第二章水准仪测量
第二章水准测量
后 下丝 尺 上丝
后视距
号
前 下丝 尺 上丝
前视距
方向及 尺号
水准尺读数 黑面 红面
K+ 黑红
平均 高差 (m)
视距差d
∑d
(1)
(4)
后
(8)
(3)
(10)
(2)
(6)
前
(7)
(14)
(6)
(9)
(15)
(16)
后－前 (11)
(12) (13
(17)
(18)
1 BM1-ZD1
1.426 0.995 43.1 +0.1
第七节 三、四等水准测量
三、四等水准测量主要使用DS3水准仪进 行观测，水准尺采用双面水准尺，观测前必须 对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺 垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即 K1=4687和K2=4787，成对使用水准尺。
三、四等水准测量技术要求
等级
标准视线 长度 （m）
前后视 距差 （m）
对于普通水准测量： fh容 40 L 适用于平原区
fh容 12
n 适用于山区
式中，fh容——高差闭合差限差，单位：mm； L——水准路线长度，单位：km ；
n——测站数 。
六、成果处理
普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差 闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。
1、高差闭合差的计算与检核 2、高差闭合差的调整 高差闭合差调整原则是以水准路线的测段站数或测段长 度成正比，将闭合差反符号分配到各测段上 3、改正后高差的计算 4、高程计算
Ｂ点的高程HB就可用下式计算求得：
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数=a-b
测量学第2章水准仪及水准测量
1、水准测量原理 2、水准测量的仪器及设备 3、水准仪的使用 4、水准测量的一般方法和要求 5、高差闭合差的调整与高程计算 6、水准仪的检验与校正 7、水准测量中产生误差的原因及其消减方法 8、自动安平水准仪 9、电子水准仪的基本原理
a
A
HA
前进方向 HI
水平视线
大地水准面
电子水准仪的使用特点： 读数客观 精度高 速度快 效率高
图2-1 水准测量原理
后视点A—后视尺—后视读数a 前视点B—前视尺—前视读数b
b
B
hAB
HB
hAB=a－b
由图2-1可知， HB=HA+hAB=HA+(a－b)
DS3型水准仪 水准尺 尺垫
图２-２ 水准仪外型图
1-微倾螺旋； 2-分划板护罩； 3-目镜； 4-物镜对光螺旋； 5-制动螺旋；6-微动螺旋； 7-底版； 8-三角压板； 9-脚螺 旋； 10-弹簧帽； 11-望远镜；12-物镜； 13-管水准器； 14-圆水准器；15-连接小螺丝； 16-轴座
式中：ρ″=206265″
(2-16)
削减方法：每次读数前必须使符合气泡严格居中。
读数误差
原因：①十字丝视差影响， ②估读毫米的误差。
削减方法：为保证读数精度，在观测中除应仔细对 光以消除视差外，还规定普通水准测量，望远镜放 大率不小于20倍，视线长度不超过100米。
扶尺不直的误差
原因：如图所示，由于水准尺未垂直立于地面，无论是前 倾或后仰，其读数都比水准尺扶正时的读数b增大。
HBM2=22.032m,HBM1=19.479m
1
3
BM 1
2
BM 2
图1 附合水准路线
第二章 水准测量
4、 精平 用微倾螺旋 使水准管气泡居中 （符合气泡符合） 5、读数 用十字丝的 横丝在水准尺上读 数（先默估毫米数， 然后米，分米，厘 米数。每次读四位 数，“0”也 是必须 记录的数字。）
14
2.粗平
——目的是使仪器竖轴铅直 用连接螺旋把仪器固定在三脚 架上，固定两个脚架，动第三 个脚架，使三脚架架头大致水 平;转动脚使螺旋圆水准器的气 泡居中
由已知点BM1——已知点BM2
3．支水准路线(spur leveling line)
由已知点BM1——某一待定水准点A。
25
图形：水准路线布设形式
1.闭合水准路线
1
2
3.支水准路线
1
2
BM
3 4
BM
BM2
3
2 1
26
2.附合水准路线 BM1
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； 2、粗略整平； 3、瞄准A尺，精平、读数a， 记录1.568m；
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、转点：水准测量中起传递高程作用的中间点。
返回
28
四、连续水准测量
