工程测量学之水准测量
测量学水准测量
w2然019后/8/23单独转动脚螺旋③使气泡居中。如有偏差可重复进行30 。
3．瞄准水准尺
目镜对光：对准白色目标，旋转目镜，使十字 丝成像清晰。
粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线， 制动望远镜。
物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目 标成像清晰。
已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的 高程推算出未知点的高程。
水准测量原点 ：直接由平均海水面测得高程的 水准点（图2-J）。
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4
二、高程测量的方法
水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。
此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最 主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测 和各项施工测量中。
目
录
第 第 第 第第 第第第 八 七 六 五四 三二一 节 节 节 节节 节节节
电精精分水和水水器水水高
子密密析准校准准及准准程
水水水 测正仪测使测测测
准准准 量 的量用量量量
仪尺仪 的 检的 的原概
简 和 误 验方 仪理述
介
差
法
2
§2-1 高程测量概述
一、高程测量
高程测量：测量地面点高程的工作。 目的：获得未知点的高程。一般是通过测出
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水准仪图像(1)
注意：转 动仪器时 要松开制 动螺旋！
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水准仪图像(2)
注意：转动仪 器时要松开制
动螺旋！
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1．望远镜
作用：它可以提供视线，
工程测量学习笔记1水准测量
工程测量学习笔记1 水准测量第三章水准测量※内容概述:水准测量是利用水准仪提供的水平视线来直接测定地面上各点间的高差，然后根据其中一点的高程推算出其他各点的高程。
水准测量所用仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。
因此，水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。
水准测量包括路线的选择、实施、检核及内业计算等。
※教学目的:了解水准测量的原理，熟练掌握水准仪及施测步骤。
并通过实习能够进行简单的水准测量。
※内容详述:地面点的位置是用平面坐标和高程来确定的。
测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。
高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量三类。
§3.1水准测量原理水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，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。
图3-1水准测量原理如图所示，欲测定A、B两点间的高差h，可在A、B两点上分别竖立带有刻划的水准尺，并在A、B两点之间安置一台能提供一条水平视线的水准仪。
根据水准仪的水平视线，设后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高hAB=a-b如果水准测量是由A到B进行的，如图中的箭头所示，由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数;B点为欲求高程的点，则B点尺上读数b为前视读数。
高差等于后视读数减去前视读数。
高差的符号有正有负。
当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A;当高差为负时，表示前视点B低于后视点A。
所以计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。
有了高差，就可根据A点高程求得B点高程，即:高差法:高程测量的实质就是测量高差。
另外还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程，即:视线高法:HB=(HA+a)-b§3.2水准仪器及其使用水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
如图:图3-2水准仪图3-3DS3微倾式水准仪一、水准仪的结构根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。
测量学教程-水准测量
