1、具体知识:(1)水准测量原理(2)水准仪及其使用(3)水准测量方法(4)水准测量成果计算(5)微倾式水准仪的检验与校正(6)自动安平水准仪、精密水准仪简介,第二章 水准测量,确定地面点的空间位置，除了测定它的平面位置外，还要测定它的高程。确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。测定高程采用的方法一般是通过测定两点之间的高差，并根据已知其中一点的高程推算另一点的高程。测定地面高程的方法：（1）几何水准测量，一般简称水准测量。（2）三角高程测量。（3）气压高程测量。高程控制测量常采用水准测量和三角高程测量。,第一节 水准测量原理,水准测量是利用水准仪所提供的水平视线和在水准尺上进行读数，从而算出地
2、面两点之间的高差。最后根据已知其中一点的高程推算其它各点的高程。,hABab,一、高差法,HBHA+ hAB,hABab,HBHA+ hAB,二、仪高法,HBHA+a-b,HcHA+a-c,第二节 水准仪及其使用,一、水准仪的分类 水准仪按精度分，可分为： 精密水准仪：DS0.5型、DS1型的水准仪等。 普通水准仪：DS3型、DS10型水准仪等。 按构造分，可分为： （1）微倾水准仪，望远镜和水准器可在垂直面内作微小仰俯，通过观察水准气泡来判断望远镜视线是否水平。 （2）自动安平水准仪：它能半自动地提供水平视线，即当圆水准器的气泡居中后，望远镜的视线就自动水平。 （3）激光水准仪：它安装有激光
3、发射管，能发射一束可见的水平方向的激光。,二、 DS3微倾水准仪,图A,下一张,图B,上一张,（一）望远镜由于物镜调焦构造不同，有外对光望远镜和内对光望远镜两种，如图所示：,为了瞄准目标进行读数，望远镜中装有十字丝环，环内装有刻十字丝的分划板，常见形式如下图。中间的横丝与坚丝就是用来瞄准目标进行读数的。十字丝的交点和物镜光心的连线，称为望远镜视准轴（简称视线）。上下两根横丝可用来测量距离，称为视距丝。,望远镜十字丝的几种形式,（二）水准器水准仪上的水准器，是用来指示视线是否水平或坚轴是否垂直。水准器分圆水准器与长水准器（又称水准管）两种。1、水准管水准管与望远镜相连，供精确调平视线用。,水准管
4、分划值是水准管上相邻两分划线间所对的圆心角值。,为了提高目估水准管气泡居中的精度，在水准管上方装有一组符合棱镜组。,通过棱镜组的折射使气泡两端的像反映到望远镜旁的观察镜内。,若气泡两端像相互错开，如下图A所示，则表示气泡没有居中，此时应转动微倾螺旋使气泡两端像符合，如下图B所示，说明气泡居中。,2、圆水准器,(三) 水准尺与尺垫水准尺是水准测量不可缺少的工具。尺面必须平直，刻划要准确，尺长为35m。水准尺按尺面分为单面尺和双面尺。按尺形分为塔尺、板尺和折尺等。,板尺一般长3m，两面刻划注记，一面每隔1cm漆成黑白间隔，称为黑面。另一面每隔1cm漆成红白间隔，称为红面。黑面尺的底端为零。红面尺的
5、底端为某一常数，如一根是4.687m，另一根为4.787m，配对使用，称为双面尺，利用红黑面尺的零点差可以对水准测量进行校核。使用水准尺之前，一定要认清刻划的这一特点。 。,尺垫是用生铁铸成的，一般为三角形，中央有一突起的半圆球体，下部有三个尖脚。测量时水准尺放在半圆球体的顶上，它的作用在于防止水准尺下沉和避免水准转动时改变其高,第三节 水准测量的方法,（一）水准点用水准测量方法测定的高程控制点,称为水准点, 简记为BM。,一、水准点和水准路线,永久性 墙上 临时,（二）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。按测区情况布置,用一定 条件来检核测量成果的正确 性1.
