水准测量原理与工具
02水准测量原理及操纵方法
02 水准测量原理及操纵方法一、水准测量的基本概念水准测量是通过水准仪对地面或建筑物进行水平方向上的测量，用以确定点的相对高差或地面的水平线。
水准测量是土木工程和建筑工程中常见的测量方法之一，其精度和准确性对工程的质量和安全性有着重要的影响。
二、水准测量的原理水准测量的原理基于重力的作用和液体自由面的平衡，利用水准仪的气泡管来测量点相对于水平面的高差。
水准测量依赖于保证水准仪的准确性和稳定性，以获取精确的测量结果。
三、水准测量的仪器和设备水准测量的主要仪器是水准仪，现代水准仪通常有精密的气泡管和自动补偿系统，能够实时校正和调整，提高测量的精度和效率。
此外，还需要支架、三脚架等配套设备来保证仪器的稳定性。
四、水准测量的精度要求水准测量的精度要求取决于工程的具体要求和使用场景，一般要求测量误差在一定范围内。
为了提高测量的精度，需要在测量前对仪器进行校准和调试，并根据测量场地的情况采取适当的补偿措施。
五、水准测量的操纵方法1.设置基准点：在测量前需要设置基准点，用以作为测量的起点和参考点。
2.调整水准仪：在使用水准仪前，需要进行调整和校准，确保仪器的准确性和稳定性。
3.测量高差：利用水准仪测量点的高差，确保测量结果的准确性和精度。
4.记录数据：在测量过程中需要及时记录数据，包括基准点、测量点、高差值等信息，以便后续的处理和分析。
5.验收和修正：完成测量后需要进行验收和修正，对测量结果进行核对和校正，确保测量的准确性和可靠性。
结语水准测量是一种重要的测量方法，对工程建设和地理测量有着重要的作用。
掌握水准测量的原理和操纵方法，能够提高测量的准确性和精度，为工程的设计和施工提供可靠的数据支持。
希望本文对水准测量感兴趣的读者有所帮助。
2.1水准测量原理及使用的仪器和工具
1、水准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线和水准尺来测定地面两点间的高差，并由已知点的高程推算出未知点高程的一种测高方法。
（1）高差测量高差是指地面两点间的高程之差。
高程测量的原理如图2-1-1所示。
欲测A、B 两点间高差，可分别在A、B两点竖立水准尺，并在A、B两点间安置水准仪，当水准仪视线水平时，后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高差为：图2-1-1 水准测量原理（2）高程的计算如图2-1-1，根据已知点A的高程HA和测定的高差，可计算点B的高程H B，可用两种方法计算，即：1）高差法：即直接利用A、B两点间的高差h AB来计算B点高程的方法。
2）仪高法：即利用仪器视线高程H A来计算B点高程的方法。
2、水准测量的仪器和工具（1）水准仪水准测量所使用的仪器称为水准仪，辅助工具为水准尺和尺垫等。
水准仪按其精度可分为DS05、DS l、DS3和DSl0四个等级；按结构可分为微倾式水准仪和自动安平水准仪；按造构可分为光学水准仪和电子水准仪。
目前工程测量中，广泛使用DS3级水准仪。
因此，本章着重介绍这类仪器。
1）DS3微倾式水准仪的构造DS3微倾式水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。
如图2-1-2图2-1-2 DS3微倾式水准仪图2-1-2 DS3微倾式水准仪①望远镜如图2-1-3，DS3水准仪望远镜主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板所组成。
物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，竖直的一条称竖丝，横的一条称为中丝，是为了瞄准目标和读取读数用的。
在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。
十字丝分划板是由平板玻璃圆片制成的，平板玻璃片装在分划板座上，分划板座固定在望远镜筒上。
图2-1-3 望远镜的构造十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴或视线。
水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。
水准测量之一原理仪器和工具
水准测量之一原理仪器和工具水准测量是一种测量地面高程的方法，广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中。
水准测量主要包括直接水准测量和间接水准测量两种方法。
直接水准测量是通过观测水平仪的读数来获取地面高程差，而间接水准测量则是通过测量高差的方法来计算高程差。
在进行水准测量时，需要使用一系列的仪器和工具来确保测量的准确性和精度。
直接水准测量的原理是利用水平仪的气泡在测量过程中保持在中心位置，通过观测气泡的位置来判断地面的高低。
水平仪是水准测量的主要仪器之一，它通常由一个具有水平刻度的圆盘和一个被液体填充的圆筒组成。
