3水准仪及高程测量
数字水准仪CPⅢ高程测量
矩形法水准测量方法
矩形法观测的水准路线如图所示，其中实心红点表示水准仪 测站点，空心圆表示CPⅢ高程点，空心箭头表示高差传递方向。 假设CPⅢ网的高程测量从左侧推向右侧，则在最左侧四个CPⅢ点 中间设置测站，测量四个CPⅢ点间的四段高差，考虑到这四段高 差所组成四边形闭合环的独立性，这四段高差至少应该设置两个 测站完成测量（如在第一测站完成前三段高差的测量，第四段高 差测量时应稍微挪动仪器或在原地改变仪器高后再测量）；随后 水准仪搬迁至紧邻的四个CPⅢ点中间，进行第二个四边形闭合环 的高差测量，由于此闭合环中有一个测段的高差在第一个闭合环 中已经观测，此时只须设置一个测站完成第二个四边形闭合环中 三个测段高差的测量。因为第二个四边形中的四个测段高差是由 不同测站测量的，因此其闭合差是独立的。其他四边形各测段高 差测量的方法与第二个四边形相同，依此类推一直把所有四边形
采用矩形法水准测量
在第一个矩形中间设置测站，测量四个CPIII点间的三 个测段高差，考虑到这四个测段高差所组成四边形闭合 环的独立性，第四个测段高差重新设置测站完成测量； 在第二个矩形中间设置测站，由于此四边形中有一个测 段的高差在第一个四边形中已经观测，此时只须设置一 个测站完成第二个四边形中三个测段高差的测量。
1
2
3
4
测段计算
视距读数 后距1 后距2 前距1 前距2 视距差(m) 累积差(m) 中视视距读数(m) 25.052 25.026 25.020 25.022 0.018 0.018 25.293 25.283 25.710 25.735 -0.435 -0.416 25.693 25.697 25.706 25.724 -0.020 -0.436 25.742 25.741 25.364 25.335 0.392 -0.044 1526325 1526325 0.1018 km 0.1018 km
水准仪与高程测量
第二章 水准仪与高程测量第一节 水准测量的原理确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。
高程测量又是测量三项基本工作之一。
根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。
水准测量的原理：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。
测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。
1．高差法如图2-1所示，若已知A 点的高程A H ，欲测定B 点的高程B H 。
在A 、B 两点上竖立两根尺子，并在A 、B 两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。
假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为A 尺（后视）读数为a ，B 尺（前视）读数为b ，则A 、B 两点之间的高程差（简称高差AB h ）为b a h AB -= （2-1）于是B 点的高程B H 为AB A B h H H += （2-2）b a H h H H A AB A B -+=+= （2-3）这种利用高差计算待测点高程的方法，称高差法。
这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。
图2-1 水准测量原理2．仪高法由式2-3可以写为 b a H H A B -+=)( （2-4）如图2-2所示，即 b H H i B -=上式中i H 是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。
仪高法是，计算一次仪高，就可以测算出几个前视点的高程。
即放置一次仪器，可以测出数个前视点的高程。
综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。
必须注意 ①前视与后视的概念一定要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。
②两点间高差AB h 是有正负的，计算高程时，高差应连其符号一并运算。
在书写AB h 时，注意h 的下标，AB h 是表示B 点相对于A 点的高差；BA h 则表示是A 点相对于B 点的高差。
水准仪相对高程的测量原理
水准仪相对高程的测量原理
水准仪相对高程的测量原理是基于光学原理和水平的概念。
水准仪包括一个望远镜和一个水平泡管。
测量过程如下：
1. 首先，将水准仪放置在待测点的底面上，通过调整水平泡管使其水平。
2. 使用水平泡管确定仪器的水平状态后，望远镜通过调整操作确定基准点的高度。
3. 在待测点上设置一个对准点，通常使用一个测杆或其他标志物，并确保其与基准点在一个水平线上。
4. 使用望远镜观察基准点和对准点，并通过调整仪器的望远镜高度，使其在对准点上的图像中至中心十字线为止。
5. 测量望远镜与基准点之间的水平距离，这可以通过读取仪器上的垂直刻度进行。
这个距离是水准仪的针尖高程与基准高程之间的差异。
通过多个测量点的测量，可以建立起地面的高程分布图。
水准仪的测量原理基于水平线的概念，因此对于较长的测距，必须考虑地球表面的曲率和大气折射等因素，以获得更准确的测量结果。
3 水准测量
测量学基础高程测量测量地面上各点高程的工作水准测量利用水准仪提供的水平视线测定两点间的高差，进而求得测点高程的方法。
它是高程测量中最基本、精度最高的一种方法，在国家高程控制测量、工程勘察和施工放样中得到广泛应用。
三角高程测量利用经纬仪测量倾角，按三角函数解算出测点高程的方法。
该方法精度不高，适于在山区进行低精度的高程测量。
气压高程测量根据大气压力随地面高程变化而改变的原理，用气压计测定测点高程的方法，其精度最低。
一、水准测量的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。
水准测量的基本工具水准测量方法AB 大地水准面H AH Bh ABab前进方向后视水准尺前视水准尺水准测量基本原理大地水准面前进方向H A +a b h AB H AaH BAB 后视读数前视读数高差h AB 等于后视读数减前视读数h AB = a -bba H h H H A AB A B -+=+=B 点高程Attention高差的符号有正有负当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A当高差为负时，表示前视点B低于后视点A计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。
当需要根据一个已知高程的后视点，同时去测定多个未知点的高程时，可通过仪器的视线高H计算各点的高程，即：iH i=H A+a，H B=H i-b二、水准测量的仪器与工具2.1 水准测量的仪器与工具水准测量仪器、工具水准仪尺垫水准尺四等级：DS05、DS1、DS3、DS10字母D和S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，其后面的数字代表仪器的测量精度。
仪器的等级划分及其适用范围水准仪型号DS05 DS1 DS3DS10千米往返高差中数偶然中误差≤ 0.5mm≤1mm ≤3mm≤10mm主要用途国家一等水准测量及地震监测国家二等水准测量及精密水准测量国家三、四等水准测量及一般工程水准测量一般工程水准测量2.2 水准仪 基本组成望远镜水准器基座主要用途瞄准目标并在水准尺上读数组成1-物镜、2-十字丝、3-对光透镜和4-目镜1物镜和对光透镜的作用使物体在镜筒内十字丝平面上形成一个缩小的倒立实像a1b1 目镜的作用是将a1b1放大成为倒立虚像a2b21-物体; 2-物镜; 3-对光透镜; 4-十字丝平面; 5-目镜十字丝作用照准尺子和读数十字丝中心(十字丝交点)和物镜光心的连线，称为视准轴。
国家三四等水准测量规范
国家三四等水准测量规范一、序言国家三四等水准测量是地理信息领域的一项重要测量工作，其结果直接影响到地图及地理信息产品的质量和精度。
为了保证三四等水准测量的准确性和可靠性，国家相关部门对这一测量活动进行了规范，确立了一系列测量规范。
二、三四等水准测量的定义和分类三四等水准测量是指用水准仪进行的高程测量，主要用于控制三角网测量和工程测量，精度要求较低。
按照测量精度的不同，可以将三四等水准测量分为三等和四等。
三、三四等水准测量的基本原理和方法1.三四等水准测量的基本原理三四等水准测量的基本原理是通过观测目标点的高程值与参考点的高程值的差值，从而确定目标点的高程。
在观测过程中，需要考虑自然地形的影响，进行合理的高程校正。
2.三四等水准测量的方法三四等水准测量的方法主要包括单基准测量和闭合回程测量两种。
单基准测量是在一个已知高程的基准点附近进行测量，闭合回程测量是在一个封闭的环路内进行测量。
