水准测量原理和方法
说明水准测量的原理
说明水准测量的原理
水准测量是一种公认的测量方法，用于确定两点之间的高程差。其基本原理是根据重力定律，利用标准高度确定基准面，并通过测量各点相对基准面的高程差来确定各点的高程。水准仪是进行水准测量的主要工具，其结构和原理比较复杂，但仍然是非常常用的。
水准测量原理中最关键的是找到测量线的基准面。在水准测量中，基准面是用来表示高程的标准面。基准面通常被定义为一个水平面，它被定义为零高程。确定基准面的主要方法是使用高度标尺，这些标尺是第一次使用时在配备了已知精度的高水准点的位置上精确测量的。高水准点通常是长时间观察，并配备了高度标尺，用于确定该点的高度。在测量中，将仪器放置在高水准点上，然后对该点进行校准，以便将仪器标定为水平或零高程。然后，移动水准仪到研究区域中要进行测量的下一个点，通过水平仪进行校准，测量该点的高度。
在进行水准测量时，需要考虑许多因素，包括温度、大气压等热力因素。水准仪的细节因素，如杆子和气泡等，也可能会影响测量结果。因此，在使用水准仪进行测量之前，需要对仪器进行校准和调试，以确保测量结果的准确性。
水准测量通常涉及到从一个基准面到一个目标表面的高度测量。为了确定目标表面相对于基准面的高度，必须进行两个测量。水准测量通过这些测量确定高度差（高程）以及与基准面或点的高度关系。
在测量中，水准的读数是相对于基准面或点的高度，以水准仪水平读数为基础。因为水准仪在水平面上的读数基于重力定律和气泡产品，因此，水准测量的结果是高度差或高度差。
总之，水准测量是一种重要的测量方法，可用于测量两个位置之间的高度差。其基本原理是根据重力定律，利用标准高度确定基准面，并通过测量各点相对基准面的高程差来确定各点的高程。在进行测量时，需要注意多种因素，包括气压和温度等环境因素。因此，在使用水准仪进行测量之前，需要对仪器进行校准和调试，以确保测量结果的准确性。
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。
水准测量方法与技巧
水准测量方法与技巧
水准测量是一种常见的测量方法，用于确定平面或曲面特定高程点之间的相对高差。它在工程测量、建筑施工等领域中起着重要的作用。本文将介绍水准测量的一些常用方法和技巧，以帮助读者更好地理解和应用于实践中。
一、水准测量的基本原理
水准测量是基于地球重力场的垂直方向来进行的。基本原理是利用水平线上的点与地面上各点之间的垂直距离来确定高差。在测量中，需要考虑到重力、大地形状、大气压等因素的影响，以获得准确的测量结果。
二、精密水准测量方法
精密水准测量常用于大型工程项目中，其测量精度高、范围广。这里介绍两种常见的精密水准测量方法。
1. 相对水准测量
相对水准测量是指以已知高程点为基准点，通过测量各点之间的高差来确定其高程。该方法适用于较小范围内的测量，如建筑物内部高程测量。
2. 绝对水准测量
绝对水准测量是通过测量地球表面上各点与一个已知高程标高之间的高差，从而确定各点的绝对高程。该方法适用于较大范围内的测量，如城市规划和地理测量等。
三、快速水准测量方法
快速水准测量方法适用于一些对测量精度要求不高、测量点较多的场合。下面介绍两种常见的快速水准测量方法。
1. 野外录线法
野外录线法是一种简单有效的水准测量方法。在该方法中，测量员利用水平仪或水平尺，测量每个站点与参考点之间的高差。该方法适用于较小范围内的测量，如房屋施工现场。
2. GPS定位法
GPS定位法是利用全球定位系统进行测量的方法。通过GPS接收器接收卫星信号，结合测高仪等辅助设备，测量出参考点与各测点之间的高差。该方法适用于多点同时测量的情况，如城市地形测量。
水准测量原理及方法
b4 B
hAB=h= a- b HB= HA+ hAB
测站 测点
1
A
TP1 2 TP1
TP2 3 TP2
TP3 4 TP3
TP4 5 TP4
B 计算校核
后视 读数 1467
前视 读数
高差 (m) 0.343
1385 1869
1124 1674
-0.289 0.926
1425
0943
0.213
CHAPTER 2 水 准 测 量
水准测量 三角高程测量 高程测量的方法 气压高程测量 GPS高程测量
§2-1 水准测量原理 利用仪器提供水平视线，
前进方向
测定地面上两点间的高差， 推算待测点的高程
a 水平视线
b
A
HI
HA
平均海水面
B hAB
HB?
