水准仪与高程测量
高程测量中常见的方法与工具介绍
高程测量中常见的方法与工具介绍高程测量是地理学、土木工程以及测绘学等领域中重要的一环。
它的目的是测量和记录一定地区的可观测高程差异，从而揭示地形的特征并提供有关地表和地下物理变化的信息。
在高程测量中，我们常常使用各种方法和工具来获得准确而精确的数据。
本文将介绍几种常见的高程测量方法和工具。
一、水准测量水准测量是高程测量中最传统和常见的方法之一。
它通过测量相对地面的水位差异来确定高程。
常见的水准测量工具包括水准仪、水准杆和水准点。
水准仪是一种设备，用于测量水平线与测站之间的夹角，从而确定地面上不同点之间的高程差。
水准杆是一种由分度线标记的长杆，被放置在待测地点，用于获取水准仪所测量的高度差。
水准点是一些已测量并记录高程的特定地点，通常位于稳定的基准面上。
二、大地水准大地水准是一种广泛使用的高程测量方法，用于测量地球表面上不同点的高程差异。
它基于椭球地球模型，并考虑到地球的曲率和重力变化。
大地水准涉及到大量的测量和计算，需要使用复杂的数学模型和仪器，例如全站仪和全站差分仪。
大地水准是高程测量中较为准确和精密的方法，适用于需要高精度数据的工程项目。
三、GPS测量近年来，全球定位系统（GPS）在高程测量中的应用越来越广泛。
GPS利用卫星信号来测量接收器与卫星之间的距离，并通过计算来确定测站的高程。
GPS测量速度快、操作简单，并且具有较高的精度。
在GPS测量中，接收器通常需要接收至少四颗卫星的信号才能进行精确定位和高程测量。
随着技术的不断发展，GPS测量方法越来越多样化，例如差分GPS和实时动态GPS。
四、雷达测距雷达测距是高程测量中一种非常有效的测量方法。
它利用雷达设备发射电磁波并接收其反射波来测量目标物体与测站之间的距离。
借助雷达测距，我们可以快速而准确地获取地表的高程数据。
正如其名称所暗示的，雷达测距主要用于测量到达目标物体的距离，因此在高程测量中常常与其他方法结合使用。
总结：高程测量是地理学和工程学中重要的一部分，为了获得真实和准确的高程数据，我们需要使用各种测量方法和工具。
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。
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：
水准仪高程测量计算方法
水准仪咼程测量计算方法
如图所示：
4 —
■■
I________________________ i_________
公式：前视点高程=后视点高程+后视读数-前视读数
（如需多次转点，则不断向前移动水准仪，把前一次测得的前视点高程作为后视点高程即可，如此反复循环）
例一：如已知后视点A高程为32.500m,将水准仪架设在后视点A 与前视点B之间，立标尺在A点读数假设为4.225m （后视读数），然后转动水准仪望远镜向B处,立标尺在B点读数（前视读数）假设为
1.562m
B 点高程=32.500+4.225-1.562=35.163m
例二：已知A点高程为48.65 m求B点高程（标高）？：
将水准仪架设于后视点A与前视点B之间，将水准仪调整水平状态, 将水准尺（标尺）立于A点读的读数3.538 m转动水准仪望远镜处向B处，并将将水准尺（标尺）立于B读的读数1.645m则B点高程计算如下：
B 点高程=48.65+3.538-1.645=50.543 m。
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。
水准仪及高程测量
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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
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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。
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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。
高程测量的四种方法
高程测量的四种方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：高程测量是地图制图、城市规划、道路建设等工程领域中不可或缺的一环，它可以帮助我们准确地测量出地表或地物的高度。
在高程测量中，有许多不同的方法可以使用，不同的方法适用于不同的环境和需求。
本文将介绍四种常用的高程测量方法。
第一种方法是水准测量法。
水准测量法的原理是利用重力和液面的平衡来确定测量点的高程。