四、三四等水准测量的测量设备和精度要求1.测量设备三四等水准测量所需要的测量设备主要包括水准仪、测台、水准尺和高程校正器。
这些设备应具备精度高、稳定性好的特点，以保证测量结果的准确性。
2.精度要求三四等水准测量的精度要求一般为1:5000~1:20000，其中三等水准的精度要求较高，为1:10000~1:20000，而四等水准的精度要求较低，为1:5000。
五、三四等水准测量的测量步骤和操作流程1.布设测站在开始测量之前，需要选择合适的测站位置，并进行测站布设。
布设测站时应考虑地形和测量范围，选择平整、稳固的位置。
2.观测测量观测测量包括目标点的高程观测和高程校正观测。
在观测过程中需要注意仪器的校正和环境因素的影响，以保证观测结果的准确性。
3.数据处理测量完成后，需要对观测数据进行处理，包括数据校正、数据平差和误差分析等步骤，以得到最终的测量结果。
4.结果验证对测量结果进行验证，与历史数据和其他测量结果进行对比，验证测量结果的可靠性。
3-水准测量
a D
D' b
b' h
大地水准面
R
D2 h=R(sec -1)= 2R
θ
基本原则
使前视、后视的距离保持大致相等，是水准测量的 基本原则，称为“中间法水准测量”。
基本原则
按照定义，两点间的高差是分别通过这两点的 水准面之间的铅垂距离。因此，从理论上讲，用水 准仪在水准尺上读数也应该根据通过仪器的水准面， 如上图所示，在A，B水准尺上的应有读数为 ， A，B两点的高差应为 其中 则 可见，若水准仪安置在前后视距大致相等的地点， 即 ，则 即此时按水平视线或按水准面测定高差已无区别。 同理
TP3
前进方向
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
h4=+0.385 h3=+0.946 h2=+0.120 1.444 1.324 1.822 0.876 TP4 1.820 1.435 h5=+0.118 1.422 1.304
h1=-0.543
BMB
1.134
1.677
BMA
TP2 TP1
TP3
●电子水准仪也称“数字水准仪” 具有自动安平功能。 自动显示水平视线读数和视距。 通过物镜获取水准尺图象，通过 仪器的处理系统，将图象信息转 换成数字显示。 能与计算机实现数据通讯。 基本避免了人为的观测误差（视 差、水准器精平误差、瞄准误差、 估读数误差。
电子水准仪简介：
要求竖丝 位于条码 带上
三.水准路线测量
§1-4.水准路线测量
1.水准测量的方法 2.水准路线 3.水准测量的检核 4.水准测量的主要技术要求
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
1.820 1.822 1.134 1.677 1.444 1.324 0.876
水准仪与高程测量
5)、照准前视标尺后使水准管气泡居中，用上、中、下三丝读取前视读数，
并记入手簿，见表3-3 ，比较前后视距差（一半不大于5m）。
6)、将仪器按前进方向迁至第二站，此时，第一站的前视尺不动，变成第二
站的后视尺，第一站的后视尺移至前面适当位置成为第二站的前视尺，按第 一站相同的观测程序进行第二站测量。
7)、顺序沿水准路线的前进方向观测、记录，直至终点。
远镜 ）
倒像望远镜
组成：物镜、物镜调焦镜、十字丝分划板、目镜等。 视准轴：
1、定义：物镜光心与十字丝交点的连线称为望远镜的视准轴； 2、作用：视准轴是瞄准目标和读数的依据。
成像原理
十字丝分划板
十字丝分划板：是一块圆形平板玻璃，上面刻有相互正交的十字丝； 十字丝组成及其功能：
1、纵丝（也叫竖丝）用来照准水准尺；
1)、读数客观； 2)、精度高； 3)、速度快； 4)、效率高； 5)、仪器菜单功能丰富，内置功能强、操作界面友好，有各种信息提示，大大
方便了实际操作。
3.1.7
电子水准仪的基本原理
电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的
。当前电子水准仪采用原理不同的三种自动电子读数方法。 1)、几何法（德国蔡司DiNi12/12T/22） 2)、相关法（瑞士徕卡NA3002/3003/DNA03） 3)、相位法（日本拓普康DL-101C/102C/103）。 由于各厂家采用条码标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。目前照准
水准仪的基本部件
望远镜 物镜 目镜 十字丝 水准器 圆水准器 管水准器 基座
（1）. 望 远 镜
定义：构成水平视线、瞄准目标并对水准尺进行读数的主要部件。 分类：根据在目镜端观察到的物体成像情况，望远镜可分为：
高程测量水准仪观测步骤
高程测量水准仪观测步骤高程测量是地理测量中的一项重要内容，它主要用于测量地面上各点的高程差，为工程建设、地图制作等提供准确的高程数据。
在高程测量中，水准仪是一种常用的测量仪器。
本文将介绍高程测量水准仪的观测步骤。
1. 设置基准点：在进行高程测量之前，首先需要选择一个基准点作为参照点。
这个基准点通常是已知高程的点，比如某个测量中心或者已经过精确测量的点。
在实际观测中，可以选择地面上的一块平整稳定的区域作为基准点，然后使用水准仪进行观测。
2. 安装水准仪：将水准仪安装在三脚架上，并确保其稳定平衡。
调整水准仪的水平，使其保持水平状态。
这一步非常重要，因为水准仪的准确度和测量结果的精确度都与其水平状态有关。
3. 观测目标点：选择待测高程的目标点，通常是地面上的一些标志物或者测量杆。
将水准仪对准目标点，并使用准星进行观测。
注意，观测时需要保持水准仪的水平状态，并记录准星的读数。
4. 读取读数：在观测过程中，水准仪上会有一个水平圆盘，上面刻度表示仪器的倾斜度。
观测时，要将准星对准目标点，然后读取水平圆盘上的刻度数值。
这个数值表示了目标点相对于水准仪的高差。
5. 计算高程差：观测完一个目标点后，需要将观测得到的高差数据进行计算，得到目标点的高程差。
高程差的计算可以利用已知高程的基准点来进行，通过基准点的高程减去观测点的高差，即可得到目标点的高程差。
6. 移动水准仪：在观测完一个目标点后，需要将水准仪移动到下一个观测点。
移动时需要确保水准仪的位置和水平状态与前一次观测时一致，以保证测量的准确性。
7. 重复观测：根据需要，可以选择观测更多的目标点，以获得更全面的高程数据。
在观测时，要保持每次观测的准星对准目标点，并记录准星的读数。
8. 数据处理：观测完所有目标点后，需要对观测数据进行处理。
数据处理包括对观测得到的高差数据进行计算和校正，以得到最终的高程数据。
处理过程中需要注意数据的准确性和可靠性，可以进行多次观测和重复计算来提高数据的精确度。
高程测量的方法有三种
高程测量的方法有三种高程测量是指测量地面或其他物体的高度或海拔高度的过程。
它是建筑设计、地理测绘、水文学、土木工程等领域中非常重要的一项技术。
高程测量的方法主要可以分为三种：大地水准测量、三角高度测量和GNSS测量。
1. 大地水准测量：大地水准测量是通过测量地球表面相对高程的差别来确定点的绝对高程值。
它利用真空管水准仪或光电水准仪等仪器，以重力为基础，通过在不同点测量水平线的高程差，进而计算得到各点的高程值。
大地水准测量在平整的地势上具有较高的精度，但在地势崎岖的山区、河流等地形复杂的地区，由于无法进行直接测量，需要采用其他方法进行补偿和矫正。
2. 三角高度测量：三角高度测量是通过测量三角形的边长和内角，利用三角函数的关系来计算物体的高度。
这种方法主要适用于地形起伏较大的地区，特别是远离地面的物体（如山顶、高楼等）。
三角高度测量需要使用三角测量仪器，如经纬仪、坐标仪等。
其测量原理非常简单，通过测量相邻的两个点之间的距离和高差，可以计算出各个点的高程值。
3. GNSS测量：GNSS（全球导航卫星系统）测量是利用全球定位卫星系统（如GPS、GLONASS 等）提供的信号来确定点的位置和高度。
GNSS测量具有高精度、全天候、全球范围的特点，广泛应用于地理测绘、地震监测、航空航天等领域。
在高程测量中，GNSS接收机接收卫星信号后，通过计算接收机与卫星之间的距离差异，从而确定接收机的位置和高程。
GNSS测量精度受多种因素影响，如卫星几何、大气延迟、观测时间等，因此需要进行精确的数据处理和补偿。
这三种高程测量方法各有优缺点。
大地水准测量的精度较高，但适用范围有限，不适合在复杂地形中进行测量。
三角高度测量适用于地形起伏较大的地区，但需要耗费较大的人力和物力资源。
GNSS测量具有全球范围的优势，但受多种因素的干扰，精度相对较低。
在实际应用中，根据测量任务的不同和地形条件的限制，可以选择合适的高程测量方法或综合使用多种方法，以获得较为准确的高程数据。
水准仪及高程测量
36
实验 水准测量
