3第三章水准测量 上

高差法和视线高法的测量原理是相同的， 高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别 在于计算高程时次序上的不同。 在于计算高程时次序上的不同。在安置一次 仪器需求出几个点的高程时， 仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高 差法方便。 差法方便。
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
水准仪的使用 1、安置仪器 高度适中、架头大致水平，固定仪器。 高度适中、架头大致水平，固定仪器。 2、粗略整平 目的： 目的： 使圆水准气泡居中， 使圆水准气泡居中， 视准轴粗略水平。 视准轴粗略水平。 方法（如图所示）： 方法（如图所示）：
符合气泡符合
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造
1.望远镜 2.水准器 （1）管水准器 ） （2）圆水准器 ）圆水准器：用来指示仪器竖轴 是否竖直 圆水准器轴 L′L′：过圆水准器零点所 作圆球面的法线
L′ L′
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hAB表示A点至B点的高差。 点的高差。
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4
§2-1.水准测量原理 水准测量原理
前 进 方 向 b B A HA hAB HB 大 地 水 准 面
a
H A+ a
例1：图中已知A点高程HA=452.623m，后视读数 图中已知A点高程HA=452.623m， HA=452.623m a=1.571m，前视读数b=0.685m b=0.685m， 点高程。 a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。 点对于A点高差： 解：B点对于A点高差： =1.571－ hAB=1.571－0.685=0.886m H B点高程为： B＝452.623＋0.886＝453.509m 点高程为： 452.623＋0.886＝
读数： 读数：用十字丝横丝切尺 读出米、 上的刻划直接 读出米、分 米和厘米数， 米和厘米数，并估读出毫 米数。 米数。
0点 2mm 点
L
R
τ
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2 τ = ρ′′ R o ρ′′ = 206265
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
常采用符合水准管系统 ——目的是提高水准管气泡居 ——目的是提高水准管气泡居 微倾螺旋 中的精度
尚未符合
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于 > 0 a > b B高 A hAB 0 a = b 同 ＝ 高 < 0 a < b B低 A 于
后视尺 水平视线
α
b B Hi hab H B
大地水准面
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A HA
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§2-1.水准测量原理 水准测量原理
前进方向 水平视线 前视尺
如图， 已知HA， 求HB？
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C
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造 1.望远镜 2.水准器
（1）管水准器：用于仪器精平 ）管水准器： 2）圆水准器： （2）圆水准器：用于仪器粗平
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造 1.望远镜
（1）组成：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜 ）组成：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、 对光螺旋、 对光螺旋、目镜对光螺旋 （2）作用 瞄准目标，提供水平视线 ）作用: 瞄准目标， 视准轴CC： 视准轴 ： 物镜光心与 十字丝交点 的连线。 的连线。 C
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造
3 2 1 9 8 7 4 5 6
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 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 微倾螺旋 分划板护罩 目镜 物镜调焦螺旋 6.微动螺旋 7.底板 8.三角压板 微动螺旋； 底板； 三角压板； 9.脚螺旋 10.弹簧帽 脚螺旋； 弹簧帽； 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 望远镜； 物镜； 管水准器； 圆水准器； 11.望远镜；12.物镜；13.管水准器；14.圆水准器；15.连接小螺 16.轴座 钉；16.轴座
后视尺
α
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 高差法： 后视读数）， 前视读数）， ），则 为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则
HB=HA+ hAB =HA+(a-b) +(a的下标： 在计算高差hAB时，一定要注意hAB的下标：
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
三、水准仪的使用
1.安置水准仪 安置水准仪 2.粗略整平 粗略整平 3.瞄准水准尺：首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动 瞄准水准尺： 瞄准水准尺 首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰， 望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。 望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。注意 消除视差 视差！ 消除视差！ 什么是视差？ 产生的原因？如何消除？ 什么是视差？ 产生的原因？如何消除？ 当眼睛在目镜端上下微微移动时，若 当眼睛在目镜端上下微微移动时， 发现十字丝与目标像有相对运动， 发现十字丝与目标像有相对运动，这 种现象称为视差。 种现象称为视差。
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造 作用： 作用：为测量高差提供一条水平视线 组成：望远镜、水准器、基座 望远镜 组成：望远镜、水准器、
水准器 基座
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水准测量所使用的仪器为水准仪， 水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具 为水准尺和尺垫。 为水准尺和尺垫。
