水准测量的原理
水准测量—水准测量原理(铁路工程测量)
a A
Hi HA
前进方向
Bb
H
B
大地水准面
一、水准测量原理
水准测量所使用的仪器、工具：
水准仪
水准尺
尺垫
三脚架
课后小结 1.水准测量原理
课后作业 见学习平台
高差必须是后视读数减去前视读数。
水准仪至标尺的水平距离称为视距，有前后视距之分。
HA
前进方向
Bb hAB
HB
大地水准面
一、水准测量原理
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)
常用于线路测量（譬如纵横断面测量） 和施工放样测量。
视线高法
Hi= HA+ a HB= Hi-b
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）
一、水准测量原理
水准仪所安置的地点称为测站。
A点位于水准测量前进方向的后方，称为后视点；
读数小a称为后视读数，是隶属于已知高程点上的读数。
a
B点位于前进方向的前方，称为前视点；
A
读数小b称为前视读数，也是隶属于未知高程点上所读出的数。
一、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，由已知点 高程推求未知点高程。如图：
高差法
hAB = a – b HB = HA + hAB
当a > b时，hAB 为正，表示B高于A ； 当a < b时， hAB 为负，表示B低于A。
前进方向
a
ALeabharlann BbhAB
HB HA
大地水准面
水准测量原理
高差是确定地面点位的三要素之一，通过测量高差进而求得点的高程。
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。
总结：水准仪是一种常用的测量仪器，可以精确测量地面的高程差。
使用水准仪进行测量时，需要注意仪器的放置和校准，以及测量杆的垂直度。
通过观测测量杆上的刻度值，可以计算出各个测点之间的高程差。
四等水准测量原理
四等水准测量原理四等水准测量是指利用水准仪进行测量的一种方法，它是通过观测地面上的水准点，确定其高程，从而绘制出地面的高程图。
四等水准测量的原理是基于大地水准面的概念，通过测量地面上的水准点，确定其相对于大地水准面的高程差，从而得出地面上各点的高程。
在四等水准测量中，需要使用水准仪进行观测。
水准仪是一种测量仪器，用于测量地面上各点的高程。
它的基本原理是利用液面的平衡来确定地面的高程差。
当水准仪放置在一个水平的基准面上时，液面会处于水平状态。
通过观测液面的位置，可以确定不同点之间的高程差。
四等水准测量的原理包括以下几个关键步骤：1. 建立基准点，在进行四等水准测量之前，首先需要在测量区域内建立起基准点。
基准点是用来确定地面高程的参考点，通常选择地势较高、地质稳定的地点作为基准点。
2. 观测水准点，在建立基准点之后，需要选择一系列的水准点进行观测。
这些水准点通常会沿着一条线路进行布设，以便于后续的高程计算和绘图工作。
3. 进行观测，利用水准仪对各个水准点进行观测。
观测过程中需要保持水准仪的稳定，确保观测结果的准确性。
4. 计算高程差，通过观测结果，可以计算出各个水准点之间的高程差。
这些高程差可以用来确定地面上各点的高程。
5. 绘制高程图，最后，利用计算得到的高程数据，可以绘制出地面的高程图。
高程图可以直观地展示出地面的起伏情况，为工程设计和规划提供重要参考。
总的来说，四等水准测量的原理是基于水准仪的观测和大地水准面的概念。
通过观测地面上的水准点，确定其相对高程，从而绘制出地面的高程图。
这一原理在工程测量和地理勘测中具有重要的应用价值，能够为工程设计和规划提供准确的高程数据和地形信息。
精密水准测量技术的原理与方法讲解
精密水准测量技术的原理与方法讲解一、引言精密水准测量是一种用来测量地球表面高程差异的技术，广泛用于建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中。
本文将要讲解精密水准测量技术的原理与方法，帮助读者深入了解这一重要的测量技术。
二、基本原理精密水准测量的基本原理是利用重力的作用和水准仪的测量观测，得到不同位置之间的高程差。
其核心原理为水准仪的测量结果与水平面的判定相结合。
1. 重力的作用重力是地球吸引物体的力，使物体朝向地球的中心运动。
