第二章水準(zhǔn)測量測量三項基本工作之一：高程測量高程測量概念高程測量：測量地面上各點(diǎn)高程的工作，即根據(jù)已知點(diǎn)高程，測定該點(diǎn)與未知點(diǎn)的高差，然后計算出未知點(diǎn)的高程的方法。高程測量方法：

1.水準(zhǔn)測量——是高程測量最主要的方法

2.三角高程測量

3.物理高程測量

包括:氣壓高程測量、液體靜力水準(zhǔn)測量

4.GPS高程測量基本原理

利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線，借助水準(zhǔn)尺來測定地面兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程和測得的高差，求出待定點(diǎn)的高程。§2.1水準(zhǔn)測量原理大地水準(zhǔn)面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向1、幾個概念：A——后視點(diǎn)a——后視讀數(shù)B——前視點(diǎn)b——前視讀數(shù)2、高程計算方法1）高差法A、B兩點(diǎn)間高差：B點(diǎn)的高程：2）視線高法視線高程：大地水準(zhǔn)面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向B點(diǎn)的高程：hAB=h1+h2++hn

=(a1-b1)+(a2-b2)++(an-bn)=a-b3、轉(zhuǎn)點(diǎn)TP的概念若A、B兩點(diǎn)間布設(shè)一些過渡點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)）1、2、3…，將其分為n段，則用水準(zhǔn)儀分別測得各段高差為h1，h2…h(huán)n，則有：§2.2水準(zhǔn)測量的儀器和工具水準(zhǔn)測量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，所使用的工具有水準(zhǔn)尺和尺墊。一、水準(zhǔn)儀分類1)按其精度劃分為四個等級：

精密水準(zhǔn)儀DS05、DS1；普通水準(zhǔn)儀DS3、DS10D—大地測量；S—水準(zhǔn)儀；后面的數(shù)字代表儀器的測量精度（每公里往返測高差中數(shù)的中誤差，即精度）。2)按其構(gòu)造可分為四種：

微傾式水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀目前，普通工程測量中最常用的水準(zhǔn)儀是：

DS3微傾式水準(zhǔn)儀（或DS3自動安平水準(zhǔn)儀）二、水準(zhǔn)儀的構(gòu)造作用：為測量高差提供一條水平視線組成：望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座132765498101412131115161.微傾螺旋；2.分劃板護(hù)罩；3.目鏡；4.物鏡調(diào)焦螺旋；5.制動螺旋；6.微動螺旋；7.底板；8.三角壓板；9.腳螺旋；10.彈簧帽；11.望遠(yuǎn)鏡；12.物鏡；13.管水準(zhǔn)器；14.圓水準(zhǔn)器；15.連接小螺釘；16.軸座

視差：概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標(biāo)像有相對運(yùn)動。產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法：反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。1、望遠(yuǎn)鏡物鏡目鏡十字絲2、水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器

：用于粗略整平。水準(zhǔn)管

：用于精平。特性：氣泡始終向高處移動。3、基座基座的作用是支承儀器的上部，用中心螺旋將基座連接到三腳架上?；饕奢S座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。三、水準(zhǔn)尺

主要有單面尺、雙面尺、塔尺和折尺。

1、尺面分劃為1cm，每10cm處（E字形刻劃的尖端）注有阿拉伯?dāng)?shù)字。2、雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為4687mm，另一把為4787mm。

四、尺墊

放在轉(zhuǎn)點(diǎn)上，以防水準(zhǔn)尺下沉。操作程序：

安置儀器—粗平—瞄準(zhǔn)—精平—讀數(shù)一、安置儀器按觀測者的身高調(diào)節(jié)好三腳架的高度，為便于整平儀器，還要求使三腳架的架頭面大致水平，并將三腳架的三個腳尖踩入土中，使腳架穩(wěn)定。然后從儀器箱內(nèi)取出水準(zhǔn)儀，放在三腳架的架頭面，并立即用中心螺旋旋入儀器基座的螺孔內(nèi)，以防止儀器從三腳架頭上摔下來?！?.3水準(zhǔn)儀的使用粗平的操作方法示意圖2．規(guī)律：

氣泡移動方向與左手大拇指運(yùn)動的方向一致。c312

a123b312二、粗平

調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。

1．方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺旋1、2——使氣泡移至1、2方向中間——轉(zhuǎn)動腳螺旋3，使氣泡居中。四、精平1、方法：如圖所示，調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡成像（拋物線）符合。2、說明：自動安平水準(zhǔn)儀不需進(jìn)行精平。微傾螺旋三、瞄準(zhǔn)方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。注意消除視差。五、讀數(shù)

精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。1．方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。2．規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故儀器若成倒像的，從上往下讀；若成正像，即從下往上讀。

4.水準(zhǔn)儀讀數(shù)實(shí)例6.2521.4770.725

bc

a§2.4水準(zhǔn)測量的外業(yè)

包括：水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)、確定水準(zhǔn)路線、水準(zhǔn)測量實(shí)施一、水準(zhǔn)點(diǎn)

通過水準(zhǔn)測量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)點(diǎn)，一般用BM表示。有永久性和臨時性兩種。水準(zhǔn)點(diǎn)示意圖二、水準(zhǔn)路線概念：在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線稱為水準(zhǔn)路線。1．閉合水準(zhǔn)路線：由已知點(diǎn)BM1——已知點(diǎn)BM12．附合水準(zhǔn)路線：由已知點(diǎn)BM1——已知點(diǎn)BM23．支水準(zhǔn)路線：由已知點(diǎn)BM1——某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A。

