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测量培训
内容：理解水准测量的基本原理；掌握自动安平水准仪和全站仪的操作方法、水准仪i角检校方法和仪器操作过程中注意事项。

一、水准测量的基本知识
1、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，例如：
设水准测量的前进方向为A点至B点，则称A点为后视点，其水准尺读数a 为后视读数；称B点为前视点，其水准尺读数b为前视读数。

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：Hab=HB-HA=b-a
（2）测得两点间高差Hab后，若已知 A 点高程HA，则可得B点的高程：HB=HA+Hab
（3）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。

2、水准路线
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。

由已知点 BM1 ——已知点 BM1
（2）附合水准路线。

由已知点 BM1 ——已知点 BM2
（3）支水准路线。

由已知点 BM1 ——某一待定水准点 A 。

3、水准路线的闭合差计算方法：
（1）闭合差计算公式 f h=∑h测 -∑h理
（2）附合水准路线高差闭合差的计算公式附合水准路线的始、终点间高差的理论值为(H终-H始)，而实测值为各测站所测高差的总和∑h测。

于是附合水准路线高差闭合差为f h =∑h测-(H终-H始)= ∑h测-HB-HA。

闭合水准路线高差闭合差的计算公式闭合水准路线始终点为同一个点,(H终-H始)＝0从而得到闭合水准路线高差闭合差的计算公式为f h =∑h测即为闭合路线观测高差的总和。

支水准路线无闭合差，所以采用往、返观测计算闭合差：f h=∑h往+∑h返（3）闭合差是用来衡量测量成果的精度，二等水准测量的闭合差容许值为±4√L。

三等水准测量的闭合差容许值：平地为±12√L，山地为±15√L。

四等水准测量的闭合差容许值：平地为±20√L，山地为±25√L。

其中L为往返测量、附合或环线的水准测量路线长度，单位为“千米”，n为测站数。

二、仪器的操作
1、水准仪的使用方法
水准仪的使用包括：水准仪的安置、精平、瞄准、读数四个步骤。

（1）安置：安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。

首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

（2）精平：利用脚螺旋置圆水准气泡居于圆指标圈之中。

具体方法用仪器练习。

（3）瞄准：用望远镜准确地瞄准目标。

首先是把望远镜对准水准尺，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。

最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的读数清晰地落在十字丝平面上。

（4）读数：用十字丝，截读水准尺上的读数。

2、全站仪的使用
全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。

2.1水平角测量
（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。

（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

2.2距离测量
（1）设置棱镜常数，测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（3）照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

2.3放样测量
（1）设置棱镜常数。

（2）输入两个以上已知后视点的坐标并修改棱镜高
（3）采用后方交会的方法对已知后视点进行测存，全站仪会自动计算设站精度，精度不得大于5mm。

（4）输入需要放样点的坐标对前视棱镜进行测距，全站仪会自动计算与设计坐标位置差，挪动前视杆直到与设计位置不大于5mm时，测量放样完成。

三、水准仪i角的计算与校正
1、i角的概念
水准仪望远镜的视准轴与水准管轴在理论上应该是平行关系，但是实际上视准轴与水准管轴都存在着夹角，我们把这个夹角在竖直面上的投影成为i 角。

i角误差是影响水准仪精度的最大因素，因此长时间使用的水准仪需要进行i角的检验与校正。

2、水准仪i角的允许误差
水准仪i角允许误差的概念应该说有三方面的涵义，也是三种情况下的不同要求。

（1）出厂时工厂调校的允许误差、
（2）用户调校时的允许误差、
（3）测量等级或规定所要求的允许误差。

根据我国国家水准测量规范和工程测量规范的要求，用于一、二等水准测量的水准仪i角不应超过15”，用于三、四等水准测量的仪器i角不应超过20”。

3、水准仪i角的计算与校正
（1）水准仪i角的检校计算：放置两个水准标尺，距离在45m-100m之间（假设定为60m）。

将水准仪架设在距A尺20m（总距的1/3）的位置，读取标尺上的读数得到两点的高差值，搬迁仪器至距B尺20m（总距的1/3）的位置，读取标尺上的读数得到两点的高差值。

计算两次高差值的差，如果两次高差值相等，说明仪器i角为0。

不等说明存在i角的误差。

例如：仪器在靠近A尺的位置，读取A尺读数a1为1.252m，B尺读数b1为1.352 m，仪器搬至另一侧：A尺读数a2为0.955 m，B尺
读数b2为1.053 m。

第一次的高差h1为0.1 m，第二次的高差h2
为0.098 m。

两次差值⊿H就是2mm（h1- h2）。

按小角公式计算i角
i=Δ×ρ/s =2mm×206265”/60000mm=7”。

注释：i代表i角，Δ代表两次差值，ρ=180×3600”/π=206265”， s
代表两尺间的距离。

（2）水准仪i角的校正：结合上述i角检校计算得出的⊿H，调校时先照准近尺A，记录读数a，然后照准远尺，调节十字丝分化板使远尺读数为a＋⊿H。

调校后按照上面检校步骤进行检查。

如果符合要求，则说明调校的很好，可以投入施工使用；如果不符合要求，按照上面步骤C进行调校后，再检查，直到符合要求为止。

（3）自动安平光学水准仪每天检校一次i角，作业开始后的7个工作日内，若i角较为稳定，以后每隔15天检校一次。

电子水准仪每次开测前检校i角。

四、仪器使用过程中注意的事项
1、水准测量中应注意的事项：
（1）测量前，水准仪要进行检验与校正。

（2）测站地面要坚实，脚架应踩稳，防止碰动。

（3）前后视线要尽量等长，视线不宜过长（<100m），但也不宜过短（>10m）.
（4）瞄准标尺时，注意消除视差。

每次读数前符合气泡务必严格居中。

（5）水准尺应竖直，尺垫应踩实，转点要牢固，在固定标志点不得使用尺垫。

（6）记录要工整，计算要无误，并及时进行校核计算。

（7）读数要准确，严格按照限差要求，误差超限，必须重测。

（8）同一测站观测时，不要重复调焦。

（9）同一测站上仪器和前后视标尺的三个位置应尽可能接近一条直线。

还有一点要注意的是观测过程中双眼要保持睁开，不要睁一只眼，闭一只眼。

（10）当测站之间距离较远，搬站时应把仪器拆卸装箱带上。

近距离搬站时，可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置，不得把仪器横向抗在肩上。

2、全站仪使用中应注意的事项：
(1)开工前应检查仪器箱提手是否牢固。

(2)开箱后提取全站仪前，要看准全站仪在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部。

切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。

应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部。

仪器用完，擦去表面的灰尘。

装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍。

(3)在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度。

在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护。

当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒。

(4)当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度。

(5)当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后带走。

行走前要检查仪器箱是否锁好，提手是否牢固。

当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置。

(6)搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固。

(7)全站仪任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度。

(8)光学元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉。

禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面。

清洁仪器透镜表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的无线棉布沾酒精由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭。

除去仪器箱上的灰尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗。

(9)在潮湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干全站仪表面的水分及灰尘后装箱。

回到办公室后立即开箱取出仪器放于干燥处彻底凉干后再装箱内。

(10)冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱。