第二章 水准测量

i角误差
检验方法：旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，之 后将仪器水平旋转 180°，气泡仍居中则正常，否 则需要校正。
望远镜十字丝横丝垂直于仪器垂直轴的检验
检验方法：瞄准一固定点，转微动螺旋使仪器 水平旋转，若点始终沿横丝移动，则水平；否则需 校正。
五、水准尺的检验与校正
水准尺分划面弯曲差（矢距）的测定 对普通水准尺，应有：f<8mm 否则，应进行改正：
1985年国家高程基准： 由黄海平均海水面（高 程零点）和青岛高程水 准原点所确定的高程体 系。 国家水准原点
二、水准测量的原理
测量并计算高差：hAB=a-b （= HB - HA ） 则：HB=HA+ hAB 可以求出视线高：Hi=HA+a HB=Hi-b
前视尺
后视尺
水平视线
已知：HA =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m hAB= a-b = 0.461m 则：HB=HA+ hAB = 34.248 + 0.461 = 34.709
第二章 高程测量
绝对高程或海拔 : 地面点到 大地水准面的铅垂距离 假定高程或相对高程:从某 点到假定水准面的垂直距 离
高差:两点间的高程差 h=H2-H1。
一、概述

高程测量:测量地面上各点高程的工作 水准测量 三角高程测量 气压高程测量 GPS卫星测高
水准测量： 确定地面点的高程
3 • • • •
瞄准水准尺 目镜对光 瞄准水准尺，拧紧制动螺旋 精确瞄准 消除视差
4
精确整平(精平) 调整微倾螺旋，使气泡两端的影像符合
5
读数 利用中丝在尺上读数，估读至毫米
（二）两点间高差的确定
水准测量通常是从一个已知高程的水准点开始， 按照一定的水准路线，引测出所需各点的高程。 • 两点距离较近时，设站一次进行测量
实验课的一般要求及注意事项
四、测量资料的记录要求 1、观测记录必须直接填在规定的表格上，不得用其他纸张记录再行转抄。 2、所有记录与计算均用铅笔（2H或3H）记载。字体应端正清晰，字高应稍大 于格子的一半。一旦记录中出现错误，便可在留出的空隙处对错误的数字进行纠 正。 3、禁止擦拭、涂改与挖补。发现错误应在错误处用横线划去，将正确数字写 在原数上方，不得使原字模糊不清。淘汰某整个部分时可用斜线划去，保持被淘 汰的数字仍然清晰。 4、禁止连环更改，若已修改了平均数，则不准再改计算得此平均数之任何一 原始数。 5、原始观测数据的尾部读数不准更改，应将该部分观测结果废去重测。 6、记录的数字应写齐规定之个数。如水准测量中读数325毫米，应记为0325； 角度测量中4°3′6″，应记为4°03′06″。
• 水准仪、水准尺下沉 • 大气折光影响 • 日照及风力引起的误差
实验一 水准仪的使用及高差测量
一、目的 认识水准仪的各个部件，学会使用水准仪，掌握在一个测站上测定高差的方 法。 二、内容 1.操作仪器，熟悉水准仪的操作部件并进行读数练习。 2.在一个测站上测量A、B两点之间的高差。 三、仪器及用具 水准仪一台、水准尺两支、尺垫两个、计算器一个。 四、人员分工 观测一人，记录一人，立尺两人，计算一人，打伞一人。 五、操作步骤 1.练习安置水准仪、 2.练习在水准尺上读数。 3.练习在一测站上测量A、B两点之间的高差。 六、实测数据与计算结果
二、仪器及工具借用办法
1、每次实验所需仪器和工具应按该次实验所需以小组为单位 于上课前向测量仪器室的仪器管理员领取。 2、借领时，各组依次由两个人进入室内，在指定地点清点、
实验课的一般要求及注意事项
3、实习过程中，各组应妥善保护仪器、工具。各组间不得任意调换仪器、工 具。若有损坏或遗失，视情节照章处理，一般若是学生原因造成的应赔偿损失。 4、实验完毕后，应将所借用的仪器、工具上的泥土清扫干净后再交还仪器室 仪器管理员，由管理员清点无误后方可离开。
尺垫：在转点处放置水准尺
2 水准仪（DS：level）
水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由基 座、照准部（包括望远镜、水准器）构成。 望远镜：瞄准目标并在水准尺上读数。
十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连 线，称为视准轴
水准器：圆水准器，管水准器
四、水准测量的方法
（一）水准仪的操作步骤
实验课的一般要求及注意事项 5、仪器在使用过程中要做到 （1）在阳光下或雨天作业必须撑伞遮住仪器，防治日晒和雨淋（包括仪器 箱）。 （2）任何时候仪器旁必须有人守护。 （3）如遇目镜、物镜外表面蒙上水汽而影响观测，应稍等一会或用纸片扇 风使水汽蒸发，切勿用东西去擦拭。 （4）操作仪器时，用力要均匀，动作要准确、敏捷。用力过大或动作太猛 都会造成对仪器的损伤。 （5）仪器用毕装箱前要放松各部制动螺旋，装入箱内要试盖一下，在确认 安放正确后再将各部制动螺旋略为旋紧，防治仪器在箱内自由转动而损坏某些部 件。 （6）用毕要清点箱内附件，若无缺失则将箱盖盖上、扣紧、锁好。
如果 A 为已知高程点，其高程为 HA ，则 B 点高 程为：HB=HA+hAB=HA+∑a-∑b
两次仪器高法：
• • • • • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 照准后视尺，精平，读数 照准前视尺，粗平，读数 计算高差 变动仪器高（升或降大于10cm）再观测 高差互差不大于±5mm时，取平均值
双面尺法（黑面、红面）：
前视尺
后视尺
水平视线
水准曲面对水准测量的影响 当仪器中心到两尺之间的距离相等时，水准 面曲率对水准测量的影响被抵消。因此： 在水准测量中应使仪器与前后尺之间的距离 尽可能相等
三、水准测量仪器和工具
水准仪、水准尺和尺垫
1
水准尺和尺垫
常用双面尺：一面黑白相间刻划：黑面尺或主尺， 另一面红白相间刻划：红面尺或副尺。 两根尺黑面的起始读数为零 红面的起始读数则分别为4.687m和4.787m
3 高差计算（单站） 已知：HA =37.624m, a = 1.318m,b = 2.657m 计算： HB 4 高差计算（设转点） HA =37.624m 观测时在A、B点之间设了两个转点，读数分别如下 a1 = 1.348m, b1 = 1.627m; a2 = 1.082m, b2 = 2.631m; a3 = 0.947m, b3 = 1.465m; 计算： HB
• 圆水准器轴应平行于仪器的垂直轴L’L’//VV • 水准管轴应平行于望远镜的视准轴LL//VV • 望远镜十字丝横丝应垂直于仪器的垂直轴
圆水准器轴平行于仪器的垂直轴的检验校正
检验方法：旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，之 后将仪器水平旋转 180°，气泡仍居中则正常，否 则需要校正。
水准管轴平行于望远镜的视准轴的检验校正
七、几种新型水准仪
1 自动安平水准仪
2 激光水准仪
3 数字水准仪
实验课的一般要求及注意事项
一、上课须知
1.准备工作 （1）上课前明确实验的内容和要求。 （2）实验前准备好必备的工具，如铅笔、小刀等。 2.要求 （1）遵守实验纪律，注意聆听指导教师的讲解。 （ 2 ）试验中的具体操作应按步骤进行，如遇问题要及时向 指导教师提出。 （ 3 ）试验中出现的仪器故障必须及时向指导教师报告，不 可随意自行处理。
三、测量仪器、工具的正确使用与维护
1、领取仪器时必须检查 （1）仪器箱盖是否关妥、锁好、 （2）背带、提手是否牢固、 （3）脚架与仪器是否相配，脚架各部分是否完好，脚架腿伸缩处的连接螺 旋是否滑丝。要防治因脚架未架牢而摔坏仪器，或因脚架不稳而影响作业。 2、打开仪器箱时的注意事项 （1）仪器箱应平放在地面上或其他台子上才能开箱，不要托在手上或抱在 怀里开箱，以免将仪器摔坏。 （2）开箱后未取出仪器前，要注意仪器安放的位置和方向，以免用毕装箱 时因安放位置不正确而损伤仪器。 3、自箱内取出仪器时的注意事项 （1）不论何种仪器，在取出前一定要先放松制动螺旋，以免取出仪器时因 强行扭转而损坏制、微动螺旋，甚至损坏轴系。 （2）自箱内取出仪器时，应一手握住照准部支架，另一手扶住基座部分，