五、 实验步骤 两次仪器高法 （1） 安置水准仪，用圆水准气泡进行仪器的粗 平——使圆水准气泡居中，通过目镜调焦消除视差 （2） 在任意的两个位置放置水准尺（注意视距小 于100米，前后视距应该大致相等，可以用步测的 方法确定） （3） 用望远镜瞄准后视尺的黑面，仪器精平（管 水准气泡居中）后读取读数，记录在表格中。用望 远镜瞄准前视尺的黑面，仪器精平（管水准气泡居 中）后读取读数，记录在表格中。
H1= HA + h1改 H2= H1 + h2改
… … … … … …
逐点推算
47
水准测量的注意事项
水准测量的误差包括水准仪本身的仪器误
差、人为的观测误差以及外界条件的影响三个
方面。
48
仪器误差：
①视线不水平 ②水准尺误差
人为的观测误差：
①水准管气泡居中误差 ②读数误差 ③视差影响 ④水准尺倾斜的影响
TP3
HB 未知 高程(m) 50.000
测站 测点
1
2 3 4 A ZD1 ZD2 ZD3 B
高差(m)
+ 0.583 + 0.581 + 0.753 … ... … ... … ...
平均高差(m)
1.268 1.381 0.699 … ...
… ...
+ 0.582 + 0.753
50.583 51.336 50.618 51.491
41
- 0.718
+ 0.873
… ...
三、水准测量的注意事项
水准测量的误差包括水准仪本身的仪器误
差、人为的观测误差以及外界条件的影响三个
方面。
三等水准仪测量的方法和计算的方法
三等水准仪测量的方法和计算的方法三等水准仪是一种用于测量大地水准面高程的仪器，它是利用重力作用于液面来实现高程的测量的仪器。
在工程测量和地质勘探中，三等水准仪被广泛应用，它可以精确地测量地表的高程，为工程设计和建设提供了重要的数据支持。
三等水准仪测量的方法主要包括设置基准点、安装仪器、测量观测、处理数据等多个步骤。
在进行三等水准测量时，需要严格按照这些步骤进行操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
首先，对于三等水准仪的测量工作，首先需要确定测量路线，并选择好基准点。
基准点的选择是非常重要的，需要选择地势较高、地形平坦、地质稳定的地点作为基准点。
在选择好基准点之后，需要对基准点进行标志，并在基准点周围进行测量点的设置。
其次，安装三等水准仪是三等水准测量工作中的另一个重要步骤。
在安装仪器时，需要选择平整稳固的地面，用水平仪或其他辅助工具调整基准面，使其平稳水平。
同时，需要按照三等水准仪的使用说明书对仪器进行校准和调整。
测量观测是三等水准测量中的核心工作。
在进行测量观测时，需要使用三等水准仪进行目标点的观测，同时记录观测数据。
观测数据的记录需要进行多次观测，以确保数据的准确性。
在进行观测时，需要注意保持观测点的稳定和准确，同时要避免外界干扰因素的影响。
处理数据是三等水准测量的最后一个步骤。
在进行数据处理时，首先需要将观测数据进行汇总和整理，然后进行数据平差和计算。
数据平差是确保测量数据准确性的重要环节，它需要通过数学方法对观测数据进行修正和调整，以提高数据的可靠性。
在进行三等水准测量时，需要严格按照上述步骤进行操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时，在进行测量工作时，需要注意保护仪器和测量设备，以防止其受损或损坏。
三等水准测量的计算方法主要包括测量数据处理和高程计算两个方面。
在进行测量数据处理时，需要对测量数据进行平差和修正，以提高数据的可靠性和准确性。
在进行高程计算时，需要根据观测数据和平差结果进行高程的计算和确定。
测量员理论考试分类模拟题水准仪及高程测量(三)
测量员理论考试分类模拟题水准仪及高程测量(三)
一、单项选择题
1. 在全圆测回法的观测中，同一盘位起始方向的两次读数之差称为。
A.归零差
B.测回差
C.互差
D.水平差
答案：A
2. 是水准仪应满足的条件之一。
A.十字丝横丝垂直于仪器竖轴
B.十字丝横丝垂直于圆水准器轴
C.十字丝纵丝垂直于视准轴
D.十字丝纵丝平行于圆水准器轴
答案：A
3. 从已知水准点测到待测点，再从已知水准点开始重测一次，称为。
A.复测法
B.往返测法
C.闭合测法
D.附合测法
答案：A
4. 水准测量中，在同一测点，当后尺读数大于前尺读数时，说明后尺点。
A.高于前尺点
B.低于前尺点
C.高于测站点
D.等于前尺点
答案：B
5. 下列关于自动安平水准仪的叙述，错误的是。
A.自动安平水准仪安置后，只需调置圆水准器气泡使其居中就可进行水准测量
B.自动安平水准仪与DS3型微倾式水准仪的操作步骤相同
C.自动安平水准仪的特点是不需要水准器械和微倾螺旋，水平微动螺旋依靠摩擦传动无限量限制，照准目标十分方便
D.利用自动安平水准仪能够在较为平坦的地方进行碎部测量
答案：B
6. 四等水准测量中，黑面高差减红面高差0.1m应不超过。
A.2mm
B.3mm
C.4mm
D.5mm
答案：D
7. A点高程为32.50m，DAB=160m，iAB=-1%，则B点的高程为。
A.16.50m
B.48.50m
C.34.10m
D.30.90m。
水准仪测量高程的方法和步骤-水平仪测量高程的方法
水准仪测量高程的方法和步骤内容：理解水准测量的基本原理；掌握 DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。
重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。
难点：水准仪的检验与校正。
§2.1 高程测量（ Height Measurement ）的概念测量地面上各点高程的工作 , 称为高程测量。
高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为：（1）水准测量 (leveling)（2）三角高程测量 (trigonometric leveling)（3）气压高程测量 (air pressure leveling)（4）GPS 测量 (GPS leveling)§2.2 水准测量原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“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。
a ——后视读数 A ——后视点b ——前视读数 B ——前视点1、A 、 B 两点间高差：2、测得两点间高差后，若已知 A 点高程，则可得B点的高程：。
3、视线高程：4、转点 TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。
二、连续水准测量如图所示，在实际水准测量中， A 、 B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。
此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。
根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到 A 、 B 两点间的高差值，有：h 1 = a 1 － b 1h 2 = a 2 － b 2……则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b结论： A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。
水准仪测量高程的方法和步骤
水准仪测量高程的方法和步骤内容：理解水准测量的基本原理；掌握 DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施观测、记录和检核及内业数据处理高差闭合差的调整方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法.重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理.难点：水准仪的检验与校正.§ 高程测量 Height Measurement 的概念测量地面上各点高程的工作 , 称为高程测量.高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同,分为：1水准测量 leveling2三角高程测量 trigonometric leveling3气压高程测量 air pressure leveling4GPS 测量 GPS leveling§ 水准测量原理一、基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“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.a ——后视读数 A ——后视点b ——前视读数 B ——前视点1、A 、 B 两点间高差：2、测得两点间高差后,若已知 A 点高程,则可得B点的高程：.3、视线高程：4、转点 TPturning point 的概念：当地面上两点的距离较远,或两点的高差太大,放置一次仪器不能测定其高差时,就需增设若干个临时传递高程的立尺点,称为转点.