水准测量利用重力的作用，通过测量地球表面上的高度差，推断出不同位置之间的高程差。
2. 水准仪的测量水准仪是精密水准测量的主要工具，其基本原理是利用建立在自然水平面上的平衡气泡来测量高程差。
通过调整气泡使其处于中央位置，就可以确定所测点与水准仪基准点之间的高差。
三、测量方法精密水准测量主要有两种方法：几何水准测量和重力高程测量。
1. 几何水准测量几何水准测量是一种通过观测目标点与测站之间的水平线来测量高程差的方法。
它需要设置测站和观测目标点，并进行直接或间接的水准测量。
直接水准测量是利用水准仪直接观测目标点和测站之间的高程差，间接水准测量则通过测量测站与参考点之间的高程差来间接得到目标点与测站之间的高程差。
2. 重力高程测量重力高程测量是一种通过观测重力加速度变化来测量高程差的方法。
它利用重力加速度与地壳运动及大地水准面测量的相关性，通过测量重力加速度的变化来推算出不同位置之间的高程差。
四、精密水准测量的应用精密水准测量技术在建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中具有重要作用。
它可以帮助测量人员准确把握地势高低差异，为工程项目的规划、设计和施工提供基础数据。
1. 建筑项目中的应用在建筑项目中，精密水准测量用于确定建筑物的高程，保证建筑物的平坦度和水平度。
它可以帮助建筑师在设计过程中避免出现高低错位或不平衡的问题，提高建筑物的整体质量。
2. 道路和桥梁项目中的应用在道路和桥梁项目中，精密水准测量用于确定路面和桥梁的高程，保证道路和桥梁的平整度和水平度。
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地理测量方法，用于确定地球表面上不同地点的高程差。
它是构建地形图、确定工程设计和计算地球曲面的关键技术之一。
水准测量的基本原理涉及传统水准测量和现代高精度水准测量两个部分。
本文将详细解释这两个部分的基本原理。
1. 传统水准测量的基本原理传统水准测量是指使用光学仪器进行测量的水准测量方法。
其基本原理涉及以下几个方面：1.1 重力和水平面重力是传统水准测量的基本依据。
地球表面的重力是不均匀分布的，由于地球的自转和地球内部的密度梯度等因素所致。
在地球表面的某一位置，重力会形成一个垂直方向的力线，这条力线所在的平面就是重力面。
水准测量的目的就是确定不同地点的水准面（水平面）相对于重力面的高程差。
1.2 基准面和水准点在水准测量中，需要选择一个基准面作为参考。
基准面通常选择近似于平均海平面的水准面。
水准测量的目标是确定其他地点相对于基准面的高程差。
为了实现这一目标，需要在地面上选择一些特定的点作为水准点，通过测量这些水准点的高程差来计算其他地点的高程差。
1.3 水准仪和视线传统水准测量中使用的水准仪是一种光学仪器，它能够提供水平线。
水准仪上有一个移动的视线，通过观测视线在水准点之间的位置来测量高程差。
1.4 观测和计算在传统水准测量中，观测者需要确定两个相邻水准点的高度差，并记录下这个差距。
这个过程中需要考虑仪器的误差和人为误差。
通过将这些高程差相加，就可以得到从基准面到某一特定水准点的高程差。
2. 现代高精度水准测量的基本原理现代高精度水准测量利用全球导航卫星系统（GNSS）和其他先进技术来实现更精确的水准测量。
其基本原理主要包括以下几个方面：2.1 GNSS技术现代高精度水准测量中使用的主要技术是全球导航卫星系统（GNSS），例如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo等。
通过接收多个卫星发射的信号，测量仪器可以确定自身的三维位置。
基于这些位置信息，可以计算出不同地点之间的高程差。
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。
水准测量原理演示图
水准测量原理演示图
水准测量的原理就是利用一条水平视线来比较点位的高低来测量两点间的高差，按公式推算点的高程。
水准测量
操作过程
一、安置水准仪
打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后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。
二、粗略整平
粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。
