水准测量原理和方法
第四单元 水准测量原理及方法
普通水准测量记录表
测 点 A 标尺读数（m） 后 前视 视 1.851 1.268 0.672 0.718 ZD3 1.219 B Σ 计 算 检 核 5.358 1.581 0.346 3.867 2.209 0.718 0.873 50.618 51.491 0.583 0.753 ZD2 0.863 51.336 高 + 差 – 高 程 （m） 50.000 50.583 备 注 HA=50.000m
第二单元
水准测量原理及方法
一、水准测量原理 二、水准仪与水准尺 三、水准仪的技术操作 四、普通水准测量 五、四等水准测量
一、水准测量原理
水准测量的基本测法是：在下图中，已知 A点的高 程为HA，只要能测出A点至B点的高程之差，简称高差 hAB。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
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：
视线高Hi=HBiblioteka + aHB=Hi- b
Ｂ点高程
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。
12 11 10
13 14 15
16
1.微倾螺旋；2.分划板护罩；3.目镜；4.物镜调焦螺旋；5.制动螺旋；6.微动螺旋； 7.底板；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.连接小螺钉；16.轴座
自动安平水准仪的构造示意图
自动安平水准仪与普通光学水准仪大致相同，但由于采用了摩擦制动技 术，所以在构造上没有制动螺旋；另一方面仪器采用了自动补偿，这使得仪器 能够使视准轴实现自动水平。使用时为了确保自动补偿器能够起到补偿作用， 整平圆水准气气泡之后，在读数之前只要按一下掀钮，若标尺影像上下稍微摆 动，最后十字丝横丝恢复原来位置，则补偿器处于正常工作状态，视线水平， 就可以读数了，因此大大提高了观测速度和观测精度。
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
水准测量方法原理
⼀、⽔准测量原理测定地⾯点⾼程的测量⼯作，称为⾼程测量，根据仪器不同分为⽔准测量，三⾓⾼程测量，⽓压⾼程测量。
⽔准测量原理是利⽤⽔准仪提供⼀条⽔平线，借助竖⽴在地⾯点的⽔准尺，直接测定地⾯上各点间的⾼差，然⽽根据其中⼀点的已知⾼程，推算其他各点的⾼程。
⼆、⽔准仪和⽔准尺⽔准测量所⽤的仪器有：⽔准仪，⽔准尺和尺垫三种。
DS３型微倾⽔准仪由望远镜，⽔准器和基座等部件构成。
⽔准尺有双⾯⽔准尺和塔尺两种。
尺垫⽤于⽔准测量中竖⽴⽔准尺和标志转点。
使⽤微倾⽔准仪的基本*作程序为：安置仪器、粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。
三、⽔准测量⽅法为了统⼀全国的⾼程系统、满⾜各种⽐例尺测图、各项⼯程建设以及科学研究的需要，在全国各点埋设了许多固定的⾼程标志，称为⽔准点，常⽤“BM”表⽰。
⽔准点有永久性和临时性两种。
⽔准测量通常是从某⼀已知⾼程的⽔准点开始，引测其他点的⾼程。
在⼀般的⼯程测量中，⽔准路线主要有三种形式：闭合⽔准路线，附合⽔准路线，⽀线⽔准路线。
⽔准测量的⽅法和记录。
⽔准测量的测站检核⽅法有变动仪⾼法和双⾯尺法。
四、⽔准测量成果计算计算⽔准测量成果计算时，要先检查野外观测⼿簿，计算各点间⾼差，经检核⽆误，则根据野外观测⾼差计算⾼差闭合差。
若闭合差符合规定的精度要求，则调整闭合差，最后计算各点的⾼程。
五、微倾⽔准仪的检验与校正微倾⽔准仪有四条轴线，轴线应满⾜的条件：园⽔准器轴∥仪器竖轴、⼗字丝横丝⊥仪器竖轴、⽔准管轴平⾏于视准轴。
五、⽔准测量误差及其消减⽅法⽔准测量误差包括：仪器误差、⽔准尺误差、⽔准管⽓泡居中误差、读数误差、视差影响、⽔准尺倾斜误差、仪器和尺垫下沉、地球曲率和⼤⽓折光的影响、温度的影响等。
六、精密⽔准仪和⽔准尺精密⽔准仪是能够提供⽔平视线和精确照准读数的⽔准仪。
主要⽤于国家⼀、⼆等⽔准测量和⾼精度的⼯程测量中。
如国产DS１型精密⽔准仪。
七、⾃动安平⽔准仪和激光扫平仪⾃动安平⽔准仪不⽤⽔准管和微倾螺旋，⽽是在望远镜中设置⼀个补偿装置进⾏⽔平调整。
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。
第四章 水准测量
1 h (h1 h2 ) 2
38
双面尺法记录、计算
水准尺读数(m)
测站 点号 A 后视 1.125 ① 5.911 TP.1
④
