水准测量原理、仪器和工具
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。
水准测量实验报告
水准测量实验报告实验目的，通过实验测量水准仪的精度，了解水准测量的基本原理和方法。
一、实验仪器和设备。
本次实验所用仪器设备包括水准仪、测量杆、三脚架、标尺等。
二、实验原理。
水准测量是利用重力的平衡状态来确定水平面的一种测量方法。
在水准测量中，我们利用水准仪来测量地面的水平位置，以此来确定地面的高程。
水准仪是一种光学仪器，利用其内部的气泡来确定水平位置，从而实现测量目的。
三、实验步骤。
1. 将三脚架放置在需要测量的地面上，并调整使其稳定水平。
2. 将水准仪放置在三脚架上，并调整使其处于水平状态。
3. 利用测量杆在需要测量的地面上标记出若干点，并用标尺测量这些点的高程。
4. 在每个测点上使用水准仪进行测量，并记录下水准仪的读数。
5. 根据水准仪的读数和标尺的高程数据计算出每个点的实际高程。
四、实验数据记录与处理。
在实验中，我们记录下了每个测点的水准仪读数和标尺的高程数据，通过计算得到了实际高程数据。
在数据处理过程中，我们注意到了一些误差，如水准仪读数的波动、标尺读数的不精确等。
为了减小这些误差，我们进行了多次测量，并取平均值作为最终结果。
五、实验结果分析。
通过实验数据的处理与分析，我们得出了每个测点的实际高程数据，并对比了不同测量结果之间的差异。
通过分析，我们发现了一些误差的来源，如水准仪的精度、测量杆的标定等。
这些误差对于水准测量的精度有一定的影响，因此在实际测量中需要注意这些因素，以提高测量的精度。
六、实验总结。
本次实验通过水准测量的实践操作，使我们更加深入地了解了水准测量的原理和方法。
在实验中，我们也发现了一些问题和不足，如测量误差的存在、仪器精度的影响等。
因此，在今后的实际应用中，我们需要注意这些问题，并采取相应的措施来提高水准测量的精度和准确性。
七、实验感想。
通过本次实验，我们不仅学习了水准测量的基本原理和方法，还提高了实际操作的能力。
在今后的工作和学习中，我们将继续努力，不断提高自己的专业技能，为科学研究和工程实践做出更大的贡献。
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。
园林测量_第二章_水准测量
第二节 水准测量仪器及其使用
• 水准仪按结构可分为：微倾水准仪、自动安平水 准仪、激光水准仪和数字水准仪。 • 水准仪按精度分为：DS05，DS1，DS3，DS10 • D和S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼 音的第一个字母；数字表示仪器的精度指标，即 每千米往返测高差平均值的中误差的毫米数。 • 园林测量中一般用DS3和DS10水准仪。 • 本节主要介绍用AL25A型自动安平水准仪配合水 准尺进行水准测量。
第三节 普通水准测量的方法
一、一个测站的水准测量工作 (一)测站水准测量工作 在水准测量中，把安置水准仪的位置称为测站。 1.安置仪器。尽量将仪器安置在两点中间，到两点距离大致相等。 2.粗略整平。 3.瞄准水准尺。 4.读数与记录。 5.高差与高程计算。 【例2-1】假设HA=178.572m，观测得a=1.860m， b=1.413m，求B点的高程HB。 解： hAB=a-b=1.860-1.413=0.447m HB=HA+hAB=178.572+0.447=179.019m
视差
• 当观测者的眼睛在目镜端上下微动时，十字丝与目标影像 有相对移动的现象称为视差。 • 产生的原因：目标的像与十字丝分划板不重合。 • 消除的办法：先把目镜调焦螺旋调好，使十字丝清晰；然 后反复调整物镜对光螺旋。
三、水准仪的使用
(四)精平与读数 • 精平时，转动微倾螺旋，使 符合水准气泡两个半边气泡 吻合在一起。 • 读数时，应读取十字丝横丝 与水准尺相交处的读数，并 从下向上，从小到大读 取，直接读米、分米、 厘米，估读到毫米。
二、复合水准测量
普通水准测量手簿
路线名称：BMA-BMB 仪器型号：DS3 日期：××年××月××月 天气：晴
测站
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。
普通水准测量实验报告
普通水准测量实验报告一、实验目的1、掌握普通水准测量的原理和方法。
2、熟悉水准仪的使用和操作步骤。
3、学会进行水准测量的外业观测和内业数据处理。
4、培养团队合作精神和严谨的科学态度。
二、实验仪器和工具1、水准仪一台。
2、水准尺两根。
3、尺垫两个。
三、实验原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两点上的水准尺的读数，来测定两点间的高差，进而由已知点高程推算出未知点高程。
假设已知点 A 的高程为 HA，要测定未知点 B 的高程 HB。
