第二章水准测量

第二章水准测量 • §2-1 水准测量原理 • §2-2 水准测量的仪器和工具 • §2-3 水准测量的实施及成果整理 • §2-4 DS3级水准仪的检验与校正 • §2-5 精密水准仪和水准尺 • §2-6 自动安平水准仪 • §2-7 电子水准仪 • §2-8 水准测量的误差及注意事项

§2-1 水准测量原理 • 高程测量的概念测定地面上各点高程的工作—根据已知的高程，测定已知点与未知点（待定点）之间的高差，求出待定点高程。 • 高程测量的分类 ①水准测量—精度高，适合平坦丘陵地区 ②三角高程测量—精度较高，适合山区、高山地区 ③气压高程测量—精度较低，多用于踏勘测量 ④GPS高程测量—精度较高，多用于大区域高程控制测量 • 水准测量的原理 Home

水准测量的原理 • 利用水准仪提供的水平视线，在已知高程点和高程待定点上分别立水准尺并读数，测定其间的高差水准仪待定点已知点

hAB 水准测量的原理 • 若高差太大或距离太远，可分站测量 Return

§2-2 水准测量的仪器和工具 • 水准仪主要由以下部件组成： ① 望远镜 ② 水准器（圆水准器、管水准器） ③ 基座 • 水准尺和尺垫 • 水准仪的使用粗平—瞄准—精平—读数 Home

水准仪 • 目前常用的有以下类型： DS0.5 DS1 DS3 DS10 DS20 D —大地测量仪器的头一个字母 S —为水准仪的头一个字母数字—代表该型号水准仪的精度 Return

视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线 望远镜 • 作用：瞄准远处的目标和读取水准尺上的读数 • 结构：目镜物镜对光螺旋十字丝刻划板 • 参数：放大率放大倍数对光螺旋物镜目镜十字丝刻划板 Return

放大率放大倍数 • 放大率： • 放大倍数：30左右 Return

视场情况 问题：视差的产生与消除不存在视差存在视差十字丝分划板 Return

圆水准器 • 作用：调节圆水准器气泡居中，使望远镜获得大致水平的视线 • 相关概念：零点：圆水准器球面内壁顶点圆水准器轴：过零点的球面法线分划值：气泡偏移零点2mm所对应的圆水准器轴倾斜的角度值

管水准器 • 作用：调节管水准器气泡居中，使望远镜获得严格水平的视线 • 相关概念：零点：管水准器球面内壁顶点圆水准器轴：过零点的圆弧切线分划值：水准管圆弧2mm所对应的圆心角符合气泡：提高眼睛观察气泡居中的精度视场气泡符合情况 Return

基座 • 作用：连接仪器和脚架 • 结构组成：轴座脚螺旋底板三角压板轴座基座底板三角压板脚螺旋 Return

水准尺和尺垫 • 水准尺作用：读取读数种类：直尺折尺塔尺材质：不易变形、干燥木材 • 尺垫作用：转站时放置水准尺立尺点 Return

粗平 • 目的：调节圆水准器气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，视准轴粗略水平

瞄准 • 目的：使镜筒内可清晰地看到水准尺和十字丝 • 视差的产生：成像平面和十字丝分划板不重合 • 视差的消除：重新进行目镜和物镜对光上中下

精平 • 目的：调节管水准器气泡居中，使视准轴严格水平视场气泡符合情况

读数 • 由于管水准器的调平的灵敏度很高，所以读数之前一点要检查气泡是否符合，符合后才可以读数 • 读数是不管望远镜是成倒像还是正像，都是从小往大读 1609 mm 6295 mm Return

§2-3 水准测量的实施及成果整理 • 水准点和水准路线 • 普通水准测量的实施 ①实施步骤 ②填表计算 ③ 检核方法 • 水准测量的成果整理 ① 附合水准路线的计算与调整 ② 闭合水准路线的计算与调整 ③支水准路线的计算与调整 • 三、四等水准测量 Home

永久性水准点 临时性水准点水准点（BM） • 概念：通过水准测量方法获得其高程的高程控制点 • 类别：国家等级水准点　工地一般性水准点 • 点之记：水准点与附近固定建构筑物的关系图，并在图上标明水准点的编号和高程 Down

国家等级水准点 • 依照严格的尺寸标准，用石料或混凝土制成深埋地面冻结线以下，在顶面设有半球状标志 Return

水准路线 • 概念：两水准点之间进行水准测量所经过的路线 • 布设形式：闭合水准路线附合水准路线支水准路线适合带状地区适合平坦块状地区多用于加密几何条件：几何条件：几何条件： Return

① 不动普通水准测量的实施步骤 • 在Ⅰ处安置仪器 • 后视BMA，精平并读数记录 • 前视ZD1，精平并读数记录 • 搬站，将仪器从Ⅰ 处搬至Ⅱ处，按以上步骤逐站测量至BMB点 ③前视读数 ② 后视读数 Return