观测水准仪时，需要调整水平仪的气泡位置，将其调整到中心位置上，然后读取刻度，以获得地面的高程。
在进行水准测量时，还需要使用水准桶、水准尺和三脚架等工具来辅助测量。
水准桶是储存液体用于填充水平仪的圆筒的容器，通常使用玻璃或塑料材料制成。
水准尺是用来测量地面高程差的工具，通常由一系列刻度组成，可以直接读取地面的高程。
三脚架是用来固定水准仪的支架，可以使水准仪保持水平，确保测量的准确性。
间接水准测量的原理是通过测量高差来计算地面的高程差。
在进行间接水准测量时，需要使用水准仪、测距仪和水平仪等仪器来辅助测量。
水准仪是用来测量高差的主要仪器，它通常由一个具有水平刻度的圆盘和一个可移动的望远镜组成。
通过观测水准仪上的刻度和目标点上的刻度，可以计算出地面的高程差。
测距仪是用来测量距离的仪器，通常使用激光或电波等技术来测量目标点的距离。
水平仪是用来辅助测量水准仪的水平状态，确保测量的准确性。
除了以上提到的仪器和工具外，还需要使用标杆、尺子和标志物等辅助工具来进行水准测量。
标杆通常是一个由金属或木材制成的直线杆，用来标示目标点的位置。
尺子用来测量标杆上的刻度，以计算出地面的高程差。
标志物通常是一个具有明显标记的物体，用来标示目标点的位置。
总之，水准测量是一种测量地面高程的方法，它使用了一系列的仪器和工具来确保测量的准确性和精度。
简述水准测量原理
简述水准测量原理水准测量是一种地面测量方法，主要用于测量地面高程差异，以确定地面的高低起伏，为土建工程、道路工程等提供重要的测量数据。
本文将从水准测量的原理、仪器和方法等方面进行简述。
一、水准测量的原理水准测量的原理基于重力场的作用，即重力场沿着垂直方向产生的等势面是水平面。
在水准测量中，使用水准仪测量不同位置的水平面高度差，从而确定地面的高低起伏。
二、水准测量的仪器水准仪是进行水准测量的主要仪器，它包括三角架、水平仪、望远镜和测量杆等部件。
其中，三角架用于支撑水准仪，水平仪用于确定水准仪的水平状态，望远镜用于观测目标点的高度，测量杆用于测量目标点的高度。
三、水准测量的方法水准测量主要分为两种方法：直接水准测量和间接水准测量。
1.直接水准测量直接水准测量是指直接观测目标点的高度差，从而确定地面高程差异的方法。
直接水准测量通常采用双面读数法，即分别在起点和终点测量目标点的高度，并记录两次读数，然后取平均值作为目标点的高度值。
2.间接水准测量间接水准测量是指通过已知高程点的高度值，计算目标点的高度差异的方法。
间接水准测量通常采用三角高程法或水准回线法。
（1）三角高程法三角高程法是指在已知高程点之间设置一个三角形，通过三角形内角的测量和三角形边长的计算，确定目标点的高度差异。
三角高程法适用于地形较为平坦的区域。
（2）水准回线法水准回线法是指在已知高程点之间设置一条水准回线，通过测量水准回线上的高度差异，确定目标点的高度差异。
水准回线法适用于地形较为复杂的区域。
四、水准测量的注意事项在进行水准测量时，需要注意以下几点：1.水准仪的水平状态必须保持稳定，以确保测量结果的准确性。
2.测量过程中应注意照明条件，以确保目标点的清晰度和测量精度。
3.测量前应检查测量杆的刻度是否清晰，以确保测量结果的准确性。
4.在进行间接水准测量时，应注意三角形或水准回线的设置，以确保测量结果的准确性。
五、结论水准测量是一种重要的地面测量方法，可以用于测量地面高程差异，为土建工程、道路工程等提供重要的测量数据。
水准测量的原理及水准仪的使用
水准测量的原理及 水准仪的使用
§2-1 水准测量原理
1、基本原理 水准测量是利用水准仪提供的水 平视线，对立于待测定高差的两 点上的水准尺上读数，以测得两 点间的高差，进而由已知点的高 程推算未知点的高程。
A， B两点上竖立水准尺，读数分别a、数b，
∵Hi=HA+a= HB +b
则A，B两点
而B点的高程为：
HB=HA+hAB
这 若 从里 写 A点高 成向h差BB用A点则h进指AB行从表的B示到，，A则其的称含高A义差点是。为由若后A水视到准点B测的，量高其是差；
1、自动安平水准仪的基本原理 2、自动安平补偿器的结构 3、自动安平水准仪的使用
§2-6水准测量的误差及注意事项
1、水准测量的误差 （1）仪器的误差 （2）观测的误差 （3）外界条件的影响 2、注意事项 （1）观测 （2）记录 （3）立尺
和尺垫。 2、水准仪 水准仪的作用就是提供一条水平视线(视准
轴)。
水准仪
按 精 度 水 准 仪 可 分 为 DS05、DS1、DS3、DS10 等几个等级：
DS05----- 每 千 米 水 准 测 量 的 全 中 误 差 为 ±0.5 mm，用于高等级水准测量；
DS1-----每千米水准测量的全中误差为±1.0 mm，用于高等级水准测量；
水准尺读数为后视尺读数；称B点为前视点，
其水准尺读数为前视尺读数。两点间的高差：
hAB=后视读数a-前视读数b=a-b。
2、 测站、转点
水准测量基本知识
水准测量的应用与实例
第五章
水准测量的应用领域
