第三章 水准测量(2010)

（二）水准测量手簿

测站 点号 视距（m） 后视 1 2 3 4 1 IV3005 56 347 转点 54 2 转点 72 306 101 74 3 101 98 833 转点 96 4 转点 41 1528 转点 43 5 转点 79 2368 102 77 ∑ 5382 ∑后视-∑前视 -1584
明当后、前视距的距离相等 时，地球曲率对一个测站的 高差没有影响。
对于一条水准路线而言，则
h AB 1 ( S 后 S 前 )(S 后 S 前） 2R

设每测站的 S后 S前相等，将 有 h 1 (S S ) (S S ）
AB
2R
后
前

后
前
第一节 水准测量的原理
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用（安置、粗平、瞄准、精 平、读数）
（一）安置： 1、打开三脚架并使高度适中，目估使架头大 致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸 缩螺旋是否拧紧； 2、打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上 用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
第四节 水准测量的内业与外业
一、水准点（Beach Mark）与水准路线
（一）水准点 为了统一全国的高程系统和满足各种测 量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定 了很多高程点，这些点称为水准点(Bench Mark)，简记为BM。 埋设水准点后，应绘出水准点与附近固 定建筑物或其它地物的关系图，在图上还要 写明水准点的编号和高程，称为点之记，以 便于日后寻找水准点位置之用。水准点编号 前通常加BM字样，作为水准点的代号。
1 1 1 n n n
S后 S前
第一节 水准测量的原理
三、地球曲率的影响
hAB a b hAB


hAB 为地球曲率的影响。
第一节 水准测量的原理
h AB a b

若
S a Sb
，则
hAB ，说 0
1 2 1 2 Sa Sb 2R 2R 1 2 ( S a S b2 ) 2R 1 ( S a S b )(S a S b ) 2R

视角 与未通过望远镜直接观察物体的视角 之比，即 v 。

第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（二）望远镜 6、性能 ② 视场：望远镜静止不动时，通过望远镜所能
看到的空间称为望远镜的视场。

望远镜的视场与放大率成反比，而与物镜的孔 径无关，望远镜的放大率愈大，则愈能看清远 处的目标，但望远镜的视场则愈小，因而寻找 目标愈不容易。
一、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。

第一节 水准测量的原理
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。A、B 两点间的高差为：

消除方法：重新仔细地进行物镜对光，直到
眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目 镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰 。
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
（四）精平 眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观 察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使 气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴 已精确水平。——水准管水准仪。
一、水准点（Beach Mark）与水准路线
（二）水准路线 1、单一水准路线： ①附合水准路线：连测已知高程的水准点 ②支水准路线：没有连测已知高程的水准点 ③闭合水准路线：环形路线
第四节 水准测量的内业与外业
一、水准点（Beach Mark）与水准路线
（二）水准路线 2、水准网的形式：独立水准网、附合水准 网。
二、三等水准点标石埋设图
第四节 水准测量的内业与外业
一、水准点（Beach Mark）与水准路线
（一）水准点 1、分类： ② 临时性水准点：建筑工地上的永久性水 准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时
性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用 大木桩打入地下，校顶钉以半球形铁钉。
第四节 水准测量的内业与外业

第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
（三）瞄准： 注：观测者的眼睛作上、下（或左、右）移 动，若发觉目标像与十字丝之间有相对移动， 这种现象称为“视差”。
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
（三）瞄准：