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
第二章 水准测量
§2.1 水准测量原理
一.基本原理
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。
《土木工程测量》第02章水准测量原理解析
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)
10/18/2019
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，一般用BM表示。有永久性和临时性两种。
)0.079 h 0.468
)160.000 H B H A 0.468
10/18/2019
三、水准测量成果的检核
1、 测站检核
（1） 双仪器高法
在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线(改变仪器高度应在 10cm以上)来测定相邻两点间的高差；
如果两次高差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小 于5mm，否则应重测。
第二章 水准测量 内容提要：
§2－1 §2－2 §2－3 §2－4 §2－5
水准测量概述 水准测量原理 微倾式水准仪和水准尺 水准测量的方法 微倾式水准仪的检验和校正
§2－6 水准测量的误差分析
10/18/2019
第二章 水准测量
高程测量概念（Height Measurement）
根据已知点高程，测定该点与未知点的高差， 然后计算出未知点的高程的方法。
10/18/2019
10/18/2019
实验一 S3水准仪的认识与使用
任务：
熟悉水准仪的结构及操作方法 每人测二组数据，计算h判断高低。
方法：
两人立尺相距大约50m ，两人操作水准仪,水准仪立在两 尺的中间，，测完两组数据之后互换。
注意事项：
（1）服从老师安排，遵守实验室纪律； （2）领仪器时组长签名； （3）注意仪器安全，装箱要到位，上锁； （4）立尺时o点在下； （5）仪器与尺垫不要放在松软的地平即粗略整平仪器。旋转脚螺旋 使圆水准气泡居中，仪器的竖轴大 致铅垂，使望远镜的视准轴大致水 平。 （1）不论圆水准气泡在任何位置， 先用任意两个脚螺旋使气泡移到通 过圆水准器零点并垂直于这两个脚
第2章水准
外业注意几点：
1. 尺垫只在转点处使用，已知点和待定点上不能放
置尺垫，在松软土地上测水准时应踩实三脚架及
尺垫。 2. 读数前要精平，后视完毕转向前视，一定要重新 精平再读数(切记不能动脚螺旋） 3. 视线要小于100米 4. 架仪器要注意前后视距大致相等 5. 每个测段的测站数布设成偶数站
本章重点
（4）精平：使长水准管气泡居中
（5）读数：用中丝读数
水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪
水准仪的使用
（2）粗平：使圆水准器气泡居中
3
3
1
2
1
2
水准仪的使用
（3）照准：粗瞄、对光、消除视差和精瞄
缺口 目镜 调焦 螺旋 对光螺旋仪的使用
（4）精平：使长水准管气泡居中 微倾螺旋
3、尺 垫
尺垫放在转点处，水准尺立于尺垫上。 尺垫的作用： （1）观测过程中使水准尺稳定，并使水准尺转动 时保持位置不变； （2）防止水准尺下沉（通常将尺垫踩入土中）
思考：已知点和待测点上是否需要放置尺垫？
4、水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪 （2）粗平：使圆水准器气泡居中 （3）瞄准：粗瞄和精瞄
准星
物镜
微倾螺旋
脚螺旋 左右微 动螺旋 水平制 动螺旋
（1）望
远
镜
物镜
调焦透镜
十字丝分划板
目镜
（2）水准器
用以指示视线是否水平或竖轴是否竖直的装置 水准器 长水准管 圆水准器
长水准管 长水准管轴
圆水准器
圆水准器轴
圆水准器
圆水准器轴
圆 水 准 器 的 作 用 ： 粗 略 整 平
分划值：8′~30′/2mm
TP1 TP1 A
第二章 水准测量
hb BMA
图2-19 支水准路线
1
第四节 水准测量的方法
（2）成果检核 从理论上讲，支水准路线往测高差与返测高差的代 数和应等于零。
h f hb 0
如果不等于零，则高差闭合差为： （2-7） 各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则 即认为观测结果不符合要求。 三、水准测量的施测方法 转点用TP(Turning Point)表示，在水准测量中它们起传递高程的作 用。如图2-20所示，已知水准点BM.A的高程为HA，现欲测定B点 的高程HB。
H H
