水准仪使用教程

知点高程推求未知点高程。a
如图：
A
高差法 hAB = a – b HB = HA + hAB
Hi
视线高法 Hi= HA+ a
HA
HB= Hi-b
前进方向 大地水准面
当a > b时，hAB 为正，B高于A ；
当a < b时， hAB 为负，B低于A。
Bb hAB
HB
高差法：利用高差计算高程。
（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）
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。
水准点
9、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。 返回
普通水准测量
当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测 定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到 起终两点间的高差。
如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 hAB= h1+h2+h3+h4
前进方向
A
1
2
h1 1.575 n1 8 L1 1.0km
h2 2.036 n2 12 L2 1.2km
3
h3 1.742 n3 14 L3 1.4km
B
h4 1.446 n4 16 L4 2.2km
附合水准测量成果计算表
测段 点名
距离 测站数 实测高差 改正数
km
m
m
改正后 的高差
高程测量可分为：
1.水准测量 2.三角高程测量 3.物理高程测量 4.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。本章重点 介绍水准测量的原理、水准仪的基本构造和使用、水准测量外 业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。
水准测量原理
利用水准仪提供水平
视线，读取水准尺的读数，
测定两点间的高差，由已
fh fh允 ，故精度符合要求。
3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其 符号与往测相同）
hA1 (1.375
注意：读数前必须精平，
精平后立即读数。
13 12
11
二、一个测站的水准测量工作
1、安置仪器于AB之间，
立尺于A、B点上；
a
b
2、粗略整平；
B
3、瞄准A尺，精平、读数a， A
记录1.568m；
4、瞄准B尺，精平、读数b，
记录1.471m； 5、计算：hAB = a – b = 1.568-1.471=0.115m
1.235
1.672
1.431
2.074
6.406
5.998
∑a－∑b＝0.408
-0.307 +0.233 -0.402 0.408
高程 （m） 123.446
124.330
124.023
124.256 123.854 0.408
备 注
已知
一、测站检核
目的：保证前后视读数的正确。 方法：变动仪器高法、双面尺法 1、变动仪器高法
（3）基座
组成
轴座：承托仪器上部 脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中 连接板：连接三脚架
轴座
脚螺旋 连接板
二、水准尺和尺垫
1、水准尺 塔尺 ：可以伸缩，一般全长3m、
5m，用于等外水准测量。 双面尺：不可伸缩，一般全长3m，
用于三、四等水准测量。
2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用， 防止点位移动和水准尺下沉。
塔尺 返回
双面水准尺的两面均有刻划，一面为黑白分划，称为“ 黑面尺”（也称主尺）；另一面为红白分划，称为“红 面尺”。 通常用两根尺组成一对进行水准测量。两根尺的黑面尺 尺底尺均从零开始，而红面尺尺底，一根从固定数值 4.687m开始，另一根从固定数值4.787m开始，此数值称 为零点差（或红黑面常数差）。水平视线在同一根水准 尺上的黑面与红面的读数之差称为尺底的零点差，可作 为水准测量时读数的检核。
使视准轴处于水平位置。
①圆水准器
作用：粗略整平 结构：如图所示 精度：一般为
8＇~ 10＇/2mm （气泡中心偏离零点2mm
所对的圆心角）
②管水准器
作用：精确整平 结构：如图所示 精度：一般τ= 20″/2mm 水准管的分划值τ：
气泡中心偏离零点2mm 所对的圆心角。
公式： 2
R
分析： R越大，τ越小，灵敏度越高。 DS3 : R=20.6265米 τ=20″
用fh允表示。 等外水准测量要求：
平地： fh允≤±40 （mm）L L—水准路线的长度，单位km。
山地： fh允≤±12 （mm）
n—水准路线的测站数。
n
要求： fh≤ fh允
3、不同形式水准路线fh的计算
附和水准路线：
∑h测=h1+h2+h3+ ······+ hn ∑h理=H终 – H始 fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h测-（H终 – H始）
水准仪使用教程
§2.1 水准测量原理 §2.2 DS3水准仪和水准测量的工具 §2.3 水准仪的操作步骤 §2.4 普通水准测量方法 §2.5 水准测量的内业计算 §2.6 水准仪的检验与校正 §2.7 水准测量的误差及注意事项 §2.8 其他水准仪简介
高差是确定地面点位的三要素之一，一般是 通过测量高差进而求得点的高程。
在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两
次测出高差；等外水准测量其差值|Δh |≤ 6mm，
取其平均值作为最后结果。
2、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零
点差检核观测质量。
二、计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。
检核条件： a b h H B H A
如上表所示： a b （6.406 5.998) 0.408m
视线高法：利用视线高计算高程。
（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）
水准测量所使用的仪器、工具： 水准仪 水准尺 尺垫
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DS3水准仪和水准测量工具
一、水准仪
1、按水准仪的等级分
DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20
D—大地测量仪器；S—水准仪 数字 — 表示仪器的精度，即每公里往、返测得 高差中数的中误差（mm）。
• 闭合水准路线：
∑h测= h1+h2+h3+ ······+ hn fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h测
• 支水准路线：
∑h理= 0
∑h测= ∑h往+ ∑h返
∑h理= 0
fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h往+ ∑h返
返回
水准测量的内业计算
一、附合水Βιβλιοθήκη Baidu路线的内业计算
如图为一附合水准路线： A、B为已知水准点，HA =65.376m ， HB =68.623m 点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、 距离见下图：
