《水准测量》PPT课件

前进方向
A
1
2
h1 1.575 n1 8 L1 1.0km
h2 2.036 n2 12 L2 1.2km
3
h3 1.742 n3 14 L3 1.4km
B
h4 1.446 n4 16 L4 2.2km
符合水准测量成果计算表
测段 点名
距离 测站数 实测高差 改正数
km
m
m
改正后 的高差
即B点比A点高0.115m。
hBA = – hAB= – 0.115m，即 A点比B点低0.115m。
三、概念
1、测站：测量仪器所安置的地点。
2、水准路线：进行水准测量时所行走的路线。
3、后视：水准路线的后视方向。
4、前视：水准路线的前视方向。
5、视线高程：后视高程+后视读数。
6、视距：水准仪至标尺的水平距离。
标称精度为±3mm/km。
2、DS3型水准仪的构造 主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。
目镜
对光螺旋
准星
缺口 水目准镜管
微倾螺旋
物镜 微动螺旋
制动螺旋
脚螺旋 三脚架
水准管 圆水准器 圆水准器校正螺钉
（1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数； 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。
检核： v fh
4、计算改正后高差
hi改 hi vi
检核：
hi改 H B H A
以第1测段为例，改正后的高差为：
h1改 h1测 v1 1.575 0.012 1.563m
5、计算高程
H i H i1 hi改
如： H1 H A h1改 65.376 1.563 66.939m
m
高程 m
备注
12
3
4
5
6
7
8
9
A 1
1.0
8 +1.575 -0.012 +1.563 65.376 已知
1
66.939
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
1.2 12 +2.036 -0.014 +2.022
2
68.961
3
1.4 14 -1.742 -0.016 -1.758
3
67.203
4
2.2 16 +1.446 -0.026 +1.420
如上表所示： a b （6.406 5.998) 0.408m
h 0.408m
HB H A 123.854 123.446 0.408m
等式条件成立，说明计算正确。
三、成果检核
水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线； 在水准测量的施测过程中，测站检核 只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限； 计算检核只能发现每页计算是否有误； 对一条水准路线来讲必须进行成果检核。
1、水准路线的布设形式 附合水准路线（见图1） 闭合水准路线（见图2） 支水准路线（见图3）
1
2
BMA BMA
1 3
2 图1
2 1
BMA
4
BMB
3
图3
3
4 图2
2、检核的主要内容
闭合差：观测值与理论值的差值。
高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差；
用fh表示，即 fh=∑h测 - ∑h理 限差：《规范》规定的的高差闭合差的允许值；
大地水准面
注意：为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳 定（高程不变）。
普通水准测量手簿
测 站
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 计算 检核
点号
A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 B
Σ
水准尺读数
后视（a） 前视（b）
2.142
1.258
0.928 1.664
1.235
1.672
1.431
检核： HB(算） HB（已知） 66.623m
否则说明高程计算有误。
二、闭合水准路线成果计算
1、计算闭合差： 2、检核： 3、计算高差改正数：
fh h测
fh fh允
vi fh l li
vi fh n ni
h h v 闭4、合计水算准改路正线后的高计差算：与附合水准路线i基改本相同。i
注意：瞄准时应消除视差。 视差：当目镜、物镜对光不够精细时，目标的影像 不在十字丝平面上，以致两者不能同时被看清。 消除方法：仔细进行目镜、物镜调焦。
4、精确整平 目的：使水准管气泡居中，视准轴精确水平。
方法：调节微倾螺旋，使气泡影像符合。
5、读数 用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的
方向读数，读取米、分米、厘米、毫米 （估读数）四位数字。如图的读数 1245， 即1.245m。
用fh允表示。 等外水准测量要求：
平地： fh允≤±40 （mm） L—水准路线的长度，单位km。
山地： fh允≤±12 （mm） n—水准路线的测站数。
要求： fh≤ fh允
L
n
3、不同形式水准路线fh的计算
附和水准路线：
∑h测=h1+h2+h3+ ······ + hn ∑h理=H终 – H始 fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h测-（H终 – H始）
第三章 水准测量
§3.1 水准测量原理 §3.2 DS3水准仪和水准测量的工具 §3.3 水准仪的使用 §3.4 普通水准测量方法 §3.5 水准测量的内业计算 §3.6 水准仪的检验与校正 §3.7 水准测量的误差及注意事项 §3.8 其他水准仪简介
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，由已知 点高程推求未知点高程。如图：
a2
a4
b4
a3
a1 b1
b2
b3
A
TP2
TP3
TP1
B
A、B两点高差计算的一般公式：hAB=
n
hi
= n（ai bi）
i 1
i 1
n—为测站数
例：
前进方向
2.142
1.258 0.928
1.664 1.235
1.672 1.431
2.074
B
A
TP3
Ⅰ
TP1
Ⅱ
TP2
Ⅲ
Ⅳ
HA=123.446m HB
40 5.8 96mm
fh fh允
故其精度符合要求。
3、计算改正数
分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差 上，得改正后高差。
按距离：
vi fh l li
按测站数：
vi fh n ni
以第1测段为例，测段改正数为：
v1 fh l l1 (0.068 5.8) 1 0.012m
i
5、计算各测点高程：
H i H i1 hi改
三、支水准路线成果计算 (HA=186.785m)
1、计算闭合差：
fh h往 h返 1.375 1.396 0.021m
2、检核：
n = 16站
A hA（1 往） 1.357m
1
hA（1 返） 1.396m