视差
产生原因：目标成像的平面和十字丝平面不
重合。由于视差的存在会影响到读数的正确 性，必须加以消除。
（一）水准尺 1、分类：依据构造不同分为折
尺、塔尺和直尺。 2、横剖面：丁字型、槽型和工 字形。
第二节 水准测量的仪器与工具
一、水准尺和尺垫
（二）尺垫 尺垫用生铁铸成，一般为三 角形，中间有一突起的半球体， 下方有三个支脚。使用时用力 将尺垫的三个支脚踩入土中， 以防下沉，上方突起的半球形 顶点作为竖立标尺，作转点用。
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
（五）读数 1、用十字丝的中丝在尺上读数。 2、先估读毫米数，然后报出全部读数。
例如1.608m只须读1608四个字，其中8是估读部分。
第三节 水准仪的使用
二、水准仪的使用
（五）读数 3、测量记录习惯。
更正错误，均应将错误数字、文字整齐 划去，在上方另记正确数字和文字。
二、水准仪
（二）望远镜 2、像差消除：复合透镜 3、十字丝 望远镜—— 瞄准测量目标 十字丝—— 读数
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（二）望远镜 4、分类： ① 外调焦望远镜 ② 内调焦望远镜
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（二）望远镜 5、性能 ① 放大率：从望远镜内所看到的物体的象的
例：当 (S后 S前 ) 平均为200m，
(S
后
S前 ) 10m, hAB 0.16mm
普通水准测量对成果的精度要求是闭合差 不超过
40 S 0.56mm
这样的误差可忽略不计。
第二节 水准测量的仪器与工具
水准测量所使用的仪器为水准仪 工具为水准尺和尺垫。
一、水准尺和尺垫
第四节 水准测量的内业与外业
一、水准点（Beach Mark）与水准路线
（一）水准点 1、分类： ① 永久性水准点：水准测量通常是从水准点 引测其它点的高程。水准点有永久性和临时 性两种。国家等级水准点一般用石料或钢筋 混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标 石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料 制成的半球状标志。有些水准点也可设置在 稳定的墙脚上，称为墙上水准点。
前视 高差 高程（m） 检核 5 6 7 -1284 46.215 1631 2624 1516 501 694 6966 -2318 -683 1027 1674 -1584 44.631 44.631 42.613
-1.584
f h h测
第四节 水准测量的内业与外业
三、内业计算
（一）闭合差 f h h往 h返 1、支水准路线： 2、附合水准路线： f h 18 h 测 19 或 f h h测 h理
第一节 水准测量的原理
二、 转点、测站
（一）转点：临时的立尺点，传递高程的过 渡点。 测站：每安置一次仪器，称为一个测站。 （二）在实际作业中可先算出各测站的高差，然后
取它们的总和而得，用后视读数之和减去前视 读数之和来计算高差，检核计算是否有错误。
hAB (a b) a b
二、水准仪
（一）水准器 2、圆水准器 ① 圆弧半径：0.5~2m ② 圆水准器的分划值：
在圆水准器通过零点的任 意一个纵断面方向上，气 泡中心偏离2mm时，它所 对的圆心角的大小就是圆 水准器的分划值。
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（一）水准器 2、圆水准器 ③ 与圆球面的半径成反比：
第四节 水准测量的内业与外业
二、外业施测
（一）施测程序
第四节 水准测量的内业与外业
二、外业施测
（一）施测程序 3、掉转望远镜瞄准前视标尺，此时水准管气 泡一般将会偏离少许，将气泡居中，用中丝 读前视读数。 4、记录员根据观测员的读数在手簿中记下相 应的数字，并立即计算高差。
第四节 水准测量的内业与外业
第三章 水准测量



第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
水准测量的原理 水准测量的仪器与工具 水准仪的使用 水准测量的内业与外业 数字水准仪的简介
要求


掌握水准测量的方法； 掌握水准测量成果的整理方法； 理解水准测量原理； 了解水准测量的仪器与工具。
第一节 水准测量的原理
圆球面半径
分划值
精度高
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（二）望远镜 1、望远镜成像原理
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（二）望远镜 1、望远镜成像原理
1、物镜；2、目镜；3、调焦透镜；4、十字丝分划板； 5、物镜调焦螺旋；6、目镜调焦螺旋；7、十字丝放大像。
第二节 水准测量的仪器与工具
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（一）水准器 1、管水准器 ② 水准管的分划值与圆弧的半径成反比： 半径 分划值 精度高 灵敏度高 置平愈费时间
第二节 水准测量的仪器与工具
二、水准仪
（一）水准器 1、管水准器 ③ 水准管的灵敏度：与仪器其他部分的精密情况 相适应。
第二节 水准测量的仪器与工具
f h 20mm
路线总长为4km。允许闭合差为