在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。
三、瞄准水准尺
首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。
然后从望远镜中观察；转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。
四、精平与读数
眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。
这是才可以读数。
水准仪的原理
水准仪的原理
水准仪是一种用来测量物体或地面的水平面的仪器。
其原理是基于液体达到相对平衡时表现出的表面平行于地球引力的特性。
水准仪一般由一个长的、细的透明管子和可移动的液体组成。
液体通常是酒精或水银。
当水准仪放置在地面上时，液体会自动朝向相对平衡的方向移动，使得液面处于水平位置。
这是因为液体的分子之间会相互作用，产生内部的各向同性的压力。
当液体处于平衡时，液体表面上的这种压力会使得液面平行于地球的引力方向，也就是水平面。
通过观察液面的位置，我们可以确定水平面的位置。
在测量过程中，水准仪的液面会受到外界因素（如地面的高低变化、温度变化等）的影响，因此需要进行校正和调整，以确保准确的测量结果。
水准仪常用于建筑、土木工程、地理测量等领域。
它可以帮助工程师和测量师确定地面的水平面，以便进行设计、建造和测量工作。
精密水准测量技术的原理及操作要点解析
精密水准测量技术的原理及操作要点解析精密水准测量技术是一种广泛应用于工程测量领域的高精度测量方法，其原理基于光学原理和几何学原理。
本文将对精密水准测量技术的原理及操作要点进行解析。
一、精密水准测量技术的原理精密水准测量技术依赖于光线的传播和反射原理，通过对比测量点与基准点的光线高差，从而确定测量点的高程。
其主要原理包括天顶线法、水平线法和视线法。
天顶线法是利用天顶望远镜观测到的视线与视线平面的垂直角，通过测量不同点的视线垂直角差值来确定高程差。
该方法适用于近距离、小范围的高程测量。
水平线法是利用水平仪或水平望远镜在不倾斜的情况下，观测到的视线水平角，通过观测不同点间的水平角差值来确定高程差。
该方法适用于相对较远、大范围的高程测量。
视线法是利用反射棱镜接收入射光线，并将反射光线反射回观测仪器，通过观测反射光线的位置，从而确定测量点与基准点间的高差。
该方法适用于中、远距离的高程测量。
二、精密水准测量技术的操作要点1. 仪器准备：在进行精密水准测量之前，必须确保使用的仪器具备高精度的测量能力。
测量仪器的准备包括校准仪器、检查仪器读数的准确性、确认仪器是否处于稳定状态等。
只有准备充分的仪器才能保证测量结果的准确性。
2. 基准点设置：精密水准测量的准确性与基准点的选取有关。
应根据测量范围、地形特点和工程实际需求，合理选择基准点的位置。
基准点应具备稳定性高、标志明显、与测量点之间的距离适宜等特点。
3. 观测过程：精密水准测量的观测过程应井然有序，确保每个步骤都符合规范操作。
在进行观测之前，应先进行预测、估算和预测任务，确保测量结果的精度要求。
观测过程中，应保证观测站的稳定性，避免外界干扰。
4. 数据处理：精密水准测量的数据处理是确保测量结果准确性的重要环节。
数据处理包括测量数据的整理、计算和分析。
在进行数据处理时，应注意对误差的判断和修正，确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 测量结果的分析和应用：完成精密水准测量后，需要对测量结果进行分析和应用。
水准测量及其平差
2）高差闭合差的分配和计算改正后的高差
当高差闭合差在容许范围内时，可进行高差闭合差的分
配，分配原则是：对于闭合或附合水准路线，按与路线长
度L或分配。用数学公式表示为
水准仪及其使用
§1水准测量原理
水准测量是测出地面点高程的方法之一。已知A点高 程为HA，欲测定B点的高程。首先测出A、B两点之间的高 差。则B点的高程为：HB= HA + hAB
一、水准测量的原理
为测出AB两点之间的高差，可在AB两点上分别竖立两 根标尺，在两点之间安置一架能提供水平视线的仪器，使 视线水平照准A点标尺读数，设为ａ，再照准B点标尺读数， 设为ｂ，则AB两点间的高差为 ：hAB =ａ-ｂ
一、水准点