fh允 12 n 12 16 48mm
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：
（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
返回
DS3水准仪和水准测量工具 一、水准仪
1、水准仪的等级
DS05、DS1、DS3、DS10、 DS20 D—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
7、水准点：水准测量的固定标志。 8、 水准点高程：指标志点顶面的高程。
水准点
9、转折点：水准测量中起传递高程作用的中间点。 返回
普通水准测量
当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测 定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到 起终两点间的高差。
如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。 h1 =a1-b1 h2 =a2-b2 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 hAB= h1+h2+h3+h4
气泡中心偏离零点2mm 所对的圆心角。
公式：
分析： R越大，τ越小，灵敏度越高。
2 DS3 : R=20.6265米 τ=20″
R
（3）基座
组成
轴座：承托仪器上部 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
轴座
脚螺旋 连接板
二、水准尺和尺垫
1、水准尺 塔尺 ：可以伸缩，一般全长3m、5m，
注意：读数前必须精平， 精平后立即读数。
13 12
11
二、一个测站的水准测量工作
1、安置仪器于AB之间，
立尺于A、B点上；
a
b
2、粗略整平；
B
3、瞄准A尺，精平、读数a， A
记录1.568m；
4、瞄准B尺，精平、读数b，
记录1.471m； 5、计算：hAB = a – b = 1.568-1.471=0.115m
几何关系：
LL
圆水准器轴//仪器竖轴
水准管轴//视准轴
十字丝横丝 竖轴
二、检验和校正
1、圆水准器的检验和校正
目的：使圆水准器轴//仪器竖轴 检验： ①用脚螺旋使圆水准器气泡居中；
②望远镜旋转180度。 若气泡仍居中，满足要求； 若气泡不居中，需进行校正。 校正： ①用脚螺旋调气泡偏离
值的一半； ②用圆水准器的校正
3、水准管轴的检验与校正 目的：使水准管轴//视准轴。 检验：
①在平坦地面选相距80m左右A、B两点，置水 准仪于中点C，用变动仪器高法（两次高差之 差≤3mm）测定两点之间 的高差h0=a1-b1；
1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两
≤ 6 次测出高差；等外水准测量其差值|Δh | mm，
取其平均值作为最后结果。
2、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利用双面的零
点差检核观测质量。
二、计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。
检核条件： a b h H B H A
2.074 6.406 5.998
∑a－∑b＝0.408
高差 （m）
+0.884
高程 （m）
123.446
备 注
已知
124.330 -0.307
124.023 +0.233
124.256 -0.402 123.854
0.408 0.408
一、测站检核
目的：保证前后视读数的正确。
方法：变动仪器高法、双面尺法
fh
f ，故精度符合要求。 h允
3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）
hA1
4、计算高程
(1.375
1.396)
2
1.386m
H1=186.785-1.386=185.399m
返回
水准仪的检验与校正 一、水准仪的主要轴线及应满足的条件
主要轴线：视准轴CC 水准管轴LL 仪器竖轴VV 圆水准器轴
螺旋再调一半。
2、十字丝横丝的检校和校正 目的：使十字丝横丝 竖轴
检验：
①精平仪器，十字丝横丝左边 对准墙上标志点p；
②水平微动，p点在横丝上移动， 说明十字丝横丝位置正确； 否则需要校正。
校正： ①松开十字丝的固定螺旋； ②微微转动十字丝环座， 至p点轨迹与横丝重合；
③拧紧十字丝的固定螺旋。
P 十字丝固定螺旋
闭合水准路线：
∑h测= h1+h2+h3+ ······ + hn fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h测 支水准路线：
∑h理= 0
∑h测= ∑h往+ ∑h返
∑h理= 0
fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h往+ ∑h返
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水准测量的内业计算
一、符合水准路线的内业计算
如图为一符合水准路线：
A、B为已知水准点，HA =65.376m ， HB =68.623m 点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、 距离见下图：
hAB = a – b HB = HA + hAB
a
A
前进方向
高差法
Hi
视线高法 Hi= HA+ a
HA
HB= Hi-b
当a > b时，hAB 为正，B高于A ；
当a < b时， hAB 为负，B低于A。
大地水准面
B
b
hAB
HB
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。
Σ
B
5.8
50
+3.315 -0.068
+3.247
68.623
已知
辅助 fh 68mm
计算 fh允 40 5.8mm 96mm
L 5.8km
fh L 12mm
1、计算闭合差：
fh h (HB HA)
3.315 (68.623 65.376)
0.068m
2、检核：
fh允 40 Lmm
用于等外水准测量。 双面尺：不可伸缩，一般全长3m，
用于三、四等水准测量。
2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用， 防止点位移动和水准尺下沉。
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水准仪的使用 一、操作步骤
1、安置仪器 高度适中、架头大致水平，固定仪器。
2、粗略整平 目的： 使圆水准气泡居中， 视准轴粗略水平。 方法(如图所示)：
3、瞄准水准尺 目的：使目标和十字丝成像清晰。 方法：① 初步瞄准（用准星对准目标） ② 目镜调焦（使十字丝清晰） ③ 物镜调焦（使目标成像清晰） ④ 精确瞄准（使纵丝对准目标）