在 A、B 两点之间安置水准仪，在 A、B 两点上分别竖立水准尺。
通过水准仪的望远镜瞄准水准尺，读取 A 点上水准尺的读数 a 称为后视读数，读取 B 点上水准尺的读数 b 称为前视读数。
则 A、B 两点间的高差 hAB 为：hAB ＝ a b若 A 为已知高程点，则 B 点的高程 HB 为：HB ＝ HA ＋ hAB四、实验步骤1、水准路线的布设根据实验场地的地形条件，选择闭合水准路线或附合水准路线。
闭合水准路线是从已知高程的点出发，经过一系列的测量点，最后又回到起始点；附合水准路线是从一个已知高程的点出发，经过一系列的测量点，最后附合到另一个已知高程的点上。
2、观测站点的设置在水准路线上，每隔一定距离设置一个观测站点。
观测站点应选择在地面坚实、视野开阔、便于立尺和观测的地方。
3、水准仪的安置（1）打开三脚架，使其高度适中，架头大致水平，并将三脚架的脚尖踩入土中，使之稳固。
（2）将水准仪从仪器箱中取出，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架上。
（3）调节三脚架的三条腿，使圆水准器气泡居中。
4、粗略整平通过调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中，使仪器大致水平。
5、瞄准水准尺（1）目镜对光：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。
（2）初步瞄准：松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的准星和照门大致瞄准水准尺。
（3）物镜对光：转动物镜调焦螺旋，使水准尺的成像清晰。
（4）精确瞄准：转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺的边缘或中央。
《建筑工程测量》教案
《建筑工程测量》教案课题：水准测量原理、仪器和工具课型：讲授教学目的与要求：1、了解高程测量的方法；自动安平水准仪与DS3级水准仪的区别；尺垫的作用及设置的位置。
2、理解水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；水准尺刻划注记规律。
3、掌握高差法、仪高法计算未知点高程的方法；视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念；教学重点、难点：重点：1、水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；2、高差法、仪高法计算未知点高程的方法；难点：视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念采用教具、挂图：多媒体课件、DS3级水准仪、自动安平水淮仪、水准尺、尺垫、三脚架。
复习、提问：1、hAB 与hBA的含义？2、水平面代替水准面在距离与高程方面有何影响？3、绝对高程、相对高程、高差的定义？五、教学过程：一、高程测量（测定地面点高程）的方法按所使用的仪器和施测方法分：水准测量（水准尺、水准仪）、三角高程测量（经纬仪、水准尺）、气压高程测量（气压计）和GPS高程测量（GPS接收机）。
建筑装饰施工中常用水平管和水平尺进行抄平。
二、水准测量原理1.水准测量：水平视线（水准仪）+水准尺→待定点与已知点高差+已知点高程→未知点高程。
2.推导计算未知点高程的公式：①高差法（由一点求另一点）：直接利用高差计算未知点高程。
b a h AB -=（后视读数－前视读数）；AB A B h H H +=②视线高法（仪高法，由一点求多点）：用仪器视线高程Hi 计算未知点B 点高程。
⎭⎬⎫-=+=b H H a H H i B A i3.注意事项①区别仅在与计算方法不同；②视线必须水平；③水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差无影响。
例：设A 点高程为101.352m ，当后视读数为1.154m ，前视读数为1.328m 时，问高差是多少，待测点B 的高程是多少？试绘图示意。
分析：高差为后视读数减去前视读数，B 点高程可用仪高法或高差法，高差已求，故用后者。
水准测量知识点总结
水准测量知识点总结一、引言水准测量是一种用于测量地表高程的测量方法。
它在工程、地理和地质领域都有广泛的应用。
本文将总结水准测量的基本知识点，包括水准测量的原理、仪器与设备、测量方法、误差源与精度要求等方面。
二、水准测量原理水准测量是利用重力垂直方向的性质，通过对水准仪上的测量标尺进行观测，从而确定被测点的高程值。
水准测量的基本原理包括测量点的高程转换、测高仪的基本原理、高程测量的误差分析等。
1. 测量点的高程转换水准测量中常用的高程基准面包括理论基准面、实际基准面和相对基准面。