二、连续水准测量如图所示,在实际水准测量中, A 、 B 两点间高差较大或相距较远,安置一次水准仪不能测定两点之间的高差.此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点,即转点用作传递高程.根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差,求和得到 A 、 B 两点间的高差值,有： h 1 = a 1 － b 1h 2 = a 2 － b 2 ……则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b结论： A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和.§ 水准仪和水准尺一、水准仪 level如图所示,由望远镜、水准器和基座三部分组成.DS3 微倾式水准仪自动安平水准仪1、望远镜 telescope ——由物镜、目镜和十字丝上、中、下丝三部分组成.2、水准器 bubble 有两种：圆水准器 circular bubble ——精度低,用于粗略整平；水准管bubble tube ——精度高,用于精平.特性：气泡始终位于高处,气泡在哪处,说明哪处高.3、基座 tribrach二、水准尺 leveling staff水准尺主要有：单面尺、双面尺和塔尺.1、尺面分划为 1cm ,每 10cm 处 E 字形刻划的尖端注有阿拉伯数字.2、双面尺的红面尺底刻划：一把为 4687mm ,另一把为 4787mm .三、尺垫 staff plate放置在转点上,为防止观测过程中水准尺下沉.四、水准仪的使用操作程序：粗平——瞄准——精平——读数一粗平——调节脚螺旋,使圆水准气泡居中.1、方法：对向转动脚螺旋 1 、 2 ——使气泡移至 1 、 2 方向的中间——转动脚螺旋 3 ,使气泡居中.2、规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致.二瞄准1、方法：先用准星器粗瞄,再用微动螺旋精瞄.2、视差概念：眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动.产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合.消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋.三精平1、方法：如图所示微倾式水准仪 tilt level ,调节微倾螺旋,使水准管气泡成像抛物线符合.2、说明：若使用自动安平水准仪 compensator level ,仪器无微倾螺旋,故不需进行精平工作.四读数——精平后,用十字丝的中丝在水准尺上读数.1、方法：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.2、规律：读数在尺面上由小到大的方向读.故对于望远镜成倒像的仪器,即从上往下读,望远镜成正像的仪器,即从下往上读.如图所示,从小向大读四位数为米 .§ 水准测量的实施与成果整理一、水准点 Bench Mark通过水准测量方法获得其高程的高程控制点,称为水准点 BM ,一般用表示.有永久性和临时性两种.见图二、水准路线 leveling line水准路线依据工程的性质和测区情况,可布设成以下几种形式：1、闭合水准路线 closed leveling line .由已知点 BM1 ——已知点BM12、附合水准路线 annexed leveling line .由已知点 BM1 ——已知点 BM23、支水准路线 spur leveling line . 由已知点 BM1 ——某一待定水准点 A .4、水准网：若干条单一水准路线相互连接构成的图形.三、水准测量的实施外业1、观测要求如图,有：1水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处.2为及时发现观测中的错误,通常采用“两次仪器高法”或“双面尺法”.两次仪器高法：高差之差 h-h'< ±5mm ；双面尺法,①红黑面读数差<±3mm ② h 黑 -h 红<±5mm .2、水准测量记录表注意：1起始点只有后视读数,结束点只有前视读数,中间点既有后视读数又有前视读数.2 ,只表明计算无误,不表明观测和记录无误.四、水准测量的成果处理内业一计算闭合差：1、闭合水准路线：2、附合水准路线：二分配高差闭合差1、高差闭合差限差容许误差对于普通水准测量,有：式中, ——高差闭合差限差,单位： mmL ——水准路线长度,单位： km ； n ——测站数2、分配原则：按与距离 L 或测站数 n 成正比,将高差闭合差反号分配到各段高差上.三计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程,来计算各待定点的高程.五、水准测量的成果实例例如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图. BM-A 和 BM-B 为已知高程的水准点,图中箭头表示水准测量前进方向,路线上方的数字为测得的两点间的高差以 m 为单位 ,路线下方数字为该段路线的长度以 km 为单位 ,试计算待定点 1 、 2 、 3 点的高程.解算如下：第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：因为,可进行闭合差分配.第三步计算每 km 改正数：第四步计算各段高差改正数：.四舍五入后,使. 故有： V 1 =- 8mm , V 2 =- 11mm , V 3 =- 8mm , V 4 =- 10mm . 第五步计算各段改正后高差后,计算 1 、 2 、 3 各点的高程.改正后高差 = 改正前高差 + 改正数 V iH 1 =H BM-A +h 1 +V 1 =+=mH 2 =H 1 +h 2 +V 2 =+=mH 3 =H 2 +h 3 +V 3 =HBM-B =H 3 +h 4 +V 4 =+=m可用 EXCEL 软件计算如下图：§ 水准仪的检验与校正一、水准仪轴线的几何关系水准仪轴线应满足的几何条件是：1、水准管轴 LL// 视准轴 CC2、圆水准轴 L ' L ' // 竖轴 VV3、横丝要水平即：⊥ 竖轴 VV 如下图所示：二、水准仪的检验与校正一圆水准器的检验与校正1、检验：气泡居中后,再将仪器绕竖轴旋转180 °,看气泡是否居中.2、校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半 , 再用拨针拨动三个“校正螺旋”,使气泡居中.二十字丝横丝的检验与校正1、检验：整平后,用横丝的一端对准一固定点 P ,转动微动螺旋,看 P 点是否沿着横丝移动.2、校正：旋下目镜处的十字丝环外罩,转动左右 2 个“校正螺丝”.三水准管轴平行于视准轴 i 角的检验与校正1、检验：1平坦地上选 A 、 B 两点,约 50m .2在中点 C 架仪,读取 a 1 、 b 1 ,得 h 1 =a 1 -b 13在距 B 点约 2 — 3m 处架仪,读取 a 2 、 b 2 ,得 h 2 =a 2 -b 2 4若h 2 ≠ h 1 , 则水准管轴不平行于视准轴,有 i 角.因为① h1 为正确高差② b2 的误差可忽略不计,故有：对于 S 3 水准仪,若 i 角大于时,需校正.2、校正方法有二种：1校正水准管旋转微倾螺旋,使十字丝横丝对准 a 2 ' =h 1 +b 2 ,拨动水准管“校正螺丝”,使水准管气泡居中.2校正十字丝——可用于自动安平水准仪保持水准管气泡居中,拨动十字丝上下两个“校正螺丝”,使横丝对准a 2 ' .§ 自动安平、精密、电子水准仪简介一、自动安平水准仪 compensator level1、原理——与普通水准仪相比,在望远镜的光路上加了一个补偿器.2、使用——粗平后,望远镜内观察警告指示窗若全部呈绿色,方可读数；最好状态是指示窗的三角形尖顶与横指标线平齐.3、检校——与精通水准仪相比,要增加一项补偿器的检验,即：转动脚螺旋,看警告指示窗是否出现红色；以此来检查补偿器是否失灵.二、精密水准仪 precise level 每公里往返平均高差中误差 1mm1、精密水准仪——提供精确的水平视线和精确读数.精密水准仪2、精密水准尺——刻度精确铟钢带水准尺 invar leveling staff .3、读数方法1精平后,转动测微螺旋,使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线.2读数时,将整分划值和测微器中的读数合起来.如 : .三、数字水准仪 digital level 及条纹码水准尺 coding level staff1、具有自动安平、显示读数和视距功能.2、能与计算机数据通讯,避免了人为观测误差.§ 水准测量误差及注意事项来源有：仪器误差、操作误差、外界条件影响.一、仪器误差主要有：视准轴不平行于水准管轴 i 角的误差、水准尺误差二、操作误差主要有：水准气泡未严格居中、视差、估读误差、水准尺未竖直. 三、外界条件影响的误差主要有：仪器下沉、尺垫下沉、地球曲率、大气折光、气温和风力.四、水准测量的注意事项：一观测：1、观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺；2、仪器应安置在土质坚实处,并踩实三角架；3、前后视距应尽可能相等；4、每次读数前要消除视差,只有当符合水准气泡居中后才能读数；5、注意对仪器的保护,做到“ 人不离仪器” ；6、只有当一测站记录计算合格后才能搬站,搬站时先检查仪器连接螺旋是否固紧,一手托住仪器,一手握住脚架稳步前进.二记录：⒈认真记录,边记边回报数字,准确无误的记入记录手簿相应栏中,严禁伪造和传抄；⒉字体要端正、清楚、不准涂改,不准用橡皮擦,如按规定可以改正时,应在原数字上划线后再在上方重写；⒊每站应当场计算,检查符合要求后,才能通知观测者搬站.三扶尺：⒈扶尺人员认真竖立水准尺；⒉转点应选择土质坚实处,并踩实尺垫；⒊水准仪搬站时,应注意保护好原前视点尺垫位置不移动.。
