1、水準測量 水準測量原理 確定地面點高程的測量工作，叫做高程測量。水準測量是高程測量方法中最精確、最常用的方法。 水準測量按測量精度和用途的不同，可分為以下三大類。 （1） 國家水準測量。它是為了滿足國家經濟建設和國防建設的需要，以建立全國統(tǒng)一的、高精度的高程控制網而進行的水準測量。國家水準測量又分為一、二、三、四個等級。不同等級的水準測量具有不同的測量精度要求，它所測得的高程點，又分別稱為一、二、三、四等水準點。 （2） 工程水準測量。它是為工程勘測設計與施工所進行的水準測量。 （3） 等外水準測量。在基本等高距等于或小于1米的大比例尺測圖中，各級控制點的高程必須采用水準測量的方法測定之，因其

2、精度要求可略低于國家四等水準測量，因此，也稱為等外水準測量或圖根水準測量。水準點的布設原則是：由整體到局部、由高精度到低精度的原則布設。即在全國范圍內布設高精度的一、二等水準點；然后在一、二等水準路線的基礎上，在局部范圍內再布設精度略低的三、四等水準測量路線。也就是：由高級水準點控制低級的水準點，如；需發(fā)展四級的水準點時，必須要在最低三級或三級以上的水準點的基礎上進行。 水準測量儀器-光學微傾式水準儀自動安平水準儀下面介紹水準測量的原理。如圖下圖所示。 設在A、B兩點分別豎立水準標尺，并在兩點的中央附近安置水準儀，當儀器照準軸水平時，依次照準A、B點上標尺的讀數(shù)，設其讀數(shù)分別為：a、b ，如果

3、沿A、B方向設站求B點的高程，則前進方向的B點稱為前視點讀數(shù)B稱為前視讀數(shù)，而相反方向的A點稱為后視點，讀數(shù)a稱為后視讀數(shù)。所以，B點對A點的高差h為： h= a b = 后視讀數(shù) 前視讀數(shù) 若A點的高程為Ha，則B點高程Hb為： Hb = Ha +（a b） 如果A、B兩點距離很遠或高差很大，僅用一個測站不可能測得其高差時，則應在其兩點間設置若干個測站，如下圖1-11所示，這種連續(xù)多次設站測定高差，最后取各站高差代數(shù)和求得A、B兩點間高差。 設第一站的高差為： h1= a1- b1 第二站的高差為 ： h2= a2- b 2 （110） n站的高差為 ： hn = an bn 則A、B兩點間

4、的高差為： hab =ai -bi （i=1、2、n） （111） 則B點的高程為： Hb = Ha + hab （112）上述水準測量的規(guī)律如下： （1）高差的正、負號取決于水準路線的前進方向。如圖111 所示，若前進的方向AB、的往測高差為hab，相反方向的返測高差為hba，則hab= - hba （2）照準軸水平時，每站高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。 （3）起點至閉合點的高差等于各站高差的總和，也等于各站后視讀數(shù)的總和減去前視讀數(shù)的總和。水準儀和水準標尺及其應用（1）水準測量的主要工具是水準儀和水準標尺，如下圖為微傾式水準儀的示意圖。（2）水準儀的應用步驟如下 第一， 安置水準儀。在測站

5、上安置三腳架，調節(jié)架角使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查腳架伸縮螺旋是否擰緊。然后用連接螺旋把水準儀安置在三腳架頭上，安裝時，應防止儀器掉到地上。 第二， 粗略整平儀器。利用圓水準氣泡使氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛垂，從而使準軸粗略水平，如下圖所示，氣泡沒有居中于a處。先按圖上箭頭所指的方向相對轉動腳螺旋1和2，使氣泡移到B的位置，再轉動腳螺旋3，氣泡便居中。 第三，瞄準水準尺。瞄準前，先將望遠鏡對向明亮的背景，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰，再用望遠鏡筒上的缺口和準星瞄準水準尺，擰緊制動螺旋。然后，從望遠鏡中觀察，若物象不清楚，則轉動物鏡對光螺旋進行對光，使目標影象清晰。當眼睛在目鏡端上下微

6、微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標影象有相對運動，則說明存在視差現(xiàn)象。產生視差的原因是目標成象的平面與十字絲平面不重合，這樣，會影響正確讀數(shù)，故應加以消除。 第四，精確整平與讀數(shù)。調節(jié)微傾螺旋，使目鏡左邊觀察窗內的符合水準器的氣泡兩個半邊影象完全吻合，這時，視準軸處于精確水平位置。之后，即可以通過物鏡內的十字絲中絲讀取截在水準尺上的讀數(shù)。直接讀出米、分米、毫米（估讀出毫米），如下圖為二種水準尺的讀數(shù)水準測量的方法及高程計算 一、水準點 水準測量通常從水準點開始，引測其它點的高程。水準點是國家測繪部門為了統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)和滿足各種需要，在全國各地埋設且測定了其高程的固定點，這些已知高程的固定點稱為水

7、準點（Bench Mark），簡稱為BM，水準點有永久性和臨時性兩種。國家等級水準點如下圖圖114左所示。一般建立在比較堅硬的地面上，有些水準點也可埋設在在穩(wěn)固的墻角上，如圖114右所示。 建設工地的水準點一般用混凝土等制成，如圖115左所示，臨時性的水準點可在地面上突出的堅硬巖石或用大木樁打入地下，樁上釘入鐵釘，如圖115 右所示。無論是永久或臨時性的水準點，均應埋設在便于引測和尋找的地方，并在水準點旁注明水準點的編號和高程。還須繪制水準點的草圖，便于日后尋找。二、水準路線及測量 在水準測量中，通常沿某一水準路線進行施測，進行水準測量的路線稱為水準路線。以下為三種常用的水準測量方法。第一種，

8、附合水準路線。見上圖左，附合水準路線是從已知高程點的水準點BM1出發(fā)，測定1、2、3等代定點的高程，最后附合到另外一已知水準點BM2上。這種水準測量的閉合差為： fh=h測 （H終H始） （113）H終表示水準點BM2的高程，H始表示始點水準點BM1的高程。 測量規(guī)范對不同等級的水準測量閉合差有一個統(tǒng)一的容許值。第二種，閉合水準路線。上圖中，由已知高程的水準點BM1出發(fā)，沿環(huán)線水準測量，以測定出1、2、3、4等代定點的高程，最后回到原水準點BM1上。其閉合差為： fh=h測 （114） 第三種，支水準路線。見上圖右，從一已知高程的水準點BM5出發(fā)，既不附合到其它水準點上，也不自行閉合。而是進行往、返測量。其閉合差為： fh=h往+h返 （115） 注意：當計算出來的閉合差為正數(shù)時，即是指在測量過程中，測出的高程比實際的高程要高，因而要減去Vi，當閉合差為負時，則應加上Vi。 Vi=h測 （H終H始） （舉例說明） 以上介紹了普通光學水準儀的儀器結構及在水準測量中的應用。目前，在一些部門已應用自動安平水準儀和數(shù)字式水準儀，在這里簡單介紹一下。 自動安平水準儀和普通微傾式光學水準儀的區(qū)別在于：見下面普通水準儀、自動安平水準儀、電子水準儀的區(qū)別 自動安平水準儀和普通微傾式光學水準儀的區(qū)別在于： 第一 自動安平水準儀沒有水準管氣泡，在測量過程中不需要調整水準管氣泡，這正是自動安平的優(yōu)點。