h AB a b
（2-3） 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，有时安臵一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线 高法就比较方便。
B
i
H H
A i
a b
第二节 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。 国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。05、 1、3和10表示水准仪精度等级。 一 、DS3微倾式水准仪的构造 DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
第二节 水准测量的仪器和工具
L O L
图2-5 管水准器
水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分 划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3 型水准仪的水准管分划值为20″，记作20″/2mm。
第二节 水准测量的仪器和工具
图2-5 管水准器分划值
图2-6 符合水准器
Ⅳ Ⅴ B
h5
TP2
h3
Ⅲ
h2
Ⅱ
h1
hAB
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
测量学B 第二章水准测量
水准仪按其精度共分为四个等级：DS05，DS1， DS3，DS10。05、1、3、10是指各等级水准仪每千 米往返测量高差中数的中误差，以mm计。工程水 准测量一般用DS3型水准仪。
一、微倾水准仪的构造
DS3型水准仪（图2-2）由望远镜、水准器和基 座三部分构成。
1.望远镜
望远镜是提供视线和照准目标的设备，它由物 镜、对光透镜、十字丝分划板及目镜等组成。
调节目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰； 放松制动螺旋，旋转望远镜使缺口准星 对准目标，拧紧制动螺旋； 调节物镜对光螺旋，使目标成像清晰； 交替1）、3），直至目标成像稳定； 调节微动螺旋，使竖丝处于水准尺一侧。
3.精平
为了使视线精确地处于水平位置，读数前应 调节微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准气 泡两端影像对齐。 4.读数
3.高程计算 将起始点BM1高程与沿线各测段改正后 的高差逐一累加即得各未知点的高程。对于 支水准路线，当闭和差fh ≤ fh容时，取往返高 差的平均数作为最后结果。即 h = (h往 － h返)/2 (2-12) 最后将成果填入水准测量高差误差配赋 表。如表2-2。
表2-3 水准测量高差误差配赋表
精确整平后，应立即根据中丝读取尺上的读 数，读数时应估读到mm。精平和读数是两项不同 的操作步骤，但在测量中，这两项操作视为一个 整体，即边看符合气泡边读数，一旦发现气泡偏 离应重新精平后才能读数。
§2-3 水准测量方法
一、水准点
水准点用BM表示。水准点按等级及保存时间 长短分为临时性水准点和永久性水准点两种。 永久性水准点：又混凝土或石料制成，桩顶嵌入 顶面为半球形的金属标志，桩面上标明等级和编 号。 临时水准点：可选用地面上突出的坚硬岩石或固 定建筑物的墙角、阶石、桥墩等处，用红漆画一 标记作为点位。也可用大木桩打入地下，桩顶钉 一铁钉。水准点的高程是指半球顶或红漆标记中心 的高程。
测量学-第二章 水准测量
尺垫：半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点 位置。
水准仪的使用
安置——粗平——瞄准——精平——读数
安置：安置三脚架，放置水准仪 粗平：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。 瞄准：瞄准水准尺，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰 。 转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰 精平：调节微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，使水准仪 的视准轴精确水平 读数：十字丝的中丝在尺上读数
( a 1.103m, b 1.431m)
计算B点高程
Hi H A a 1.235 m 1.103m 2.338 m H B Hi b 2.338 m 1.431m 0.907 m