高差 ( h ) 前视
平均 高差
高 程（H） 10.000m
1
0.876 5.561
② ③
①--②
+0.249m
④--③
+0.350m --0.100 m
4.水准测量的等级
分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）
3
§ 4-1 水准测量原理
一、 水准测量的原理
要求：测量A、B两点间的高差h
思路： 在A，B上竖立标尺， 用水准仪构筑一条水平视线 该视线在两尺上截得读数a
和b则B比A高出
hAB=a-b 注：高差h有正有负
4
二、水准测量的方法
1.高差法
§ 4-2 水准测量的仪器和工具
•DS3意义
D:大地测量
S:水准仪 3:每公里往、返测得高差中数的偶然中 误差值
14
15
16
尚未符合
符合气泡符合
17
一、 水准仪的构造
由望远镜、水准器和基座构成
(一) 望远镜
竖 丝 横丝
上丝 下丝
望远镜的十字丝
18
(二)水准器
1、圆水准器 ①功能：用于仪器的粗略整平； ②水准器的零点: 圆形分划圈的 中心 ③分划值： 8′/2mm——10′/2mm来自27.954 28.371
1.256
∑5.656 －5.214 ＋0.442
0.575
∑1.335 －0.893 ＋0.442 ∑－0.893
27.796 27.796 －27.354 +0.442
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
水准测量计算范文
水准测量计算范文水准测量是测量地面高程或垂直高差的一种常用测量方法，广泛应用于土木工程、建筑工程和地理测量等领域。
水准测量通过在地面上设置水准仪，通过观测水平仪的刻度来确定点之间的高差。
下面将详细介绍水准测量的原理和计算方法。
一、水准测量原理水准测量基于大地水准面理论，在水平方向上保持水准仪观测到的水平线与水平线之间的高程差。
在进行水准测量时，需设置测量起点，即基准点，并通过一系列测量点来获取高差。
测量过程中，使用自准仪或者自动水准仪来观测水平线，以确保观测结果的准确性。
二、水准测量计算方法1.高程差计算在水准测量中，常使用高程差公式计算不同点之间的高差：H=(S1-S2)+(S3-S4)+...其中，H为高程差，S1、S2、S3、S4为不同点的观测读数。
高程差是通过将每个点的观测读数相加得到。
2.闭合水准测量计算闭合水准测量用于确定测量回路中的误差。
闭合水准测量计算公式如下：ΣΔH=Σ(S2-S1-B)其中，ΣΔH为闭合水平误差，Σ(S2-S1)为回路起点至终点的高程差总和，B为测站点的回路平差值。
通过计算ΣΔH可以确定闭合水准测量的误差情况。
3.高程差改正计算在水准测量中，由于大气压力、温度等因素的影响，观测到的读数可能存在误差。
为了消除这些误差，需进行高程差改正。
高程差改正计算公式如下：Dh=A×L其中，Dh为高程差改正值，A为高差系数，L为测线长度。
高差系数是由高差改正表或系数表提供的。
4.平差计算为了更准确地确定起始点的高程，在进行水准测量时，可以进行平差计算。
平差计算可以采用最小二乘法进行。
最小二乘平差计算公式如下：V=∑(N-H)²其中，V为平差值，N为观测读数，H为校正值。
通过最小化观测读数与校正值之间的差距，可以得到更准确的高程测量结果。
5.水准仪校验计算为了确保水准仪的观测结果准确可靠，需进行水准仪校验。
水准仪校验计算可通过观测弹簧线来进行。
观测弹簧线的方法可以参考水准仪手册。
水准测量-水准测量的原理及计算公式
【例题3】已知A点高程HA=423.518m，要 测出相邻1、2、3点的高程。水准测量时， 先测得A点后视读数a=1.563m，接着在各 待定点上立尺，分别测得前视读数 b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。 试求未知点1、2、3的高程H1、H2、H3分 别是多少？并绘草图。
解： A、B两点间高差hAB为： hAB=a-b=1.571-0.685= +0.886(m) B点高程HB为： HB=HA+hAB=452.623+(+0.886)
=453.509(m)
草图如下：
【例题2】已知A点桩顶标HA=±0.00， 后视A点读数a=1.217m，前视B点读数 b=2.426m。求B点对于A点高差hAB以 及B点标高 HB。并绘草图。 解：B点对于A点高差为：
b B
hAB
HB
此图形要思考以下内容: ▲已知点和未知点的高程是哪种? ▲水准面可以用水平面代替吗? ▲水准仪架设位置有什么要求? ▲水准仪架设的高低跟读数和高差有关吗? ▲读数大小跟点位高低的关系? ▲高差跟两边读数的差值有关? ▲三对名词：后视点与前视点；后尺与前尺； 后视读数与前视读数。
