第二章 水准测量

物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目 标成像清晰。
精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中 心与竖丝重合（或在竖丝附近） 注意：瞄准水准尺时必须消除视差。
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※ 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。
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二、水准尺和尺垫
（一）水准尺 用优质木材或合金制成，要求 尺长稳定，刻划准确。 最常用的有双面尺和塔尺两 种。 ※ 双面尺多用于三、四等及以下 精度的水准测量（见图 2-5a ）。 ※ 塔尺用两节或三节套接在一起， 能伸缩，携带方便。一般尺长 为5 m，尺的底部为零点，尺面 绘有1 cm或5 mm黑白相间的分 格，米和分米处注有数字（见 图2-5b）。
图2-16
读数方法： 由小到大的读（倒像仪器从上到下）。 图2-16的读数为: 1.258m。
1.
图2-2
如果A点是已知高程点，B点是待求高程点。则B点高程为:
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H B H A hAB H A (a b) 第二章水准测量
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4. 水准测量术语：
如图2-2所示：
A—后视点、a—后视读数， B—前视点、 b—前视读数
图2-2

高差=后视读数—前视读数 ※ 观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所立 尺为前视，背后所立尺为后视。
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在转点上先有前视读数后有后视读数。假设A点高程已知为 HA，各测站测得的高差为hi，则有：
h1 a1 b1 h2 a2 b2 hn a n bn h AB h a b
hAB为A、B两点间测得的高差， 则：未知点B的高程为： 高差的计算检核： 高程的计算检核：
中间点 (p1. P2 等 ) ：在测量过程中不起传递高程作用的高程待
求点，这些点上只有一个前视读数C, 也称“中视读数”。 其高程:
Hc Hi c (H A a) c
（ 转点：TP1、 TP2等）
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图 2-4
第二章水准测量
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图 2-4
如图
中间点高程= 仪器的视线高—中视读数 置镜І点：HP1 =（HA+a1）—C1 ; HP2 =（HA+a1）—C2 HTP1 =（HA+a1）—b1（转点） 置镜 II 点：HP3 =（HTP1+a2）—C3； H HTP2= （HTP1+a2）—b2；（转点） P4 =（ HTP1 +a2）—C4；第二章水准测量 2016/7/3 13
测量学 第二章
水 准 测 量
本章学习要点 1、水准测量的原理及S3水准仪的使用； 2、五等水准测量的施测方法及成果计算；(难点) 3、水准仪主要轴线应满足的几何条件； 4、水准测量中应注意的问题。
目

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录

思 第 考 九 题 节

第 第 第 六 五 四 节 节 节 水 电 精 精 分 水 和 水 准 水 子 密 密 析 准 校 准 测 准 水 水 水 测 正 仪 量 测 准 准 准 量 的 的 量 仪 尺 仪 的 检 成 的 简 和 误 验 果 方 计 法 差 介 算 第 八 节 第 七 节
2．粗略整平（粗平）
粗平概念：用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖 轴大致铅直，从而使视准轴粗略水平。 气泡的移动方向 与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致 操作： 如图2-14所示 （脚螺旋顺时针转动该端升高，逆时针 转动该端降低 ， 气泡向高处移动 ）
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§2-3 水准测量的仪器及其使用 一、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。 电子水准仪 水准仪按仪器精度分：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级。D、S 分别 是“ 大地测量” 和“ 水准仪” 汉语拼音的第一个字母，数字05 、1 、3 、10 表示该 仪器的精度。 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。
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2．水准器（管水准器和圆水准器）
（1）管水准器（水准管）：反映视线是否水平，用于精平。 水准管的零点：管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的
对称中心O称～。
气泡居中：当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，此时 水准管轴位于水平位置，视线水平。
水准管轴LL：过零点与管内壁纵向相切的直线（见图2-10）。
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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第二章水准测量
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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。 三角高程测量：是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。
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（2）圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平。
圆水准器：一个封闭的圆形玻璃容 器，顶面内壁是球面，球面中央有一 圆圈。
水准器零点:圆圈圆心称为~。 圆水准器轴:通过零点的球面法线 。


当圆水准器气泡居中时，圆水准器 轴竖直，仪器竖轴竖直。
圆水准器的分划值:气泡中心偏离零 点2 mm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～ 10/2 mm。由于它的精度较低，故只 用于仪器的粗略整平。第二章水准测量 2016/7/3
图2-13
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3．基座
(图2-7)
用于置平仪器，它支撑仪器的上部使其在水
平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚架连 接。 基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板 构成。
水准测量的实质: 测量两点之间的高差。 2. 水准测量的基本原理： 利用水准仪建立一条水平 视线，借助水准尺来测定 两点间的高差，从而由 已知点的高程推算出未知 点的高程。 3. A、B两点的高差为： (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 ) hAB a b
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H B H A hAB
∑a－∑b=∑hAB
第二章水准测量
HB－HA=hAB。
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二、仪高法测量
常用于纵断面测量、土石方测量。 仪高法： 仪器的视线高：Hi = HA +a 待求点高程： H
B
适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高程。
= Hi – b = (HA +a)–b
第二章水准测量



第 第 第 三 二 一 节 节 节 器 及 使 用 水 准 测 量 的 仪 水 准 测 量 原 理


高 程 测 量 概 述
2
§2-1 一、高程测量
高程测量概述
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 已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的
若气泡不居中，则水准管轴
处于倾斜位置，视线不水平。
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第二章水准测量
图2-10
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水准管分划值

定义 ：水准管2 mm 的弧长所对圆心角τ ， 即气泡每 移动一 格时，水准管轴所倾斜的角值。 水准管分划值的大小反映了仪器置平精度的高低 。水准 管纵向弧线半径 R 越大，τ 值越小，则水准管灵敏度 越高。 DS3 型水准管分使仪器粗略整平。
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（二）DS3微倾式水准仪的使用
微倾式水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准 尺、精平与读数等操作步骤。
1．安置仪器
在测站上安置三脚架，架头大致水平。 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。
图2-14
操作： （气泡的移动方向与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致 ）
w气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用两手相
对转动脚螺旋①和②，使气泡移到b的位置（如图b）。
w然后单独转动脚螺旋③使气泡居中。如有偏差可重复进行。
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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。
图2-6
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三 、 DS3 微 倾 式 水 准 仪 的 构 造 及 使 用

（一）DS3微倾式水准仪的构造
图2-7
1、物镜 2、目镜 3、物镜对光螺旋 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、轴座 11、三角压板 12、底版
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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、静力高程测量、摄影高程测量、 GPS 高程测量。 2016/7/3 5 第二章水准测量
三、水准点及其等级 水准点（Bench Mark），通过水准测量建立的高程 控制点，工程上常用BM来标记。 水准点的等级及埋设

高差的符号：
高差的正负号反映两点的高低；
高差的正负号又与测量前进的方向有关 ：
AB 2016/7/3
h =－hBA
第二章水准测量
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5、连续水准测量：
在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。
图 2-3 在图2-3中： 测站：安置仪器的点（在图2-3中Ⅰ、Ⅱ…）