建筑工程：用于测量建筑物的高度、水平距离等 道路工程：用于测量道路的坡度、长度等 水利工程：用于测量河流、湖泊的水位、流量等 地形测量：用于测量地形的高程、坡度等 地籍测量：用于测量土地面积、边界等 矿山测量：用于测量矿山的地形、资源分布等
高程基准： 确定高程的 起算点，如 黄海平均海 水面
高程系统： 确定高程基 准和起算点 的方法，如 1985国家高 程基准
高程测量： 通过测量地 面点到已知 高程点的距 离，计算地 面点的高程
水准测量中的高差概念
高差：指两点之 间的高程差
水准测量：通过 测量高差来获取 高程
高差测量方法： 采用水准仪和水 准尺进行测量
水准测量的基本原理是利用水准仪和水准尺，通过测量两点之间的高差，计算出两点之 间的相对高度。
水准测量的精度取决于水准仪和水准尺的精度，以及测量人员的操作技能。
水准测量的应用广泛，包括地形测量、工程测量、地籍测量等。
水准测量中的高程概念
高程：地面 点到大地水 准面的垂直 距离
大地水准面： 一个假想的、 与平均海水 面相重合的、 延伸至整个 地球表面的 连续曲面
水准测量的基本原 理是利用水准仪和 水准尺，通过测量 两点之间的高差， 计算出两点之间的 相对高度。
水准测量广泛应用 于地形测量、工程 测量、地籍测量等 领域。
水准测量的精度取 决于水准仪的精度 、水准尺的精度以 及测量人员的操作 水平。
水准测量的原理
水准测量是利用水准仪和水准尺，测量两点之间的高差。
测量学水准测量的基本原理
测量学水准测量的基本原理
测量学水准测量的基本原理是通过测量物体或地面的垂直高度差来确定其相对
高度。
其基本原理包括以下几点：
1.水平线原理：水平线是垂直于重力方向的线。
在测量学水准测量中，通过建立一个水平线来确定测量基准，从而确定其他点的相对高度。
2.重力原理：重力是地球对物体的吸引力。
在测量学水准测量中，通过测量重力方向的垂直高度差来确定物体或地面的相对高度。
3.测量仪器原理：测量学水准测量使用水准仪或全站仪等测量仪器进行测量。
这些仪器利用光学或电子的原理来测量物体或地面的高度差，从而确定其相对高度。
4.参考面原理：在测量学水准测量中，需要选择一个参考面作为测量基准。
常用的参考面包括海平面、平均海水面等。
通过与参考面的高度差来确定物体或地面的相对高度。
5.误差控制原理：在测量学水准测量中，存在各种误差，包括仪器误差、观测误差等。
为了保证测量结果的准确性，需要进行误差控制，包括仪器校准、观测数据处理等。
水准测量的基本原理
水准测量的基本原理水准测量是一种用来测量地球表面上不同点之间相对高度差的方法。
它基于测量点的水平线，并利用重力的垂直方向来确定高度差。
水准测量的基本原理可以概括为以下几点：1. 水准仪的使用：水准仪是水准测量的基本工具。
它通过观测水平线的位置来确定测量点的高度差。
水准仪的核心部件是一个具有液面平稳性的管道，管内装有液体（通常是水或硅油）。
当水准仪放置在水平面上时，液面会保持水平。
通过观察液面的位置，可以确定测量点的高度。
2. 参考基准面：水准测量需要一个参考基准面，用来作为高度测量的起点。
通常选择的参考基准面是海平面，因为海平面是地球上高度变化最小的地方。
通过将测量点的高度与海平面作比较，可以确定其相对高度差。
3. 线性传递原理：水准测量中的一个重要原理是线性传递原理。
根据这个原理，当水准仪放置在水平面上时，液面的高度差会在管道中传递，保持相对高度差不变。
这意味着，无论测量点之间的距离有多远，测量结果都是准确可靠的。
4. 线路选择和测量：水准测量需要选择一条合适的线路来连接测量点。
线路的选择应考虑到地形的变化和测量的精度要求。
在进行测量时，需要在每个测量点上设置水准仪，并观测液面的位置。
通过记录每个测量点的高度差，可以计算出相对高度差。
5. 数据处理和分析：在水准测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析。
这包括对测量误差的校正、计算相对高度差的精度等。
处理后的数据可以用来制作高程图或用于其他地理信息系统的应用。
水准测量是地理测量学中重要的一部分，广泛应用于土地测量、建筑工程、地质勘探等领域。
它为我们提供了准确的地面高度信息，为各种工程项目的规划和设计提供了基础数据。
水准测量的基本原理简单易懂，但实际操作中需要注意仪器的使用和测量误差的控制，以保证测量结果的准确性。
简述水准测量的基本原理及其对仪器的要求
简述水准测量的基本原理及其对仪器的要求水准测量是测量地面高差的技术，通常用于测量道路、铁路、桥梁等工程建设中。
在进行水准测量时，需要用到一些基本原理和适合的仪器。
下面将分步骤阐述水准测量的基本原理及其对仪器的要求。
一、水准测量的基本原理水准测量的基本原理是通过测量两个点之间垂直线的长度来确定这两个点之间的高差。
简单来说，在水平平面上，测量尺与目标点之间的垂直距离即为该目标点的高程。
二、水准测量的步骤水准测量包括如下的几个步骤：1.设立测站点：首先需要选择一个基准点，控制其高程为0。