实验一：水准仪的使用与高差测定
五、操作步骤
1.练习安置水准仪 2.练习在水准尺上读数 3.练习在一测站上测两点之间的高差。
六、实测数据与计算结果
作业：
1 水平角计算 盘左：A 0 03 24 B 79 20 30 盘右：A 180 03 36 B 259 20 48 2 垂直角计算（度盘顺时针注记） 盘左读数：59 20 30 盘右读数：300 40 00 并计算i角
实验课的一般要求及注意事项
（3）自箱内取出仪器后，要随时将仪器箱盖好，以免沙土、杂草等不洁之物 进入箱内。同时在实验过程中不允许用仪器箱当凳子，坐在仪器箱上。还要防治 搬动仪器时丢失附件。 （4）取仪器和使用过程中，要避免触摸仪器的目镜、物镜，以免玷污，影响 成像质量。不允许用手指等物去擦仪器的目镜、物镜等光学部件。 4、架设仪器时的注意事项 （1）伸缩式脚架三条腿抽出后，要把固定螺丝拧紧，但不可用力过猛而造成 螺丝滑丝。要防治因螺丝未拧紧而使脚架自行收缩而摔坏仪器。三条腿拉出的长 度要适中。 （2）架设脚架时，三条腿分开的跨度要适中。并得太靠拢容易被碰倒，分得 太开容易滑开，都会造成事故。若在斜坡上架设仪器，应使两条腿在坡下（可稍 放长），一条腿在坡上（可稍缩短）。若在光滑地面上架设仪器，要采取安全措 施（例如用细绳将三脚架连接起来），防治脚架滑动摔坏仪器。 （3）在脚架安放稳妥并将仪器放到脚架上后，要立即旋紧仪器和脚架间的中 心连接螺丝，避免仪器从脚架上掉下摔坏。 （4）不可蹬、坐仪器箱。
△l=(8f2)/3l 其中l为水准尺尺长
水准尺分划正确性检验 • 每米分划间隔正确性检验 • 水准尺红面与黑面零点差（尺常数K）的测定
• 一对水准尺黑面零点差的测定
六、水准测量误差的来源及其减弱措施
仪器误差：
i角误差
观测误差
• 精平误差 • 调焦误差
• 估读误差
• 水准尺倾斜误差
外界环境影响
实验一：水准仪的使用与高差测定
一、目的
认识水准仪各操作部件的用途，学会使用水准仪，掌握在一 测站上测量两点之间的高差。
二、内容
1、操作仪器，熟悉水准仪的操作部件并进行读数练习。 2、测量A、B两点之间的高差。
三、仪Байду номын сангаас及用具
水准仪一台、水准尺两支、尺垫两个、计算器一个。
四、人员分工
观测一人，记录一人，立尺两人，计算一人。
用双面尺，每尺均读黑、红面读数 • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 瞄准后视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺红面，精平，读数 • 瞄准后视尺红面，精平，读数 黑面：以零开始刻划 红面：一尺从4687开始刻划，另一尺从4787开始 红黑面计算高差理论上相差0.1m
五、水准仪的检验与校正
后视尺
前视尺
水平视线
• 两点相距较远或高差较大时，在中间设立若干转 点，A、B两点间的高差是各高差之和
h1=a1-b1 h2=a2-b2 …… hn=an-bn hAB=h1+h2+……+hn=∑h 可用下式进行高差计算正确性的检核： hAB=(a1-b1)+(a2-b2)+ ……+(an-bn)= ∑a-∑b
仪器安置 粗略整平 瞄准 精确整平 读数
1
安置水准仪 打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致 水平，然后将三脚架尖踩入土中，将水准仪用中心 螺旋固定于三脚架头上
2 粗略整平(粗平) 用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居中。 左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方向， 就是气泡移动的方向”