2.3 水准测量的仪器及使用
– 水准测量使用的仪器：水准仪 – 水准测量使用的工具包括：水准尺、尺垫、三
-0313 +0102 -0715
4.2 水准路线检核
高差闭合差
对于水准路线，由于测量误差的存在，实测高差之和不 等于理论值（真值），两者之差称作高差闭合差
高差真值之和 h理 H BMB H BMA 实测高差之和 h测 H BMB H BMA
高差闭合差 fh h测 h理
4.2 水准路线检核
脚架
水准仪的类型
– 水准仪按其构造分为：光学水准仪、自动安平水准仪 和数字水准仪
– 水准仪按其所能达到的精度分为：DS05、DS1、DS3 、DS10、DS20等5种等级。
“D”和“S”表示中文“大地”和“水准仪” ，通常在书写时可省 略字母“D”， “05”、“1”、“3”及“10”等数字表示该类仪器的精度。每公里 高差中误差
1.304
BMB
1.134
BMA
1.677 1.444 1.324
水准测量
微倾螺旋
望远镜制 动螺旋 望远镜微
基座底板
动螺旋
DS3微倾式水准仪
DS3主要由望远镜、水准器及基座 三部分组成。
1、望远镜(telescope)
物镜 目镜 对光透镜 十字丝（上、中、下丝）
——精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数。
目镜的作用：放大，人眼经过目镜，可以看 到目标的小实像与十字丝一起放大了的虚像。 十字丝的作用：提供照准目标的标准。玻璃 片上的上、下短丝称为视距丝。水准测量就 是当视线水平时，用中间横丝截取水准尺读 数。 视准轴：十字丝中央交点和物镜光心的连线 （水准仪四条轴线之一） 竖轴：望远镜底部与基座相连的轴的中心线。 （水准仪四条轴线之一）
（四）精确整平
1、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准 管气泡成像抛物线符合。 2、每次读数之前都要重新使气泡符合。 3、说明：自动安平水准仪（compensator level），不需进行精平。
（五）读数
精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。
1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数
尺面上的格数，毫米估读。
BMB
BMA
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.水准测量成果整理步骤
（一）计算高差闭合差(closing error)
公式： f h h测 h理
故对于闭合水准路线，有：
f h h测 h理 h测
图形：水准路线布设形式
1.闭合水准路线
1 2
3.支水准路线
1
2
BM
3
BM
4
BMB
第二章 水准测量
（一）望远镜 望远镜是瞄准目标并在水准尺上进行 读数的部件，主要由物镜、目镜、调焦透镜 和十字丝分划板等组成。
1、物镜:望远镜筒前面，是由几个光学透镜 组成的复合透镜组，其作用是将远处的目标 在十字丝分划板附近形成缩小而明亮的实像。 2、目镜:望远镜筒后面，也由复合透镜组组 成，其作用是将物镜所成的实像与十字丝一 起进行放大，它所成的像是虚像。 3、十字丝分划板：圆形的刻有分划线的平板 玻璃薄片，安装在金属环内。十字丝分划板 上互相垂直的两条长丝，称为十字丝，是瞄 准目标和读数的重要部件。其中纵丝也称为 竖丝，横丝也称为中丝。另外，上、下两条 对称的短丝称为视距丝，用于在需要时以较 低的精度测量距离。
2.5水准测量成果计算
水准测量成果计算的目的，是根据水准路 线上已知水准点高程和各段观测高差，求出 待定水准点高程。 具体内容包括以下几个方面：
计算高差闭合差； 当高差闭合差满足限差要求时，调整闭合差； 求改正后高差； 计算待定点高程。
2.5.1闭合水准路线成果计算
箭头表示水准测 量进行的方向，BMA 为水准点，高程为 42.372m，1、2、3 点为待定高程点。
水准测量是指利用水准仪提供的水平视线，测出两 地面点之间的高差，然后根据其中已知点的高程求 出未知点的高程。 2、1、1高差法水准测量 如图2-1所示，在地面上有A、B两点，A点为已知点， 其高程HA已知；B为未知点，其高程HB待求。在A、 B两点之间安置水准仪，A、B两点上各竖立一把水 准尺，利用水准仪提供的水平视线先后在A、B点的 水准尺上读取读数a、b，则A、B点之间的高差
（二）附合水准路线 从已知水准点BMA出发，沿高程待定点1，2，… 进行路线水准测量，最后附合到另一已知水准点 BMB. 附合水准路线高差代数和的理论值等于起点BMA 至终点BMB的高差，即∑h=HB-HA，利用这个特性也可 以检核观测成果是否正确。