在基准点的周围设立若干目标点，以便测量。
2.观测目标点高程：使用水准仪观测目标点的高程，以确定目标点与基准点之间的高差。
水准仪是一种测量仪器，可通过记录光学尺或光电尺的读数来测量目标点的高度。
3.纪录数据：水准测量过程中，需要准确记录仪器读数，以便后续数据处理和比较。
4.计算结果：最后，需要对所有观测结果进行处理和分析，以确定目标点之间的高差。
三、水准仪的要求水准仪是进行水准测量的关键仪器，它对测量结果的准确性和精度有着至关重要的影响。
因此，水准仪需要具备一些特定的要求，如下：1.高精度测量：水准仪需要以至少1mm的精度进行高精度测量。
2.稳定性：水准仪需要具备足够的稳定性，以确保测量不受外界环境影响而出现误差。
3.高效能：水准仪需要具备快速和高效的测量、读数和处理能力，以便在短时间内完成大量测量任务。
4.可靠性：水准仪需要具备较高的可靠性，以确保在长时间使用的过程中，仪器不会出现故障。
总之，水准测量是一项需要高精度和高可靠性的测量技术，需要使用适合的水准仪来完成。
对水准仪的要求越高，测量结果的精度和准确性就会越高。
水准测量原理、仪器和工具
第三章 水准测量
为了提高目估水准管气泡居中的精度，微倾 式水准仪的水准管上方都装有由三块棱镜组成的复 合棱镜系统。两个棱镜的侧面所在的平面通过水准 管的纵轴线，第三块棱镜为45°的直角棱镜，其底 为等腰直角三角形，一个直角面与左右两棱镜的侧 面相靠或互相平行。它把水准管两端半个气泡的像， 经过三次全反射，进入望远镜旁的放大镜内。如果 气泡居中，则气泡两端的两个半边影像即合二为一， 如果气泡不居中，则气泡的两个半边影水准尺是水准测量时使用的标尺，是水准测量的重要
工具之一，其质量的好坏将直接影响到水准测量的精度。 因此，水准尺通常用干燥不易变形的木质材料或玻璃钢制 成。地面水准测量常用的水准尺有直尺和塔尺两种。直尺 按长度有2 m和3 m两种，塔尺的长度为5 m，尺上的刻 划一般1 cm一格，并在分米处注记。塔尺多用于地形测量， 双面尺多用于三、四等水准测量。双面尺的一面采用黑白 相间刻划，称黑面尺或主尺，另一面采用红白相间刻划， 称红面尺或副尺。双面尺必须成对使用，两根尺黑面的起 始读数为零，而红面的起始读数则分别为4.687 m和4.787 m。
包括物镜1、十字丝2、对光透镜3和目镜4等四个部分。十 字丝是照准尺子和读数用的。它是刻在玻璃板上的两条相 互垂直的细丝，竖向的一条称为竖丝，横向的一条长丝称 为横丝(又称中丝)，横丝上下还有两条对称的短丝是用来 测量距离的，称为视距丝。十字丝中心(或称十字丝交点) 和物镜和光心的连线，称为视准轴。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
三、 瞄准水准尺 (1) 在瞄准水准尺之前，先进行目镜对光。把望远镜对
着明亮的背景(如白墙或天空等)，转动目镜对光螺旋，使 十字丝成像清晰。
(2) 松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜筒上的缺 口和准星，瞄准水准尺，然后再拧紧制动螺旋。
《水准测量原理》课件
水准测量是一种高程测量方法，它利用水准仪和水准尺来测量两点之 间的高度差。水准仪通常由望远镜、水准器和基座三个主要部分组成 ，而水准尺则用来标定两点间的高度差。
水准测量的原理
总结词
水准测量的原理是利用几何学中的相似三角形来推算两点之间的高度差。
详细描述
水准测量的基本原理是利用几何学中的相似三角形来推算两点之间的高度差。当 视线水平时，通过水准尺上的读数和基座上的读数，可以计算出两点之间的高度 差。这种测量方法精度高，广泛应用于各种工程和科学研究领域。
水准测量的应用
要点一
总结词
水准测量的应用包括大地测量、建筑工程、道路工程、水 利工程等领域。
要点二
详细描述
水准测量在各种工程和科学研究领域都有广泛的应用。在 大地测量中，水准测量可以用来确定地球的椭球形状和地 球重力场的分布；在建筑工程中，水准测量可以用来确定 建筑物的标高和进行施工监测；在道路工程中，水准测量 可以用来确定道路的标高和坡度；在水利工程中，水准测 量可以用来确定水库的水位和坝体的稳定性。
选择合适的仪器
根据测量精度要求，选择合适的水准仪 、标尺等测量仪器。
制定测量计划
根据测量范围、地形条件和精度要求， 制定合理的测量计划和路线。
测量过程中的操作方法
建立水准点
在测量范围内选择合适的位置，建立稳 定、易于辨认的水准点。
观测数据
通过水准仪读取标尺上的读数，记录数 据，确保数据准确无误。
安置仪器
《水准测量原理》ppt课件
目录
• 水准测量的基本概念 • 水准测量的工具与设备 • 水准测量的方法与步骤 • 水准测量的误差与精度控制 • 水准测量的实践与应用
01
水准测量的基本概念
水准测量原理
水准测量原理第一节水准测量原理§2-1 水准测量原理利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，可由已知点高程推求未知点高程。
