工程测量水准测量

B
4 －1.632 ＋0.008
BM2
∑
10
＋1.670 ＋0.020
fh=1.670－(21.121－19.431)=－20(5m3 m)
＋0.515 ＋2.799 －1.624 ＋1.690
fh允=±31(mm)
19.431 19.946 22.745 21.121
例2：水准测量的内业计算
例：已知水准点BM1的高程H始 = 21.453
4、计算改正后高差
h' i,i1

hi,i1

vi
5、计算各点的高程
Hi1

Hi

h' i,i1
52
例1：水准测量的内业计算
BM1 2
4 A
B
4
BM2
+2.791
－1.632
+0.511
点号 站数 观测值 改正数 改正后高差 高程
BM1
A
2 ＋0.511 ＋0.004
4 ＋2.791 ＋0.008
D——大地测量仪器； S——水准仪；
XX——精度。即：一公里往返测高差中数中误差（毫米）。
11
水准仪结构：
DS3型 水准仪
望远镜 水准器 基座
12
水准仪结构 24
1
11
3
5
6
7 9
10 8
13
索佳C330型自动安平水准仪
苏一光EL20电子水准仪
14
视准轴
1、望 远 镜
物镜
调焦透镜 十字丝分划板 目镜
3
1
2
1
2
25
3、照准：目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄 和消除视差
缺口 对光螺旋 准星
目镜
调节
水平制
螺旋
动螺旋
水平微动螺旋
26
视差：由于物镜调焦螺旋调焦不完善，使 目标成像与十字丝分划板平面之间有相对 移动。
消除视差的方法：先进行目镜调焦，使十 字丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦 ，使目标十分清晰，使目标与十字丝平面 之间没有相对移动。
气泡 液体
圆水准器水准管轴
圆 水
准
器
的
作
用
：
粗
略
整
平
圆水准器校正螺旋
分划值：8′~10′/2mm
18
长水准管
长 水 准 长水准管轴 管 的 作 用 ： 精 确 整 平
分划值：20″/2mm
19
符合水准器
20
21
二、水准尺
黑面起点 0.000和0.000米 红面起点 4.687和4.787米
TP.4
1.478
TP.4 0.836
B
1.225
∑
6.607
6.178
∑a- ∑b =+0.429
高 差(m)
+
-
0.361
0.910 0.094
0.547
0.389 1.365 0.936
∑ h=+0.429
40
高程 (m)
19.153 19.514
20.424
20.518
19.971 19.582
51
3、闭合差分配
满足 ƒh f h允计算高差改正数
vi fh
Li L
vi fh
ni n
L ——线路总长；
L i ——第 i 段长度（i=1、2、3、……）
n ——测站总数；
n i ——为第 i 测段测站数。 v i ——各测段高差改正
注： v与 ƒh 大小相等，符号相反。
上 丝 中 丝
视距丝
竖 丝
下 丝 十字丝分划板
15
视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。
物镜的作用：把目标成象（拉近）。 目镜的作用：把十字丝（和目标象）放大。
十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以 前后调节，称为目镜调焦。
调焦透镜的作用：使远近不同的目标都能成象于十字丝 面上。移动调焦镜称为物镜调焦。
水准测量：从某一已知高程的水准点开始，经过一定
的水准路线，测定各待定点的高程。
点之记：水准点应进行编号，并绘出水准点与附近固
定建筑物或其它明显地物关系的点位草图， 作为水准测量的成果一并保存。
31
32
33
2、水准测量的等级
一、二等水准测量——科学研究、提供高程 起算数据
三、四等水准测量——工程建设、提供高程 起算数据
h3′= h3 + v3
h4 ′= h4 + v4
（4）计算各点的高程
HBM1= 21.453 m H1= HBM1 + h1′ = 25.206 m
H2= H1 + h2′ = 12.851 m H3= H2 + h3′ = 24.287 m HBM2= H3 + h4 ′ = 25.006 m = 已知高程
则
HB =(HA+a)-b=Hi-b
6
2.1 水准测量原理
转点：如果两点间高差较大或相距较远， 仅安置一次仪器不能测得它们的高差，这 时需要加设若干个临时的立尺点，作为传 递高程的临时点。
