第二章水準(zhǔn)測量1引言水準(zhǔn)測量三角高程測量氣壓高程測量測量地面點(diǎn)高程的方法：2內(nèi)容2.1水準(zhǔn)測量原理2.2水準(zhǔn)儀及其使用2.3水準(zhǔn)測量方法2.4水準(zhǔn)儀的檢查和校正2.5水準(zhǔn)測量誤差分析32.1水準(zhǔn)測量原理

利用能提供水平視線的儀器，測定地面點(diǎn)間的高差，從而推算高程的一種方法ABhAB大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？abhAB=a－bHB=HA+hAB

1.水準(zhǔn)測量原理52.1水準(zhǔn)測量原理ABhAB大地水準(zhǔn)面HA（已知）HB=？abhAB=a－bHB=HA+hAB

后視點(diǎn)前視點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)觀測方向62.1水準(zhǔn)測量原理若A，B之間的距離太長，1公里，2公里，怎么辦？AB7轉(zhuǎn)點(diǎn)選擇注意1選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置；2盡可能保持各測站的前后視距大致相等；3保持整條水準(zhǔn)路線的前視視距、后視視距距之和相等。92.2水準(zhǔn)儀及其使用102.2水準(zhǔn)儀及其使用水準(zhǔn)儀：提供水平視線

DS05一等水準(zhǔn)測量DS1二等水準(zhǔn)測量DS3 普通水準(zhǔn)測量下標(biāo)的意義：每公里往返測高差中數(shù)中誤差1.概述112.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)DS3型水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基座132.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)目鏡微傾螺旋物鏡調(diào)焦螺旋物鏡左右微動螺旋水平制動螺旋腳螺旋準(zhǔn)星142.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦透鏡十字絲分劃板目鏡視準(zhǔn)軸上絲下絲中絲豎絲上絲下絲中絲豎絲152.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管軸圓水準(zhǔn)器校正螺旋圓水準(zhǔn)器的作用：粗略整平分劃值：8′~30′/2mm172.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－長水準(zhǔn)管長水準(zhǔn)管的作用：精確整平分劃值：20″/2mm長水準(zhǔn)管軸怎樣保證水準(zhǔn)管氣泡精確居中？182.2水準(zhǔn)儀及其使用2.結(jié)構(gòu)－符合水準(zhǔn)器192.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用基本步驟：安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中瞄準(zhǔn)：粗瞄和精瞄精平：使長水準(zhǔn)管氣泡居中讀數(shù)：用中絲讀數(shù)212.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用安置：安置三腳架和水準(zhǔn)儀注意事項(xiàng)222.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用2、粗平：使圓水準(zhǔn)器氣泡居中132312232.2水準(zhǔn)儀及其使用4.使用3、照準(zhǔn)：粗瞄,對光,精瞄和消除視差缺口準(zhǔn)星水平微動螺旋水平制動螺旋對光螺旋目鏡調(diào)節(jié)螺旋25消除視差的方法1先進(jìn)行目鏡調(diào)焦，使十字絲十分清晰；2再瞄準(zhǔn)目標(biāo)進(jìn)行物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)十分清晰，使目標(biāo)與十字絲平面之間沒有相對移動。26讀數(shù)練習(xí)

a0.761

bc6.2541.495292.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀（DS05、DS1）主要用于國家一、二等水準(zhǔn)測量(thefirstandsecondorderleveling)和高精度的工程測量中；例如建構(gòu)筑物的沉降觀測，大型橋梁工程的施工測量和大型精密設(shè)備安裝的水平基準(zhǔn)測量等。302.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)：1)望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)大，分辨率高，如規(guī)范要求DS1不小于38倍，DS05不小于40倍；2)管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2mm，精平精度高；3)望遠(yuǎn)鏡的物鏡有效孔徑大，亮度好；4)望遠(yuǎn)鏡外表材料一般采用受溫度變化小的因瓦合金鋼，以減小環(huán)境溫度變化的影響；5)采用平板玻璃測微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差?。?)配備精密水準(zhǔn)尺。312.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀N3微傾式精密水準(zhǔn)儀每km往返測高差中數(shù)的中誤差為±0.3mm。322.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀測微尺原理332.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀－自動安平水準(zhǔn)儀

自動安平水準(zhǔn)儀不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個圓水準(zhǔn)器，安置儀器時，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助一種“補(bǔ)償器”的特別裝置，使視線自動處于水平狀態(tài)。342.2水準(zhǔn)儀及其使用5.精密水準(zhǔn)儀－數(shù)字水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡基座—腳螺旋自動安平補(bǔ)償器電子水準(zhǔn)儀調(diào)焦螺旋制動、微動螺旋調(diào)焦發(fā)送器：計算概略視距值；補(bǔ)償監(jiān)視器：監(jiān)測安平補(bǔ)償器的工作狀態(tài)分光鏡：將由物鏡計入的光分為可見光和紅外光行陣探測器：識別水準(zhǔn)尺上的條碼，進(jìn)行讀數(shù)（電子水準(zhǔn)儀）35實(shí)驗(yàn)1水準(zhǔn)儀的認(rèn)識及其使用36實(shí)驗(yàn)1水準(zhǔn)儀的認(rèn)識及其使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解DS3型水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造，認(rèn)清主要部件的名稱、性能和作用。（2）練習(xí)水準(zhǔn)儀的正確安置、照準(zhǔn)和讀數(shù)。方法和步驟：（1）安置儀器（2）認(rèn)識儀器部件（3）粗略整平，精確整平（4）水準(zhǔn)儀操作（5）觀測練習(xí)37實(shí)驗(yàn)1水準(zhǔn)儀的認(rèn)識及其使用分組：