6、闭合水准路线2.附合水准路线3.支水准路线,二、水准测量方法和记录,（一） 仪器的安置与整平1、把三角架安置在与前、后尺大约等距的测站上，使架三角架顶大致水平。2、从箱中取出仪器，安置到三角架，拧紧中心螺旋，三角架的脚尖要踏实。,3、用圆水准器粗略整平仪器，操作方法是转动脚螺旋使气泡居中。要求气泡往哪个方向移动，左手拇指就向哪个方向转动。,一般先瞄准后视水准尺，具体作法： （二）瞄准水准尺对光消除视差 1、松开水平制动螺旋，转动望远镜，粗略瞄准目标后，旋紧水平制动螺旋。2、利用目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰，再利用物镜对光螺旋，使目标成像清晰，并要求尺像与十字丝平面重合,用微动螺旋精确瞄准目标
7、。如果尺像不在十字丝平面上，当眼睛上下晃动时，十字丝交点与标尺的像会发生相互错动的现象，称为视差现象。,为消除视差，反复转动目镜对光螺旋和物镜对光螺旋进行调节，至到眼睛上下观察时，十字丝交点始终指向水准尺的同一位置。（三）精平圆水准器气泡居中，这时竖轴处于铅垂位置，仪器已粗略整平。,但望远镜的视准轴不一定水平，还要转动微倾螺旋使符合气泡居中，这时水准管轴水平(视准轴与水准管轴平行),（四）读数当符合水准气泡居中时，立即用十字丝的中横丝读出水准尺的读数。前视重复（二）（三）（四） 注：读数时，注意尺上注记是从上到下增加的，因而读数时，应从上,往下读，依次读出米、分米、厘米、毫米。毫米是估读的。在
8、读数前应先检查符合气泡是否居中，以确保视线在水平时读数。,（五）记录,三、水准测量的检核,(一) 计算检核 (二) 测站检核1.双仪器高法利用一测站上不同的仪器高,分别测定高差。2.双面尺法利用一测站仪器高度不变,红黑面尺常数差，进行高差值比较。,(三) 成果检核,2、附合水准路线,3、支水准路线,1、闭合水准路线,四、水准测量的误差和注意事项,（一）仪器、工具误差1、水准仪经校正后的残余误差2、水准尺本身的误差3、水准尺零点误差 （二）观测误差1、读数误差2、水准尺倾斜误差3、水准管气泡居中误差4、视差未消除,（三）外界条件产生的误差1、仪器下沉的误差2、尺垫下沉的误差3、大气折光、地球曲率
9、的影响4、温度和风力的影响 （四）注意事项1、安置仪器、仪器检验。2、规范作业,第四节 水准测量成果计算,一、水准测量的精度要求,二、附合水准路线成果计算,【例】图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。,(平地),(山地),第五节 微倾式水准仪的检验与校正,一、水准仪的轴线及其应满足的条件,轴条件：（四轴）园水准管轴竖轴（显示仪器粗平状态）；十字丝横丝竖轴（瞄准卡准读数）长水准管轴视准轴
10、（精平提供水平视线）,二、水准仪的检验与校正方法,1、圆水准器轴应平行于仪器竖轴,检校目的 检验方法 校正方法,2、视准轴应平行于水准管轴,检校目的 检验方法,1）检验：选 AC = BC = 30m精平后读取 a1，b1 hAB = a1- b1 = （a1+）-（b1+）= a1 - b1,仪器搬到A点，读a2= a2 ， b2hAB =a2 -b2 b2 = hAB + a2 b2 b2 5 mm 仪器须校正,2）原因：长水准管校正螺丝松动； 3）校正：,仪器在A对准b2 ， （b2 = hAB + a2 ）长水准管气泡不居中，调长水准管校正螺丝，使气泡居中，反复进行。,第六节 自动安平水准仪、精密水准仪简介,一、自动安平水准仪,优点： 操作简便、速度快 精度稳定、可靠 使用方法：,二、精密水准仪,用途：一、二等水准测量，高精度工程测量（大型建筑物、变形观测、大型精密设备安装） 特点：水准管分化值较小，为10/2mm，放大率大于40倍。仪器结构稳定，受温度变化小。为提高读数精度，设有光学测微器。,