第二章水准测量-多选题1-38
第二章水准测量-多选题1-38姓名： [填空题] *_________________________________1.根据水准测量的原理，仪器的视线高等于（）。
*A.后视读数+后视点高程(正确答案)B.前视读数+后视点高程C.后视读数+前视点高程D.前视读数+前视点高程(正确答案)E.前视读数+后视读数2.水准器的分划值越大，说明（）。
*A.内圆弧的半径大B.其灵敏度低(正确答案)C.气泡整平困难D.整平精度低(正确答案)E.整平精度高3.四等水准测量中测站检核应包括（）检核。
*A.前后视距差(正确答案)B.视距累积差(正确答案)C.红黑面中丝读数差(正确答案)D.红黑面高差之差(正确答案)E.高差闭合差4.在水准测量中，由于仪器产生的误差包括（）。
*A.水准管轴不平行于视准轴引起的(正确答案)B.水准尺分划不精确(正确答案)C.水准尺底部磨损(正确答案)D.水准尺没有直立E.水准管气泡没有居中5.测站校核常用的方法是（）。
*A.双面尺法(正确答案)B.双仪高法(正确答案)C.往返测法D.闭合测法E.附合测法6.微倾式水准仪由（）组成。
*A.望远镜B.水准器C.照准部(正确答案)D.基座(正确答案)E.三角架(正确答案)7.高程测量按使用的仪器和方法不同分为（）。
*A.水准测量(正确答案)B.闭合路线水准测量C.附合路线水准测量D.三角高程测量(正确答案)E.气压高程测量(正确答案)8.在水准测量中，采用前后视距相等的方法可以消除或减弱（）。
*A.水准管轴不平行于视准轴引起的误差(正确答案)B.水准尺分划不准确引起的误差C.地球曲率和大气折光引起的误差(正确答案)D.尺垫下沉引起的误差E.水准尺零点误差9.在水准测量过程中，下列属于观测者的原因引起误差的有（）。
*A.读数误差(正确答案)B.尺垫下沉C.仪器下沉D.视差(正确答案)E.水准尺倾斜(正确答案)10.在水准测量过程中，下列属于外界条件的影响引起误差的是（）。
《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
2.1 概述
一、几个基本概念 3、高程测量方法
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 （水准仪） （经纬仪） （GPS接收机）
水准测量
三角高程测量
GPS高程测量
第二章 高程测量
2.1 概述
3、高程测量方法
水准测量 ——是利用水平视线来测量两点间的高差。由于水准测量 的精度较高，所以是高程测量中最主要的方法。 三角高程测量 ——是测量两点间的水平距离或斜距和竖直角(即倾斜角)， 然后利用三角公式计算出两点间的高差。三角高程测量
一般精度较低，只是在适当的条件下才被采用。
GPS高程测量 ——是利用GPS测量技术直接测定地面点的大地高，精度可 达厘米级。应用越来越广泛。
第二章 高程测量
2.1 概述
二、水准测量用途：
测定地形的高低起伏变化
测设建筑物的标高、场地平整
测定沟、渠、道路、管线、地质构造的断面图 监测建筑物的下沉变形
高 差 高 程 （m） 50.000 0.583 0.753 0.718 50.583 51.336 50.618 0.873
标尺读数（m）
后 视
普 通 水 准 测 量 记 录 表
备
注
前视
+
–
1.851 1.425 1.268 0.863 0.672 1.219 1.581
HA=50.000m
TP1 TP2 TP3
二、水准尺
单面尺——两面注 记一致（0起点，基 本分划不同） 0.411 5.096.
双面尺— 校核读数 •黑面尺底为零 •红面尺底不为零 •1根为4.687 •1根为4.787 •双面尺必须成对使用
黑面尺 红面尺
第二章 高程测量
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。
2水准测量
10
一、水准尺和尺垫
11
1、零点差
水准尺有黑红两面（双面尺）
黑面——基本分划（尺底为0） 红面——辅助分划（尺底为某一数值） 一般有4587、4687和4787几种
（注：自动安平水准仪无此步骤）
自动安平水准仪工作原理：
通过圆水准器气泡居中，使纵轴大致铅 垂，视准轴大致水平，通过补偿器，使瞄准水 准尺的视线严格水平。
24
4、读数
读四位数，估读到毫米
25
小结
1. 2. 3.
水准测量原理 水准仪 水准尺
26
几个基本概念
1.测站：水准仪所摆设的位置称为测站。 2.测点：水准尺所摆设的位置称为测点。 3.水准路线：连续若干测站水准测量工作构成的高差观测路线。
27
第四节 水准测量的实施方法
1. 2. 3.
4.
5.