1BM

2

3

41.閉合水準(zhǔn)路線2.附合水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線BM

1

2BM1BM2

1

2

3

三、水準(zhǔn)測量的實(shí)施（外業(yè)）

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543（1）水準(zhǔn)儀安置在離前、后視距離大致相等之處。（2）為及時發(fā)現(xiàn)錯誤，通常采用“兩次儀器高法”或“雙面尺法”。

兩次儀器高法：高差之差h-h5mm

BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543圖形：水準(zhǔn)測量實(shí)施與記錄對照圖123BMA1.134TP11.677-0.543TP11.444TP21.324+0.120TP21.822TP30.876+0.946四、水準(zhǔn)測量的檢核1、計算檢核每測站高差：各測站高差之和：待定點(diǎn)B點(diǎn)高程：2、測站檢核測站檢核有雙儀高法和雙面尺法（1）雙面尺法：黑面讀數(shù)高差：紅面讀數(shù)高差：紅黑面高差之差：最后高差中數(shù)：

觀測順序:后——前——前——后，黑——黑——紅——紅（2）雙儀高法：改變儀器高度10cm以上，測出兩次高差，進(jìn)行檢核。3、成果檢核高差閉合差不超過限值，超過重測。測站測點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)/m高差/m高程/m備注后視讀數(shù)前視讀數(shù)+-ⅠBMA2.0360.48948.145(已知)TP11.547ⅡTP11.7430.307TP21.436ⅢTP21.6760.642TP31.034ⅣTP31.2440.521TP41.765ⅤTP41.1480.74148.321BMB1.889(待定)∑7.8477.6711.4381.262計算校核

∑a-∑b=7.847-7.761=+0.176∑h=+1.438+(-1.262)=+0.176

故∑a-∑b=∑h

HB-HA=+0.176水準(zhǔn)測量記錄手冊§2.5水準(zhǔn)測量成果整理步驟一、計算高差閉合差

公式：故對于閉合水準(zhǔn)路線，有：對于附合水準(zhǔn)路線，有：二、分配高差閉合差1、計算高差閉合差的容許值對于普通水準(zhǔn)測量：

式中，fh容——高差閉合差限差，單位：mm；

L——水準(zhǔn)路線長度，單位：km

；

n——測站數(shù)。2、分配原則按與距離L或測站數(shù)n成正比原則，將高差閉合差反號分配到各段高差上。改正后高差：

三、計算各待定點(diǎn)高程用改正后的高差和已知點(diǎn)的高程，來計算各待定點(diǎn)的高程。

水準(zhǔn)測量成果整理實(shí)例

【例】如圖按圖根水準(zhǔn)測量施測某附合水準(zhǔn)路線觀測成果略圖。BMA和BMB為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，HA＝72.536m，HB＝77.062m，圖中箭頭表示水準(zhǔn)測量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點(diǎn)間的高差(以m為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的測站數(shù)，計算待定點(diǎn)1、2、3的高程。h

＝+2.336mh＝－8.653mh＝+7.357mh＝＋3.456mn1＝6n2＝10n3＝8n4＝6BMA123BMB點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789∑輔助計算1．填寫觀測數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)h

＝+2.336mh＝－8.653mh＝+7.357mh＝＋3.456mn1＝6n2＝10n3＝8n4＝6BMA123BMB點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA1∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA12∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA123∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

1234∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6123BMB∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

62.3361

23BMB∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336110－8.65323BMB∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336110－8.65328+7.3573BMB∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336110－8.65328+7.35736+3.456BMB∑輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.33672.536110－8.65328+7.35736+3.456BMB77.062∑輔助計算2.計算高差閉合差及其允許值點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/mm改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.33672.536110－8.65328+7.35736+3.456BMB77.062∑30+4.496輔助計算

成果合格3.高差閉合差改正計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.33672.536110－8.65328+7.35736+3.456BMB77.062∑30+4.496輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.00672.536110－8.65328+7.35736+3.456BMB77.062∑30+4.496輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.00672.536110－8.653+0.01028+7.35736+3.456BMB77.062∑30+4.496輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.00672.536110－8.653+0.01028+7.357+0.00836+3.456+0.006BMB77.062∑30+4.496輔助計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.00672.536110－8.653+0.01028+7.357+0.00836+3.456+0.006BMB77.062∑30+4.496+0.030輔助計算

4.

改正后的高差計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.00672.536110－8.653+0.01028+7.357+0.00836+3.456+0.006BMB77.062∑30+4.496+0.030輔助計算

成果合格點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.006+2.34272.536110－8.653+0.010－8.64328+7.357+0.008+7.34536+3.456+0.006+3.462BMB77.062∑30+4.496+0.030輔助計算

成果合格點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.006+2.34272.536110－8.653+0.010－8.64328+7.357+0.008+7.34536+3.456+0.006+3.462BMB77.062∑30+4.496+0.030

+4.526輔助計算

成果合格改正后高差總和=終點(diǎn)高程

－始點(diǎn)高程4.526=77.062-72.536改正高差=實(shí)測高差+改正數(shù)(6)項=(4)項+(5)項

5.

高程計算點(diǎn)號距離/km測站數(shù)實(shí)測高差/m改正數(shù)/m改正后高差/m高程/m點(diǎn)號備注123456789BMA

6+2.336+0.006+2.34272.536BMA(已知)110－8.653+0.010－8.64374.878BM1266.235BM28+7.357+0.008+7.345373.600BM36+3.4