施工现场常见三种测量仪器的使用方法(必须懂)
施工现场常见三种测量仪器的使用方法（必须懂）▲水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程,利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法.一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间,摆开三脚架,从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中,跟着调平管水准器.水平制动手轮是调平的,在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就是平水.将望远镜对准未知点（1）上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺的读数（后视）,把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数（前视）,记到记录本上.计算公式：两点高差=后视－前视.三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间,标出两点的水平线,称为a、b线,移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为a’、b’.计算如果a－b ≠a’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值.用校针将水准仪的上下螺钉调整,使管水平泡吻合为止.重复以上做法,直到相等为止.四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤.1.安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间.首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上.2.粗平粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中.具体方法用仪器练习.在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致.3.瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标.首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰.再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋.最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧.4.精平精平是使望远镜的视线精确水平.微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平.若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平.这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求.注意？气泡左半部份的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致. 5.读数用十字丝,截读水准尺上的读数.现在的水准仪多是倒象望远镜,读数时应由上而下进行.先估读毫米级读数,后报出全部读数.注意,水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行,不能颠倒,特别是读数前的符合水泡调整,一定要在读数前进行.五、水准仪的测量测定地面点高程的工作,称为高程测量.高程测量是测量的基本工作之一.高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同,可以分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量和气压高程测量.水准测量是目前精度最高的一种高程测量方法,它广泛应用于国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中.水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,读取竖立于两个点上的水准尺上的读数,来测定两点间的高差,再根据已知点高程计算待定点高程.如下图所示,在地面上有A、B两点,已知A点的高程为HA、为求B点的高程HB,在A、B两点之间安骨水准仪,A、B两点亡各竖立一把水准尺,通过水准仪的望远镜读取水平视线分别在A、B 两点水准尺上截取的读数为a和b,可以求出A、B两点问的高差为：设水准测量的前进方向为A点至B点,则称A点为后视点,其水准尺读数a为后视读数；称B点为前视点,其水准尺读数b为前视读数.因此,两点间的高差等于：hAB=后视读数-前视读数若后视读数大于前视读数,则高差为正,表示B点比A点高,hAB>0；若后视读数小于前视读数,则高差为负,表示B点比A点低,hAB<0.如果A、B两点相距不远,且高差不大,则安置一次水准仪,就可以测得高差hAB.此时B点高程为：当架设一次水准仪需要测量多个前视点B1,B2,…,Bn的高程时,采用视线高程计算这些点的高程就非常方便.设水准仪对竖立在B1,B2,…,Bn点上的水准尺读数分别为b1,b2,…,bn时,则高程计算公式为：如果A、B两点相距较远或高差较大,安置一次仪器无法测得其高差时,就需要在两点间增设若干个作为传递高程的临时立尺点,称为转点(简称TP点),如图中的TP1,TP2,…点,并依次连续设站观测,设测得的各站高差为：六、保养与维修1．水准仪是精密的光学仪器,正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用；2．避免阳光直晒,不许可证随便拆卸仪器；3．每个微调都应轻轻转动,不要用力过大.镜片、光学片不准用手触片；4．仪器有故障,由熟悉仪器结构者或修理部修理；5．每次使用完后,应对仪器擦干净,保持干燥.▲经纬仪的使用方法一、经纬仪经纬仪是测量工作中的主要测角仪器.由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成.测量时,将经纬仪安置在三脚架上,用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上,用水准器将仪器定平,用望远镜瞄准测量目标,用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角.按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪.此外,有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等.DJ6经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪.主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成.1、基座部分用于支撑基照准部,上有三个脚螺旋,其作用是整平仪器2、照准部照准部是经纬仪的主要部件,照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等.3、度盘部分DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘,均由光学玻璃制成.