§2普通水准测量
水准测量的主要目的是测出一系列点的高程。通常称 这些点为水准点。我国水准点的高程是从青岛水准原点起 算的。
为了进一步满足工程建设和地形测图的需要，以国家 水准测量的三、四等水准点为起始点，尚需布设工程水准 测量或图根水准测量，通常统称为普通水准测量（也称等 外水准测量）。普通水准测量的精度较国家等级水准测量 低一些，水准路线的布设及水准点的密度可根据具体工程 和地形测图的要求而有较大的灵活性。
每次读数时均应使符合水准气泡严密吻合，每个转点 均应安放尺垫，但所有已知水准点和待求高程点上不能放 置尺垫。
四、水准测量成果整理
普通水准测量外业观测结束后，首先应复查与检核记录 手簿，并按水准路线布设形式进行成果整理，其内容包括： 水准路线高差闭合差计算与校核；高差闭合差的分配和计 算改正后的高差；计算各点改正后的高程。
水准测量步骤（以四等水准测量为例）
水准测量步骤（以四等水准测量为例）一、水准测量的概念水准测量：又叫几何水准测量。
是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。
在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。
通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。
本文以四等水准为例进行讲解。
二、水准测量的原理利用水准仪提供的水平视线，在两把水准尺上获取读数，来求得该两尺之间的高差，然后推算出高程。
高程—点到大地水准面的铅垂距离，一般用H A表示；高差—地面上两点的相对高程或绝对高程之差叫做高差，一般用h表示。
（高差用正负之分，而高程没有）h AB=a-b；H b=H A h AB视线高测量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，从下图中可以看视线高H i=H A aB/C点高程H B=H i-b ；H C=H i-C三、水准仪的构造（微倾式水准仪）1、物镜2、目镜3、调焦螺旋4、管水准器5、圆水准器6、脚螺旋7、制动螺旋8、微动螺旋9、微倾螺旋10、基座四、四等水准测量的主要技术要求四等水准路线一般沿道路布设，尽量避开土质松软地段，水准点间的距离一般为2-4km，在城市建筑区为1-2km。
水准点应选在地基稳固能长久保保存和便于观测的地点。
根据国家标准《工程测量规范》（GB50026－2007），四等水准测量基本技术要求如下表所示。
五、四等水准测量的方法（1）观测方法四等水准测量的观测应在通视良好、望远镜成像清晰、稳定的情况下进行。
（2）观测步骤引入K值的概念：K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差(常数4.687m或4.787m)对于四等水准测量读数差不能超过3mm（3）观测时前、后视距离必须读取上、下丝读数计算，上、下丝读数应记录在手簿中。
（4）观测顺序按“后－后－前－前”进行，在没有换站时，后视尺不得移动。
（5）记录字迹工整、清晰，不得任意修改，记录者必须回报读数。
三等水准测量的基本原理
三等水准测量的基本原理
三等水准测量是一种较为简单、快速的水准测量方法，其基本原理如下：
1. 前后假设：三等水准测量中，假设起点高程为一个已知的标准高程（如国家基准点或前一水准测量的终点高程），然后依次测定各测站的高程，最后假设终点高程是前一站的已测得高程。
2. 高差测量：利用水准测量仪器，在测站之间测量高差。
一般采用三角测量法，即在不同位置上仰视或俯视测定目标点的位置，通过角度变化计算得出高差。
3. 仪器校正：在测量之前，需要对水准仪进行校正。
校正包括水平准线调整、对测量仪器进行检查等，以确保仪器的精度和准确度。
4. 误差修正：根据仪器误差以及其他影响因素，对测量结果进行修正。
修正的方法包括仪器常数、替代基准点、反演等。
5. 高程计算：通过对测量结果进行处理和计算，得到各个测站的高程。
计算方法包括平差计算、平均差计算等。
6. 结果校核：对测量结果进行校核，确保高程计算的准确性。
校核的方法主要是反演计算，通过将终点高程回代到起点进行检验。
总之，三等水准测量的基本原理是通过测量高差，利用仪器校正和误差修正等方法，计算出测站的高程，采用前后假设的方式进行高程的校核，从而实现对地面高程的测量。