通过对测量点的高程进行转换，将其转换为统一的基准面，从而实现高程数据的比较和分析。
2. 测高仪的基本原理测高仪是水准测量中常用的仪器，其基本原理是通过光学测量或者电子测量来测定被测点的高程值。
测高仪的主要构成包括测量标尺、望远镜、水平气泡管和水准仪座等部分。
3. 高程测量的误差分析水准测量中的误差源主要包括仪器误差、观测误差和环境因素等。
通过对这些误差源进行分析，可以评估高程测量的精度和可靠性。
三、水准测量仪器与设备水准测量中常用的仪器包括水准仪、测高仪、水准线、水准点等。
这些仪器和设备在水准测量中发挥着重要的作用，不同的仪器和设备适用于不同的测量任务。
1. 水准仪水准仪是水准测量中常用的仪器，它通过观测水准线上的目标点，从而确定被测点的高程值。
根据其结构和原理的不同，水准仪可以分为：气泡管水准仪、激光水准仪和电子水准仪等。
2. 测高仪测高仪是水准测量中常用的仪器，其主要作用是通过光学或者电子测量来确定被测点的高程值。
常见的测高仪包括：自动水准仪、全站仪和高程仪等。
3. 水准线、水准点水准线是一条用于观测的直线，通常由高程值已知的水准点组成。
水准点是在水准观测时测定高程的点，通常由固定的基准点和临时的观测点组成。
四、水准测量方法水准测量方法包括直接观测法、闭合回程法、三角测高法和高程变换法等。
这些方法在实际水准测量中结合使用，可以满足不同测量任务的需求。
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。
水准仪的使用方法
水准仪的使用方法一、水准测量的仪器及工具水准仪是借助于主水准器使望远镜视准轴水平，经测度水准标尺后测定地面点高差的仪器。
目前工程中使用比较多的是仪器为DS3型水准仪，DS3型水准仪由望远镜、水准器和基座三部分组成。
该仪器每千米往返测量高差,偶然中误差不应超过正负3mm。
1.望远镜用来瞄准远处目标，并对水准尺进行读数，它主要由物镜、对光透镜、十字丝分划板及目镜等组成。
2.准器由管水准器和圆水准器两种，主要用来整平仪器，指示视准轴是否处于水平位置。
（1）管水准器用于精确整平仪器。
（2）圆水准器用于粗略整平仪器。
3、基座：基座由轴座、脚螺旋和连接板组成。
脚螺旋用来调节圆水准器，使圆气泡居中。
4、水准尺：水准尺是水准测量的重要工具，有双面尺和塔尺两种。
双面水准尺一般用于精度较高的水准测量。
5、尺垫：尺垫由铸铁制成，目的是防止水准尺下沉和点位移动。
二、准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，测定两点间高差的一种方法。
如图所示，设已知A点的高程为H A现欲测定Ａ、Ｂ两点之间的高差h AB，其方法是：先在A、B两点分别竖立一根水准尺，然后在A、B两点中间安置一台水准仪，利用水准仪提供的水平视线，在A、B两尺上分别读得读数a和b，测A、B两点的高差为h AB=a-b。
当h AB为正值时，说明B点高于A点；当h AB为负值时，说明B点低于A点。
6、三、DS3型普通水准仪的操作程序为，选择测站位置：第一步“：安放仪器测量人员应根据现场地形测量精度要求等情况，首先在后视前视距离基本相等的地方，选择比较平坦，土质坚实的地方架设仪器。
架设仪器的时候，先将三脚架松开。
根据观测者身高调节合适的脚架长度并旋紧脚架螺丝。
脚架安固稳定后便可将水准仪取出放在三脚架头上，即轻轻旋紧连接螺旋‘第二部：粗略整平先固定三脚架的两只腿，用脚将脚架尖踩牢，用调节第三只腿的方法使圆气泡大致居中用脚踩牢，然后通过调节角螺旋，使圆水准器的气泡处于圆圈的中央，使圆气泡居中的调节方法是，先用两手拇指与食指同时对相转动一对脚螺旋，使气泡移到第三个脚螺旋与圆水准器中心的连线上，然后再转动第三个脚螺旋，使气泡居中。
水准测量
安置仪器
粗略整平(粗平)
测量技能大赛培训
精确整平(精平)
读数
测量技能大赛培训
水准测量原理示意图
hAB a b
测量技能大赛培训
三、水准仪的检验
◇水准仪的主要轴线
(1)圆水准器轴L′L′ (2)水准管轴LL
(3)视准轴CC
(4)竖轴VV
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1、圆水准器的检验与校正
（1）检验方法：粗平后，将仪器绕竖轴旋转180°，
fh vi＝ ni n
f h 按照水准路线长度调整： v Li i L
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五、水准测量数据处理
1、闭合水准测量成果计算
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闭合水准测量成果计算表（按测站数调整高差闭合差）
测点
BMA 测站数 （个） 实测高差h （m ） 高差改正数 （mm） 改正后高差 （m ） 高程 （m ）
(2)视线高法
Hi
水平视线
b
B