每組4～5人要求：

每個人輪流操作記錄數(shù)據(jù),上交成果382.3水準(zhǔn)測量方法392.3水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量的等級一、二等水準(zhǔn)測量－國家高程控制基礎(chǔ)三、四等水準(zhǔn)測量－地形測量、工程測量等外水準(zhǔn)測量－地形測圖圖根高程402.3水準(zhǔn)測量方法(1)符合水準(zhǔn)路線(2)閉合水準(zhǔn)路線(3)支水準(zhǔn)路線(4)水準(zhǔn)網(wǎng)1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)412.3水準(zhǔn)測量方法（1）附合水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)BM1BM2422.3水準(zhǔn)測量方法（2）閉合水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)BM0已知高程432.3水準(zhǔn)測量方法（3）支水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)BM0442.3水準(zhǔn)測量方法（4）水準(zhǔn)網(wǎng)1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)BM3BM1BM2結(jié)點(diǎn)452.3水準(zhǔn)測量方法

水準(zhǔn)測量要求：1）閉合、附合水準(zhǔn)采用單程觀測2）支水準(zhǔn)采用往返觀測或單程雙次3）視線長度小于100m4）前后視距差小于10m5）視距累積差小于50m6）安排成偶數(shù)站1.水準(zhǔn)路線的布設(shè)462.3水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量示意圖1）整平；2）讀數(shù)；-中絲讀數(shù)3）記錄；3）檢核；4）移站；2.外業(yè)實(shí)施472.3水準(zhǔn)測量方法2.外業(yè)實(shí)施校核∑a=∑b=∑a

－∑b

=

∑h=

高程高差前視讀數(shù)后視讀數(shù)測點(diǎn)測站1BM1TP11.5630.986+0.57719.4312TP1A1.7621.828－0.0663.3252.814+0.511+0.511尺墊BM1TP112ABM2......482.3水準(zhǔn)測量方法3.內(nèi)業(yè)計算基本步驟：1）計算相鄰固定點(diǎn)之間的高差和距離(或測站數(shù));

填表或畫草圖計算2）計算高差閉合差和允許閉合差；

附合線fh=H始＋∑h測－H終閉合路線fh=∑h測支水準(zhǔn)路線fh=h往+h返492.3水準(zhǔn)測量方法3）滿足?h<fh允，計算高差改正數(shù);

閉合差調(diào)整：將閉合差反號，按測站數(shù)或

距離成正比分配到各段中。允許閉合差計算公式L：水準(zhǔn)路線長度（公里）n：總站數(shù)502.3水準(zhǔn)測量方法3.內(nèi)業(yè)計算vi=-fh×Li/[L]vi=-fh×ni/[n][L]——線路總長；L

i——第i段長度（i=1,2…[n]——測站總數(shù)；n

i——為第i測段測站數(shù)。vi

——各測段高差改正注：

v與?h大小相等，符號相反支導(dǎo)線不需計算閉合差512.3水準(zhǔn)測量方法3.內(nèi)業(yè)計算4）計算改正后高差hi’

=hi+vi

5）計算各點(diǎn)的高程Hi+1=Hi+hi’522.3水準(zhǔn)測量方法3.內(nèi)業(yè)計算-示例1BM1BM2AB2+0.5114+2.7914－1.632點(diǎn)號站數(shù)觀測值改正數(shù)改正后高差高程∑＋0.004＋0.008＋0.008＋0.515＋2.799－1.62419.43119.94622.74521.121BM1ABBM2244＋0.511＋2.791－1.63210＋1.670＋0.020＋1.690fh=19.431+1.670－21.121=－20(mm)fh允=±31(mm)532.3水準(zhǔn)測量方法3.內(nèi)業(yè)計算－示例2

例：已知水準(zhǔn)點(diǎn)IV1的高程H始=21.453m，IV2點(diǎn)的高程H終=25.006m，求各點(diǎn)平差后高程。123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV254（1）高差閉合差的計算fh=H始+h測