精密水准测量技术的原理与操作方法
精密水准测量技术的原理与操作方法水准测量是一种用于测量地球表面地点高程差异的技术。
精确测量地点的高程差异对于土木工程、测绘学和建筑设计等行业来说具有重要意义。
在过去的几十年里，精密水准测量技术得到了长足的发展与改进，从传统的光学水准仪到现代的全自动数字水准仪，这些技术的原理和操作方法在本文中将得到详细探讨。
水准测量的原理基于物体间尺度间的差异和重力的作用。
对于一个水平的测量线，沿着该线的任何两个点之间的垂直差距可以通过测量两点之间的水平线即得。
这种原理非常简单，但是精确地测量水准线需要考虑多种因素，包括大气条件、地球形状和背景光线的影响。
在现代精密水准测量技术中，使用的主要仪器是全自动数字水准仪。
这种仪器通过自动调节水准线并记录测量结果来提供高精度的测量。
全自动数字水准仪包含了精密的倾斜仪、高精度的光学元件和数字化的数据记录系统。
它通过测量水平线的偏移角度和距离差异来确定两个测量点之间的高度差。
操作全自动数字水准仪需要按照一定的步骤进行。
首先，需要选择和设置测量的参考点。
这个参考点通常是已知高程的固定测点，比如测量基点。
然后，在测点上安装并调整水准仪，使其水平。
这一步骤需要使用水平平台或水平仪来辅助水准仪的调整。
调整完成后，可以开始测量。
精密水准测量中的测量过程通常分为两个阶段：前视和回视。
前视是从已知高程点向未知高程点测量的过程。
回视是从未知高程点回到已知高程点的过程，以检查前视过程中的误差。
前视和回视会交替进行，以提高测量的准确性。
在测量过程中，需要注意大气条件对测量的影响。
大气因素会引起光线的折射和偏差，从而影响测量结果。
因此，在进行精密水准测量时，需要考虑大气折射的修正。
这可以通过定期进行大气校正和测量模型的使用来实现。
此外，还需要在操作全自动数字水准仪时注意其他因素的干扰，比如地形起伏和物体遮挡。
这些因素会影响测量仪器的放置和目标的选择，可能导致测量结果的偏差。
因此，在进行测量前，必须对测点周围的环境进行彻底检查，并采取相应措施来减少干扰。
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。
简述水准测量的基本原理
简述水准测量的基本原理
水准测量是一种常用的测量地形和地貌的方法,主要用于测量平面位置和尺寸,以及了解地形的高低起伏。
以下是简述水准测量的基本原理。
1. 水准仪:水准仪是一种用于测量水平运动的仪器,通常由一个带有水准面传感器的旋转轴和一个指针或读数系统组成。
当水准仪旋转时,水准面传感器将测量到旋转轴上的位移,并通过指针或读数系统输出测量结果。
水准仪通常被安装在一个水准线上,并使用标定板进行校准,以确保测量结果准确可靠。
2. 水准线路:水准线路是水准仪测量结果的传输线路。
通常由多条平行的直线组成,通过在水准线上测量不同高度点的水准仪读数,可以计算出整个水准面的水准高度差。
3. 水准测量程序:在进行水准测量之前,需要进行一系列程序设置,包括水准仪标定、水准线路测量、数据记录和数据处理等。
在标定过程中,需要对水准仪进行多次重复测量,以消除测量误差。
在测量过程中,需要记录每个测量点的测量数据,并进行数据处理和分析,以计算出地形的高低起伏和尺寸等信息。
4. 水准测量结果的分析和处理:通过对水准测量结果的分析和处理,可以得出地形的高度、宽度、起伏等信息,以及水准面的垂直投影尺寸。
这些信息对于设计地图、城市规划和军事防御等具有重要意义。
水准测量是一种高精度、高效率的测量方法,可以测量出各种地形的高低起伏和尺寸等信息,对于了解和掌握地球表面的基本情况具有重要意义。
同时,水准测量也需要严格的标定和数据处理,以确保测量结果的准确性和可靠性。
水准仪测量原理
水准仪测量原理
水准仪是一种用于测量地面高程的仪器，其原理基于重力和光学原理。
水准仪通常由一个水平准线和一个望远镜组成，通过对准目标点并测量水平准线与目标点之间的高度差来确定目标点的高程。
水准仪的测量原理基于重力原理。
在地球表面，任何一个物体都受到重力的作用，水准仪同样也不例外。
水准仪中的水平准线被重力牵引，使其与地球表面垂直，从而确保了测量的精确性。
在使用水准仪进行测量时，需要先将水准仪放置在一个水平的基准面上，然后通过调整水平准线的高度来测量目标点的高程。
除了重力原理外，水准仪的测量原理还基于光学原理。
水准仪中的望远镜通过对准目标点来测量其高程。