2、计算公式
草图如下：
（1）、高差法
hAB=a－bຫໍສະໝຸດ （2-1）HB= HA + hAB
（2-2）
这种通过计算高差来计算未知点高程的
方法，称为高差法。
说明：通常只求未知点对已知点的高差，
即前视点对后视点的高差hAB，一般不再计算 hBA。
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
水准测量的原理水准测量是一种常用的测量方法，用于测定地表的高程差异。
它的原理基于重力与水平面的平衡关系，通过测量水平线与被测点之间的高差，来确定地面的相对高度。
本文将详细介绍水准测量的原理，以及如何进行实际测量。
水准测量的原理可以简单概括为重力的应用。
根据万有引力定律，地球上的物体受到地心引力作用，载荷由物体上部分的重力对地心的拉力以及物体下部分的重力对地心的压力所平衡。
假设测量点在相同水平线上，通过测量两个或多个点之间的高差，我们可以计算出地面的高程变化，即不同点之间的相对高度。
水准测量通常采用水准仪，它是一种测量仪器，可以用来确定被测点与水平线之间的高差。
水准仪由望远镜、水平气泡、刻度盘等组成。
在进行测量之前，首先需要确定一个基准点，称为起点（B点），并将其高程设置为已知值。
然后，将水准仪安装在起点上，调整水平气泡使其准确水平。
接下来，通过望远镜观测到其他被测点（A点），测量出A点的刻度值（A值），并记录下来。
测量完成后，利用水准测量的基本原理（重力平衡），可以计算出A点与B点之间的高差。
利用起点B的已知高程值，我们可以得到A 点的绝对高程。
这样，我们就实现了对地面高度的测量。
尽管水准测量原理简单，但实际测量中存在一些误差来源，例如大气折射、仪器误差以及观测不准确等。
为了提高测量精度，测量时需采取一系列校正措施。
例如，通过多次观测取平均值来减小仪器误差；使用大气折射修正公式来校正大气折射误差；采用交会测量法来验证观测结果的准确性等。
在实际水准测量中，还需注意一些操作技巧。
例如，测量时应选择平稳的站位，避免仪器晃动影响观测结果。
调整水准仪时应注意水平气泡的准确调整，保证测量精度。
此外，应避免测量过程中的温度变化对仪器和观测结果产生影响。
最后，水准测量在各个领域中都有重要的应用。
在土木工程中，水准测量可以用于测量地面高程，进行高程控制。
在地理学和地质学中，水准测量可以用于确定不同地理区域的高度差异。
建筑工程测量(水准测量)
+0.233
1.672
2.074
-0.402
计算检核
Σ
6.406 5.998
∑a－∑b＝0.408
0.408
0.408
123.446
123.854
水 准 测 量 手 簿
已知
（一）、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： 如上表所示：
二、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； 计算检核只能发现每页计算是否有误； 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； 对一条水准路线来讲必须进行成果检核。
在一般的工程测量中，水准路线布设形式主要有以下三种形式：
A
TP1
TP2
TP3
2.142
B
1.258
0.928
1.235
1.672
2.074
Ⅰ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅲ
HA=123.446m
HB
大 地 水 准 面
前进方向
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
ATP1
TP1TP2
TP2TP3
TP3 B
2.142
1.258
+0.884
0.928
1.235
-0.307
1.664
（2）从仪器箱中取出水准仪，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。
二、粗略整平
通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。
三、瞄准水准尺
（1）目镜调焦 转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。
（2）初步瞄准 通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。
1．附合水准路线
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。