A：后视点， a：后视读数； B：前视点， b：前视读数。
i
h理
第i待测点的高程：Hi=Hi-1+hi正
支 前提条件：fh fh允；否则重测。
水 准 路
第i测段的正确高差：hi正
12（hi往
hi返）
线 第i待测点的高程：Hi Hi1 hi正
例题 A
点 测站 号数
1
hi 测 （m)
水准测量的基本原理及测量方法
水准测量的基本原理及测量方法
内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。
重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。
难点：水准仪的检验与校正。
§2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念
测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为：
（1）水准测量(leveling)
（2）三角高程测量(trigonometric leveling)
（3）气压高程测量(air pressure leveling)
（4）GPS 测量(GPS leveling)
§2.2 水准测量原理
一、基本原理
水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。
a ——后视读数A ——后视点
b ——前视读数 B ——前视点
1、A 、 B 两点间高差：
2、测得两点间高差后，若已知 A 点高程，则可得B点的高程：。
3、视线高程：
4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。
二、连续水准测量
如图所示，在实际水准测量中， A 、 B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到 A 、B 两点间的高差值，有：
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：
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、
高程测量中的基本原理与方法解析
高程测量中的基本原理与方法解析
高程测量是一个测量学的分支领域，主要用于测量地表、建筑物和其他物体的
高程信息。它在工程、建筑、地质、环境等领域中扮演着非常重要的角色。本文将解析高程测量中的基本原理与方法。
一、高程测量的基本原理
高程测量的基本原理可以总结为两个方面：水准测量和三角测量。
1.水准测量
水准测量是通过测量测站之间的高差来确定地表高程的方法。它基于大地水准
面的概念，利用重力的作用测量不同测站之间的高度差。水准仪和水平仪是常用的水准测量工具。水准测量的精度受到地球引力潮汐等因素的影响，因此需要进行观测值的修正。
2.三角测量
三角测量是通过测量两个远距离点之间的水平距离和高程差来确定地表高程的
方法。它基于三角形的几何性质，利用三角形的角度和边长关系进行计算。三角板、经纬仪、全站仪等是常用的三角测量工具。三角测量的精度受到测量仪器和测量条件的限制，需要进行精确的观测和计算。
二、高程测量的方法
高程测量可以通过不同的方法来实现，下面分别介绍几种常见的方法。
1.水准测量法
水准测量法是通过在不同测站之间进行水准仪的观测，测量测站之间的高差。
通常需要设置水准路线，将测站连接起来，形成一个封闭的回路。根据观测到的高差数据，进行数据处理和平差，最终得到各个测站的高程值。
2.三角测量法
三角测量法是通过在不同点之间进行观测，测量水平距离和高程差，利用三角函数计算高程值。该方法适用于地形较为平坦的区域，通过设置控制点和待测点，进行测量和计算，从而得到待测点的高程值。
3.全站仪测量法
全站仪是一种综合了测角、测距和测高功能的测量仪器。它可以通过测量仪器的旋转角度和仰角，以及测得的斜距和垂直距离，进行测量和计算，获取点的三维坐标信息。全站仪测量法在高程测量中具有较高的精度和效率。
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。
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04 水准测量的误差来源与控 制
误差来源
仪器误差
由于水准仪、水准尺等测量仪器本身存在的 误差，导致测量结果不准确。
环境误差
由于外界环境因素，如温度、湿度、风力等 影响，导致测量结果不准确。
观测误差
由于观测者操作不当、读数不准确等原因引 起的误差。
路线误差
由于水准路线设计不合理、测量点位选择不 当等原因引起的误差。
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。
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。
水准仪使用方法及原理
bj
M
j
HM
Hi
Hj
大地水准面
3. 连续水准测量（路线水准测量）
应用前提：两待测点之间距离较远、高差较大，或中间 有障碍。
方法：加设若干个临时立尺点（称为转点ZD），依此 测定相邻两个点的高差，取各高差的代数和即得到起 终两个点的高差。
则M、N两点的高差为
4. 提高精度的观测方法
“中间法”观测：各测站前、后视线长度大致相 等
则N点的高程HN为
永远是后视减前视
a：后视读数(后视观测读数)； b：前视读数(前视观测读数)。 M：后视点 N：前视点
（2）视线高法（单站多测法）
安置一次仪器可以测算多个点高程的方法。 首先算出水准仪的视线高程Hi，然后分别 计算出各个点的高程：
bj为第j个前视点的读数， Hj为第j个前视点的高程。 这种方法常用于路线纵