如图：当a > b时，hAB 为正，B高于A ；当a < b时，hAB 为负，B低于A。
高差法：利用高差计算高程。
（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）视线高法：利用视线高计算高程。
（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）水准测量所使用的仪器、工具：水准仪水准尺尺垫第二节水准测量的仪器与工具§2-2 水准测量的仪器与工具1、水准仪的等级DS05、DS1、DS3、DS10、DS20D—大地测量仪器S—水准仪数字—表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。
水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器的标称精度为：±3mm/km。
一、DS3型微倾式水准仪的构造主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。
（1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；结构：由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。
视准轴：物镜中心与十字丝交点的连线。
（2）水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。
①圆水准器作用：粗略整平结构：如图所示精度：一般为8＇~ 10＇/2mm（气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角）②管水准器作用：精确整平结构：如图所示精度：一般τ= 20″/2mm水准管的分划值τ：气泡中心偏离零点2mm(1格)所对的圆心角。
公式：分析：R越大，τ越小，灵敏度越高。
DS3 : R=20.6265米τ=20″符合水准器作用：调整水准仪观测视线处于水平状态的精密整平装置。
构成：由一个管水准器和一个棱镜组构成。
应用原理：利用光学反射原理，使水准气泡A端半影像按1、2、3、4 的方向反映在显示窗上，B 端半影像从另一个棱镜开始按A端同样方式反映在显示窗上。
（3）基座轴座：承托仪器上部组成脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架二、水准尺和尺垫1、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，作用: 防止点位移动和水准尺下沉。
水准测量原理和仪器
B
A
hAB
Digital Surveying
数字测量学
a——后视读数
高差法
前进方向
b前视读数
a A
HA
Digital Surveying
大地水准面
B
b
hAB
HB
HB b HA a
数字测量学 第一节 水准测量原理
➢ 在A、B两点上竖立水准尺，读数分别为a、b， ∵Hi=HA+a= HB +b
➢ 则A，B两点的高差为： hAB= HB -HA =a-b
➢3、水准器
（1）管水准器 管水准器的作用是仪器正确整平。
①构造原理：管水准器是用内表面经过专门打磨的 园弧形玻璃管，内部填充乙醇或乙醚液体，在制成封 口前内腔形成一个气泡。当气泡居中时，仪器水平， 垂直轴也就处于铅垂位置。
Digital Surveying
数字测量学 第二节 水准测量的仪器和工具
间的高程之差——高差，一般适用于平坦地区；
(2)三角高程测量
利用三角学原理可确定两点间的高差；
(3)气压高程测量
利用空气压力随高程而变化的原理确定高程。
Digital Surveying
数字测量学 第一节 水准测量原理
水准高程测量 ➢ 在青岛水准原点的基础上，按统一的作业
标准在全国范围内测定一系列一、二、三、 四等水准点作为高程控制点。 ➢ 进行一般工程测量时，可在这些点的基础 上进行水准测量，以确定所用点的高程。
➢ 若水准测量是从A点向B点进行的，则称A点为后 视点，其水准尺读数为后视尺读数；称B点为前 视点，其水准尺读数为前视尺读数。
➢ 两点间的高差:hAB=后视读数a-前视读数b=a-b。
简述水准测量的基本原理
简述水准测量的基本原理
水准测量是一种常用的测量地形和地貌的方法,主要用于测量平面位置和尺寸,以及了解地形的高低起伏。
以下是简述水准测量的基本原理。
1. 水准仪:水准仪是一种用于测量水平运动的仪器,通常由一个带有水准面传感器的旋转轴和一个指针或读数系统组成。
当水准仪旋转时,水准面传感器将测量到旋转轴上的位移,并通过指针或读数系统输出测量结果。
水准仪通常被安装在一个水准线上,并使用标定板进行校准,以确保测量结果准确可靠。
2. 水准线路:水准线路是水准仪测量结果的传输线路。
通常由多条平行的直线组成,通过在水准线上测量不同高度点的水准仪读数,可以计算出整个水准面的水准高度差。