R——水准管圆弧半径，mm ρ ——206265″
DS3型水准管分划值为20″/2mm
2 R
(2-4)
符合水准器
工程测量学
2 水准测量 §2.2 水准仪和水准尺 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 2、水准器 ⑵圆水准器——用来指示竖轴是否竖直。
球面中央圆圈，圆圈的圆心称为 水准器零点。过零点的球面法线，称 为圆水准轴，当圆水准器气泡居中时 ，圆水准轴处于竖直位置。圆水准器 分划值是指通过零点的任意一个纵断 面上，气泡中心偏离2mm的弧长所 对圆心角的大小。 DS3水准仪圆水准器分划值一般 为8′～10′/2mm，故只用于仪器的概 略整平。
⑴检验
工程测量学
2 水准测量微倾式水准仪的检验与校正 §2.5 2.5.2 十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正
⑵校正 改正偏移量的一半。
工程测量学
2 水准测量微倾式水准仪的检验与校正 §2.5 2.5.3 水准管轴平行视准轴的检验与校正
b’ ⑴检验 在高差不大的地 面上选择相距80m左 右的A、B两点… 将仪器搬至距A点 2～3m的Ⅱ处，…… B点尺上水平视线 的正确读数为： b0’=a’+hAB (2-13)
工程测量学
2 水准测量 §2.3 水准测量方法
2.3.1 水准点 用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点(记为 BM. (Bench Mark)) 国家水准点分为一、二、三、四等，按规范规定埋设 永久性标石标志。 图根水准点和施工测量水准点常采用临时性标志。
二、三等 工程测量学
2 水准测量 §2.3 水准测量方法
工程测量学
2 水准测量 §2.2 水准仪和水准尺 2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 1、望远镜 望远镜主要由物镜、镜筒、调焦透镜、十字丝分划板 、目镜等部件构成。
工程测量课件第2章水准测量
十字丝分划板护罩
3. 视准轴平行于水准管轴（i角）的检验与校正
检验：选择在相距80～100米距离两端A、B处钉木桩或放置尺 垫；在距A、B等距离处（S1）安置水准仪。
用双面尺或变动仪高法，测出A、B两点间的平均高差hAB。由 于前后视距相等，高差hAB不存在i角误差。
aa11′△ i
A
S1
D
hAB = a1′－b1 ′
b1′
i△
b1
B
hAB
D
a2′
a2
i
b2
B
hAB
A
S2
水准仪搬至S2处测量A、B两点间的高差hAB ′：
hAB ′=a2 ′－b2 若hAB ′= hAB ，则视准轴平行于水准管轴。否则，计算i角。当 i〃＞20″, 则需校正。
h
i
DAB
=206265〃
△h=a2 ′- a2 , a2 = b2 + hAB ;
点Ｏ）的纵向切线。当气泡居中时，该轴线处于水平位置。水 准管精度较高，用于精平水准仪。
水准管分划值 ：水准管圆弧2mm弧长所对的圆心角。
符合水准器
2
R
调节微倾螺旋
（2）圆水准器
L´
2mm L´
圆水准器轴（L´ L´）：通过
圆水准器零点（分划圈中心）的 球面法线。当气泡居中时，该轴
线处于竖直位置。圆水准器精
平地fh容40 L 山地fh容12 n
mm mm
（1）闭合水准路线
1 闭合水准路线
BMA 支水准路线 Ⅰ
•∑h理=0， •fh= ∑h测
Ⅱ
（２）附合水准路线
2
3
•∑h理=HB－HA
• fh= ∑h测－（ HB－HA ）
《工程测量》水准测量
Vi
Li L
fh
Vi
ni n
fh
[例2-1] 按图根水准测量要求施测某附合水准路线
观测成果，BM－A和BM－B为已知高程水准点，
箭头为水准测量前进方向，路线上方的数字为测 得的两点间的高差，路线下方数字为该段路线的 长度，试计算待定点1，2，3点的高程。
计算高差闭合差fh ，限差fh允。 fh= Σhi－(HB－ HA) =4.330-(49.579-45.286)=0.037m=37mm fh允=±40√L= ±40√7.4=±109mm fh < fh允 ，可以分配 用四颗校正螺丝固定在望远镜筒上。
倒像望远镜成像原理 放大倍数——V=β÷α DS3水准仪——V=28
视差：标尺像没成在十字丝分划板上引起的读数误差 消除：望远镜对准天空(或明亮背景)， 旋转目镜调焦螺旋，使十字丝分划板清晰。 望远镜对准标尺，旋转物镜调焦螺旋，使标尺像清晰。
管水准器轴LL——内圆弧中点切线， 气泡居中时，LL水平。 管水准器格值τ——内圆弧2mm弧长所对圆心角。 DS3的τ =20″。 管水准器轴LL∥望远镜视准轴CC，精确整平仪器。
管水准器安装。 管水准器符合棱镜系统，提高管水准气泡的居中精度。
3) 水准尺与尺垫
水准尺：2m~5m，有四种类型，常用直尺。
(5) 水准测量成果处理
根据已知水准点的高程，水准路线高差观测值，
分配高差闭合差，计算出未知点的高程。
附合水准路线——fh=Σhi－(H终－ H起)。 闭合水准路线——fh=Σhi－0=Σhi 。 支水准路线——fh=Σh往＋Σh返。 图根水准高差闭合差允许值fh允 平坦地区—— fh允=±40√L(mm) 山地——fh允=±12√n(mm) fh< fh允时，可以分配高差闭合差。 原则：反号，按路线长Li(平坦)或测站数ni(山地)比例分配 高差改正数 Vi公式：