水准仪按其精度划分为四个等级： 水准仪按其精度划分为四个等级
精密水准仪DS05、DS1；普通水准仪DS3、DS10 下标的数字代表仪器的测量精度 （每公里往返测高差中数的中误差n毫米，即精度）。
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造
1.望远镜 望远镜 2.水准器 水准器 （1）管水准器：用来指示视准轴是否水 ）管水准器： 平 水准管轴LL： 水准管轴 ：过水准管零点所作圆 L 弧面的纵切线。 弧面的纵切线。 是水准管表面2mm圆 水准管分划值 ：是水准管表面 圆 τ 弧所对应的圆心角。 弧所对应的圆心角。 气泡居中： 气泡居中：气泡零点与水准管零点重 合。
V
V
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水准尺、 水准尺、尺垫
直尺: 黑面尺” 直尺:双面水准尺分 “黑面尺” 和 红面尺” “红面尺”。黑面尺尺底尺均从零开 而红面尺尺底， 始，而红面尺尺底，从固定数值 4687mm或4787mm开始 开始， 4687mm或4787mm开始，此数值称为零 点差。 点差。 塔尺:可伸缩，伸足为3 塔尺:可伸缩，伸足为3米、 5米，用 于一般工程测量。 于一般工程测量。 2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用， 仅在转点处竖立水准尺时使用， 防止点位移动和水准尺下沉。 防止点位移动和水准尺下沉。
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§2-1.水准测量原理 水准测量原理
水平视线 后视尺 前进方向 前视尺
α
A HA
b Hi
B HB
hAB
大地水准面
（2）视线高法：B点高程也可以通过水准仪视线 ： 也称为仪器高程）来计算， 高程Hi（也称为仪器高程）来计算，即 Hi=HA+a HB =(HA+a)-b=Hi-b +a)则
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
三、水准仪的使用
1.安置水准仪 安置水准仪 2.粗略整平 粗略整平 3.瞄准水准尺 瞄准水准尺 4.精平与读数 精平与读数 读数： 读数：
0730
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制作：马福义
第三章 水准测量 五、读数 § 3－3水准仪的使用
测量学
主讲：马福义 主讲：马福义
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制作：马福义
第二章 水准测量 主要内容：水准测量原理、水准仪的构造及使用、 主要内容 水准测量原理、水准仪的构造及使用、 水准测量原理 水准测量的施测方法及成果整理、 水准测量的施测方法及成果整理、仪器 的检验与校正。 的检验与校正。 主要目的：了解水准测量原理、测量仪器与测量工 主要目的：了解水准测量原理、 具，掌握地面点位高程测量过程。 掌握地面点位高程测量过程。 重点内容：水准测量原理、施测方法、成果计算。 重点内容：水准测量原理、施测方法、成果计算。 测定地面点高程的工作称为高程测量。 测定地面点高程的工作称为高程测量。
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2mm
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
一、 DS3微倾式水准仪的构造 微倾式水准仪的构造
1.望远镜 2.水准器 3.基座 基座 基座通过连接螺旋与三脚架相连。 基座通过连接螺旋与三脚架相连。 基座用于支承水准仪上部， 基座用于支承水准仪上部，水准 仪旋转轴插入基座轴套可自由旋转。 仪旋转轴插入基座轴套可自由旋转。 基座上的三个脚螺旋用于调节圆水准气泡。 基座上的三个脚螺旋用于调节圆水准气泡。 三脚架 仪器竖轴VV：就是水准仪的旋转轴。 仪器竖轴 ：就是水准仪的旋转轴。
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水准仪按其构造可分为三种： 水准仪按其构造可分为三种：
微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪。
目前，普通工程测量中最常用的水准仪是：
DS3微倾式水准仪（或DS3自动安平水准仪）
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
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制作：马福义
解：先计算出视线高程 Hi=HA+a=423.518＋1.563＝425.081m ＋ ＝ 各待定点高程分别为： 各待定点高程分别为： H1＝Hi－b1＝425.081－0.953＝424.128m － ＝ H2＝Hi－b2＝425.081－1.152＝23.929m － ＝ H3＝Hi－b3＝425.081－1.328＝23.753m － ＝
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§2-1.水准测量原理 水准测量原理
中已知A点高程 例2：图2.3中已知 点高程 A=423.518m，要测出 ： 中已知 点高程H ， 相邻1、 、 点的高程 先测得A点后视读数 点的高程。 相邻 、2、3点的高程。先测得 点后视读数 a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读 ，接着在各待定点上立尺， 数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。 ， ， 。
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§ 2-2.水准测量仪器和工具 水准测量仪器和工具
微倾螺旋 三、水准仪的使用
1.安置水准仪 安置水准仪 2.粗略整平 粗略整平 3.瞄准水准尺 瞄准水准尺 4.精平与读数 精平与读数 在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗， 在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微 倾螺旋使水准管气泡居中。 倾螺旋使水准管气泡居中。 读数： 读数：仪器精确整 平后， 平后，即可用十字丝 横丝（即中丝） 横丝（即中丝）在水 准尺上读数。 准尺上读数。
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制作：马福义
§2-1.水准测量原理 水准测量原理
水准测量是测出两点间的高差。 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， 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， 水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两 点间的高差。 点间的高差。hAB = a −b 前进方向 前视尺