hAB
A HB=HA+hAB HA 大地水准面
Hi H A a H B b H B Hi b
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二、水准测量仪器及工具
1、常见水准仪
DS3微倾式水准仪
自动安平水准仪
塔尺
双面尺
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精密水准仪
精密水准尺
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数字水准仪和条码标尺
水准测量记录手簿
前视b 高差h （m） 高程 （ m） 476.668 0.415 1.463 0.456 1.326 0.986 1.108 478.525 477.539 477.083
水准尺读数（m）
备注
水准点 转点 转点 转点 转点 待定点
《测量学》第二章_水准测量
BMA
TP2
TP3
TP1
前进方向
普通水准测量记录表
标尺读数（m） 测点 后 视 前视 + – 高 差 高 程 （m） 50.000 1.268 0.672 0.583 0.753 ZD2 ZD3 0.863 1.219 51.336 50.583 备 注
A
ZD1
1.851 1.425
HA=50.000m
b
i
施测方法
§2-3
水准测量的实施及成果整理
二、水准测量的实施 施测方法
h4=+0.385 h5=+0.118
h1=-0.543
1.422 1.304 1.820 1.435 h3=+0.946 h2=+0.120 1.822 0.876 TP4
BMB
1.134 1.677 1.444 1.324
0.718
1.581 0.346 5.358 3.867 2.209 0.718 0.873 50.618 51.491
B
Σ
计算 检核
∑a–∑b=5.358 – 3.867=1.491 ∑h=2.209 – 0.718=1.491 HB – HA=51.491 – 50.000=1.491 HB – HA=∑h=∑a – ∑b (计算无误)
b B Hi hab H B
大地水准面
A
HA
§2-1.水准测量原理
水平视线
前进方向 前视尺
如图， 已知HA， 求HB？
后视尺
A HA
大地水准面
b
B HB
hAB
（1）高差法：根据水准仪提供的水平视线在A点水准尺上读数 为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则
2水准测量
黑+k 减 红 〔14〕 〔13〕 〔17〕 0 -1 1 0 -1 1
高差中数
备
注
〔18〕
记录计算 检核说明 NO.5 k=4787 NO.6 k=4687
1
0.8325
2
-0.0745
三、测段高差的观测
• • • • • • • • 1.测段:二个水准点之间构成的水准路线。 2.测站的搬设： 测段多测站连续观测，水准仪、标尺按前进方向逐一搬站，方法： (1)一测站检核无误，记录员发"搬站"口令； (2)观测员、扶尺员按口令搬站： ①前视尺扶尺员不离原立尺点，确保尺垫不变动;新设站的后视尺。 ②观测员将水准仪搬到下一测站适当位置，距离适当。 ③后视尺扶尺员在新设站的位置。新设站的前视尺。
H1 H A h1 v1；H 2 H1 h2 v2；
19
2015年10月22日星期
例：附合水准测量内业计算
湖北工业大学
土木学院工程管理系
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2015年10月22日星期
DS3型水准仪的检验与校正
• 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正
检验方法（脚螺旋使圆气泡居中、如果气泡偏离应进行校正） 校正原理及方法（校正针拨动圆水准器座底部的三个校正螺丝使气泡 居中 ）
前视所瞄的尺子称为前视尺， 从前视尺面上得到的观测数据称前视读数，用b表示。
5.视线高程：后视尺立尺点的高程与后视读数之和。 HB=HA+a-b • 6..视距：水准仪到立尺点的水平距离，按视距测量方法测得，称 为视距。 • 7.水准点：用于水准测量而设有固定标志的高程基准点。 • 8.高程转点：具有高程传递作用的立尺点。
• 1.水准仪 DSO5、DS1、DS3、DS1O • 主要有瞄准部和基座二大部分
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。
水准测量基础知识
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刻画线的圆圈
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；