-H終=21.453

+3.528-25.006=-0.025mfh允=10n=50mm(合格)2.3水準(zhǔn)測量方法123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV255（2）高差閉合差的調(diào)整i=-fh×ni/[n]1=0.005m2=0.010m3=0.006m4=0.004m檢核計算：i=-fh（fh=-25mm）2.3水準(zhǔn)測量方法123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV256（3）計算各點(diǎn)改正后的高差

h1′=h1+1=+3.753

h2′=

h2+2=-12.355h3′=

h3+3=+11.436

h4

′=

h4+4=+0.7192.3水準(zhǔn)測量方法123n1=5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV21=+0.005m

2=+0.010m3=+0.006m4=+0.004m57HIV1=21.453mH1=HIV1+h1′

=25.206mH2=H1+h2′

=12.851mH3=H2+h3′

=24.287mHIV2=H3+h4

′

=25.006m(已知高程)（4）計算各點(diǎn)的高程2.3水準(zhǔn)測量方法123n1=5h1’=3.753n2=10h2’=-12.355n3=6h3’=11.436n4=4h4’=0.719IV1IV2算例完582.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正59儀器豎軸圓水準(zhǔn)器軸水準(zhǔn)管軸視準(zhǔn)軸2.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀滿足軸線條件(1)圓水準(zhǔn)器軸//儀器豎軸(2)十字絲橫絲垂直于豎軸(3)水準(zhǔn)管軸//視準(zhǔn)軸602.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正1.圓水準(zhǔn)器檢校檢驗(yàn)方法：使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中－>望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180o->如果仍然居中，說明滿足此條件。如果氣泡偏離中央位置，則需校正。校正方法：轉(zhuǎn)動腳螺旋，使氣泡向中間移動偏離量的一半，然后用改正針校正氣泡，使其居中。612.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正2.十字絲檢校檢驗(yàn)方法：整平儀器，瞄準(zhǔn)墻上的固定點(diǎn)，水平微動，固定點(diǎn)是否離開十字絲橫絲。如果偏離十字絲橫絲，則需校正。校正方法：撥正十字絲環(huán)。AA622.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正3.水準(zhǔn)管軸的檢校(i角)

=206265〞632.4水準(zhǔn)儀器檢驗(yàn)與校正3.水準(zhǔn)管軸的檢校校正方法:

儀器在B點(diǎn)附近，i角對近尺讀數(shù)的影響忽略不計?？梢运愠鲞h(yuǎn)尺的正確讀數(shù)a2′=h1+b2。轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使得遠(yuǎn)尺A上讀數(shù)恰為a2′。用校正針撥動水準(zhǔn)管上、下兩校正螺絲，使氣泡居中，這時水準(zhǔn)管軸就平行于視準(zhǔn)軸。642.5水準(zhǔn)測量誤差分析652.5水準(zhǔn)測量誤差分析1)儀器誤差2)觀測誤差3)外界條件引起的誤差

誤差不可避免，掌握規(guī)律，設(shè)法消除或減弱。測量中的三類誤差：662.5水準(zhǔn)測量誤差分析1.儀器誤差誤差類型處理方法I角誤差前后視距盡量相等調(diào)焦誤差前后視距盡量相等水準(zhǔn)尺零點(diǎn)誤差每個測段安排成偶數(shù)站672.5水準(zhǔn)測量誤差分析2.觀測誤差誤差類型處理方法整平誤差視線不要太長照準(zhǔn)誤差視線不要太長估讀誤差視線不要太長水準(zhǔn)尺傾斜誤差安置圓水準(zhǔn)器682.5水準(zhǔn)測量誤差分析3.外界條件引起的誤差誤差類型處理方法儀器垂直位移后－前－前－后尺墊垂直位移往返觀測地球曲率前后視距盡量相等大氣垂直折光前后視距盡量相等692.5水準(zhǔn)測量誤差分析1）視線高出地面0.3m，2）選擇合適的天氣（陰天、晚上、無風(fēng)等）3）避開不利的環(huán)境（日出后、日落前半小時、 中午、大風(fēng)等）4）最主要的是要求前后視距離應(yīng)相等！避免大氣折射和天氣的影響70實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測量實(shí)習(xí)71實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測量實(shí)習(xí)假設(shè)HK1=25.124m測定K4的高程。K4致用樓K3K2K1K6K5轉(zhuǎn)點(diǎn)72實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測量實(shí)習(xí)外業(yè)注意幾點(diǎn)：1)架儀器要注意前后視距大致相等2)尺墊只在轉(zhuǎn)點(diǎn)處使用3)讀數(shù)前要精平4)后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，（切記不能動腳螺旋）5)視線要小于100米73實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測量實(shí)習(xí)觀測步驟：1)立水準(zhǔn)尺；2)架設(shè)儀器，粗平；3)瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)->調(diào)十字絲->調(diào)物鏡->精平->讀數(shù)記錄；4)轉(zhuǎn)向前視->重新精平->讀數(shù)記錄（切記不能動腳螺旋）5)搬站.74實(shí)驗(yàn)2普通水準(zhǔn)測量實(shí)習(xí)BM1TP1測站測點(diǎn)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程

BM11.563+0.57719.431TP10.986TP11.762－0.066?A1.828校核∑a