水准测量的原理及应用
水准测量的原理及应用原理在测量工程中，水准测量是一种常见且重要的测量方法。
其原理基于水平面上的相对高度差，通过测量目标点与基准点之间的高程差，来确定地面高程的变化。
水准测量的原理主要包括以下几个方面：1.重力垂直方向：地球的重力场保证了垂直方向的存在。
根据重力场的特性，可以使用悬垂线确定水平面。
2.水平线性：使用水平线仪或水平仪可以确定测量点与参考点之间的水平线。
3.光的传播特性：在水准测量中，通过使用水平尺或水平线仪在测量线上点亮光源，利用光传播的直线性来判断水平面。
4.光学仪器的使用：水准测量通常使用自动水平仪或水准仪进行。
通过读取仪器上的刻度或电子显示来获取测量数据。
应用水准测量的原理被广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 地形测量地形测量是水准测量的重要应用之一。
通过水准测量，可以在地表上建立高程控制点，并确定各地点之间的高度差。
这对于土地规划、地质勘探、建筑设计等方面都有重要意义。
2. 水利工程水利工程中的水准测量可以用于确定水位变化、水坝高程、地下水位等。
这对于水库的设计、水资源管理和防洪工程的规划都非常重要。
3. 道路建设与规划在道路建设与规划中，水准测量被广泛应用于确定道路的纵断面和横断面的高程。
通过测量不同地点之间的高度差，可以确保道路的平坦度和交通的安全性。
4. 建筑工程在建筑工程中，水准测量用于确定建筑物的高度、地基的水平度和基坑的渗水情况。
这对于建筑物的结构稳定性和施工质量的控制非常重要。
5. 地下管线布置水准测量还被应用于地下管线的布置和调整。
通过水准测量，可以确定地下管线的高度差，避免地下管线与地面之间的冲突。
6. 海洋测量水准测量在海洋测量中也有应用，用于确定海洋地质结构的高程和海底地形的变化。
这对于海洋资源的开发和海洋环境的保护具有重要意义。
总结起来，水准测量的原理和应用非常广泛，涵盖了许多工程和科学领域。
通过水准测量，我们可以准确地了解地面的高程变化，从而为各种工程提供基础数据和参考依据。
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。
2水准测量
三、瞄准水准尺
（1）目镜调焦
（2）初步瞄准
（3）物镜调焦
第二节 水准测量的仪器和工具
第二章 水准测量
第三节 水准仪的使用
微倾式水准仪的基本操作程序为： 安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
一、安置仪器
(1)如图所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使气泡沿着1、2连线方向由a移至b。
圆水准器整平
高差法与视线高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。 施测过程中，水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差并无影响。
这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施 工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就 比较方便。
在建筑工程施工测量中，自动安平水准仪的应用也较为广泛。
三、自动安平水准仪
其操作程序为：安置—粗平—照准—读数。
使用自动安平水准仪不仅简化了操作，提高了速度，同时对由于水准仪整置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉等原因的影响，也可以由补偿器迅速调整而得到正确的读数，从而提高了观测的精度。
应当注意的是，自动安平水准仪的补偿范围是有限的，当视线倾斜较大时，补偿器将会失灵。在使用前应对圆水准器进行检校。在使用、携带和运输的过程中，要严禁剧烈震动，防止补偿器失灵。
从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零，即
（1）塔尺 如图a
二、水准尺和尺垫
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.187 1.495
B
TP1
TP2
BMA
测 站 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 测点
BMA TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 B