（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
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
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
《测量学》第02章 水准测量
② 圆水准器 圆水准器由玻璃圆柱管制成，其顶面内壁是磨 成一定半径R的球面，中央刻有小圆圈，其圆心 O是圆水准器的零点； 过零点O的球面法线为圆水准器轴； 当圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位 置； 当气泡不居中，气泡偏移零点2mm时，轴线所 倾斜的角度值，称为圆水准器的分划值。一般 为8' －10'； 圆水准器用于粗略整平仪器； 制造水准仪时，使圆水准器轴平行于仪器竖轴。 旋转基座上的三个脚螺旋使圆水准气泡居中时，
经物镜及调焦透镜折射后，在十字丝分划板上成 一倒立的实像ab；通过目镜的放大而成虚像a'b' ， 十字丝分划板也同时放大。定义与之比为望远 镜的放大倍数V，即V= / 。城市测量规范要求， DS3水准仪望远镜的放大倍数不得小于28。
十字丝分划板： 在一直径为约10mm的光学玻璃圆片上刻出三 根横丝和一根垂直于横丝的纵丝； 中间的长横丝称为中丝，用于读取水准尺上分 划的读数； 上、下两根较短的横丝称为上丝和下丝，上、 下丝总称为视距丝，用来测定水准仪至水准尺 的距离。用视距丝测量出的距离称为视距。 十字丝分划板安装在一金属圆环上，用四颗校 正螺丝固定在望远镜筒上。 望远镜物镜光心与十字丝交点的连线称为望远 镜的视准轴，用CC表示。 望远镜物镜光心的位置是固定的，调整固定
hAB hA1 h12 h( n 1) B hi a b
i 1 i 1 i 1
§2.2 水准测量的仪器与工具
水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准 尺和尺垫。
一、微倾式水准仪
通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平 视线的水准仪称为微倾式水准仪；通过补偿器获 得水平视线读数的水准仪称为自动安平水准仪。 国产微倾式水准仪的型号有：DS05、DS1、DS3、 DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和 “水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数 字表示以mm为单位的、仪器每公里往返测高差 中数的中误差。DS05、DS1、DS3、DS10水准仪 每公里
2水准测量
三、瞄准水准尺
（1）目镜调焦
（2）初步瞄准
（3）物镜调焦
第二节 水准测量的仪器和工具
第二章 水准测量
第三节 水准仪的使用
微倾式水准仪的基本操作程序为： 安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
一、安置仪器
(1)如图所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使气泡沿着1、2连线方向由a移至b。
圆水准器整平
高差法与视线高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。 施测过程中，水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差并无影响。
这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施 工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就 比较方便。
在建筑工程施工测量中，自动安平水准仪的应用也较为广泛。
三、自动安平水准仪
其操作程序为：安置—粗平—照准—读数。
使用自动安平水准仪不仅简化了操作，提高了速度，同时对由于水准仪整置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉等原因的影响，也可以由补偿器迅速调整而得到正确的读数，从而提高了观测的精度。
应当注意的是，自动安平水准仪的补偿范围是有限的，当视线倾斜较大时，补偿器将会失灵。在使用前应对圆水准器进行检校。在使用、携带和运输的过程中，要严禁剧烈震动，防止补偿器失灵。
从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零，即
（1）塔尺 如图a
二、水准尺和尺垫
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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。
