1、第二章水 准 测 量,2水准测量仪器构造及使用,3水准仪的使用,6影响水准测量的因素及注意事项,1水准测量的原理,4水准测量外业施测方法及记录,5水准测量内业计算,水准测量是测出地面点高程的方法之一。其原理是：利用一台能提供水平视线的水准仪，将其安置在两点的中间位置上，按水平视线位置读出竖立在两点尺上读读数，直接测出两立尺点之间的高差。方法有： 高差法 仪高法,1水准测量的基本原理,A,B,a=2.685m,b=1.523m,hAB,前进方向,大地水准面,HA=3.718m,HB,HB,如图， A点高程已知，欲求B点高程。为测出AB两点之间的高差，可在AB两点上分别竖立两根标尺，前进方向为A到
2、B，则A称为后视点，B称为前视点。在两点之间安置一架能提供水平视线的水准仪，使视线水平照准A点标尺读数，设为，再照准B点标尺读数，设为，则AB两点间的高差为 ： hAB =-称a为后视读数，b为前视读数。即 hAB=后视读数一前视读数。,HB=HA+ hAB 这种方法称为高差法。,AB两点间的高差为 ： hAB =-,如用文字描述为： 两点间的高差=后视读数-前视读数注意：高差值有正负。 ，为正值，前视点高于后视点 ，为负值，前视点低于后视点,1、求视线高程Hi=HA+ a 后视点的高程+后视读数=视线高程2、求HB=Hi - 前视点的高程=视线高程-前视读数,已知：HA测出a,b求：,Hi
3、称为仪器高或视线高。该法称为视线高法。,上述两种方法都是利用仪器提供的一条水平视线，在后视点高程已知的情况下，解决待定前视点的高程问题。,能提供的一条水平视线的仪器 水准仪,2-2水准测量仪器构造及使用,水准测量仪器叫水准仪,工具有水准尺、尺垫。,水准仪简介 水准仪的作用:为两点间高差测定提供一条水平视线。,常用的水准仪 精密水准仪 DS05 、 DS1 普通水准仪 DS3 、DS10,按类型分普通、精密、自动安平、数字水准仪等。,仪器的精度：每公里可达到3mm的精度。,一 水准仪结构,1、望 远 镜,作用：瞄准目标并读数,1物镜2目镜3十字丝分划板4分划板护罩5对光透镜6物镜对光螺旋7分划板
4、固定螺丝8十字丝,十字丝分划板,十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的，中间一根长横丝称为中丝，与之垂直的一根丝称为竖丝，在中丝上下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上、下丝（又称观距丝）。在水准测量时，用中丝在水准尺上进行前、后视读数，用以计算高差，用上、下丝在水准尺上读数，用以计算水准仪至水准尺的距离（视距）。,用望远镜瞄准目标或在水准尺上读数，均以十字丝的交点为准。物镜光心与十字丝交点的连线构成望远镜的视准轴，可见观测的视线即为视准轴的延长线。,2、水准器,是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。,包括圆水准器和管水准器 作用：整平仪器 水准管上每2mm弧长所对的圆心角称为水准管分划值，设以表
5、示，分划值愈小，水准管的灵敏度也愈高。 一般S1、S3型水准仪的一般圆水准器的分划值约为8 10。用于粗平。 水准管分划值分别为10/2mm及202mm。 用于精平。,基 座,基座：作用支撑仪器三个脚螺旋作用：粗略整平仪器用。水平制动（左右动）水平微动微倾螺旋（旋转该螺旋使管水准器泡居中，此时仪器视线水平）。,二、水 准 尺,黑面起点0.000和0.000米红面起点4.687和4.787米,附件：锤球和尺垫,三、水准仪的使用,安置：安置三脚架和水准仪粗平：使圆水准器气泡居中瞄准：粗瞄和精瞄精平：使长水准管气泡居中读数：用中丝读数,安置：安置三脚架和水准仪,要点：松开三脚架架腿的固定螺旋，按调整
6、架腿长度，再拧紧固定螺旋张开三脚架将架腿踩实，使架头大致水平取出水准仪，记清所放位置，盖好盒盖，脚螺旋调至中间位置用连接螺旋将水准仪固定在架头上,粗平：使圆水准器气泡居中,调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。 气泡移动的方向与左手大拇指移动方向一致。 操作步骤：如图所示，用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋1和2，使气泡沿着1、2连线方向由a移至b。用左手按箭头所指方向转动脚螺旋3，使气泡由b移至中心。,瞄准水准尺,目镜调焦： 松开制动螺旋，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。初步瞄准：照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。物镜调焦 转动物镜对光螺旋，尺像清晰。精确瞄准：转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄
7、准水准尺边缘或中央。消除视差 视差：眼睛在目镜端上下移动，有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动的现象。 产生原因：水准尺的尺像与十字丝平面不重合。 消除方法：重新仔细地转动目镜和物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。,图中1.5边上的反E最下角带个尖出来的那黑道为1.5 反E下边的一个白道为0.01一个黑道为0.01（2个白的不到2个黑的）从上向下读正好0.038不到0.04。,读数,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。,1.464m,1.464
8、m,精确整平简称精平。眼睛观察水准气泡观察窗内的气泡影像，用右手缓慢地转动微倾螺旋，使气泡两端的影像严密吻合。微倾螺旋的转动方向与左侧半气泡影像的移动方向一致。,精确整平,2-4水准测量外业施测方法及记录,一、水准测量的步骤分以下四步进行：1、选择水准点2、布设水准路线3、水准路线的测量（外业）4、水准路线各点的高程计算（内业）,一、水准点与水准路线 水准点(Bench Mark)：用水准测量的方法测定的高程达到一定精度的高程控制点，简记为BM。,水准路线布设形式,水准路线布设形式,4、水准网,3、水准路线的测量方法（外业）,有：两次仪器高法： 双面尺法：两者的区别：一个是利用仪器升高和降低的
9、方法检查读数有错误否。另一个是用两个不同颜色面的尺子，分别测两个高差比较，尺底的起始刻划差一个长数，来检查读数有错误否。目的保证观测的精度。测站的概念：仪器安置的位置叫测站。,两次仪器高法,两次仪器高概念：仪器升降约10公分左右。两次仪器高的测设方法：即在一个测站上变换仪器高两次，用两次不同的仪器水平视线测得两次高差，如果两次高差相等说明测的正确。下面看施测的过程和记录及高差计算以及高差检核计算。,BM.A,TP1,TP2,hAB=+1.022,HB=?,TP3,TP4,R1,BM.B,两次仪器高法水准测量,观测程序:后视尺黑面-前视尺黑面-前视尺红面-后视尺红面 即: 黑-黑-红-红.,4、
10、水准测量成果整理,1、计算高差闭合差和允许闭合差 附合路线 fh= h 测（H终 H始） 闭合路线 fh= h 测 支水准路线 fh= h 往+h 返闭合差允许值： h允=40L mm （平坦地区） h允=10n mm （丘陵地区）,4、计算各点的高程 H i+1=Hi+ hi i+1,2、满足 h f h允计算高差改正数,注： v与 h 大小相等，符号相反。,3.计算改正后高差(mm)改正后高差=每段实测高差+每段高差改正数改正后高差总和应等于理论值(四)高程计算(m)水准路线的前点高程=后点高程-改正后高差,自动安平水准仪简介,1、自动安平水准仪与一般水准仪的区别区别，粗平一样，精平靠自动
11、补尝器来实现。2、安平原理及安平的精度同普通水准仪一样3、基本构造同普通水准仪基本一样4、使用方法同普通水准仪基本一样,2-5 水准测量误差注意事项,一、水准面曲率对水准测量的影响如教材4-3图 所示：理论上前后尺和水准仪应该在同一水准面，由于地面有起伏，前后尺和水准仪不在同一水准面所以水准面曲率对水准测量有一定的影响。hAB=a-b -hABhAB=ab通过公式可以看出前后距离相等可以消除水准面曲率对水准测量的影响。测量时注意前后视距。,二. 水准测量误差 (一)仪器误差 (二) 观测误差 (三) 外界条件影响,三注意事项,架仪器要注意前后视距大致相等尺垫只在转点处使用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）视线要小于100米观测时消除视差，仪器要安值在两点中间，消除I角的影响。,4、领取仪器的地点：建工楼二楼227对面测绘工程实验室。领取仪器时间1点30分，由薛树强全面负责仪器领取，次序123456班（123456组），其他组在实验室外等待，每组领取水准仪一台，脚架一个，水准尺两根，记录本两页，铅笔自备。所测数据不能用象皮檫，测量不允许涂改数据。测错划掉，从新测。5、每个组5-6人，组长全面负责实习任务，并在实习结束后给出本组每个人的实习成绩按10%给定。6、实习中爱护仪器，损坏要赔偿。,