通过在不同地点放置水准仪并观测水准仪的液面，可以得出测量点的高程。
水准测量法是一种较为传统和准确的高程测量方法，常用于平坦且较小区域的高程测量。
第四种方法是激光测量法。
激光测量法是利用激光技术来测量测量点的高程。
通过激光测距仪器在不同位置测量地面或地物的高度，可以计算出测量点的高程。
激光测量法具有高精度、高效率和非接触性的优点，适用于对地形进行精细和高精度的测量。
高程测量是地图制图、城市规划、道路建设等工程领域中的重要环节，不同的测量方法可以根据不同的需求和环境条件选择使用。
水准测量法适用于小范围的高程测量，三角测量法适用于大范围的高程测量，GPS测量法适用于快速和精确的高程测量，激光测量法适用于高精度和非接触的高程测量。
在实际的工程测量中，可以根据具体情况选择合适的高程测量方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
第二篇示例：高程测量是地形测量的一种重要方法，主要用于测定地表点的海拔高度。
在工程、建筑、地质、环境科学等领域都有广泛的应用。
高程测量的准确性和精度对于工程设计和施工至关重要，因此选择合适的测量方法对结果的准确性具有重要影响。
下面将介绍高程测量的四种常用方法。
一、水准测量水准测量是最常用的一种高程测量方法，主要通过水准仪、水准杆和钢尺等仪器设备来测定地表点的高程。
水准测量分为精密水准和工程水准两种，精密水准用于要求高精度的测量，如国家高程准顶点的测量，而工程水准用于工程测量中。
水准测量的原理是利用水平线的性质，通过测定水准仪的读数和水准线与地面的交点高度，计算出地表点的高程。
测量高程的主要方法
测量高程的主要方法测量高程是指在地理和测量学中确定地点或地物相对于特定基准面的垂直距离的过程。
高程的准确测量对于地图制作、工程规划和环境管理等领域至关重要。
在测量高程时，我们可以使用多种方法，包括全球定位系统（GPS）、水准测量、雷达测高仪和地形测量仪等。
以下是几种常用的测量高程的主要方法：1. 水准测量：水准测量是测量高程最常用的方法之一。
它是通过测量光或射线的相对高度来确定高程。
水准测量常用的仪器有水准仪和自动水准仪。
通过在一个已知的基准点上安装水准仪，并在需要测量高程的点上设置测站，然后测量测站的高差，就可以得到相对高程。
2. GPS测量：全球定位系统（GPS）中的卫星导航系统也可以用于测量高程。
GPS测量需要至少4个卫星的信号，通过测量接收器和卫星之间的距离差异来确定接收器的高程。
这种方法被广泛应用于地理信息系统（GIS）和工程测量中。
3. 地形测量仪：地形测量仪是一种使用非接触式技术测量高程的仪器。
它使用激光或雷达技术发射脉冲，测量返回信号的时间来确定地面到地面的距离。
通过将多个点的高程测量结果绘制在一张地形图上，可以得到一个准确的高程模型。
4. 遥感技术：遥感技术是使用卫星、航空器或其他遥测设备获取地球表面特征信息的方法。
通过分析从卫星或飞机传感器获取的图像，可以获取地表特征的高程数据。
这种方法特别适用于大范围的高程数据收集，如测绘国家地图和观测地表变化等。
5. 大地水准面：大地水准面是一个被广泛使用的基准面，用于确定高程。
它是通过测量大地曲率和引力加速度的变化来建立的。
大地水准面可以为地球表面上的点提供一个确定的高程参考。
6. 比较高程测量：比较高程测量是将不同的地点或地物的相对高度进行比较的方法。
这种方法通常用于较小的区域，如建筑物或地下通道等。
通过比较不同点的高度差异，可以确定它们之间的高程差。
以上是测量高程的一些主要方法。
每种方法都有其适用的场景和准确度。
在实际测量中，通常会结合多种方法来提高测量的准确度和可靠性。
高程控制测量的原理
高程控制测量的原理
高程控制测量是指利用仪器设备测量地物点的精确高程数值，用于确定地物点的垂直位置关系。
它的原理主要有以下几个方面：
1. 大地水准面原理：高程控制测量是基于大地水准面的基准面测量，大地水准面是一个由水平面转为垂直面的概念，它是通过对遥远天体的观测和水准点测量所确定的理论上的参考面，可近似认为是地球上各点的平均海平面。
2. 水准仪原理：高程控制测量的仪器设备主要是水准仪，水准仪是一种测量仪器，利用其精密的光学系统和气泡管测量仪的水平，通过观测目标点和基准点的水平线差，并利用观测前基准点的高程值，计算出目标点的高程差。
3. 基准面传递原理：高程控制测量中，通常会设置一个基准面，也就是一个已知高程的参考点，通过测量基准点的高程和目标点与基准点的高差，通过传递测量的方式，计算出目标点的高程。
4. 环闭差原理：为了保证高程控制测量的准确性，通常会采用环闭差的方法，通过将测量线路形成闭合环路，并对闭合环路内的高程差进行校验，以保证测量结果的准确性。
总之，高程控制测量的原理就是通过测量仪器测量目标点的水准线差，并结合基准面传递和环闭差的方法计算出目标点的准确高程值。