望远镜的光学系统包括目镜和物镜，目镜用于观察目标点，物镜用于聚焦光线并将其投射到目镜上。
在测量时，望远镜需要被精确对准目标点，以便测量准确的高程值。
水准仪的使用方法相对简单，但在实际使用中需要注意一些细节问题。
首先，水准仪需要放置在一个平稳的基准面上，以确保测量的准确性。
其次，望远镜需要被精确对准目标点，以便测量准确的高程值。
此外，水准仪的读数需要经过修正，以考虑到大气压力、温度和湿度等因素对测量的影响。
总的来说，水准仪是一种精密的测量仪器，其测量原理基于重力和
光学原理。
在使用水准仪进行测量时，需要注意基准面的平稳性以及望远镜的精确对准，以确保测量的准确性。
水准仪在土木工程、建筑工程和地质勘探等领域有着广泛的应用，是一种不可或缺的测量工具。
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。
水准测量后前前后原理
前前后原理与水准测量的基本原理1. 水准测量的基本概念和原理水准测量是一种用来确定地面点高程差的测量方法，主要用于制图、工程建设、地形测量等领域。
水准测量的基本原理是利用重力作用下物体自由下落的垂直方向，通过观测和计算一系列高差，最终确定各个点的高程。
水准测量可以分为精密水准和工程水准两种。
精密水准适用于要求较高精度和较长距离的控制网建设，而工程水准适用于工地勘察、建筑施工等对高程要求不太严格的场合。
2. 前前后原理前前后原理是指在进行水准测量时，为了提高精度和可靠性，需要在同一观测线上进行多次观测，并采取前前后后的方式进行观测。
这种前前后后的观测方式可以消除由于仪器误差、环境因素等引起的随机误差，并提供更加可靠的高差数据。
具体来说，前前后原理包括以下几个步骤：1.选择观测线：根据实际需求选择合适的观测线，通常选择平坦、稳定且不易受干扰的地面。
2.设置基准点：在观测线上选择一个基准点，作为高程的起点。
通常选择具有已知高程或者通过其他方法确定高程的点作为基准点。
3.建立水准路线：从基准点出发，按照一定间距设置水准控制点，并在每个控制点上进行高差观测。
4.观测数据处理：根据前前后后原理，在每个控制点上进行多次高差观测。
观测数据处理主要包括以下步骤：–消除系统误差：根据多次观测数据，通过平均值法或加权平均值法消除仪器误差和环境因素引起的系统误差。
–计算高差：根据经过处理后的观测数据，计算各个控制点之间的高差值。
–检查和调整：对计算得到的高差值进行检查，发现异常值或不合理结果时，进行调整或重新观测。
5.高程计算：根据观测数据和高差值，通过累积法或闭合差法计算各个点的高程。
6.结果分析和评定：对计算得到的高程结果进行分析和评定，判断其精度和可靠性是否满足实际需求。
3. 前前后原理的作用前前后原理在水准测量中起到了重要的作用，具有以下几个方面的优势：1.消除随机误差：通过多次观测同一控制点，可以消除由于仪器误差、环境因素等引起的随机误差，提高观测数据的精度和可靠性。
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水准测量的原理 水准测量的原理 一、几种常见的水准测量方法 1.几何水准测量(简称水准测量); 2.三角高程测量; 3.气压高程测量(物理高程测量)。 二、水准测量原理 水准测量就是利用水平视线来求得两点的高差。例如图2－1中,为了求出A、B两点的
高差ABh,在A、B两个点上竖立带有分划的标尺——水准尺,在A、B两点之间安置可提供水平视线的仪器——水准仪。当视线水平时,在A、B两个点的标尺上分别读得读数a与b,则A、B两点的高差等于两个标尺读数之差。即: bahAB (2－1)
如果A为已知高程的点,B为待求高程的点,则B点的高程为:
ABABhHH (高差法) (2－2)
读数a就是在已知高程点上的水准尺读数,称为“后视读数”;b就是在待求高程点上的
水准尺读数,称为“前视读数”。高差必须就是后视读数减去前视读数。高差ABh的值可能就是正,也可能就是负,正值表示待求点B高于已知点A,负值表示待求点B低于已知点A。此外,
高差的正负号又与测量进行的方向有关,例如图2－2中测量由A向B进行,高差用ABh表示,其值为正;反之由B向A进行,则高差用BAh表示,其值为负。所以说明高差时必须标明高差的正负号,同时要说明测量进行的方向。
