测量学2水准测量教程

引子： 基本观测元素：
2 水准测量
高差：h 角度：β，α 距离：D
测定地面点高程的工作，称为高程测量。
高程测量方法：
①水准测量－水准仪
高
②三角高程测量－经纬仪、全站仪 中
③ GPS高程测量－GPS接收机
中
④气压高程测量－海拔仪
低
§2.1 水准测量的原理
一、 原理 根据已知点高程 ，利用水准仪提 供的水平视线， 测量已知点和未 知点间的高差， 从而推算出未知 点的高程。
测高差，算高程
二、 高差测量
后视点（尺、读数） 前视点（尺、读数） 高差h=后视读数a-前视读数b
三、 高程计算 1.高差法：
H B H A hAB H A a b
2.视线高法：
H B H A a b (H A a) b Hi b
1. hAB>0， hAB=0， hAB<0， A，B哪点高？ 2. hAB与hBA的关系
当两点高差较大或两点距离较远时，多站观测
hi ai bi hAB ai bi hi HB H A hAB
§2.2 水准仪与水准尺
一、 水准仪 1.型号
微倾水准仪：DS05，DS1，DS3，DS10 自动安平水准仪：DSZ3 电子水准仪：NA2002
常见水准仪
2.构造： 由望远镜、水准器和基座三部分组成
其中，L为路线长度(以km记)；n为测站数，支路线以单程计， 若测量结果小于限差，则合格 。
三、国家三、四等水准测量
一测站上测量顺序为： 1. 照准后视标尺黑面，进行视距丝、中丝读数； 2. 照准前视标尺黑面，进行中丝、视距丝读数； 3. 照准前视标尺红面，进行中丝读数； 4. 照准后视标尺红面，进行中丝读数；
水准测量的等级分为： 一、二等水准测量—科学研究、提供高程起算数据 三、四等水准测量—工程建设、提供高程起算数据 等外水准测量（普通水准、图根水准）—工程建设、测图等 精度由高到低
一、水准点与水准路线 1.水准点 用水准测量的方法测定的高程控制点。 Bench Mark, 常用BM, 或 B.M.表示 分为：① 永久性 混凝土加半球形金属标志 ② 临时性 大木桩加半球形状的铁钉 水准点编号：如BM.A，并作“点之计”
读数方法如下：
1.265米
12
三、尺垫
防止尺子下沉，便 于尺子转动
（普通水准尺）
水准尺的分划不是线 划式而是区格式的。 区格的边缘是分划的 位置，区格内的小数 即毫米“估读”。
区格式分划便于从远 处观察并读数。
水准尺读数
a
b 0.725 d
b
6.252
c
a
1.533
四、水准仪基本操作
1、安置
高度、角度适中，架头大致水平，仪器安全 连接
2、粗平
1）圆水准器,脚螺旋整平； 2）技巧
3、照准 4、精平 5、读数
1）目镜调焦；2）粗略照准; 3）物镜调焦； 4）消除视差; 5）精确照准
1）管水准器；2）抛物线对齐；3）技巧 1）先小后大，读4位；2）读后检查气泡精平
“爱护仪器就象爱护自己的眼睛一样” “抱着仪器就象抱着自己的孩子一样”
§2.3 水准测量的外业施测
hAB ai bi hi
概念： 1)测点；2）转点；3）测站；4）测段；5)路线
2.观测程序
3.记录计算 (见表) A：表格化，依规定表格填写；
B：要求字迹清晰、工整、干净； C：边记边算、正确无误；
4. 校核方法【为什么要校核？】
（1） 测站校核
A：双仪高法：两次仪高差 （±10cm）
＋
－
12
3
A 0.676 1
TP1
2
TP1
1.265
TP2
3
TP2
0.843
TP3
4
TP3
1.002
B
4 0.343 0.692 0.424 1.411
5 0.333 0.573 0.419
6 0.409
3.786 2.870
+1.325 -0.409
计算校核
+0.916
+0.916
高程(m)
备 注
7
8
49.872
HA
50.788
HB
+0.916
（2） 路线校核 A 高差闭合差的计算
闭合路线： 附合路线： 支路线：
fh h测 h理
fh h测
fh h测 (H终 H始 )
fh | h往 | | h返 |
B 容许闭合差的计算 fh容 40 L ――多用于平坦地区
f h容 n ――多用于丘岭山区
h1=a1-b1 h2=a2-b2 △h=|h1-h2|≤5mm h=(h1+h2)/2
B：双面尺法：鸳鸯尺 （4687/4787）
H黑=a黑-b黑 H红=a红-b红±100 △h=|h黑-h红|≤5mm h=(h黑+h红)/2
水准测量观测手簿
水准尺读数(m) 测站 点号
后视(a) 前视(b)
高差(m)
演示
ห้องสมุดไป่ตู้
目镜 微倾螺旋
物镜调焦螺旋
准星
物镜
脚螺旋
左右微动 螺旋
水平制动 螺旋
目镜
物镜
（1）望远镜： A：组成：凸，凹，凸 B：成象原理：放大的倒（正）象 C：十字丝分划板 D：视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线
（2）水准器： A：圆水准器：粗平，圆水准器轴 B：管水准器：精平，水准管轴 C：符合水准器：抛物线，提高观察精度 D：水准管分划值：相邻两分划线间弧长(2mm)所对的圆心
课程内容
1绪论
2 水准测量
3 角度测量
4 距离测量
5 全站仪及其应用
§ 2.1 水准测6 量小的区原域理控和制方测法量
§ §
2.2 2.3
7水 水准准全仪测球和量定水的位准外系尺业统施及测其应用
§ 2.4 水准测8 量地的形内图业测计绘算
§ 2.5 水准测9 量地的形误图差应分用析
10 施工放样
11 选学章节
角 （3）基座
•S
3.自动安平水准仪
（1）补偿方法 水平光线偏转到十字丝交点，或十字丝交点偏转到水平
（2）补偿器 吊挂光学器件，阻尼平衡（空气阻尼、磁阻尼）
4.光学测微器水准仪和电子水准仪 一、二等水准测量、变形监测使用
二、水准尺
1）作用：用于读数 2）分类：塔尺(3-5m)(木质、铝合金)
直尺(3m)(木质、铟钢) 3）刻划：最小刻划为0.5cm,1cm。
三
2.水准路线 水准测量所经过的路线 分为： 单一路线和水准网 单一路线分为： 1）闭合水准路线；2）附合水准路线；3）支水准路线。
水准网（结点水准路线）： 由若干条单一水准路线相 互连接成网状的形式。
C
A
E
1
3
4
D
2
B
二、普通水准测量 1.测量原理：两点高差较大或两点距离较远时，多站观测
hi ai bi