BMA
TP4 TP3
TP2 TP1
前进方向
7
BMB
2.1 水准测量原理
连续水准测量：依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测 定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得 两点间的高差值。 hAB= ∑h =h1+h2 + …
h1 a1 b1
=(a1 － b1)+(a2 － b2 )+ … = ∑a－∑b
h2 a2 b2
h3 a3 b3
h4 a4 b4
a1 BMA
a2 b1
TPh11
a3 b2
TP2 h2
过A点的水准面
8
a4 b3
h3
TP3
BMB b4 h4
hAB
2.2水准测量的仪器和工具
处于铅垂位置。 L'L' ∥ VV ? 检验方法：
转动三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然 后将望远镜旋转180º，如果仍然居中，说明满足 此条件。如果气泡偏离中央位置，则需校正。 校正方法：
水准测量的仪器和工具：
水准仪： 提供一条水平视线，并能照准水准尺、读数
水准尺：用于读取刻度 一般使用黑红双面水准尺 水准尺一般成对使用
尺垫：防止水准尺下沉和变位 顶端球面的切面放置水准尺
9
10
一、水准仪 为水准测量提供水平视线的仪器。 常用的水准仪
精密水准仪 DS05 、 DS1 普通水准仪 DS3 、DS10
B
∑h
A HB=?
ＨA
大地水准面
水准测量的外业记录
BM1
1
TP1
2
A
测站 测点 后视读数 前视读数
高差
高程
BM1 1.563 1
TP1
0.986
+0.577
19.431
2 TP1 1.762 A
1.828
－0.066
19.942
校核 ∑a= 3.325 ∑b= 2.814 ∑a －∑b = +0.511 ∑h= +0.511
f h允 = 12n = 60 mm，合格。
（2）高差闭合差的调整
vi = - f h × n i / ∑ n
v1=0.005 v2=0.010 v3=0.006 检核计算： v i = - f h
v4=0.004
55
（3）计算各点改正后的高差
h1′= h1 + v1
h2′= h2 + v2
m，BM2点的高程H终 = 25.006m，求各点平 差后高程。
百度文库
1 3
n1 =5 h1=3.748
BM1
n2=10 h2=-12.365
n3=6 h3=11.430
n4=4 h4=0.715
2
BM2
54
（1）高差闭合差的计算
f h= h测 -（H终-H始）
= 3.528 -（25.006 -21.453）= - 0.025 m
已知HA＝19.153m，欲测定B点高程？步骤如下：
(1)观测者在测站处安置水准仪，在BM.A和TP.1点立尺， TP.1安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，1632和1271mm 。并计算该站高差为+0.361m
BMA
TP4 TP3
TP2 TP1
前进方向
38
BMB
(2)水准仪搬迁至测站2，转点TP.1上的尺垫 保持不动，水准尺转向仪器方向，在转点 TP.2安放尺垫并立尺，读数为1.862m和 0.952m，计算高差为+0.910m，按上法依次
计算每公里（或每站）高差改正数 计算测段高差改正数 (4)计算改正后高差 (5)计算各点高程
50
1.高差闭合差的计算
①支水准路线
fh= h 往+h 返
②闭合水准路线
fh= ∑h 测
③附合水准路线 fh= ∑h 测－（H终 － H始） 2.高差闭合差的检验
闭合差允许值：
ƒh允=±40√L mm （平坦地区） ƒh允=±12√n mm （丘陵地区）
BM1
BM2
ƒh= h测 -（H终-H始)
水准路线布设形式 3、支水准路线
BM0
ƒh= h往+ h返
水准路线布设形式
4、水准网
BM1
BM2
结点
BM3
普通水准测量线路闭合差允许值：
ƒh允=±40√L mm （平坦地区） L—路线长度，km
ƒh允=±12√n mm（丘陵地区） n—测站数
4、水准测量成果整理 计算步骤： (1)高差闭合差的计算 (2)高差闭合差检验 (3)闭合差分配：
27
4、精平：使长水准管气泡居中
微倾螺旋
28
5、读数： 用中丝读数
0.713(m) 写作：0713(mm)
29
水准测量的瞄准和读数
上丝：0789 中丝：0735 下丝：0682
30
2.3 普通水准测量及成果整理