测量学B 第二章水准测量
水准仪按其精度共分为四个等级：DS05，DS1， DS3，DS10。05、1、3、10是指各等级水准仪每千 米往返测量高差中数的中误差，以mm计。工程水 准测量一般用DS3型水准仪。
一、微倾水准仪的构造
DS3型水准仪（图2-2）由望远镜、水准器和基 座三部分构成。
1.望远镜
望远镜是提供视线和照准目标的设备，它由物 镜、对光透镜、十字丝分划板及目镜等组成。
调节目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰； 放松制动螺旋，旋转望远镜使缺口准星 对准目标，拧紧制动螺旋； 调节物镜对光螺旋，使目标成像清晰； 交替1）、3），直至目标成像稳定； 调节微动螺旋，使竖丝处于水准尺一侧。
3.精平
为了使视线精确地处于水平位置，读数前应 调节微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准气 泡两端影像对齐。 4.读数
3.高程计算 将起始点BM1高程与沿线各测段改正后 的高差逐一累加即得各未知点的高程。对于 支水准路线，当闭和差fh ≤ fh容时，取往返高 差的平均数作为最后结果。即 h = (h往 － h返)/2 (2-12) 最后将成果填入水准测量高差误差配赋 表。如表2-2。
表2-3 水准测量高差误差配赋表
精确整平后，应立即根据中丝读取尺上的读 数，读数时应估读到mm。精平和读数是两项不同 的操作步骤，但在测量中，这两项操作视为一个 整体，即边看符合气泡边读数，一旦发现气泡偏 离应重新精平后才能读数。
§2-3 水准测量方法
一、水准点
水准点用BM表示。水准点按等级及保存时间 长短分为临时性水准点和永久性水准点两种。 永久性水准点：又混凝土或石料制成，桩顶嵌入 顶面为半球形的金属标志，桩面上标明等级和编 号。 临时水准点：可选用地面上突出的坚硬岩石或固 定建筑物的墙角、阶石、桥墩等处，用红漆画一 标记作为点位。也可用大木桩打入地下，桩顶钉 一铁钉。水准点的高程是指半球顶或红漆标记中心 的高程。
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
第3章 水准测量
∑
4.121
h a b
i
i
i
第1组
3班
记录：
李同学
高差
(m)
高程
(m)
备注
+0.385
54.206
A
+54.591
TP.1
+55.138
TP.2
+55.850
TP.3
+54.639
B
+0.547
+0.712
-1.211
+0.433
Hi =Hi-1 +hi
—
H B H A hi
1、2两个脚螺旋的中垂
线上；
2）调节脚螺旋3，使气泡
居中；
3）重复上述两个步骤，至
气泡居中。
3.瞄准
1）调节目镜调焦螺旋，使十字丝影像清晰。
2）松开制动螺旋，旋转望远镜，
利用瞄准器粗略瞄准水准尺。
3）旋紧制动螺旋，旋转水平微动螺旋，
使水准尺置于视窗中央。
令十字丝竖丝与水准尺一侧重合
4）调节物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰。
思考题1：迁站时水准尺如何移动？
尺1
A
尺1
尺2
尺1
TP1
尺2
尺2
TP2
尺1
尺1
尺2
尺1
A
TP1
TP2
水准尺误
差
尺2
尺1
A
TP1
TP2
尺1
尺1
尺2
尺1
A
TP1
TP2
思考题2：测站数宜为偶数还是奇数？
注意事项：
1）根据使用仪器、精度要求、气象条件等确定视线长度；
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。
《测量学》第二章_水准测量
BMA
TP2
TP3
TP1
前进方向
普通水准测量记录表
标尺读数（m） 测点 后 视 前视 + – 高 差 高 程 （m） 50.000 1.268 0.672 0.583 0.753 ZD2 ZD3 0.863 1.219 51.336 50.583 备 注
A
ZD1
1.851 1.425
HA=50.000m
b
i
施测方法
§2-3
水准测量的实施及成果整理
二、水准测量的实施 施测方法
h4=+0.385 h5=+0.118
h1=-0.543
1.422 1.304 1.820 1.435 h3=+0.946 h2=+0.120 1.822 0.876 TP4
BMB
1.134 1.677 1.444 1.324
0.718
1.581 0.346 5.358 3.867 2.209 0.718 0.873 50.618 51.491
B
Σ
计算 检核
∑a–∑b=5.358 – 3.867=1.491 ∑h=2.209 – 0.718=1.491 HB – HA=51.491 – 50.000=1.491 HB – HA=∑h=∑a – ∑b (计算无误)
b B Hi hab H B
大地水准面
A
HA
§2-1.水准测量原理
水平视线
前进方向 前视尺
如图， 已知HA， 求HB？
后视尺
A HA
大地水准面