DSn：D表示大地测量S表示水准仪，n为数字表示 仪器精度，数值n越小,表示仪器精度越高。如DS0.5,, 表示每公里往返测量高差中数的偶然中误差小于或 等于0.5mm
4. 常用水准仪的等级划分及主要用途
5. 水准仪的主要结构组成
主要为三部分：
（1）望远镜 （2）水准器 （3）基座
其中望远镜为主要组成部分。下图为WILD NAK-0X型 水准仪（由北京测绘仪器厂组装）
水准点选择：结合测区内水准点的分布情况、 被测点的分布以及地形地势情况、所采取的 路线形式选择。
水准测量的基本原理
水准测量的基本原理
水准测量是一种用来测量地球表面上不同点之间相对高度差的方法。它基于测量点的水平线，并利用重力的垂直方向来确定高度差。水准测量的基本原理可以概括为以下几点：
1. 水准仪的使用：水准仪是水准测量的基本工具。它通过观测水平线的位置来确定测量点的高度差。水准仪的核心部件是一个具有液面平稳性的管道，管内装有液体（通常是水或硅油）。当水准仪放置在水平面上时，液面会保持水平。通过观察液面的位置，可以确定测量点的高度。
2. 参考基准面：水准测量需要一个参考基准面，用来作为高度测量的起点。通常选择的参考基准面是海平面，因为海平面是地球上高度变化最小的地方。通过将测量点的高度与海平面作比较，可以确定其相对高度差。
3. 线性传递原理：水准测量中的一个重要原理是线性传递原理。根据这个原理，当水准仪放置在水平面上时，液面的高度差会在管道中传递，保持相对高度差不变。这意味着，无论测量点之间的距离有多远，测量结果都是准确可靠的。
4. 线路选择和测量：水准测量需要选择一条合适的线路来连接测量点。线路的选择应考虑到地形的变化和测量的精度要求。在进行测量时，需要在每个测量点上设置水准仪，并观测液面的位置。通过
记录每个测量点的高度差，可以计算出相对高度差。
5. 数据处理和分析：在水准测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析。这包括对测量误差的校正、计算相对高度差的精度等。处理后的数据可以用来制作高程图或用于其他地理信息系统的应用。
水准测量是地理测量学中重要的一部分，广泛应用于土地测量、建筑工程、地质勘探等领域。它为我们提供了准确的地面高度信息，为各种工程项目的规划和设计提供了基础数据。水准测量的基本原理简单易懂，但实际操作中需要注意仪器的使用和测量误差的控制，以保证测量结果的准确性。
水准仪测量的方法
水准仪测量的方法
水准仪是测量地面高程差的一种测量仪器。水准仪的主要工作原理是基于大地水平面的存在，通过测量与水平面的夹角来确定地面高程的变化。水准仪的测量方法一般分为直接测量和间接测量两种。
直接测量是指使用水准仪直接测量目标点与水准仪之间的高差。直接测量方法主要包括下视、上视、双视和反视四种，下面将逐一进行介绍。
1. 下视法：下视法是在基准点放置水准仪，目标点在水准仪的下方。观测者通过目镜观测水平丝与目标点的对准情况，并记录下相应读数。此时，观测者与基准点之间的高差即为目标点的高差。
2. 上视法：上视法与下视法相反，观测者站在目标点处，通过目镜观测水平丝与基准点的对准情况，并记录下相应读数。此时，观测者与目标点之间的高差即为目标点的高差。
3. 双视法：双视法是将水准仪先放置在基准点，观测者站在目标点处通过目镜观测水平丝与基准点的对准情况，并记录下相应读数；然后将水准仪移至目标点处，观测者回到基准点处，再次通过目镜观测水平丝与目标点的对准情况，并记录下相应读数。观测者在两个位置分别与基准点和目标点之间的高差之和即为目标点的高差。
4. 反视法：反视法是在基准点和目标点之间设立视准杆，水准仪放在基准点一侧，观测者观测水平丝与基准点和目标点的对准情况，并记录下相应读数。观测者与基准点和目标点之间的高差差即为目标点的高差。
除了直接测量，水准仪还可以通过间接测量方法来测量地面高差，其中常用的有三角测量法和水准差测量法。
三角测量法是利用三角形的相似性原理来测量地面高差的方法。具体而言，首先在水准仪基准点和目标点之间选取一点作为参照点，通过测量两点之间的距离和参照点与两点之间的高差，再利用三角形的相似性原理，可以计算出目标点的高差。
水准测量原理与方法
水准仪器使用
水准仪的安置
安置方法
打开三脚架并使高度适中， 目估使架头大致水平，脚架伸 缩螺旋拧紧适度。架腿安置稳 固。
打开仪器箱取出水准仪， 置于三脚架头上用连接螺旋将 仪器牢固地固连在三脚架头上。
水准仪器使用
仪器粗平
粗平方法：（左手法则）
气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用两手同时 相对转动脚螺旋①和②，气泡将沿①和②连线方向移动，使气泡移到 b的位置。
b B
hAB
HB
例2：
已知A点高程HA=423.518m，要
测出某水平场地待定点1、2、3的 高程。
标尺 a
b1
b2
b3
读数 1.563 0.953 1.152 1.328
视线高程 Hi=HA+a=23.518＋1.563＝25.081m
各待定点高程分别为：
H1＝Hi－b1＝25.081－0.953＝24.128m H2＝Hi－b2＝25.081－1.152＝23.929m H3＝Hi－b3＝25.081－1.328＝23.753m
已知点A的高程为HA=52.623m，后视读数 a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。
根据高程测量原理：
hAB = a －b =1.571－0.685
=0.886 m
B点高程为：
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
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。