h 0.408m
HB H A 123.854 123.446 0.408m
等式条件成立，说明计算正确。
三、成果检核
水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线； 在水准测量的施测过程中，测站检核 只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限； 计算检核只能发现每页计算是否有误； 对一条水准路线来讲必须进行成果检核。
闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。
三、支水准路线成果计算 (HA=186.785m)
1、计算闭合差：
fh h往 h返
1.375 1.396 0.021m
2、检核：
n = 16站
A hA（1 往） 1.357m
1
hA（1 返） 1.396m
fh允 12 n 12 16 48mm
m
高程 m
备注
12 3 4
5
6
7
8
9
A
65.376 已知
1
1.0 8 +1.575 -0.012 +1.563
1
66.939
2
1.2 12 +2.036 -0.014 +2.022
2
68.961
3
1.4 14 -1.742 -0.016 -1.758
3
67.203
4
2.2 16 +1.446 -0.026 +1.420
40 5.8 96mm
fh fh允
故其精度符合要求。
3、计算改正数 分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并
反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。
按距离： vi fh l li
按测站数： vi fh n ni
以第1测段为例，测段改正数为：
v1 fh l l1 (0.068 5.8) 1 0.012m
a2
a4
b4
a3
a1 b1
b2
b3
A
TP2
TP3
TP1
B
A、B两点高差计算的一般公式：hAB=
n
hi
= n（ai bi）
i 1
i 1
n—为测站数
例：
前进方向
2.142
1.258 0.928
1.664 1.235
1.672 1.431
2.074
B
A
TP3
Ⅰ
TP1
Ⅱ
TP2
Ⅲ
Ⅳ
HA=123.446m HB
检核： HB(算） HB（已知） 66.623m
否则说明高程计算有误。
二、闭合水准路线成果计算
1、计算闭合差： fh h测
2、检核：
fh fh允
3、计算高差改正数：
vi fh l li
vi fh n ni
4、计算改正后高差：hi改 hi vi
5、计算各测点高程：H i H i1 hi改
注意：瞄准时应消除视差。 视差：当目镜、物镜对光不够精细时，目标的影像
不在十字丝平面上，以致两者不能同时被看清。 消除方法：仔细进行目镜、物镜调焦。
4、精确整平 目的：使水准管气泡居中，视准轴精确水平。 方法：调节微倾螺旋，使气泡影像符合。
5、读数 用十字丝横丝在水准尺
上按从小到大的方向读数， 读取米、分米、厘米、毫 米（估读数）四位数字。 如图的读数 1245， 即1.245m。
检核： v fh
4、计算改正后高差
hi改 hi vi
检核： hi改 H B H A
以第1测段为例，改正后的高差为：
h1改 h1测 v1 1.575 0.012 1.563m
5、计算高程
H i H i1 hi改
如： H1 H A h1改 65.376 1.563 66.939m
即B点比A点高0.115m。
hBA = – hAB= – 0.115m，即 A点比B点低0.115m。
三、概念
1、测站：测量仪器所安置的地点。 2、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。 3、后视：水准路线的后视方向。 4、前视：水准路线的前视方向。 5、视线高程：后视高程+后视读数。
6、视距：水准仪至标尺的水平距离。
水准仪的操作步骤 一、操作步骤
1、安置仪器 高度适中、架头大致水平，固定仪器。
2、粗略整平 目的： 使圆水准气泡居中， 视准轴粗略水平。 方法(如图所示)：
☆用圆水准器进行粗平☆
通过水准器零点与1、2 两脚螺旋连线的垂线上
两手相对转动
左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。
3、瞄准水准尺 目的：使目标和十字丝成像清晰。 方法：① 初步瞄准（用准星对准目标） ② 目镜调焦（使十字丝清晰） ③ 物镜调焦（使目标成像清晰） ④ 精确瞄准（使纵丝对准目标）
1、水准路线的布设形式
附合水准路线（见图1）
闭合水准路线（见图2）
支水准路线（见图3）
BMA
1 2
3
4
BMA BMB
BMA
图1
2
1
3
图3
1
2
3
4 图2
2、检核的主要内容
闭合差：观测值与理论值的差值。
高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；
用fh表示，即 fh=∑h测 - ∑h理 限差：《规范》规定的的高差闭合差的允许值；
大地水准面
注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观 测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。
测 站
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 计算 检核
点号
A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 B
Σ
普通水准测量手簿
水准尺读数
高差
后视（a） 前视（b） （m）
2.142
1.258
+0.884
0.928 1.664
Σ
B
5.8
50
+3.315 -0.068
+3.247
68.623
已知
辅助 fh 68mm
计算 fh允 40 5.8mm 96mm
L 5.8km
fh L 12mm
1、计算闭合差：
fh h (HB HA)
3.315 (68.623 65.376)
0.068m
2、检核：
fh允 40 Lmm
2、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。
水准仪的作用是提供一条水平视线； 工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器
标称精度为±3mm/km。
水
准 仪 分 类
微 倾 水 准
仪
激光水准仪
自动安平水准仪
数字水准仪
2、DS3型水准仪的构造 主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。
目镜
对光螺旋
准星
缺口 水目准镜管
微倾螺旋
物镜 微动螺旋
制动螺旋
脚螺旋 三脚架
水准管 圆水准器 圆水准器校正螺钉
（1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数； 由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、 调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。
视准轴：物镜中心 与十字丝交点的连线。
（2）水准器
水准器的作用：整平仪器，