测量高程的方法
测量高程的方法概述测量高程是地理学、土木工程、建筑设计等领域中常见的任务。
准确测量地形的高程对于规划和设计具有重要意义。
本文将介绍测量高程的常用方法，包括水准测量法、全站仪测量法和卫星遥感测量法。
水准测量法水准测量法是一种传统且精确的高程测量方法，适用于小范围的地形。
该方法基于大地水准面假设，通过观察水平线上点之间的差异来计算高程。
具体步骤：1.建立起始点：选择一个已知高程的点作为起始点，并将其标记。
2.设立基准点：选择一个已知高程且稳定的点作为基准点，通常位于起始点附近。
3.设置水准仪：在起始点和基准点之间设置水准仪，并保持其水平。
4.观察读数：通过望远镜观察标尺上的读数，并记录下来。
5.移动水准仪：将水准仪移动到下一个观测点，并重复步骤4。
6.计算高程：根据观测点之间的读数差异，以及基准点的高程，计算出每个观测点的高程。
优缺点：水准测量法具有较高的精度和可靠性，适用于需要精确高程数据的工程项目。
然而，该方法需要大量的人力和时间，并且受到地形、气候等因素的限制。
全站仪测量法全站仪测量法是一种现代化的高程测量方法，利用全站仪测量仪器可以同时进行水平角、垂直角和斜距的测量。
该方法适用于中等规模地形的高程测量。
具体步骤：1.设置基准点：选择一个已知高程且稳定的点作为基准点，并将其标记。
2.设置全站仪：将全站仪放置在基准点上，并校正水平。
3.观察目标点：通过望远镜观察目标点，并记录下水平角、垂直角和斜距。
4.移动全站仪：将全站仪移动到下一个观测点，并重复步骤3。
5.计算高程：根据观测数据和基准点的高程，计算出每个观测点的高程。
优缺点：全站仪测量法具有高精度、高效率和较小的人力需求。
它可以应用于中等规模的工程项目，并且能够在不同地形和环境条件下进行测量。
然而，全站仪本身的价格昂贵，需要受过专业培训的操作人员才能正确使用。
卫星遥感测量法卫星遥感测量法是一种远程感知技术，通过卫星图像获取地表特征来估计高程。
测量高程的方法有
测量高程的方法有
测量高程的方法通常有以下几种：
1. 水准测量：使用水准仪和水平尺测量地面或其他物体的高程差。
水准测量基于水平面的概念，在平坦的地面上测量较为准确。
2. 卫星测高：利用全球定位系统（GPS）或其他卫星导航系统的高程数据进行测量。
这种方法适用于大范围的高程测量，但精度一般较低。
3. 气压测高：通过测量大气压力的变化来推断高程差。
该方法常用于气象观测和气候研究中，但精度相对较低。
4. 雷达测高：利用雷达波束测量地面或其他物体的高程差。
这种方法适用于需要高精度的高程测量，例如航空、地质勘探等领域。
5. 激光测距：使用激光测距仪测量地面或其他物体距离的变化，从而推断高程差。
这种方法精度较高，适用于工程测量和地形测绘等领域。
6. 双目视差法：通过测量观察者的两只眼睛之间的视差来推算高程差。
这种方法常用于人眼视觉测量和立体视觉研究中，但对仪器和参考点要求较高。
水准仪和全站仪测量高程有何区别
水准仪和全站仪测量高程有何区别
1、首先是测量高程的原理不同，水准仪是通过测量前后高程，来确定最终高程，而全站仪是三角高程，也就是用全站仪的垂直角来计算三角函数的原理。
2、仪器本身的差别，水准仪的视准轴是不会轻易动的，而用全站仪测量高程时，垂直角是不可能一直不变的，即使把垂直角锁定成90°00′00〃，也还是会产生一些人为的误差
3、全站仪的精度和稳定性的问题，如果徕卡或者稳定性非常好的全站仪测量四等水准仪也是可以的。
但高等级水准仪还是必须用水准仪
为何水准测量的高程与全站仪所测出的高程差近2公分？
只要你水准测量的闭合差越小，精度就越高~~
一般不会超出5MM
为什么全站仪能代替经纬仪而不能直接代替水准仪？除非是好几十万的机器~才能做到高程测量的精度要求~~
曾今做过实验：用全站仪回复中桩，仪器架好~后视点不变的情况下~连续放了10次同一个坐标~
结果是在10公分以内的范围内有10个点~
当然这个仪器也就2W多的机器~
但能说明全站仪他的测量结果受自身精度影响~会有一定误差~
所以会出现你说的那种情况.2公分的话说明你这机器还是挺不错的。
水准仪测量高程的方法和步骤-水平仪测量高程的方法【范本模板】
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。
高程测量的常用方法和技巧
高程测量的常用方法和技巧高程测量是地理测量学中的一个重要分支，用于测量地表或物体的高程信息。
高程测量的准确性和精度对于土地开发、建筑工程、水利工程等领域的规划和设计至关重要。
本文将介绍高程测量的常用方法和技巧，帮助读者了解并应用于实践中。
一、水准测量水准测量是一种通过比较不同位置的水平面高度差来测量高程差的方法。
它是高程测量中最常用的方法之一。
在水准测量中，常用的仪器是水准仪。