1、水准点 水准点：用水准测量的方法测定的高程控制点“BM”，
分永久性和临时性。
连续进行水准测量，直至测到B点为为止。
BMA
TP4 TP3
TP2 TP1
前进方向
39
BMB
普通水准测量记录手簿
测 站
1
2
3
4
5 计算 检核
点
水准尺读数(m)
号
后视
前视
BM. 1.632 A
TP.1
1.271
TP.1 1.862
TP.2
0.952
TP.2 1.346
TP.3
1.252
TP.3 0.931
等外水准测量（普通水准、图根水准测量） ——工程建设、测图等。
精度由高到低
34
3、水准测量的实施 水准测量——测出一系列的高程点。
基本概念：测站、转点
连续水准测量
HB=HA + hAB hAB= ∑h =h1+h2 + …
=(a1 － b1)+(a2 － b2 )+ … = ∑a－∑b
56
2.4 水准仪的检验与校正
1.水准仪轴线及其应满足的几何条件
(1)四条轴线 视 准 轴 CC
V L'
水准管轴 LL
L
L
圆水准轴 L'L'
C
C
竖 轴 VV
(2)应满足的三个条件
L'L'// VV
横丝⊥VV
LL // CC (主要条件)
V L'
57
一、圆水准器的检校
检校目的： 当圆水准管气泡居中时，仪器的竖轴基本上
22
三、水准仪的使用
1. 安置：安置三脚架和水准仪 2. 粗平：使圆水准器气泡居中 3. 瞄准：粗瞄和精瞄 4. 精平：使长水准管气泡居中 5. 读数：用中丝读数
23
三、水准仪的使用
1. 安置：安置三脚架和水准仪
24
2、粗平：使圆水准器气泡居中
左手拇指法则
气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致
3
视差：如果目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的 眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相 对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。物 镜调焦可以消除视差。
16
2、水准器
是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。
水准器
长水准管 圆水准器
长水准管
水准轴
圆水准器
圆水准轴
17
圆水准器
43
水准路线布设形式
单一水准路线
闭合水准路线 附合水准路线 支水准路线
水准网
高差闭合差：实测高差与其理论值之差应该 为0，但由于测量中不可避免带有误差，使 得观测所得高差与理论高差不相等，其差值 称为高差闭合差
水准路线布设形式 1、闭合水准路线
BM0
ƒh= h测
水准路线布设形式
2、附合水准路线
工程测量
第二章 水准测量
1
2
第二章 水准测量
2.1 水准测量原理 2.2 水准仪测量的仪器和工具 2.3 普通水准测量及成果整理 2.4 水准仪的检验与校正 2.5 水准测量的误差及注意事项
3
2.1 水准测量原理
水准测量是测出两点间的高差。即在两个点上 分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的
一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而
求得两点间的高差。
前进方向
前视尺
水平视线
后视尺

Hi
A
HA
大地水准面
4
bB hab HB
2.1 水准测量原理
如图，已知HA，求HB？
（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
hAB=a-b
备注 已知
对于每一测站而言，为了校核每次水准尺读 数有无差错，可采用改变仪器高的方法或双 面尺法进行检核。两次测得高差的差值在 ±6mm以内时，则取两次高差平均值作为该 站测得的高差值。
41
∑h ≠ hAB
A ＨA
大地水准面
B hAB
HB=?
线路校核： 把已知高程点和待测点布设成路线，线路 观测高差和理论高差不符值应在允许范围内。 线路方式主要有闭合水准路线 、附合水准 路线 、支水准路线
HB=HA+ hAB =HA+(a-b)
在计算高差hAB时，一定要注意hAB的下标： hAB表示A点至B点的高差。
5
2.1 水准测量原理
前进方向
前视尺
水平视线
后视尺

A
HA
Hi 大地水准面
bB hab HB
（2）视线高法：B点高程也可以通过水准
仪视线高程Hi（也称为仪器高程）来计算
即
Hi=HA+a