水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画,最小格值一般为1°或30′.二、经纬仪的安置方法1）三脚架调成等长并适合操作者身高,将仪器固定在三脚架上,使仪器基座面与三脚架上顶面平行.2）将仪器舞摆放在测站上,目估大致对中后,踩稳一条架脚,调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点）,用双手各提一条架脚前后、左右摆动,眼观对中器使十字丝交点与测站点重合,放稳并踩实架脚.3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器4）将水准管平行两定平螺旋,整平水准管.5）平转照准部90度,用第三个螺旋整平水准管.6）检查光学对中,若有少量偏差,可打开连接螺旋平移基座,使其精确对中,旋紧连接螺旋,再检查水准气泡居中.三、度盘读数方法光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分.水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为1°或30′,在读取不足一个格值的角值时,必须借助测微装置,DJ6级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和平行玻璃测微器两种.（1）测微尺读数装置目前新产DJ6级光学经纬仪均采用这种装置.在读数显微镜的视场中设置一个带分划尺的分划板,度盘上的分划线经显微镜放大后成像于该分划板上,度盘最小格值（60′)的成像宽度正好等于分划板上分划尺1°分划间的长度,分划尺分60个小格,注记方向与度盘的相反,用这60个小格去量测度盘上不足一格的格值.量度时以零零分划线为指标线.（2）单平行玻璃板测微器读数装置单平行玻璃板测微器的主要部件有：单平行板玻璃、扇形分划尺和测微轮等.这种仪器度盘格值为30′,扇形分划尺上有90个小格,格值为30′/90=20″.测角时,当目标瞄准后转动测微轮,用双指标线夹住度盘分划线影像后读数.整度数根据被夹住的度盘分划线读出,不足整度数部分从测微分划尺读出.（3）读数显微镜光学经纬仪读数显微镜的作用是将读数成像放大,便于将度盘读数读出.（4）水准器光学经纬仪上有2～3个水准器,其作用是使处于工作状态的经纬仪垂直轴铅垂、水平度盘水平,水准器分管水准器和园水准器两种.*管水准器管水准器安装在照准部上,其作用是仪器精确整平.*圆水准器圆水准器用于粗略整平仪器.它的灵敏度低,其格值为8″／2mm.四、经纬仪的角度测量原理1.水平角的测量原理水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角,角值为0°～360°.空间两直线OA和OB相交于点O,将点A,O,B沿铅垂方向投影到水平面上,得相应的投影点A′,O′,B′,水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角,即水平角.水平角的大小与地面点的高程无关.测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：（1）能给出一个水平放置的,且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水平度盘；（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜,且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转,以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B.图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a 2.垂直角的测量原理垂直角是指在同一铅垂面内,某目标方向的视线与水平线间的夹角α,也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°.视线与铅垂线的夹角称为天顶距,天顶距z的角值范围为0°～180°.当视线在水平线以上时垂直角称为仰角,角值为正；视线在水平线以下时为俯角,角值为负,如图所示.由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘,或称竖盘.▲全站仪的使用方法一、全站仪简介全站仪,即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）.是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统.因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪.广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域.全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生.电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度.全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的.根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,10″等几个等级.二、全站仪的组成全站仪几乎可以用在所有的测量领域.电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成.同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更方便.这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点.1．同轴望远镜全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化.同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量.同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间,计算实测距离.同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能.加之全站仪强大、便捷的数据处理功能,使全站仪使用极其方便.2．双轴自动补偿在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理,作业时若全站仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消.而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统,可对纵轴的倾斜进行监测,并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6'）,也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算,并加入度盘读数中加以改正,使度盘显示读数为正确值,即所谓纵轴倾斜自动补偿.双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡（该水泡不是从外部可以看到的,与检验校正中所描述的不是一个水泡）来标定绝对水平面,该水泡是中间填充液体,两端是气体.在水泡的上部两侧各放置一发光二极管,而在水泡的下部两侧各放置一光电管,用一接收发光二极管透过水泡发出的光.而后,通过运算电路比较两二极管获得的光的强度.当在初始位置,即绝对水平时,将运算值置零.当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值,从而换算成倾斜的位移,将此信息传达给控制系统,以决定自动补偿的值.自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外,还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆,把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平.3．键盘键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式,便于正、倒镜作业时操作.4．