b
B HB
hAB
（1）高差法：根据水准仪提供的水平视线在A点水准尺上读数 为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则
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
水准测量技术在工程测绘中的应用
水准测量技术在工程测绘中的应用工程测绘是现代工程建设不可或缺的一项重要工作。
在工程建设中，需要对地形、地貌、建筑物以及工程施工过程进行精准测量和记录。
其中，水准测量技术在工程测绘中扮演着重要的角色。
本文将探讨水准测量技术在工程测绘中的应用，并介绍其原理和方法。
水准测量是一种测量地表高程差的技术。
在工程测绘中，水准测量可以用于测量地形起伏、建筑物高程、地下水位以及土方工程的开挖和填方等。
水准测量的主要原理是基于重力的作用和大地水平面的定义。
通过在测区域内选择合适的控制点，使用光学仪器进行高程差测量，可以达到较高的精度。
水准测量的基本步骤包括：选择测区和控制点、设置测线、观测测量、数据处理和成图。
首先，需要根据实际测区的大小和形状，选择合适的控制点进行测量。
控制点的选择应考虑地势起伏、景观特点和测量精度要求等因素。
其次，在选定的控制点附近设置测线，用于进行测量观测。
观测测量时，通常采用水准仪对测线两端的控制点进行测量，通过望远镜和水平仪进行测量观测和读数。
测量数据需要进行精确的处理和校正，包括纠正仪器误差、温度改正、曲线改正等。
最后，将处理后的数据进行成图，生成地形图或高程图，用于工程建设和规划。
水准测量技术在工程测绘中的应用非常广泛。
首先，水准测量可以用于土木工程的高程控制。
在大型土木工程项目中，需要精确控制施工过程中的地面高程，以确保工程质量和安全。
通过水准测量，可以及时发现并纠正地面高程的变化，防止工程产生问题。
其次，水准测量可以用于建筑物的高程测量。
在城市规划和建设中，需要对建筑物的高程进行测量和记录，以制定合理的建筑设计和布局。
水准测量可以提供准确的建筑物高程数据，为城市规划和建设提供重要的依据。
此外，水准测量还可以应用于地下水位的测量和监测。
在水资源管理和环境保护中，地下水位的测量对于科学规划和合理利用地下水资源至关重要。
通过水准测量技术，可以精确测量地下水位的变化，并通过监测分析为地下水资源的管理提供科学依据。
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。
建筑测量学-水准测量
新课导入：
测量地面点高程的工作，称为高程测量。
按使用的仪器和施测方法的不同，高程测量分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
水准测量事精确测定地面点高程的一种主要方法。
本章主要介绍水准测量。
授课内容：
2 水准测量
2.1 水准测量原理
一、水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。
二、计算未知点高程
1．高差法
测得A、B两点间高差h AB后，如果已知A点的高程H A，则B 点的高程H B为：
H B=H A +h AB
这种直接利用高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。
2．视线高法
B点高程也可以通过水准仪的视线高程H i来计算，即:
H i= H A+a
H B= H i+b
这种利用仪器视线高程H i计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。
在施工测量中，有时安臵一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就比较方便。
2.2 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。
《测量学》第02章 水准测量
② 圆水准器 圆水准器由玻璃圆柱管制成，其顶面内壁是磨 成一定半径R的球面，中央刻有小圆圈，其圆心 O是圆水准器的零点； 过零点O的球面法线为圆水准器轴； 当圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位 置； 当气泡不居中，气泡偏移零点2mm时，轴线所 倾斜的角度值，称为圆水准器的分划值。一般 为8' －10'； 圆水准器用于粗略整平仪器； 制造水准仪时，使圆水准器轴平行于仪器竖轴。 旋转基座上的三个脚螺旋使圆水准气泡居中时，
经物镜及调焦透镜折射后，在十字丝分划板上成 一倒立的实像ab；通过目镜的放大而成虚像a'b' ， 十字丝分划板也同时放大。定义与之比为望远 镜的放大倍数V，即V= / 。城市测量规范要求， DS3水准仪望远镜的放大倍数不得小于28。
十字丝分划板： 在一直径为约10mm的光学玻璃圆片上刻出三 根横丝和一根垂直于横丝的纵丝； 中间的长横丝称为中丝，用于读取水准尺上分 划的读数； 上、下两根较短的横丝称为上丝和下丝，上、 下丝总称为视距丝，用来测定水准仪至水准尺 的距离。用视距丝测量出的距离称为视距。 十字丝分划板安装在一金属圆环上，用四颗校 正螺丝固定在望远镜筒上。 望远镜物镜光心与十字丝交点的连线称为望远 镜的视准轴，用CC表示。 望远镜物镜光心的位置是固定的，调整固定