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。
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BMA
1 2 3 BMA ∑
11
8 6 7 32
－1.352
2.158 2.574 －3.397 －0.017
0.006
0.004 0.003 0.004 0.017
－1.346
⑴计算实测高差之和 ∑h测=-0.017m理论高差∑h理＝0
⑵计算高差闭合差
f h h测 ( H 终 H 起 ) =-0.017m
⑶计算容许闭合差 fh容=±12√n= =±12√32=±68mm 因为│fh│<=│fh容│ ，故其精度符合要求，可做下一步计算。
点号 测站ni（ 站） 实测高差hi(m) 高差改正数vi （m） 改正后高差
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
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：
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
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 ）
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。
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
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
3 BMA ∑
h改
(m)
高程H(m)
备注
BMA
1 2 3
11
8 6 7
－1.352
2.158 2.574 －3.397
0.006
0.004 0.003 0.004
－1.346
2.162 2.577 －3.393
51.732
50.386 52.548 55.125
已知点
BMA
∑ 32 －0.017 0.017 0
51.732
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
2.162 2.577 －3.393
51.732
50.386 52.548 55.125 51.732
已知点
0
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起始点的高程相等。即： H1=HA+h1总=51.732-1.346=50.386m H2=H1+h2总=50.386+2.162=52.548m …… HA（算）=HA(已知)=51.732m 计算中应注意各项检核的正确性。
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
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。
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
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
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)
∑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。
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
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
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Hale Waihona Puke Baidu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。
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。
⑵、在野外测量过程中，水准仪及水准尺应尽量安置在坚实
的地面上。三脚架和尺垫要踩实，以防仪器和尺子下沉。 ⑶、前、后视距离应尽量相等，以消除视准轴不平行水准管 轴的误差和地球曲率与大气折光的影响。
水准测量
⑷、前、后视距离不宜太长，一般不要超过100m。视线高度应使上、中、 下三丝都能在水准尺上读数以减少大气折光影响。 ⑸、水准尺必须扶直不得倾斜。使用过程中，要经常检查和清除尺底泥 土。塔尺衔接处要卡住，防止二、三节塔尺下滑。
连续水准测量模拟
前进方向
P h3
h2 hAP h1 A
hAP = h1+ h2+ h3 Hp＝HA＋hAP
水准测量 在第一测站上的观测程序为： ⑴安置仪器，使圆水准器气泡居中； ⑵照准后视(A点)尺，并转动微倾螺旋使水准管气泡精确居 中，用中丝读后视尺读数a1=2.036。记录员复诵后记入手簿。 ⑶照准前视（即转点TP1）尺，精平，读前视尺读数 b1=1.547。记录员复诵后记入手簿，并计算出A点与转点TP1
7
－3.397
0.004
－3.393
55.125 51.732
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：
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
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