水准测量通常需要一套参考标高，称为基准面。
该基准面可以是海平面、局部大地水准面或者特定的工程基准面。
通过在不同位置进行水准测量，可以计算出各点的高程信息。
二、三角高程测量三角高程测量是利用三角测量原理测量高程差的一种方法。
这种方法适用于相对平坦的地区，通常需要在地面上设置一系列的控制点，然后通过测量控制点之间的距离和垂直角度来计算高程差。
三角高程测量的优点是成本较低且适用于大范围的测量。
三、GPS高程测量全球定位系统（GPS）是一种基于卫星信号的定位和测量系统，可以用于高程测量。
GPS高程测量使用卫星信号测量接收器和天线之间的距离差，并结合基准面信息计算高程差。
GPS高程测量具有高精度、快速和便捷的特点，适用于大范围和复杂地形的测量。
然而，由于卫星信号受遮挡和多路径效应的影响，该方法在某些条件下可能会出现一定的误差。
四、激光扫描测量激光扫描测量是一种基于激光束和接收器之间的时间测量差来计算高程差的方法。
通过激光仪器扫描地表或物体，并测量激光束与地面的反射时间，可以得到精确的高程信息。
激光扫描测量具有高精度、高速度和非接触性的特点，适用于复杂地形和大范围的测量。
五、导航卫星测高导航卫星测高是一种利用卫星导航系统（如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 等）进行高程测量的方法。
将接收器放置在需要测量的位置，接收导航卫星的信号并计算出高程信息。
导航卫星测高具有高精度和无需直接观测的特点，在工程和测绘领域得到广泛应用。
六、高程测量的技巧1.选择合适的仪器和方法：根据测量范围、精度要求和地形和环境条件选择适当的仪器和方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
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。
7-2水准仪测量
高差闭合差： 实测高差与其理论值之差应该为0，但由 于测量中不可避免带有误差，使得观测所 得高差与理论高差不相等，其差值称为高 差闭合差
水准测量的误差分析
一、仪器误差
１．视准轴不平行于水准管轴的残余误差（中间法消除）
２．望远镜调焦镜的运行误差（中间法消除） ３．水准尺误差
尺长误差：加改正数消除
零点误差：偶数站消除 二、观测误差
望远镜
DS3型
水准仪
水准器 基 座
水准仪结构
物镜调焦螺旋
目镜 准星 物镜
微倾螺旋
脚螺旋
左右微 动螺旋
水平制 动螺旋
2 1
4 11
3
5
6 7
9 10 8
自动安平水准仪
自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只 有一个圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的 气泡居中后，借助一种“补偿器”的特别装置，使 视线自动处于水平状态。
∑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)
三、水准测量的检核
1．计算校核 即：∑h=∑a – ∑b ＝ HB – HA 说明高差和各转点高程的计算是正确的。
二、条码水准尺
三、技术操作方法
电子水准仪用于测量时，其技术操作方法与自动 安平水准仪类似，分为粗平、照准、读数三步。
１．符合气泡居中误差
２．读数误差 ３．水准尺倾斜误差
三、外界条件的影响
１．地球曲率的影响（中间法消除）
２．大气折光的影响（中间法消除） ３．仪器下沉 （改变观测程序如后－前－前－后） ４．尺垫下沉 （采用往返观测） ５．温度变化 （选择观测时间，仪器打伞）
水准仪高程测量计算方法
水准仪高程测量计算方法
如图所示：
公式：前视点高程=后视点高程+后视读数-前视读数
(如需多次转点，则不断向前移动水准仪，把前一次测得的前视点高程作为后视点高程即可，如此反复循环）
例一：如已知后视点A高程为32.500m，将水准仪架设在后视点A 与前视点B之间，立标尺在A点读数假设为4.225m（后视读数），然后转动水准仪望远镜向B处,立标尺在B点读数（前视读数）假设为1.562m
B点高程=32.500+4.225-1.562=35.163m
例二：已知A点高程为48.65m，求B点高程（标高）？：
将水准仪架设于后视点A与前视点B之间，将水准仪调整水平状态，将水准尺（标尺）立于A点读的读数3.538m，转动水准仪望远镜处向B处，并将将水准尺（标尺）立于B读的读数1.645m, 则B点高程计算如下：
B点高程=48.65+3.538-1.645=50.543m。
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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。