3. 水准测量程序:在进行水准测量之前,需要进行一系列程序设置,包括水准仪标定、水准线路测量、数据记录和数据处理等。
在标定过程中,需要对水准仪进行多次重复测量,以消除测量误差。
在测量过程中,需要记录每个测量点的测量数据,并进行数据处理和分析,以计算出地形的高低起伏和尺寸等信息。
4. 水准测量结果的分析和处理:通过对水准测量结果的分析和处理,可以得出地形的高度、宽度、起伏等信息,以及水准面的垂直投影尺寸。
这些信息对于设计地图、城市规划和军事防御等具有重要意义。
水准测量是一种高精度、高效率的测量方法,可以测量出各种地形的高低起伏和尺寸等信息,对于了解和掌握地球表面的基本情况具有重要意义。
同时,水准测量也需要严格的标定和数据处理,以确保测量结果的准确性和可靠性。
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。
2.1水准测量原理和水准仪构造
固定数值为4687mm或4787mm开始，此固定数值称为零点差(或红黑面常数差)，目的在于水准
仪测量中，以校核读数正确，避免凑数而发生错误。
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二、水三节套接而成，不用时把上面两节都套在最下一节之内，其长度 仅2m，如果把三节全部拉出可达5m。尺的底部为零点，尺上黑白格相间， 每格宽度为1cm，有的为0.5cm，每一米和分米均有注记。塔尺携带方便，但在 连接处常会产生误差，一般用于地形测量。
水准测量原理和水准仪构造
建筑工程测量
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本节主要内容
一．水准测量原理
二．水准测量仪器和工具
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一、水准测量原理
（一）基本原理 1、高差法
利用水准仪提供“水平视线”，测量两点间高差， 从而由已知点高程推算出未知点高程。
适用范围：在一个测站上有一个后视读数和一个前视读 数
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二、水准测量仪器和工具
• 直式尺
•
在尺面上每隔1cm涂有黑白或红白间隔的分格，每分米处注有数字，数字一般是倒写的，
以便观测时从望远镜中看到的是正像字。单面尺是在一面有刻划，而双面尺是在两面均有刻划。双面
尺的一面是“黑面尺” (主尺)，另一面是“红面尺”(辅尺)。
•
通常用两根尺组成一对进行水推测量，两根黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底
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二、水准测量仪器和工具
为提高水准仪管气泡居中精度，在水准仪管上方安装一组符合棱镜，通过符合棱 镜的反射作用，把水淮管气泡两端的影像反映在望远镜旁的水准管气泡观测窗内，当 气泡两端的两个半像复合成一个圆弧时，就表示水准管气泡居中；
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二、水准测量仪器和工具
水准测量之一原理仪器和工具
Hi（水平视线高程=HA+a）
HB
HA
大地水准面
水
前进方向
准
尺
后视
前视
a A
H（i 水平视线高程=HA+a） HA
大地水准面
水 准 尺
Bb hAB
HB
hAB = a – b = 后视读数 - 前视读数 HB = HA + hAB (高差法)
HB = Hi - b
（视线高法）
= (HA+a) – b = HA+(a-b) = HA+hAB
一、DS3型微倾水准仪的构造
主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。
水
准
仪
分
类
微倾水准仪
激光水准仪
自动安平水准仪
数字水准仪
水准测量的仪器与工具
• 水准仪，水准尺，尺垫
• 微倾式水准仪 • 调整微倾螺旋→管水准气泡居中→水平视线 • 水准仪——望远镜、水准器、基座
（一）望远镜
物镜
调焦透镜
C
目镜
☆视差现象☆
十字丝分划板
a
a' a
a"
视差产生的原理
• 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
1、几何光学原理：
平行于主轴线的入射光通过第二焦点； 通过第一焦点的入射光平行于主轴线；通过 主平面与主轴线交点的入射光不改变方向。
三脚架头大致水平：固定两条脚， 移动第三条脚脚架要采实
地面倾斜较大时，应将一个脚安置 在倾斜方向上，将另外两个脚安置在 与倾斜方向垂直的方向上。并使架头 大致水平。
水准测量原理和仪器
（2）水准器 水准器分为圆水准器和管水准器两种。 管水准器—用来指示视准轴是否水平。
L