水准点与水准路线 水准面曲率对高差测量的影响 连续水准测量 普通水准测量的观测与记录方法 四等水准测量的观测与记录方法
28
一、水准点
水准点是埋设稳固并通过水准测量测定 其高程的点，有永久性和临时性两种。
29
二、水准路线
在水准点之间进行水准测量所经过的路线， 两个水准点之间的一段路线成为“测段”， 根据水准点的分布情况，水准路线有以下几 种布设形式：
5
一、水准测量原理图
6
二、高差测量公式
高差定义：两点的高程之差 测量公式：
hAB H B高程：
H B H A hAB
建筑工程测量 第二章水准测量 课后作业
1.用水准仪测定A、B两点间高差,已知A点高程为HA=1
2.658m,A尺上读数为1.526mm,B尺上读数为1.182mm,求A、B两点间高差为多少?B点高程H:为多少？绘图说明。
2.何谓水准管轴、圆水准轴、水准管分划值?
3.何谓视准轴?视差应如何消除?
4.水准测量中为什么要求前后视距相等?
5.S3型水准仪有哪几条主要轴线?它们之间应满足哪些几何条件?为什么?哪个是主要条件?
6.水准测量中,怎样进行记录计算校核和外业成果校核?
7.安置水准仪在A、B两固定点之间等距处,A尺读数a1=1.347m,B尺读数b1=
1.143m,然后搬水准仪至B点附近,又读A尺上读数a2=1.721m,B尺上读数b2=
492m,问:水准管轴是否平行于视准轴?如果不平行,当水准管气泡居中时,视准轴是向上倾斜还是向下倾斜?i角值是多少?如何进行校正?。
第二章 水准测量
（1）望远镜
视准轴CC：十字丝交点与物镜中心的连线
目镜及目镜调焦 放大率一般为25~30倍
能够看清远近不同
作 的物体； 用 能够精确照准目标
在标尺上精确读数
【物镜＋对光透镜】：将照准目标成像在十字丝面上，
成 形成一个倒立缩小的实像。 像 【目镜】：将物镜所成的实像连同十字丝的影像放大成虚像。
目标影像不在十字丝平面上，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，存在视差现象。
【产生视差原因】
目标的像平面与十字丝平面不重合。
【视差消除方法】
仔细进行目镜、物镜调焦。
4. 精平
使水准管气泡居中，视准轴精确水平 【操作方法】
转动微倾螺旋
符合水准器 放大镜
目镜
如果仪器用符合水准器，使气泡两端的影像吻合。 如果使用普通的水准管，则气泡居中。
二、水准尺
提供刻划
L
图
L 返回
三、尺垫
防止水准尺下沉和点位移动
1、水准仪的等级
D—大地测
量仪器
水准仪系 列型号
每km往返 测高差中数 偶然中误差
DS05
≤0.5mm
DS1
≤1mm
DS3
≤3mm
DS10
≤10mm
S—水准仪
数字 —仪 主要用途 国家一等 国家二等 国家三、四 一般工程 器的精度， 水准测量 水准测量 等水准测量 水准测量 即每公里往、 地震监测 其他精密 一般工程水 水准测量 准测量 返测得高差 中数的中误 差（mm） 工程测量中广泛使用的是DS3级水准仪。
粗平的操作方法示意图
3 3 3
1
a
《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
水准测量PPT课件(共53张PPT)
5用－望对远光镜透瞄镜准目6标－或物在镜水对准光尺螺“上旋D读〞数7－，和分均划“以板十S固字〞定丝螺表的丝交示点中为准文。 “大地〞和“水准仪〞中“大〞字和“水〞
精望密远水 镜准具仪有字均良的采好用的汉钢光构学语件性拼，能并。音且的密封第起一来，个受温字度母变化，影通响小常。 在书写时可省略字母“D〞，下标“05〞、
(a)
(b)
水准点
至南湖新村
21号楼
5 号 楼 1号楼
点之记
二 水准测量方法
1.624
0.612 0.713
1.634
1.536
0.615