存储器全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其它设备如计算机等中,供进一步的处理或利用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种.全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相当于计算机的磁盘.5．通讯接口全站仪可以通过BS—232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪,实现双向信息传输.三、全站仪的使用全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途.内置专用软件后,功能还可进一步拓展.全站仪的基本操作与使用方法：1、水平角测量（1）按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标A.（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃.（3）照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角.2、距离测量（1）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正.（2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm.实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值）,并对测距结果进行改正.（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪.（4）距离测量照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差.全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种.精测模式是最常用的测距模式,测量时间约2.5S,最小显示单位1mm；跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S；粗测模式,测量时间约0.7S,最小显示单位1cm或1mm.在距离测量或坐标测量时,可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式.应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差.3、坐标测量（1）设定测站点的三维坐标.（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.（3）设置棱镜常数.（4）设置大气改正值或气温、气压值.（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪.（6）照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标.四、全站仪的数据通讯全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换.全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种,一种是利用全站仪配置的PCMCIA（personal computer memory card internation association）,个人计算机存储卡国际协会,简称PC卡,也称存储卡）卡进行数字通讯,特点是通用性强,各种电子产品间均可互换使用；另一种是利用全站仪的通讯接口,通过电缆进行数据传输.。
三等水准仪测量的方法和计算的方法
三等水准仪测量的方法和计算的方法三等水准仪是一种常用的测量工具，用于测量地面高程的变化，用于工程测量中的控制点的建立和高程控制的确定。
三等水准仪的测量方法主要包括目视测量法和相对测量法，而计算方法则是通过观测数据进行数据处理和计算得到最终的测量结果。
一、目视测量法：目视测量法是指测量员直接观测临近标志物的高程，通过比较目视读数来确定高差的一种测量方法。
1.设站法：在测量中，需要先确定基准点（即控制点），然后选择一个合适的测站点，将三等水准仪安装在测站上，并进行精确定位，保证仪器的稳定性和准确性。
2.观测目标：根据地面的实际情况和测量要求，选择合适的目标作为观测目标，可以是杆子、铜钉等。
3.目视测量：在观测目标上方悬挂一个目视标尺，然后通过调节三等水准仪使目视标尺的刻线与视线重合，记录测量读数。
4.记录数据：将测量读数记录在测量记录表格中，包括测站号、观测目标点号、前视高程、后视高程等。
5.计算高差：根据测站前后视高程的差值，即可得到该测站点的高差。
二、相对测量法：相对测量法是指在已知控制点的情况下，通过多个测站点之间的高差测量，来确定控制点之间的高程变化的一种测量方法。
1.测量路线确定：选择一条经过已知控制点和待测控制点的连续路线，将该路线划分为多个测站点，以便进行相对高程的测量。
2.设站法：在每个测站点上安装三等水准仪，并进行精确定位。
3.直接观测：观测连续测站点之间的高程，记录测站点的前视高程和后视高程，并计算出高差。
4.戴尔塞法：通过不同测站点之间的高差进行计算，可以得到控制点之间的相对高差。
其中，戴尔塞法是应用最广泛的计算方法之一，在计算过程中需要根据测站点的前后视高程和高差进行计算。
5.数据处理：将测量数据进行整理，包括修正观测误差、检查数据异常等操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
6.计算高程：根据相对高差和已知控制点的高程，可通过逐步累积的方式计算出各个测站点的高程，最终得到测量区域内各个点的高程信息。
水准仪与高程测量
第二章 水准仪与高程测量第一节 水准测量的原理确信地面点高程的测量工作，称为高程测量。
高程测量又是测量三项大体工作之一。
依照利用仪器和施测方式的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。
用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最经常使用、最周密的方式。
水准测量的原理：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，如此就可由已知点的高程推算出未知点的高程。
测定待测点高程的方式有高差法和仪高法两种。
1．高差法如图2-1所示，假设已知A 点的高程A H ，欲测定B 点的高程B H 。
在A 、B 两点上竖立两根尺子，并在A 、B 两点之间安置一架能够取得水平视线的仪器。
假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数别离为A 尺（后视）读数为a ，B 尺（前视）读数为b ，那么A 、B 两点之间的高程差（简称高差AB h ）为b a h AB -= （2-1）于是B 点的高程B H 为AB A B h H H += （2-2）b a H h H H A AB A B -+=+= （2-3）这种利用高差计算待测点高程的方式，称高差法。
这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。
图2-1 水准测量原理 2．仪高法由式2-3能够写为 b a H H A B -+=)( （2-4）如图2-2所示，即 b H H i B -=上式中i H 是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。
仪高法是，计算一次仪高，就能够够测算出几个前视点的高程。
即放置一次仪器，能够测出数个前视点的高程。
综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。
必需注意 ①前视与后视的概念必然要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。
②两点间高差AB h 是有正负的，计算高程时，高差应连其符号一并运算。
在书写AB h 时，注意h 的下标，AB h 是表示B 点相关于A 点的高差；BA h 那么表示是A 点相关于B 点的高差。