• 管水准器又称为长水准 管水准器又称为长水准 L 管 • 水准管分划值 ：水准 管圆弧2mm(OO'=2mm） 管圆弧 ） τ R 所对的圆心角τ， 所对的圆心角 ，称为水 准管分划值。 准管分划值。 DS3水准 水准 2 τ = ρ′′ 通常为： 仪水准器分划值 通常为： R 长水准管 τ = 20′′ ρ′′ = 206265 • 水准管轴LL：过水准管 零点所作圆弧的切线 0
2mm
τ
圆水准器—用来指示仪器竖轴是否竖直。
L′
圆水准器分划值 τ：球面上 τ 2mm弧长所对应的圆心角值， 弧长所对应的圆心角值， 弧长所对应的圆心角值 称为圆水准器的分划值。 称为圆水准器的分划值。 • DS3水准仪水准器分划值 τ 水准仪水准器分划值 通常为：圆水准器： 通常为：圆水准器： •
hAB=Ａ'-Ｂ' =(a-aA')-(b-bB') =(a-b)-(aA'-bB')
Sa Sb , bB′ = 两者的差： aA′ = 2R 2R 则有 hAB S a − Sb = a −b− 2R
2 2 2 2
其中，Sa、Sb分别为A、B两尺到仪器中心的距离，当 两者相等时，上式末项为零，水准面曲率对水准测量的 影响被抵消，由视线读数a、b计算得两点间的高差正确。
§ 3.1 水准测量原理
水准原理 利用水准仪提供的一条水平视线， 原理： 一、水准原理：利用水准仪提供的一条水平视线，并 借助于水准尺，来测定地面两点间的高差， 借助于水准尺，来测定地面两点间的高差，从而由已 知点的高程来推求出待定点的高程。 知点的高程来推求出待定点的高程。 即：已知 HA ,求 HB 1.高差法求H 后视读数-前视读数， 1.高差法求HB: 高差 hAB=后视读数-前视读数， 高差法求 即： 点的高程： B点的高程： 前进方向
水准测量的仪器和工具
上丝
下丝
松开制动螺旋，望眼镜可 在水平面内作360°旋转。旋紧 制动螺旋时，可限制望远镜转 动。此时，转动微动螺旋，可 使望远镜在水平方向作微小的 转动（即左右移动），从而准 确瞄准目标；转动微倾螺旋， 可使望远镜在竖直方向作微小 的转动（即上下移动），从而 使使符合水准器的气泡吻合， 使视线水平。
DS3级微倾式水准仪
DS3级微倾式水准仪水准仪主要由望远镜、水准器 和基座三部分组成。 望远镜
水准器
基座
望远镜
望远镜由物镜、物镜调焦 螺旋、目镜、目镜调焦螺旋、 7 十字丝分划板等组成。望远镜 物镜 的作用是准确瞄准目标并在水 准尺上进行读数。 望远镜通过准星和照门可 以粗略瞄准目标。 物镜的作用是将目标在望 远镜内成像，转动物镜调焦螺 旋能使成像清晰。 目镜是一个放大镜，能将 物像和十字丝同时放大，转动 目镜调焦螺旋可使十字丝清晰。
水准测量的 仪器和工具
辉县市职专 罗仕超
高程测量的方法有很多种， 其中，水准测量是高程测量中最 常用的方法。 水准测量所使用的仪器为水 准仪，工具有水准尺和尺垫。
水准测量的原理是借助水准仪提供的水平视线，配合水准 尺测定地面上两点间的高差，然后根据已知点的高程来推算未 知点的高程。
水准仪
微 倾 式 水 准 仪
水准尺
——塔尺
常用的水准尺有塔尺和 双面水准尺两种尺型。 塔尺（又称箱尺），是 用多节箱型尺套接在一起的 水准尺，这种尺携带方便， 但使用不当会产生下滑，容 易产生接头误差，因此要经 常检查接头衔接及卡簧。
双面水准尺
双面水准尺（又称整尺），简称双面尺， 尺长有2m、3m等尺型，两根尺为一对。一 面是黑白格相间，称为黑面尺（又称主尺）； 一面是红白格相间称为红面尺（又称副尺） 。 黑面尺尺底从0开始。红面尺尺底从4.687m 或4.787m开始，尺底从4.687m或4.787m 开始，主要是为了检核读数是否正确。双面 尺必须成对使用，即红面尺尺底为4.687m 一把加红面尺尺底为4.787m一把 。
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§2－2 水准测量的仪器与工具
• 水准测量所用的仪器是水准仪，配套工具有水准尺、尺 垫等。
一. 水准仪
• 水准仪的主要功能是提供水平视线，并能照准水准尺进 行读数。
• 水准仪按精度可分为DS05 、 DS1 、 DS3 和DS10四个等 级。“D”、“S”是“大地测量”和“水准仪”汉语拼音 的第一个字母；后面的数字指仪器每公里往返观测高差 中数的中误差（mm）。
• 为了方便、准确地观察管水准器气泡居中的程度，在管水准器的 上方安装了一组符合棱镜（图a），通过符合棱镜的反射作用， 使气泡两端的影像A、B同时反映在目镜旁边的观察窗中。
• 气泡两端的影像错开（左右不齐），表示气泡不居中；影像吻合 （左右对齐）时，表示气泡居中。
• 转动微倾螺旋可使气泡两端的影像吻合。
第二章 水准测量
§2－1 水准测量原理 §2－2 水准测量的仪器与工具 §2－3 水准仪的使用 §2－4 水准测量外业 §2－5 水准测量内业
• 测定地面点高程的工作，称为高程测量。它是地面点定 位的基本内容之一。
• 高程测量方法有水准测量、三角高程测量、GPS高程测 量、气压高程测量等。工程上用得最多的是前两种。