普通水准测量的填表计算 Down Return

普通水准测量的检核方法 • 计算检核： • 测站检核：仪器高法—在同一测站用不同仪器高两次安置仪器，利用所测得两次高差进行检核（较差 5 mm）双面尺法—仪器高度不变，分别在前后尺上读取黑、红两面读数，得黑、红两次高差进行检核（较差 5 mm） Up Return

符合水准路线 闭合水准路线支水准路线水准测量的成果整理 • 高差闭合差：由于测量误差的影响，水准路线的实测高差与理论高差之间的不符值（fh） • fh的计算： • fh的允许值：公里数 Return 测站数

Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅳ 符合水准路线的计算与调整 Return

符合水准路线 闭合水准路线闭合水准路线的计算与调整 • 高差闭合差的计算 • 闭合差的调整（同符合水准路线） • 高程的计算（同符合水准路线） Return

支水准路线 支水准路线的计算与调整 • 高差闭合差的计算 • 高差的计算 Return

不动三、四等水准测量（测站观测程序） • 后前前后（黑黑红红） ① 后视黑面：读下、上、中丝 ② 前视黑面：读下、上、中丝 ③ 前视红面：读中丝 ④ 后视红面：读中丝 ①后黑：上下中 ②前黑：上下中前进方向第二站 ③前红：中 ④后红：中

2 三、四等水准测量（计算与校核） Return

§2-4 DS3级水准仪的检验与校正 • 圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验校正 • 十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验校正 • 视准轴平行于水准管轴的检验校正 Home

圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验校正 • 检验：先用脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后旋转180度，检查气泡是否居中 • 校正：旋转脚螺旋使气泡向零点移动偏距的一半，然后使用拨针拨动三个校正螺旋，使气泡移动到零点；反复进行检验图水准器结构图校正图 Return

十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验校正 • 校正：旋下十字丝分划板护罩，用螺丝刀松开四个压环螺丝，按横丝倾斜的反方向转动十字丝组件；反复进行检验校正 • 检验：整平仪器后，用十字丝横丝的一端对准远处一明显标志点P，旋转微动检查点P是否始终落在中丝上 Return

视准轴平行于水准管轴的检验校正 • 检验：分别将仪器安置在相距80米左右的两点中间和靠近其中一个点，测定两点间高差，检查两次高差较差是否超过3毫米 • 校正：求出A点的正确读数，调节微倾螺旋使中丝对准正确读数，此时水准气泡必偏离中心；然后调节校正螺丝使气泡的影像符合 Return

§2-8 水准测量的为误差及注意事项 • 水准测量误差一、仪器误差1. 仪器校正后的残余误差 2. 水准尺误差 3. 尺垫误差二、观测误差1. 水准管气泡居中误差 2. 读数误差 3. 水准尺倾斜误差 4. 视差影响三、外界环境的影响1. 仪器下沉 2. 尺垫下沉 3. 地球曲率及大气折光影响 4. 温度的影响 • 水准测量注意事项 Home

D v 仪器校正后的残余误差 • 误差来源：视准轴与管水准器轴不平行 • 消减办法：前后视距相等；对仪器进行检校 i角 Return

水准尺误差 • 误差来源：刻划不准确；尺长变化；零点磨损等 • 消减办法：对水准尺进行检验（0.5mm）在观测中安排偶数站 a1 b1 a2 b2 v1 v2 v1 Return

水准管气泡居中误差 • 误差来源：人眼的局限性；水准管壁与液体间的摩擦和粘滞作用力（与水准管的灵敏度和视距有关） • 消减办法：严格检查气泡居中；加改正数 i1角 D v i角 i角 i角 Return

读数误差 • 误差来源：人眼的局限性；视距的长度；望远镜的放大率 • 消减办法：仔细读数，多次读数取平均值；控制视距；规定望远镜的放大率 V —— 望远镜的放大倍率 60″—— 人眼的最大分辩能力 Return

水准尺倾斜误差 • 误差来源：水准尺竖立不直 • 消减办法：水准尺上安装水准器，保证水准尺竖直；控制最大读数（小于2.7m） a a′ Return

仪器下沉 • 误差来源：仪器沉降 • 消减办法：采用后前前后的观测顺序 △t— 每次操作的时间 v— 仪器下沉的速度 Return

尺垫下沉 • 误差来源：尺垫沉降 • 消减办法：采用往返观测取平均值往测测返 Return

地球曲率及大气折光的影响 • 误差来源：地球曲率；大气折光 • 消减办法：前后视距相等；加改正数折光后的视线 r c 水平视线 f 与大地水准面平行大地水准面 Return

温度及风力的影响 • 误差来源：仪器受热不均匀；风力使水准气泡不稳定 • 消减办法：撑测伞；选择合适的时间和天气施测；规定视线的最小读数（小于2.7m；大于0.3m） Return

水准测量的注意事项 • 读数前一定要精平，读数后应检查气泡是否居中 • 读数要仔细，不能误读整米数；注意成像的正倒 • 未读下一站的后视，立尺员不能将转点上的尺垫碰动 • 记录人应回报读数，以防止听错；并应注意记错或把前后视读数位置记反 • 读数时注意横丝（中丝）的位置，切勿将上、下丝当作横丝在水准尺上读数 Return

第二章水准测量