水准测量基础知识

一、测量仪器
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和 尺垫。
水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS2、DS3和 DS10等五个等级。建筑工程测量广泛使用DS3级水 准仪。
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水准仪
根据水准测量的原理， 水准仪的主要作用是提 供一条水平视线，并能 照准水准尺进行读数。
水准仪构成主要有望远 镜、水准器及基座三部 分。
水准测量
水准测量又名"几何水准测量"，是用水准仪和水准尺测 定地面上两点间高差的方法。
在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标 尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或 任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点 的高程。
由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点 间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须 按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的 高程。
二、测量原理
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来 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。
水准仪使用步骤
水准仪的使用包括仪器的安置、 粗略整平、瞄准水准尺、精平和 读数等操作步骤。
一、安置水准仪
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，然后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。
水准仪使用步骤
四、精平与读数 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。 这时，即可用十字丝的 中丝在尺上读数。精平 后，用十字丝的中丝在 水准尺上读数。 从小数 向大数读，读四位。
米、分米看尺面上的注记， 厘米数尺 面上的格数，毫 米估读。
刻画线的圆圈内。
水准仪使用步骤
精确调平 把三个脚螺旋命名为1、2、3，将望远镜转至与1-2连线 垂直的角度上，首先调节1、2两个螺旋，使气泡在1、 2连线方向上居中（图a），再调节3螺旋，使气泡在该 方向居中即可（图b）。
在整平的过 程中，气泡 的移动方向 与左手大拇 指运动的方
向-致。
水准仪使用步骤
测站校核 对每一站的观测和记录都及时的在现场进行校核。校核方法有：变动仪器 高方法、双仪器法等；
路线校核 根据计算的闭合差，与规定的允许误差进行比较判断观测精度是否合格。
GBT_12898-2009《国家三、四等水准测量规范》
水准测量的高程计算
1.高差闭合差计算 计算闭合差及闭合差允许值，写在“路线校核”栏 内；
采用连续水准路线测量方法进行测量，点与点之间 的距离大小取决于通视条件、读数清晰度以及保证 视线在尺子读数范围内，一般为50-100米。注意： 待测点一定要立尺观测。对每一测站分别记录后视 读数和前视读数。
（记录见下页）
水准测量施测
观测记录
测量结果检核
计算校核 检查计算结果有无错误，高差计算结果，采用公式是否正确；
三、瞄准水准尺 首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋， 使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门 和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察;转动物镜对 光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。 当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运 动，这种现象称为视差。产生视差的原因是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。 消除的方法是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。
2.高差闭合差分配和高程计算 当道线闭合差满足技术要求时，可进行闭合差分配。 分配的原则：改正数V和测站数n（或线路长度L） 成正比，与闭合差反号，即
各点高程值
水准测量的误差来源及消减措施
仪器误差 （水准仪、水准尺）
• 校正仪器 • 偶数测站数观测
观测误差 （视差、估读、气泡、
尺倾斜）
• 消除视差 • 相同人观测 • 严格调平仪器 • 立尺竖正
脚架长度不宜 超过自己的鼻
尖
水准仪使用步骤
二、粗略整平 粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致 铅垂，从而视准轴粗略水平。
安装前注意将水准仪照准部的三个 角螺旋大致旋转在中间)。圆水准 泡所在的方向说明那个方向高，这 时只要将其中的一支脚架拿着（另 外两支不动）前后左右移动，直至 圆水准泡基本居中或者在圆水准泡
外界条件影响（设备下 沉、地球曲率、大气折
光）
• 往返观测取平均 • 控制前后视点距离 • 选择良好气候观测 • 视线尽量高于地面
水准尺
水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量好坏直接 影响水准测量的精度。
水准尺一般分为塔尺和板尺。塔尺是可以伸缩的， 一般塔尺长度为3米（三节）、5米（五节）；板尺 一般为2米。
尺垫
尺垫是在转点放置 水准尺用的，它用 生铁铸成，一般为 三角形，中央有一 突起的半球体，下 方有三个支脚。用 时将支脚牢固地插 入土中，以防下沉， 上方突起的半球形 顶点作为竖立水准 尺和标志转点之用。
（读数为1373mm）
精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，
却把两项操作视为一个整体;即精平后再读数，读数后还要检查管水 准气泡是否完全符合。只有这样，才能取得准确的读数。
水准测量施测
水准路线布置 1.闭合水准路线 3.支水准路线
2.附合水准路线 4.结点水准网
观测与记录