水准尺读数 后视（a） 2.036 0.869 1.495 1.256
∑5.656 －5.214 ＋0.442
高差（m） ＋ 0.918 0.318 0.417 0.575
7
－3.397
0.004
－3.393
55.125 Leabharlann 1.732已知点32
－0.017
0.017
0
水准测量
3.6水准仪的检验与校正 3.6.1水准仪应满足的几何条件 为了保证仪器提供一条水平视线，水准仪的四条主要 轴线：望远镜视准轴ZZ、水准管轴LL、圆水准器轴L′L′ 和仪器竖轴VV
应满足以下条件：
实测高差hi(m)
高差改正数vi（ m）
改正后高差 h 改 (m)
高程H(m)
备注
BMA
1 2
11
8 6
－1.352
2.158 2.574
0.006
0.004 0.003
－1.346
2.162 2.577
51.732
50.386 52.548
已知点
3
BMA ∑
7
－3.397
0.004
－3.393
55.125
已知点
水准测量
⑷计算高差改正数 高差闭合差的调整方法和原则与符合水准路线的方法一样。本例各测段 改正数vi计算如下： v1=-(fh/∑n)×n1=-(-17/32)×11=6mm v2=-(fh/∑n)×n2=-(-17/32)×8=4mm …… 检核 ∑v=-fh=0.017m
点号
测站ni（站 ）
水准测量
3.5.2水准测量成果计算
计算步骤如下（以附合水准路线为例）： ⑴计算实测高差之和 ∑h测与理论高差∑h理＝H终一H始 ⑵计算高差闭合差
f h h测 ( H 终 H 起 )
⑶计算容许闭合差 fh容=±12√n
如果│fh│<=│fh容│ ，则其精度符合要求，可做下一步计算。
⑷计算高差改正数 高差闭合差的调整方法和原则：按与测站数或与距离成正比的分配原则， 改正数的符号与闭合差的符号相反。 每一测站的改正数为： 检核 ∑v=-fh
51.732 已知点
32
－0.017
0.017
0
水准测量
⑸计算改正后高差 h改 各测段观测高差hi分别加上相应的改正数后vi，即得改正后高差： h1改=h1+v1 =-1.352+0.006=-1.346m h2改=h2+v2 =2.158+0.004=2.162m …… hi改=hi+vi 改正后的高差代数和，应等于高差的理论值0，即： ∑h总= 0 如不相等，说明计算中有错误存在。
水准测量 ⑹待定点高程计算 测段起点高程加测段改正后高差，即得测段终点高程， 以此类推。最后推出的终点高程应与该点的已知高程相等。 即： H1=HA+h1总 H2=H1+h2总 …… HA（算）=HA(已知) 计算中应注意各项检核的正确性。
水准测量 对于闭合水准路线计算步骤类似于附合水准路线，以下例说 明其计算步骤： 计算步骤如下：
建筑工程中对水准测量的精度要求，一般规定为：
f h容 40 l 平地 (mm) (2.12) f h容 12 n
山地 (mm) (2.13)
式中fh容为高差闭合差的容许值；L为水准路线长度，以km为单位；n 为水准路线测站数。当地形起伏较大，每1km水准路线超过16个测站时 按山地计算容许闭合差。
⑹、读完数后应再次检查气泡是否仍然吻合，否则应重读。
⑺、记录员要复诵读数，以便核对。记录要整洁、清楚端正。如果有错， 不能用橡皮擦去而应在改正处划一横，在旁边注上改正后的数字。 ⑻、在烈日下作业要撑伞遮住阳光避免气泡因受热不均而影响其稳定性。
水准测量
3.4.4水准测量的检核方法
1测站检核 为了确保观测高差正确无误，须对各测站的观测高差进行检核，这种检 核称为测站检核。常用的检核方法有两次仪器高法和双面尺法两种： ⑴两次仪器高法 两次仪器高法是在同一测站上用两次不同的仪器高度，两次测定高差。 即测得第一次高差后，改变仪器高度约10cm以上，再次测定高差。若两次 测得的高差之差未超过5mm，则取其平均值作为该测站的观测高差。否则需 重测。 ⑵双面尺法 双面尺法是在一测站上，仪器高度不变，分别用双面水准尺的黑面和红 面两次测定高差。若两次测得高差之差未超过5mm，则取其平均值作为该测 站的高差。否则需要重测。
水准测量
3.4.2
水准测量的方法
连续水准测量原因：当高程待定点离开已知点较远或高
差较大时，仅安置一次仪器进行一个测站的工作就不能测
出两点之间的高差。这时需要在两点间加设若干个临时立
尺点，分段连续多次安置仪器来求得两点间的高差。这些
临时加设的立尺点是作为传递高程用的，称为转点，一般
用符号TP表示。
水准测量
水准测量
2.路线检核
虽然每一测站都进行了检核，但一条水准路线是否有错还是没有保证。 例如，在前、后视某一转点时，水准尺未放在同一点上，利用该转点计算的