AB h 与BA h 的绝对值相等，但符号相反。
图2-2 仪高法水准测量第二节 水准仪使用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DS 05、DS l 、DS 3和DS l0等四个等级。
工程测量广泛使用DS 3级水准仪，因此，本章着重介绍这类仪器。
一、水准仪的结构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。
因此，水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。
如图2-3所示。
图2-3 DS3微倾式水准仪及其构造1．望远镜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，是为了瞄准目标和谈取读数用的。
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2-4 望远镜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。
对光凹透镜可使不同距离的目标均能成像在十字丝平面上。
再通过目镜，便可看清同时放大了的十字丝和目标影像。
从望远镜内所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比，称为望远镜的放大率。
DS3级水准仅望远镜的放大率一般为28倍。
图2-5 望远镜成像原理2．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。
有管水准器和圆水准器两种。
管水准器用来指示视准轴是否水平；圆水准器用来指示竖轴是否竖直。
（1）圆水准器圆水准器顶面的内壁是球面，其中有圆分划圈，圆圈的中心为水准器的零点。
通过零点的球面法线为圆水准器轴线，当圆水准器气泡居中时，该轴线处于竖直位置。
当气泡不居中时，气泡中心偏移零点2mm，轴线所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，由于它的精度较低，故只用于仪器的概略整平。
（2）管水准器又称水准管，是一纵向内壁磨成圆弧形的玻璃管，管内装酒精和乙醚的混合液，加热融封冷却后留有一个气泡。
由于气泡较轻，故恒处于管内最高位置。
如图2-7所示。
水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点O，称为水准管零点。
通过零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。
当水准管的气泡中点与水准管零点重合时，称为气泡居中；这时水准管轴工人处于水平位置。
水准管圆弧2mm所对的圆心角称为水准管分划值。
安DS级水准仪上的水准管，其分划值不大于20″／2mm。
装在3图2-6 圆水准器图2-7 管水准器图2-8 水准管分划图2-9 符合水准器微倾式水准仪在水准管的上方安装一组符合棱镜，通过符合棱镜的反射作用，使气泡两端的像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗中。
若气泡两端的半像吻合时，就表示气泡居中。
若气泡的半像错开，则表示气泡不居中，这时，应转动微倾螺旋，使气泡的半像吻合。
（3）基座基座的作用是连接螺旋使仪器的上部并与三脚架连接。
它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。
二、水准尺和尺垫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。
因此，水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成；要求尺长稳定，分划准确。
常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。
塔尺多用于等外水准测量，其长度有2m和5m两种，用两节或三节套接在一起。
尺的底部为零点，尺上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0.5cm，每一米和分米处均有注记。
双面水准尺多用于三、四等水准测量。
其长度有2m和3m两种，且两根尺为一对。
尺的两面均有刻划，一面为红白相间称红面尺；另—面为黑白相间，称黑面尺（也称主尺），两面的刻划均为1cm，并在分米处注字。
两根尺的黑面均由零开始；而红面，一根尺由4.687m开始至6.687m或7.687m，另一根由4.787m开始至6.787m或7.787m。
如图2-10。