hAB hA1 h12 h( n 1) B hi a b
i 1 i 1 i 1
§2.2 水准测量的仪器与工具
水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准 尺和尺垫。
一、微倾式水准仪
通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平 视线的水准仪称为微倾式水准仪；通过补偿器获 得水平视线读数的水准仪称为自动安平水准仪。 国产微倾式水准仪的型号有：DS05、DS1、DS3、 DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和 “水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数 字表示以mm为单位的、仪器每公里往返测高差 中数的中误差。DS05、DS1、DS3、DS10水准仪 每公里
水准测量—普通水准测量(建筑工程测量)
1.水准点 ➢定义：通过水准测量方法获得的高程固定点,简记BM。
➢分类：永久性、临时性
图2-13 永久性水准点示意图
2.施测方法
图2-14 普通水准测量示意图
➢ 转点（ZD）：因两点的距离较远或高差较大，安置一 次仪器无法测出A点与B点的高差 ,此时则需在两点间加设
若干个临时立尺点，称为转点，起传递高程的作用。
➢ 测站：每安置一次仪器即为一站
3.施测步骤
⑴ 每一测站上的观测步骤 选转点→安置仪器→粗平→瞄准后尺→精平→读后视读数→瞄准 前尺→精平→读前视读数→迁站 ⑵ 迁站方法
仪器搬到下一测站，上一测站的后尺变为下一个测站的前尺， 上一测站的前尺（不动只翻转）变为下一测站的后尺
4 .记录与计算
表2-2 水准测量记录手簿
计算公式：
⑴每站高差： hi ＝ 后视读数—前视读数 ＝ ai- bi (i ＝ 1，2，3，…，n)
⑵总高差： ∑hi ＝ h1+h2+h3 +‥‥+hn ∑hi＝ ∑ai－∑bi（表明计算无误） HB=HA+ ∑hi
5．施测过程中注意事项
（1）水准仪应安置在离前、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”。 （3）转点的选择将影响到水准测量的观测应放置尺垫。但值得注意的是水准点 上不能安放尺垫。 （4）水准尺应交替使用，但要注意保证转点的位置不变。 （5）∑a－∑b＝∑hi，只表明计算无误，不表明观测和记录无误。
工程测量技术课程教学课件：11四等水准测量
1.四等水准测量概念 2.四等水准技术要求 3.外业观测与数据计算
四等水准测量
四等水准测量概念
四等水准技术要求
外业观测与数据 计算
四等水准测量
教学目标
知识目标：
1.学习四等水准测量的基本原理和方法； 2.学会四等水准测量技术要求的应用； 3.掌握四等谁找你测量的外业步骤与数据计算方法。
前进方向
中丝读数
后视尺
前视尺
四等水准测量概念
3. 外业观测与数据计算
四等水准测量观测顺序
四等水准技术要求
外业观测与数据 计算
①后视黑面，读取上、下、中丝读数，记入（1）（2）（3）中； ②前视黑面，读取上、下、中丝读数，记入（4）（5）（6）中； ③前视红面，读取中丝读数，记入（7）； ④后视红面，读取中丝读数，记入（8）。
外业观测与数据 计算
2. 四等水准技术要求
基本定义
三、四等水准的主要技术要求
等
水准仪
视线 长度
前后 视距
级 型号
m 差m
前后视 距累积 差m
视线离地 面最低高 度m
基本分划、辅 助分划（黑红 面）读数差 mm
基本分划、辅 助分划（黑红 面）高差之差 mm
三
DS1
100
3
6
0.3
1.0
1.5
DS3
75
线路长度 km
观测次数
与已知 点联测
附合成 环线
每千米高差中 往返较差、附合或环线闭合差
误差mm
平地mm
山地mm
DS1 因瓦
往返各一次 往一次
三
≤50
6
DS3 双面
往返各一次 往返各一次
建筑工程测量水准测量
建筑工程测量水准测量
建筑工程测量中的水准测量是一项重要工作，用于确定建筑物地面的高程和水平。
水准测量可以帮助工程师确定地基的高程，以确保建筑物的稳定性和安全性。
水准测量的原理是利用水平仪进行测量，测量的结果被称为“基准面”，它代表了水平面的高度。
在测量过程中，工程师会使用水准仪将水平线对准参考点，然后测量目标点与参考点之间的高差。
这样就可以确定目标点的高程。
水准测量需要注意以下几点：
1. 选择合适的参考点：参考点应该稳固且容易识别，比如建筑物的角落或其他固定结构物。
2. 确保水准仪的准确性：使用水准仪前，要进行校准以确保其准确性。
3. 控制测量误差：要减小误差，可以进行多次测量取平均值，或者使用更精准的测量仪器。
4. 记录测量数据：测量结果应该准确记录，包括参考点和目标点的编号、高差等信息。
水准测量在建筑工程中的应用广泛，特别是在地基施工和建筑物竣工后的验收中。
测量结果可以用于评估地基的平整度，以及建筑物是否满足设计要求。
综上所述，水准测量在建筑工程中是一项重要的测量工作，可以帮助工程师确定建筑物地面的高程和水平，以确保建筑物的稳定性和安全性。