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一、单项选择题1.水准测量中，在同一测点，当后尺读数大于前尺读数时，说明后尺点（）A、高于前尺点B、低于前尺点C、高于测站点D、等于前尺点2.某站水准测量时，由A点向B点进行测量，测得A、B两点之间的高差为0.506m，且B点水准尺的读数为2.376m，则A点水准尺的读数为（）A、2.882mB、2.952mC、2.800mD、2.763m3.整理水准测量数据时，计算检核所依据的基本公式是（）A、Σa-Σb=ΣhB、Σh=ΣH终-ΣH始C、Σa-Σb=Σh=ΣH终-ΣH始D、fh≤Fh4.地面点到高程基准面的垂直距离称为该点的（）A、相对高程B、绝对高程C、高差D、建筑标高5.在水准测量中，转点的作用是传递（ 0A、方向B、高程C、距离D、方差6.采用水准仪器测量时，产生视差的原因是（）A、仪器校正部完善B、物象有十字丝面未重合C、十字丝分划板位置不正确D、目标晃动7.高差闭合差的分配原则为：按其（）成正比例进行分配A、与测站数B、与高差的大小C、与距离或测站数D、与距离8.水准测量中要求前后视距离相等，其目的是为了消除（）的误差影响A、水准管轴不平行于视准轴B、圆水准轴不平行于仪器竖轴C、十字丝横丝不水平D、物镜光心与横轴中心9.视准轴是指（）的连线A、物镜光心与目镜光心B、目镜光心与十字丝中心C、物镜光心与十字丝中心D、物镜光心与横轴中心10往返水准路线高差平均值的正负号是以（）符号为准A、往测高差B、返测高差C、往返测高差的代数和D、往返测高差的平均值11.在水准测量中设A为后视点，B为前视点并测得后视点读数为1.124m，前视读数为1.428m，则B点与A点的关系是（）A、B点比A点高B、B点比A点低C、B点比A点等高D、B点高度与A点高度无法比较12.消除视差的方法是（），使十字丝和目标影像清晰A、转动物镜对光螺旋B、转动目镜对光螺旋C、反复交替调节目镜及物镜对光螺旋 D转动微倾螺旋13.转动三个脚螺旋式水准仪圆水准气泡居中的目的是（）A、使仪器竖轴处于铅垂位置B、提供一条水平准线C、使仪器竖轴平行于圆水准线D、使视准轴平行于管水准线14.水准仪按置符合棱镜的目的是（）A、易于观察气泡的居中情况B、提高管气泡居中的精度C、保护管水准气泡D、防止圆水准器损坏15.从一个水准点BMA出发进行水准测量，最后又回到水准点BNA点，称为（）A、符合水准测量B、闭合水准测量C、支线水准测量D、几何水准测量16.水准测量中，要求前后视距相等主要是为了消除（）A、i角误差B、望远镜调焦带来的误差C、水准尺每米长度误差的影响D、2C误差17.设有A、B两点，A点高程为15.032m，B点高程为14.729m，则A、B两点的高差Hab为（）A、0.303mB、-0.303mC、29.761mD、-29.761m18.水准仪上的水准器中，（）A、管水准器整平精度高于圆水准器B、管水准器整平精度低于圆水准器C、长水准器用于粗平D、圆水准器用于精平19.水准仪的轴线主要有（）A、视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴B、视准轴、照准部水准管轴、仪器竖轴C、视准轴、横轴、竖轴、水准管轴D、水准管轴、圆水准器轴、竖轴、横轴20.水准测量是利用水准仪所提供的（），通过读取垂直竖立在两点上的水准尺读数而测得高差的A、倾斜视线B、水平视线C、铅垂线D、方向线21.DS3水准仪的观测精度（）DS1水准仪A、高于B、低于C、接近于D、等同于22.水准仪的脚螺旋的作用是用来（）A、精确整平仪器B、整平长水准管C、整平圆水准器D、既可以整平长水准仪，又可以整平圆水准仪23.水准测量时，若后视点为A，读数为2.713m，前视点为B，读数为1.401m，已知Ha=15.000m，则Hb=（）A、10.886mB、13.688mC、16.312mD、19.114m24. 水准测量时，A为后视点，B为前视点，A尺读数为2.713m，B尺读数为1.401m，已知Ha=15.000m，则视线高程为（）A、13.688mB、16.312mC、16.401mD、17.713m25.普通水准测量时，在水准尺上读数通常应读至（）A、0.1mmB、5mmC、1mmD、1cm26.水准仪的圆水准器轴应与（）平行A、十字丝横丝B、长水准器轴C、视准轴D、仪器竖轴27.（）是水准仪应满足的条件之一A、十字丝横丝垂直于仪器竖轴B、十字丝横丝垂直于圆水准器轴C、十字丝纵丝垂直于视准轴 C、十字丝纵丝平行于圆水准器轴28.下列关于DS3微倾式水准仪构造的叙述，错误的是（）A、DS3微倾式水准仪主要由三部分构成B、DS3微倾式水准仪的水准器常用于指示仪器或判断是否处于水平位置C、基座上有三个脚下螺旋，调节脚下螺旋可试用圆水准器的气泡居中，使仪器达到粗略整平的D、望远镜及管水准仪器与仪器的竖轴连接成一体，横轴插入几座的轴套内，可使望远镜和管水准仪在基座上围绕轴旋转29.转动目镜对光螺旋的目的是使（）十分清晰A、物象B、十字丝分划板C、物象与十字丝分划板D、对光螺旋30.测量仪器望远镜视准轴定义是（）的连线A、物镜光心与目镜光B、目镜光与十字丝划分板中心C、物镜光与十字丝划分板中心D、对光螺旋与十字丝分划板31.单一水准路线不包括（）A、支水准线路B、符合水准线路C、闭合水准线路 D 、水准网32.对地面点A任取一个水准面，则A点至该水准面的垂直距离为（）A、绝对高程B、海拔C、高差D、相对高程33.水准器的分化值越大，说明（）A、内圆弧的半径大B、其灵敏度低C、气泡整平困难D、整平精度高34.水准仪的（）应平行于仪器竖轴A、视准轴B、圆水准器轴C、十字丝横丝D、管水准器轴35.圆水准器气泡居中时，其圆水准管轴应成（）位置A、竖直B、倾斜C、水平D、和望远镜水平36.望远镜视准轴指（）A、物镜光心与目镜光心的连线B、物镜光心与十字丝交点的连线C、目镜光心与十字丝交点的连线D、目镜光心、物镜光心与十字丝交点的连线37.水准测量的目的是（）A、测定点的平面位置B、测定点的高程位置C、测定两点间的高差D、测定水准路线的长度38.视准轴是（）和（）的连线A、目镜光心；十字丝交点B、物镜光心；目镜光心C、目镜光心；十字丝D、物镜光心；十字丝交点39.水准仪的测量步骤大体为：安装仪器后，转动（）使圆水准气泡居中，转动（）看清楚十字丝，通过（）瞄准水准尺，转动（）精确的照准水准尺，转动（）消除视差，转动（）使气泡居中后，最后读数A、微动螺旋；目镜调焦螺旋；准星；脚螺旋；物镜对光螺旋；微倾螺旋B、脚螺旋；目镜调焦螺旋；准星；微动螺旋；物镜对光螺旋；微倾螺旋C、脚螺旋；物镜对光螺旋；准星；微动螺旋；目镜调焦螺旋；微倾螺旋D、微动螺旋；目镜调焦螺旋；准星；微动螺旋；物镜对光螺旋；脚螺旋40.用水准测设某已知高程点A时，水准尺读数为1.0000m，若要用该站水准仪再测设比A点低0.200m的B点时，则水准尺应读数为（）A、0.008mB、1.2mC、1mD、0.2m41.设A为后视点，B为前视点，A点高程为35.712m，后视读数为0.983m，前视读数为1.149m，则A、B两点的高差是（）A、0.066mB、0.166mC、-0.166mD、-0.066m二、多项选择题1.微倾式水准仪应满足的几何条件是（）A、水准管轴平行于视准轴B、横轴垂直于仪器竖轴C、水准管轴垂直于仪器竖轴D、圆水准器轴平行于仪器竖轴E、十字丝横丝应垂直于仪器竖轴三、分析选择题1.某测量员采用水准仪测定A、B两点间高差，测得A点高程为Ha=12.658m，A 尺上读数为1526mm，B尺上读数为1182mm。
请根据已知条件，回答下列问题。
（1）A、B两点间高差H等于（）ABA、+0.344mB、-0.344mC、+344mD、-344m（2）B点高程H等于（）BA、12.314mB、13.002mC、11.82mD、11.476m2. 下图为闭合水准路线的观测成果与简图，试结合下表中完成下列问题。
（HA ＝44.856M）8站12站h1＝－1.424 1 h2＝2.376BMA 210站 3 5站h4＝－3.366 h3=2.365（1）表中①处应填入（）A.8B.12C.5D.10（2）表中②处应填入（）A.-1.424B.+2.376C.+2.365D.-3.336(3) 表中③处应填入（）A.-0.014B.+0.014C.+0.013D.-0.013(4) 表中④处应填入（）A.45.836B.47.299C.+2.410D.2.3793（1A.0.194B.1.171C.1.365D.2.214 （2）表中②处应填入（）A.17.634B.17.463C.16.463D.18.795(3) 表中③处应填入（）A.0.891B. 2.332C.1.441D.0.819答案：单项选择题：1.B 2.A 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 8.A 9.C 10.A 11.B 12.C 13.A 14.B 15.B 16.A 17.A 18.A 19.B 20.B 21.B 22.C 23.C 24.B 25.C 26.B 27.A 28.D 29.B 30.C 31.D 32.D 33.B 34.B 35.A 36.B 37.B 38.D 39.B 40.B 41.C多项选择题：1.ADE分析计算题：1.（1）A （2）B2.（1）B （2）B （3）B （4）A3. （1）B （2）D （3）A。