图 2－1 由图2－1可以瞧出,B点高程还可以通过仪器的视线高程Hi来计算,即 Hi＝HA＋a (2－3) HB＝Hi－b (仪高法) (2－4) 三、转点、测站 当两点相距较远或高差太大时,则可分段连续进行,从图2－2中可得:
bahhbahbahbahABnnn
222111
(2－5) 水准测量的原理 图 2－2 从公式2－5就可以瞧出来: 1.每一站的高差等于此站的后视读数减去前视读数; 2.起点到闭点的高差等于各段高差的代数与,也等于后视读数之与减去前视读数之与。通常要同时用h与ba进行计算,用来检核计算就是否有误。 图2－2中,我们把进行观测中每安置一次仪器观测两点间的高差,称为测站。立标尺的点1、2、…称为转点,那转点的特点:一、传递高程,转点上产生的任何差错,都会影响到以后所有点的高程;二、既有前视读数又有后视读数,它们在前一测站先作为待求高程的点,然后在下一测站再作为已知高程的点。 当然水准测量的目的不就是仅仅为了获得两点的高差,而就是要求得一系列点的高程,例如测量沿线的地面起伏情况。 §2－2 水准仪与水准尺 水准仪 水准仪就是进行水准测量的主要仪器,它可以提供水准测量所必需的水平视线。目前通
用的水准仪从构造上可分为两大类:即利用水准管来获得水平视线的水准管水准仪,其主要形式称“微倾式水准仪”;另一类就是利用补偿器来获得水平视线的“自动安平水准仪”。此外,尚有一种新型水准仪——电子水准仪,它配合条纹编码尺,利用数字化图像处理的方法,可自动显示高程与距离,使水准测量实现了自动化。
我国的水准仪系列标准分为DS05、DS1、DS3与DS20四个等级。D就是大地测量仪器的代号,S就是水准仪的代号,均取大与水两个字汉语拼音的首字母。角码的数字表示仪器的精度。其中DS05与DS1用于精密水准测量,DS3用于一般水准测量,DS20则用于简易水准测量。 DS3微倾式水准仪的构造 在一般水准测量中使用较广的DS3型微倾式水准仪,它由下列三个主要部分组成: 望远镜 它可以提供视线,并可读出远处水准尺上的读数。 测量仪器上的望远镜还必须有一个十字丝分划板,它就是刻在玻璃片上的一组十字丝,被安装在望远镜筒内靠近目镜的一端。水准仪上十字丝的图形如图2－5所示,水准测量中用它中间的横丝或楔形丝读取水准尺上的读数。十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴,也就就是视线。视准轴就是水准仪的主要轴线之一。
(a) (b) 图 2－5 水准测量的原理 为了能准确地照准目标或读数,望远镜内必须同时能瞧到清晰的物像与十字丝。为此必须使物像落在十字丝分划板平面上。为了使离仪器不同距离的目标能成像于十字丝分划板平面上,望远镜内还必须安装一个调焦透镜。观测不同距离处的目标,可旋转调焦螺旋改变调焦透镜的位置,从而能在望远镜内清晰地瞧到十字丝与所要观测的目标。 望远镜的性能衡量指标:放大率、分辨率、视场角、亮度等 水准器 用于指示仪器或视线就是否处于水平位置。 水准器就是用以置平仪器的一种设备,就是测量仪器上的重要部件。水准器分为管水准器与圆水准器两种: (1) 管水准器 又称水准管,就是一个封闭的玻璃管,管的内壁在纵向磨成圆弧形,其半径可自0、2m至100m。管内盛酒精或乙醚或两者混合的液体,并留有一气泡(图2－6)。管面上刻有间隔为2mm的分划线,分划的中点称水准管的零点。过零点与管内壁在纵向相切的直线称水准管轴。当气泡的中心点与零点重合时,称气泡居中,气泡居中时水准管轴位于水平位置。
图 2－6 为了提高气泡居中的精度,在水准管的上面安装一套棱镜组(图2－7),使两端各有半个气泡的像被反射到一起。当气泡居中时,两端气泡的像就能符合。故这种水准器称为符合水准器,就是微倾式水准仪上普遍采用的水准器。
图 2－7 (2)圆水准器 就是一个封闭的圆形玻璃容器,顶盖的内表面为一球面,半径可自0、12m至0、86m,容器内盛乙醚类液体,留有一小圆气泡(图2－8)。容器顶盖中央刻有一小圈,小圈的中心就是圆水准器的零点。通过零点的球面法线就是圆水准器的轴,当圆水准器的气泡居中时,圆水准器的轴位于铅垂位置。圆水准器的分划值,就是顶盖球面上2mm弧长所对应的圆心角值,水准仪上圆水准器的角值为8′至15′。