1.852
0.671
TP3
TP2
TP1
A
HA=29.053
IV
1.214
2.812
TP4
V
B
HB
步骤
〔1〕立尺 〔2〕安置仪器
〔3〕瞄准后视尺
〔4〕瞄准前视尺
符合水准器气泡居中后，应立即用十字
丝中丝在水准尺上读数。读数时应从 小到大，从上到下读取。直接读
取米、分米和厘米，并估读出毫米 ，共四位数。读数后再次检查符合 水准器气泡是否居中。
13 14
15 16
1.464m
自动安平水准仪的使用
自动安平水准仪的操作程序分四步，即安置仪器——粗略整平— —瞄准水准尺——读数，其中安置仪器、粗平、瞄准与微倾式水准仪操 作方法相同。读数时应注意观察自动报警窗的颜色，假设全窗为绿色可 以读数，假设任意一端出现红色，说明仪器倾斜量超出自动安平补偿范 围，需重新整平仪器方可读数。有的自动安平水准仪在目镜下方配有一 个补偿器检查按钮，每次读数前按一下该按钮，如果目标影像在视场中 晃动，说明“补偿器〞工作正常，等待2～4s后即可读数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章-水准仪测量
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:
13.什么是指水平视线在已知高程点上的水准尺读数．
2011-9-2721:０0提问者：枫淼天虾｜悬赏分:5｜浏览次数：1４5次２0１1-10-100:40
最佳答案
中丝读数
浙江交通职业技术学院教案首页第 2 次,共1页,第1页
第_＿_次授课授课时间_＿＿年__＿月__＿日＿__学时_＿＿级___班教案修改时间＿__年___月_＿＿日
课程名称
测量技
术
专业名称道路桥梁工程技术
授课教师/职称金仲秋/
副教授
授课方式（合、
小班）
小班
授课题目
（章、节)
第二章水准测量(第一节、第二节)
教材及参考书目教材：金仲秋主编,测量技术。
ﻫ参考书目：
1、钟孝顺，聂让主编，测量学;
2、邹永廉主编，测量学;ﻫ３、师玉兰主编,测量学思考题与习题集。
教学目的与要求：ﻫ１、理解水准测量的基本原理;2ﻫ、熟悉水准仪组成构造及水准测量工具；
３、会熟练地使用水准仪,对水准尺会熟练地进行读数。
内容和时间安排、教学方法:
1．内容和时间安排:内容参见教案；安排2学时。
2ﻫ.教学方法：课堂讲授,课堂例题分析。
教学重点和难点:1ﻫ．重点:水准测量的原理；水准测量仪器的组成；水准仪构造；水准仪使用、操作与读数。
ﻫ２．难点：无
复习思考题、作业题:
作业题：教材中习题（两道题目)。
实施情况及分析:
按教学计划进行。
在教学过程中，学生对水准测量原理的理解很好,对有关水准测量知识的课堂讲授很有帮助。
在课堂上应向学生讲清楚水准测量原理、水准测量仪器的组成、水准仪构造、水准仪使用、操作与读数。
学生完成的作业情况均较好。
学生课间实训较认真。
知识目标：ﻫ理解水准测量的基本原理；掌握ＤS3型微倾式水准仪的构造特点、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。
能力目标：
具有描述水准测量原理,熟悉水准仪的构造与使用；熟练使用水准仪进行水准测量及成果计算处理的能力。
具有学会水准仪的检验与校正的能力。
ﻫ课堂组织：ﻫ教师采用ＰＰT课堂讲授6学时。
利用ＤＳ3微倾式水准仪课堂讲授,课堂例题分析。
采取演示法教学4学时。
讲解
DS3微倾式水准仪使用操作与DS3微倾式水准仪检校方法，在课堂上每讲一项功能后,利用多媒体教室的优点,现场演示一次,并将操作过程通过投影仪投影到屏幕上,起到直观、形象的效果，使学生能迅速掌握使用方法与检校方法。
ﻫ
第二章水准测量
第一节水准测量原理
高程测量:测定地面点的高程工作。
高程测量的方法按照使用的仪器和施测方法不同分为:
水准测量、三角高程测量、气压高程测量、GPS定位测量ﻫ水准测量：是利用水准仪和水准尺，根据水平视线测定两个点之间的高差,进而推算出高程。
测量精度较高的一种方法。
为了统一全国的高程系统，我国采用与黄海平均海水面相吻合的大地水准面作为全国高程系统的基准面,在该面上的各点的绝对高程为0m。
198５年国家高程基准，青岛国家水准原点高程为７2．２６0４m。
ﻫ水准测量的原理：是利用水准仪提供的水平视线,通过水准尺上的读数，采用计算方法，测定两个点之间的高差,由一点的已知高程,进而推算出另一点的高程。
ﻫ水准测量的原理图：
图1水准测量的原理图
ﻫ公式推导：hAB=ａ-b
a为后视读数,b为前视读数ﻫｈAB表示由已知高程的A点推算至未知高程的B点的高差．（前面的字母代表己知点点号)。
——高差法
用仪器的视线高计算B点的高程。
——仪高法(视线高法)ﻫB点的高程HＢ可按下式计算:
HB=HＡ+hAB
ﻫB点的高程也可通过视线高程HI计算：
HI=ＨＡ+ a
HB=HI- ｂ
第二节水准测量的仪器与工具
水准测量的仪器：水准仪。
工具:水准尺与尺垫
水准仪按照其精度分:ＤS0.５、DS1、ＤS3、DS10等级。
DS的下标为仪器每公里的精度，以mm计。
在水准仪的系列中，DS05、DSｌ级水准仪一般称为精密水准仪,DS3，DSl0水准仪称为工程水准仪或称为普通水准仪。
ﻫ一、ＤS3微倾式水准仪的构造ﻫ解释DS3微倾式水准仪构造：（望远镜、水准器、基座）
详细介绍各构件的名称．功能．用法。
如下图所示。
图2 水准仪的构造
解释几个概念：ﻫ视准轴：十字丝中心（十字丝横与竖丝的交点)与物镜光心的连线称为视准轴。
视距丝:上丝与下丝。
ﻫ水准管轴:水准管内表面中点0为零点，通过零点作圆弧的纵向切线L Ｌ为水准管轴。
ﻫ水准管分划值:水准管上两相邻分划线间的圆弧(弧长为２mm)所对的圆心角。
ﻫ水准管分划值r（以秒为单位)为
（=２0６265)
ﻫ水准管分划值越小,水准管灵敏度越高,整平仪器越精确。
ﻫDS3微倾式水准仪水准管分划值为20/２mｍ。
在水准管上方装有符合棱镜、水准管气泡观察窗口、微倾螺旋、对齐符合ﻫ这种具有棱镜装置的水准管称为符合水准管,能提高气泡居中的精度。
圆水准器轴：圆水准器内球面圆心O即圆水准器的零点,过零点O的法线(通过零点和球心的连线)LL叫圆水准器轴。
圆水准器的分划值为５/2mｍ—10/２mｍ,灵敏度越较低,用于粗平。
ﻫ基座：连接仪器与三脚架的作用。
有三个脚螺旋可以升降。
用于粗平。
二、水准尺与尺垫ﻫ直尺.折尺.塔尺
双面尺如图所示ﻫ尺垫如图所示
ﻫ图3 水准尺图4尺
垫
ﻫ三、ＤS3型微倾式水准仪的使用
水准仪在一个测站上使用的基本操作程序为置仪、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
脚架操作
1.松开脚架2．高度合适３.紧上脚架４.打开脚架5．架头水平6．踏实脚架7.安上水准仪ﻫ仪器操作:粗平.瞄准.精平．读数。
ﻫ1、粗平ﻫ目的：调节脚螺旋，使圆水准气泡居中方法：两手同时以相对方向分别转动大拇指,气泡移动方向与左手大拇指旋转方向相同。
2．瞄准
目的：用望远镜照准水准尺，清晰看清目标和十字丝。
ﻫ步骤:ﻫ1>将望远镜照准明亮处，转动目镜对光螺旋,使十字丝清晰。
２>放松制动螺旋,利用望远镜上部的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。
ﻫ3＞转动望远镜物镜对光螺旋使尺像清晰。
ﻫ4＞消除视差：由于目镜,物镜对光不够精细,目标影像随眼睛的晃动而晃动的现象。
ﻫ3、精平ﻫ目的:转动微倾螺旋将水准管水泡居中，使视线精确水平。
ﻫ４、读数
从上往下读读米、分米、厘米,估读毫米。
ﻫ注意：当瞄准另一把尺子再读数时需再精平。