• 水准器顶面中心处圆弧的纵向切线LL叫 水准管轴。
• 设计仪器时，LL垂直于仪器竖轴。
• 当水准气泡居中时，LL水平，从而使仪 器竖轴处于铅直位置。
• 水准器的示平灵敏度与圆弧半径有关。 半径越大，灵敏度就越高。
• 管水准器的圆弧半径大，示平灵敏度高， 置平精度高。格值τ（间距为2mm的两相邻 刻划线所对应的圆心角）小于20"。
• 两点之间的高差等于后视读数减去前视读数。高差的 符号有正有负。
• 当a>b时，高差为正，B点高于A点；反之，高差为负， B点低于A点。
• 求得高差hAB之后，B点的高程为： HB ＝HA＋ hAB
•以上为“高差法”。 •当需要由一个后视求多个前视 点高程时，宜采用“仪高法”：
Hi ＝HA＋ a HB＝Hi - b
• 为避免读数时产生印象错误，双面标尺的黑面 与红面刻划的零点相差一个常数。黑面尺的零 点为0，而红面尺的零点为4.687或4.787米。
• 一对尺子的常数不同，其中一把尺子的常数是 4.687米，另一把则为4.787米。
• 工程中常用的是DS3型水准仪，如下图所示。Байду номын сангаас
• 水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。另外 还有水平制动、微动螺旋，微倾螺旋等。
1. 望远镜
• 望远镜用来照准水准尺并读取水准尺上的读数。
• 望远镜由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成，见下图。
• 物镜和目镜的位置是固定的；调焦透镜可通过转动调焦螺旋而前 后移动。
•由水准仪和前、后视标尺所构成的组合关系叫做一个测 站。习惯上常将架设仪器处称作“测站”。
• A、B两点相距较远时，中间设置转点(TP)，放置尺
垫，进行连续的水准测量。
h1=a1－b1, h2=a2－b2, h3=a3－b3，……, hn=an－bn
hAB= h1＋ h2 ＋ h3＋……＋ hn=Σ hi hAB=Σai－Σbi
• 在A、B两点上竖立水准标尺（尺上刻有标准长度的厘米分 划，由下而上注记）；在A、B两点的中间位置安置一台能 提供水平视线的仪器——水准仪。利用水准仪给出的水 平视线分别在A、B两水准尺上读出读数a和b，则A、B 两点间的高差为： hAB＝a－b
• 若水准测量是从A点开始向B点方向进行的，则称A为 “后视点”，A点上的水准尺为“后尺”，a为“后视 读数”；称B为“前视点”，B点上的水准尺为“前 尺”，b为“前视读数”。
• 十字丝分划板是物体的成像面，其上刻有两条互相垂直的细丝， 称作竖丝和横丝（或中横丝），用来照准目标和读数；竖丝上的 两条短横丝叫视距丝，用来测距离。
• 十字丝交点与物镜光心的连线叫做视准轴，又叫“水准视线”。
• 望远镜的成象原理——
• 远处目标AB发出的光线经物镜及调焦透镜折射后，在十字丝分 划板上形成一倒立的实像ab；通过目镜放大形成虚像a'b'，十字 丝分划板也同时放大。
二. 水准尺和尺垫
• 水准尺又叫水准标尺，简称标尺，面上绘有宽 度为1厘米的标准刻划间隔。工程中常用双面标 尺，可用于三、四等水准。
• 双面标尺长度一般为3米，两根为一对。每根标 尺的两面都有刻划，一面为黑白相间，称作黑 面，另一面为红白相间，称作红面。两面的刻 划均为1厘米，只在分米处注记数字。“E”字 上长 “横”的底端对应整分米位置。
（1）管水准器
• 管水准器用玻璃制成。玻璃管由6个面 组成，5个平面、1个弧面。
• 从玻璃管开口的一端装入酒精和乙醚的 混合液，经加热排去空气后将开口封闭， 待液体冷却后管内形成一个空间，这个 空间便是水准气泡。由于气泡比液体轻， 故它总是会位于水准器的最高处。
• 水准器的顶面为弧面，在其中心位置刻 有标志线。当水准器水平时，气泡位于 标志中心，称作“气泡居中”。
• 望远镜具有放大作用。放大率是指从望远镜内看物象的视角β与 用肉眼直接看同一物体的视角α之比，也等于物镜与目镜的焦距 之比。放大倍率通常为28倍以上。
2. 水准器
• 水准器用以置平仪器，使视准轴水平，或使竖轴处于铅直位置。
• 水准器有管水准器和圆水准器两种。管水准器又叫水准管或符合 水准器，示平精度比圆水准器高。
• 本章介绍精度最高的水准测量。三角高程测量将在第6 章介绍。
§2－1 水准测量原理
• 水准测量的基本原理是利用水准仪提供的水平视线在前 后两把竖直的标尺上的读数之差来测定两点间的高差， 再根据已知点高程计算待定点高程。
• 如图所示，A为已知高程点（即HA为已知），欲求B点的 高程HB ，需测量A、B两点的高差hAB 。
（2）圆水准器
• 圆水准器的圆弧半径较小，示平灵敏度 和置平精度较低，格值τ约为8′，只能用 于概略置平。
• 圆水准器顶面圆弧中心处的法线oo定义 为圆水准器的轴线，简称圆水准轴。
• 圆水准轴平行于仪器竖轴。当圆水准气 泡居中时，竖轴大致处于铅直位置。
3. 基座
• 水准仪的基座包括轴座、脚螺旋、底板和三角压板等， 其作用是支承仪器并与三脚架相连。