图 2－8 基座 用于置平仪器,它支承仪器的上部并能使仪器的上部在水平方向水准测量的原理 转动。 水准尺与尺垫 水准尺用优质木材或铝合金制成,最常用的形状有杆式与箱式两种(图2－9),长度分别为3m与5m。箱式尺能伸缩携带方便,但接合处容易产生误差,杆式尺比较坚固可靠。水准尺尺面绘有1cm或5mm黑白相间的分格,米与分米处注有数字,尺底为零。为了便于倒像望远镜读数,注的数字常倒写。双面水准尺就是一面为黑色另一面为红色的分划,每两根为一对。两根的黑面都以尺底为零,而红面的尺底分别为4、687m与4、787m。利用双面尺可对读数进行检核。 (a) (b) 图 2－9
尺垫就是用于转点上的一种工具,用钢板或铸铁制成(图2－10)。使用时把三个尖脚踩入土中,把水准尺立在突出的圆顶上。尺垫可使转点稳固防止下沉。
图 2－10 §2－3 DS3微倾式水准仪的使用 使用水准仪的基本作业就是:在适当位置安置水准仪,整平视线后读取水准尺上的读数。微倾式水准仪的操作应按下列步骤与方法进行: 1、 安置水准仪 首先打开三脚架,安置三脚架要求高度适当、架头大致水平并牢固稳妥,在山坡上应使三脚架的两脚在坡下一脚在坡上。然后把水准仪用中心连接螺旋连接到三脚架上,取水准仪时必须握住仪器的坚固部位,并确认已牢固地连结在三脚架上之后才可放手。 2、 仪器的粗略整平 仪器的粗略整平就是用脚螺旋使圆水准器的气泡居中。不论圆水准器在任何位置,先用任意两个脚螺旋使气泡移到通过圆水准器零点并垂直于这两个脚螺旋连线的方向上,如图2－11中气泡自a移到b,如此可使仪器在这两个脚螺旋连线的方向处于水平位置。然后单独用第三个脚螺旋使气泡居中,如此使原两个脚螺旋连线的垂线方向亦处于水平位置,从而使整个仪器置平。如仍有偏差可重复进行。操作时必须记住以下三条要领: (1)先旋转两个脚螺旋,然后旋转第三个脚螺旋; (2)旋转两个脚螺旋时必须作相对地转动,即旋转方向应相反。 (3)气泡移动的方向始终与左手大拇指移动的方向一致。
图 2－11 3 照准目标 用望远镜照准目标,必须先调节目镜使十字丝清晰。然后利用望远镜上的准星从外部瞄水准测量的原理 准水准尺,再旋转调焦螺旋使尺像清晰,也就就是使尺像落到十字丝平面上。这两步不可颠倒。最后用微动螺旋使十字丝竖丝照准水准尺,为了便于读数,也可使尺像稍偏离竖丝一些。当照准不同距离处的水准尺时,需重新调节调焦螺旋才能使尺像清晰,但十字丝可不必再调。 照准目标时必须要消除视差。当观测时把眼睛稍作上下移动,如果尺像与十字丝有相对的移动,即读数有改变,则表示有视差存在。其原因就是尺像没有落在十字丝平面上(图2－12a、b)。存在视差时不可能得出准确的读数。消除视差的方法就是一面稍旋转调焦螺旋一面仔细观察,直到不再出现尺像与十字丝有相对移动为止,即尺像与十字丝在同一平面上(图2－12c)。
(a) (b) (c) 图 2－12
4、 视线的精确整平 由于圆水准器的灵敏度较低,所以用圆水准器只能使水准仪粗略地整平。因此在每次读数前还必须用微倾螺旋使水准管气泡符合,使视线精确整平。由于微倾螺旋旋转时,经常在改变望远镜与竖轴的关系,当望远镜由一个方向转变到另一个方向时,水准管气泡一般不再符合。所以望远镜每次变动方向后,也就就是在每次读数前,都需要用微倾螺旋重新使气泡符合。 5、 读数 用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米与厘米数,并估读出毫米数,所以每个读数必须有四位数。如果某一位数就是零,也必须读出并记录。不可省略,如1、002m、0、007m、2、100m等。由于望远镜一般都为倒像,所以从望远镜内读数时应由上向下读,即由小数向大数读。读数前应先认清水准尺的分划特点,特别应注意与注字相对应的分米分划线的位置。为了保证得出正确的水平视线读数,在读数前与读数后都应该检查气泡就是否符合。 §2-4水准测量方法与侧过计算 按照精度要求的不同,我国水准测量分为一、二、三、四等,还有不属于规定等级的水准测量,我们称为普通水准测量,又叫做等外水准测量。普通水准测量的精度比国家等级的精度要低,水准路线的布设及水准点的密度有着较大的灵活性,但等级水准测量的原理就是相同的。 一、水准点与水准路线 (一)、水准点(Bench Mark): 用水准测量方法测定高程的控制点称为水准点,一般用其英文缩写BM表示。国家等级的水准点按要求埋设永久固定标志;不需永久保存的则在地面上打入木桩,或在地面,建筑物上设置苦定标志,并标记。 (二)、水准路线: 水准测量的任务,就是从已知高程的水准点开始测量其她水准点或地面点的高程。测量前应根据要求布置并选定水准点的位置,埋设好水准点标石,拟定水准测量进行的路线。水准