道路工程测量教学实验六水准测量
实验六水准测量一、实验准备：每实验小组的仪器工具：DS3水准仪一台、测伞一把、水准尺二把、尺垫二个、记录板(含记录纸)一块。
二.水准测量的大体操作与仪器的熟悉。
1.安置仪器，安置水准仪和竖立标尺。
1)水准仪的安置：水准仪安置在三脚架上。
要求是：高度适当，大致水平，稳固靠得住。
2)竖立标尺：要求：一，竖直；二，稳当。
仪器安置完毕，应熟悉仪器各部件的名称和作用，熟悉标尺的刻划及读数的方式。
2.粗略整平。
1)相对转动两个脚螺旋，使圆水准器的水准气泡移向两脚螺旋的中间位置。
2)转动第三个脚螺旋，使气泡移到圆水准器的中心。
熟练的操作,可以将上述二步骤合二而一,同时进行。
即在相对转动两个脚螺旋的同时，转动第三个脚螺旋,使圆水准气泡居中。
3.对准标尺。
即对准后视尺，开始的对准工作要经历粗瞄、对光、精瞄的进程，同时应注意消除视差。
使望远镜十字丝纵丝对准标尺的中央。
4.精准整平。
转动微倾旋钮，观察符合气泡影像符合，实现望远镜视准轴精准整平。
5.读数和记录。
按照望远镜视场中十字丝横丝所截取的标尺刻划，读取该刻划的数字。
读数的方式：先小后大。
记录，按读数的前后顺序回报，回报无异议及时记录。
以上3至5步骤是观测后视尺的操作，取得一次后视读数a。
后续是观测前视尺的操作。
6.对准标尺，即对准前视尺。
一测站前、后视距大体相等，对准前视尺没必要从头对光。
7.精准整平。
方式同4步骤。
8.读数和记录。
方式同5步骤。
三.改变仪器高法：该法在测站观测中取得一次高差观测值h'以后，变更水准仪的高度再进行二次高差观测，取得新的高差观测值h''。
具体观测步骤：1)一次观测：观测顺序为：后视距─后视读数a'─前视距─前视读数b'。
视距测量：精平后读上、下丝读数，按式(4-5)计算视距。
2)变更三脚架高度(10cm左右)，从头安置水准仪。
3)二次观测：前视读数b''─后视读数a''。
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LL∥VV 横丝⊥VV LL∥CC
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
轴线之间应满足的几何条件
LL∥VV 横丝⊥VV LL∥CC
用来指示视准轴是否水平 用来指示仪器竖轴是否竖直 • 水准管轴LL：过水准 管零点所作圆弧面的 纵切线 圆水准器轴 ：过圆水准器 零点所作圆球面的法线
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
微 倾 螺 旋
DS3水准仪常采用符 合水准管系统 ——目的是提高水准 管气泡居中的精度
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
– – – – DS05 和DS1 用于精密水准测量 DS3 用于一般水准测量 DS10 则用于简易水准测量。 工程常用DS3 水准仪。
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
光学水准仪
微倾式水准仪 ：用水准管来获得水平视线
自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
Practice
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
检校的时间：
水准测量
水准测量的施测方法
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三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
1、利用水准仪提供的水平视线，分别读取A点水准尺上 的读数a和B点的读数b
A、B两点的高差为： hAB
水 准 测 量 原 理
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成
水 准 测 量 仪 器
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
C
C
水准测量的施测方法
视准轴CC：物镜光心与十字丝交点的连线 视准轴在测量时必须保持水平，也就是水平视线！
水准测量的成果计算
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
三角高程测量
通过测量两点之间的水平距离（或倾斜距离）和竖 直角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。 此方法的精度受各种条件的限制，一般只在适当的 条件下才被采用。 气压高程测量 GPS高程测量 摄影高程测量 静力高程测量
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
a b
2 、如果 A 点是已知高程点， B 点是待求高程点。则 B 点高 程为:
水准测量的施测方法
H B H A hAB H A (a b)
水准测量的成果计算
-----(Ⅰ)高差法