相邻两站的高差虽然精度符合要求，但这一条水准路线却含有错误，因此必
须进行路线检核。水准路线检核方法一般有以下三种： ⑴附合水准路线 水准路线从已知水准点BM1（起始点）出发，沿着待定点进行水准测量，最 后测到已知水准点BM2（终点），这样的水准路线称为附合水准路线。 ∑h理＝H终一H始
水准测量
主讲人：项霞 四川大学水利水电学院
二零零八年八月
水准测量
第 三 讲
本次授课 目的和要求 本次授课的重 点与难点分析
① 水准测量方法 ② 水准成果计算 ③ 水准仪的检验与校正 ④ 水准测量误差分析
① 水准测量方法 ② 水准仪满足的条件
水准测量 3.4水准测量方法 3.4.1水准点 为了统一全国高程系统和满足科研、测图、国家建设的需要， 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（Bench Mark），常用BM表示。 水准点有: ① 永久点 ② 临时点
水准测量
两次仪器高法： • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 照准后视尺，精平，读数 • 照准前视尺，精平，读数 • 计算高差 • 变动仪器高（升或降大于10cm）再观测 高差互差不大于±5mm时，取平均值
水准测量 双面尺法（黑面、红面）： 用双面尺，每尺均读黑、红面读数 • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 瞄准后视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺红面，精平，读数 • 瞄准后视尺红面，精平，读数 黑面：以零开始刻划 红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从4787开始 红黑面计算高差理论上相差0.1m
∑1.335 －0.893 ＋0.442 ∑－0.893
高程（m）
备注
前视（b） 1.118 1.187 1.078 1.831
∑5.214
27.354
27.796
27.849 －27.354 ＋0.442
计算检核
水准测量
水准测量 3.4.3水准测量注意事项 由于测量误差是不可避免的，我们无法完全消除其影响。但是 可采取一定的措施减弱其影响，以提高测量成果的精度。同时 应绝对避免在测量成果中存在错误，因此在进行水准测量时， 应注意以下各点： ⑴、观测前对所用仪器和工具，必须认真进行检验和校正。
之间的高差：
h1＝2.036-1.547=＋0.489 填入高差栏。 水准测量手薄见表
水准测量
观测要求
（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。
（2）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。
两次仪器高法：高差之差h-h5mm
水准测量
前进方向
h1=-0.318 H1=+0.918 2.036 1.118 TP3 0.869 H1=+0.417 1.078 h1=-0.575 1.256 1.831
⑶支水准路线 由一水准点BM8出发，既不附合到其他水准点上，也不自行闭合，称 为支水准路线 支水准路线要进行往返观测，往测高差与返测高差观测值的代数和∑h往 +∑h返理论上应为零。如不等于零，则高差闭合差为： (8) f h h往 h返
水准测量 3.5水准测量的成果计算
3.5.1水准测量的精度要求
fh ni
各测段的改正数为： vi
fh ni ni
水准测量
⑸计算改正后高差 h改 各测段观测高差hi分别加上相应的改正数后vi，即得改正 后高差： h1改=h1+v1 h2改=h2+v2 …… hi改=hi+vi 改正后的高差代数和，应等于高差的理论值，即： ∑h总= ∑h理 如不相等，说明计算中有错误存在。
⑴圆水准器轴L′L′应平行于竖轴VV； ⑵水准管轴LL应平行于视准轴ZZ；
⑶十字丝横丝应垂直于仪器竖轴VV。
仪器出厂前都经过严格检查，均能满足条件， 但经过长期使用或某些震动，轴线间的关系会受
f h h测 ( H 终 H 起 )
(4)
实测的高差与已知高差一般不可能完全相等，其差值称为高差闭合差fh:
(5)
水准测量
⑵闭合水准路线 由BM5出发，沿环线进行水准测量，最后回到原水准点BM5上，称为 闭合水准路线。 路线上各点之间高差的代数和应等于零，即： ∑h理＝0 (6) 如不等于零，则高差闭合差为： f h h测 (7)
点号 测站ni （站） 实测高差hi(m) 高差改正数 vi（m） 改正后高 差 h改 (m) 高程H(m) 备注 已知点