尺垫是在转点处放置水准尺用的，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。
图2-10 水准尺图2-11 尺垫第三节水准仪的使用一、水准仪的基本操作程序水准仪的基本操作程序包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。
分述如下：1．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。
2．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。
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。
如图2-12所示。
图2-12 粗略整平过程图2-13 视差现象3．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。
4．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。
现在的水准仪多采用倒像望远镜，因此读数时应从小往大，即从上往下读。
先估读毫米数，然后报出全部读数。
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。
图2-14 视窗中水准尺读数第四节水准测量的方法一、水准点（Bench Mark）和水准测量路线1．水准点为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点，这些点称为水准点（Bench Mark），简记为BM。
水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。
水准点有永久性和临时性两种。
国家等级水准点一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。
在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。
有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。
图2-15 永久性水准点埋设 图2-16 临时性水准点建筑工地上的永久性水准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，校顶钉以半球形铁钉。
埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑物或其它地物的关系图，在图上还要写明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找水准点位置之用。
水准点编号前通常加BM 字样，作为水准点的代号。
2．水准路线在一系列水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线，形式主要有闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。
是为了避免在测量成果中存在错误，保证测量成果能达到一定精度要求。
布设时要根据测区的实际情况和作业要求，布设成某种形式的水准路线。
1）闭合水准路线图2-17 水准路线形式如图2-17)(a 所示，从水准点A BM 出发，沿各待定高程点1、2、3进行水准测量，最后又回到原出发水准点，这种形成环形的路线，称为闭合水准路线。
2）附合水准路线如图2-16)(b 所示，从水准点A BM 出发，沿各待定高程点1、2、3进行水准测量，最后又符合到另一个水准点B BM 。
这种在两个已知水准点之间布设的路线，称为附合水准路线。
3）支水准路线如图2-16)(c 所示，从水准点A BM 出发，沿各待定高程点1、2进行水准测量。
这种从一个已知水准点出发，而另一端为未知点的路线，即不自行闭和，也不符合到其它水准点上，称为支水准路线。
二、水准测量的实施当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。
（一）高差法如图2-18所示，已知A 点的高程A H =43.150m ，欲测B 点高程B H ，在AB 线路上增加1、2、3、4、……等中间点，将AB 高差分成若干个水准测站。
其中间点仅起传递高程的作用，称为转点（Turning Point ），简写为TP 。
转点无固定标志，无需算出高程。
每安置一次仪器，便可测得一个高差，即111b a h -= 222b a h -= ……………n n n b a h -= 将各式相加，得b a h ∑-∑=∑ 则B 点的高程为h H H A B ∑+= （2-5）图2-18 高差法连续水准测量观测、记录与计算见表2-1。