三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
※ 视差：观测者的眼睛在目镜端上下移动时 ，物像与十字丝间有相对运动的现象，叫十字 丝视差，简称视差。 ● 产生视差的原因 : 尺像与十字丝分划板不 重合。 ● 消除的方法：重新调焦
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
利用水平视线来测量两点之间的高差。 此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要 的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施 工测量中。
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
尺垫是在转点上放置水准尺用的，尺垫 可使转点稳固，防止下沉。
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
S3
三、四等水准测量
3
2 1
4 5 6 8 7
9
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
水 准 测 量 原 理
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准仪的主要轴、线：
视准轴CC 水准管轴LL 仪器竖轴VV 圆水准器轴LL 十字丝横丝（中丝）
水 准 测 量 仪 器
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
轴线之间应满足的几何条件
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
尚未符合
已经符合
水准测量的施测方法
符合气泡符合，水准管轴与视 线水平。
水准测量的成果计算
16 三、四等水准测量
望远镜
V
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
三、四等水准测量
管水准器
圆水准器
L
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
L
0 点 2mm
L
L
R
2 R 206265
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
20 o
2mm
8
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
购进仪器 长途运输 项目开工 出现问题 检校目的：使仪器各种轴系关系处 于正常状态
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
高程系统
我国国家高程系统：
黄海高程系
1956年黄海高程系 (水准原点 H=72.289米） 1985年国家高程基准(水准 原点 H=72.260米) 地方高程系统 上海：吴淞高程系
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
H i = HA + a ……………………(1)
HB = H i – b……………………..(2)
----------仪高法
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
返 回
仪 器
三、四等水准测量
• 按仪器精度分：DS05、DS1、DS3、DS10 四 个等级。
微倾螺旋
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
1、在每次读数之前，都应注视符合水准气泡 观测窗 2、转动微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合 水准器的两端气泡影像对齐 只有当气泡已经稳定不动而又居中的时 候，水准管轴水平，视准轴亦水平，即提供 了一条水平视线。
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
1、转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰 2、转动望远镜瞄准水准尺 3、转动物镜调焦螺旋使目标清晰。
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
注意消除视差！ 什么是视差？产生的原因？如何消除？
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中， 气泡移动的方向始终与左手大拇指的运动方向 一致。
水准测量的施测方法
水准测量的成果计算
目的是使仪器竖轴铅直
三、四等水准测量
水准测量的成果计算
三、四等水准测量
水准测量
水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 仪 器
高程测量 高程系统 高程测量方法 基本原理 水准仪的种类
水准尺
尺垫 DS3水准仪认识 DS3水准仪使用
水准测量的施测方法