ＤＳ１、ＤＳ３和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。工程测量中广泛使用的是DS3级水准仪。
第三章 水准测量
一、 水准仪 水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由望远镜、
水准器和基座三部分组成。 望远镜的主要用途是瞄准目标并在水准尺上读数。它
3-1 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。如图所示，欲测定A、B两 点间的高差h，可在A、B两点上分别竖 立带有刻划的水准尺，并在A、B两点 之间安置一台能提供一条水平视线的 水准仪。根据水准仪的水平视线，在A 点尺上读数，设为a;在B点尺上读数， 设为b;则A、B两点间的高差为：
第三章 水准测量
三、 尺垫 有时两个水准点之间的距离较远或高差较大，直接测
定其高差有困难时，应在中间设立若干个中间点(称为转 点)传递高差。而尺垫是在转点处放置水准尺用的。尺垫 用生铁铸成，一般为三角形，中间有一突起的半球体，下 方有三个支脚。使用时用力将尺垫的三个支脚踩入土中， 以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立标尺和标志转 点之用。
有了高差，就可根据A点高程求得B点高程，即： HB=HA+hAB=HA+(a-b)
高程测量的实质就是测量高差。 另外还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程，即：
Hi=HA+a HB=Hi-b
第三章 水准测量
3-2 水准测量的仪器和工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺
垫。 我国将水准仪按其精度划分为四个等级：ＤＳ０５、
hAB=a-b。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
如果水准测量是由A到B进行的，如图中的箭头所示， 由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数； B点为欲求高程的点，则B点尺上读数b为前视读数。高 差等于后视读数减去前视读数。
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。 所以计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序 不能颠倒。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
(二) 水准器 水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖
直的装置。水准器分为圆水准器和管水准器两种。圆水准 器装在基座上，供粗略整平之用；管水准器装在望远镜旁， 供精确整平视准轴之用。
管水准器又称水准管，是由一个内壁研磨成圆弧的玻 璃管制成的。水准管上一般刻有间隔为2 mm的分划线，分 划线的中点O，称为水准管零点。水准管内充满酒精或乙 醚，中间有一气泡。通过零点作水准管圆弧的切线，称为 水准管轴。当气泡两端对称于圆弧上中点O时，气泡即居 中，此时水准管轴也就水平了。水准管上每2 mm分划所对 应的圆心角，称为水准管分划值。分划值越小，则水准管 越灵敏。
中。先将圆水准器放在适当位置，然后用双手同时向内 或向外(即以相反方向)旋转脚螺旋，使一个升高、一个 降低。当气泡未居中而处于a处；同时按图上箭头所示向 内旋转1、2两个脚螺旋，使气泡由a移动到b处；再转动 脚螺旋3，使气泡居中。这项工作要反复进行，直至仪器 旋转到任何方向，气泡都居中为止。在整平的过程中， 须记住左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方 向，就是气泡移动的方向”，不可盲目地转动脚螺旋。
第三章 水准测量
3-3 水准仪的使用 水准仪的正确操作程序包括仪器安置、粗略整平、瞄
准、精确整平和读数等。 一、 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。
第三章 水准测量
二、 粗略整平(粗平) 粗略整平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居
第三章 水准测量
3-1 水准测量原理 3-2 水准测量的仪器和工具 3-3 水准仪的使用 3-4 水准测量的外业 3-5 水准测量的内业 3-6 数字水准仪简介 复习思考题
第三章 水准测量
地面点的位置是用平面坐标和高程来确定的。测量地面上各点 高程的工作，称为高程测量。高程测量可分为水准测量、三角高程 测量和气压高程测量三类。