水准测量的基本原理及测量方法

2 、测得两点间高差 后，若已知 A 点高程 ，则可得 B 点的高程：
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
后视点
前视点
1、 A 、 B 两点间高差：
3、视线高程：
A
B
DS3 微倾式水准仪自动安平水准仪
1 、望远镜(telescope)
由物镜、目镜和十字丝(上、中、下丝)三部分组成。

2 、水准器(bubble) 有两种：
精度低，用于粗略整平；水准管(bubble tube)圆水准器(circular
bubble)
三、尺垫(staff plate)
放置在转点上，为防止观测过程中水准尺下沉。

四、水准仪的使用
操作程序：粗平——瞄准——精平——读数
（一）粗平——调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。

1、方法：对向转动脚螺旋1 、2 ——使气泡移至1 、2 方向的中间——转动
脚螺旋3 ，使气泡居中。

2 、规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。

（二）瞄准
1、方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。

2、视差
概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。

产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。

消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。

（三）精平
1 、方法：如图所示微倾式水准仪（tilt level），调节微倾螺旋，使水准管气泡成像
抛物线符合。

、水准路线(leveling line)
水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式：
1 、闭合水准路线(closed leveling line) 。

由已知点BM1 ——已知点BM1
2 、附合水准路线(annexed leveling line) 。

由已知点BM1 ——已知点BM2
3 、支水准路线(spur leveling line) 。

由已知点BM1 ——某一待定水准点A 。

4、水准网：若干条单一水准路线相互连接构成的图形。

三、水准测量的实施(外业)
1、观测要求
如图，有：
1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。

2 ）为及时发现观测中的错误，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-h'< ±5mm ；双面尺法，① 红黑面读数差<±3mm ② h 黑-h 红< ±5mm 。

2、水准测量记录表
注意：（1）起始点只有后视读数，结束点只有前视读数，中间点既有后视读数又有前视读数。

（2），只表明计算无误，不表明观测和记录无误。

四、水准测量的成果处理（内业）
一）计算闭合差：
1、闭合水准路线：
二）分配高差闭合差
1、高差闭合差限差（容许误差）
对于普通水准测量，有：
L ——水准路线长度，单位：km ；n ——测站数
2、分配原则：
按与距离L 或测站数n 成正比，将高差闭合差反号分配到各段高差上。

三）计算各待定点高程
用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。

五、水准测量的成果实例
【例】如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。

BM-A 和BM-B 为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差（以m 为单位），路线下方数字为该段路线的长度（以km 为单位），试计算待定点1 、2 、3 点的高程。

解算如下：
式中，高差闭合差限差，单位：mm
2、附合水准路线：
第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：
因为，可进行闭合差分配。

第三步计算每km 改正数：
第四步计算各段高差改正数：。

四舍五入后，使故有：V 1 =- 8mm ，V 2 =- 11mm ，V 3 =- 8mm ，V 4 =- 10mm 。

第五步计算各段改正后高差后，计算1 、2 、3 各点的高程。

改正后高差= 改正前高差+ 改正数V i
H 1 =H BM-A +(h 1 +V 1 )=45.286+2.323=47.609(m)
H 2 =H 1 +(h 2 +V 2 )=47.509+2.802=50.411(m)
H 3 =H 2 +(h 3 +V 3 )=50.311-2.252=48.159(m)
HBM-B =H 3 +(h 4 +V 4 )=48.059+1.420=49.579(m)
可用EXCEL 软件计算如下图：
§ 2.5 水准仪的检验与校正
、水准仪轴线的几何关系
水准仪轴线应满足的几何条件是：
1 、水准管轴LL// 视准轴CC
2、圆水准轴L ' L ' // 竖轴VV
3 、横丝要水平（即：⊥ 竖轴VV ）
如下图所示：
二、水准仪的检验与校正
（一）圆水准器的检验与校正
1 、检验：气泡居中后，再将仪器绕竖轴旋转180 °，看气泡是否居中。

2 、校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半, 再用拨针拨动三个“校正螺旋”，使气泡居中。

二）十字丝横丝的检验与校正
1、检验：
整平后，用横丝的一端对准一固定点P ，转动微动螺旋，看P 点是否沿着横丝
2 、校正：旋下目镜处的十字丝环外罩，转动左右 2 个“校正螺丝”。

移动。

2 、校正方法有二种：
(1)校正水准管
旋转微倾螺旋，使十字丝横丝对准(a 2 ' =h 1 +b 2 ) ，拨动水准管使水准管气泡居中。

(2)校正十字丝——可用于自动安平水准仪
保持水准管气泡居中，拨动十字丝上下两个“校正螺丝”，使横丝对准
§ 2.6 自动安平、精密、电子水准仪简介
、自动安平水准仪(compensator level)
1、原理——与普通水准仪相比，在望远镜的光路上加了一个补偿器。

态是指示窗的三角形尖顶与横指标线平齐。

校正螺丝
最好状
2、使用——粗平后，望远镜内观察警告指示窗若全部呈绿色，方可读数；
3、检校——与精通水准仪相比，要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，看警告指示窗是否出现红色；以此来检查补偿器是否失灵。

二、精密水准仪（precise level ）（每公里往返平均高差中误差1mm ）
1 、精密水准仪——提供精确的水平视线和精确读数。

精密水准仪
2、精密水准尺——刻度精确（铟钢带水准尺invar leveling staff）
3、读数方法
（1）精平后，转动测微螺旋，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。

（2）读数时，将整分划值和测微器中的读数合起来。

如: 14865.0mm
、数字水准仪(digital level) 及条纹码水准尺(coding level staff)
1、具有自动安平、显示读数和视距功能。

2、能与计算机数据通讯，避免了人为观测误差。

来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响。

、仪器误差。