩，或在坚硬的岩石、 建筑物上设置固定标志，并用红色油漆标注记号和编 号。
临时性水准点标志
2.水准点和水准路线
（2）水准路线
HB
连续水准测量
3.普通水准测量施测 1）观测方法 (2)瞄准点A上水准尺(后视尺)，精平读数,
并记录手册,同样再瞄准 TP1上水准尺，
精平读数,也记录手册;并计算两点间高差。
前进方向
2.036 1.547 前视点
后视点 A
TP1
h1 Ⅰ
HA大地水准面Fra bibliotekB hAB
HB
连续水准测量
3.普通水准测量施测 1）观测方法 (3) 第 Ⅰ 测 站 测 完 后 , 将 水 准 仪 搬 至 Ⅱ 站 点,A点水准尺移至TP2上立尺， TP1上水 准尺原地不动,只需翻转即可;