第二章水準測量當前1頁，總共48頁。第二章水準測量山東農業(yè)大學－測量學第一節(jié)水準測量的原理第二節(jié)水準測量的儀器與工具第三節(jié)水準測量的方法與校核第四節(jié)水準測量的成果整理當前2頁，總共48頁。引子：基本觀測元素：高差測量方法：山東農業(yè)大學－測量學第一節(jié)水準測量的原理距離：D角度：β，α高差：h①水準測量－水準儀高②三角高程測量－經緯儀、全站儀中③氣壓高程測量－海拔儀低④GPS高程測量－GPS接收機中1.1水準測量的原理

A原理：根據已知點高程，利用水準儀提供的水平視線，測量已知點和未知點間的高差，從而推算出未知點的高程。

測高差，算高程當前3頁，總共48頁。B高差測量：以圖為例山東農業(yè)大學－測量學后視點（尺、讀數）前視點（尺、讀數）高差h=后視讀數a-前視讀數bC高程計算：2.視線高法：1.高差法：1.hAB>0，hAB=0，hAB<0，A，B哪點高？2.hAB與hBA的關系當前4頁，總共48頁。2.水準儀水準儀：建立水平視線的儀器微傾水準儀、自動安平水準儀、數字水準儀山東農業(yè)大學－測量學第二節(jié)水準測量的儀器與工具

DS3當前5頁，總共48頁。ZeissKoni007自動安平水準儀當前6頁，總共48頁。電子水準儀圖電子水準儀圖條碼尺測量鍵當前7頁，總共48頁。2.水準儀微傾水準儀按精度不同分為：

DS05DS1DS3DS10

型號下標：毫米數，表示

1公里往、返測量的高差平均值的中誤差(由于儀器引起的)

。構造：

望遠鏡水準器基座S3水準儀外型山東農業(yè)大學－測量學第二節(jié)水準測量的儀器與工具

當前8頁，總共48頁。DS3水準儀物鏡目鏡圓水準器管水準器水平制動螺旋腳螺旋準星照門校正螺絲當前9頁，總共48頁。物鏡調焦螺旋腳螺旋水平微動螺旋目鏡調焦螺旋微傾螺旋三腳架DS3水準儀當前10頁，總共48頁。望遠鏡與視差（1）望遠鏡上絲下絲豎絲橫絲望遠鏡的十字絲山東農業(yè)大學－測量學目的：望遠鏡主要是用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數的。它主要由：物鏡、目鏡、調焦透鏡和十字絲分劃板組成。當前11頁，總共48頁。視差：視差：如果目標象沒有落在十字絲面上，則當觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到目標象與十字絲之間有相對錯動。這種現象稱為視差。視差影響瞄準的精度。即望遠鏡內目標像與十字絲分劃板未重合?，F象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置，十字絲與目標的像有相對移動。消除視差的步驟：

目鏡調焦，使十字絲最清晰；物鏡調焦，使目標像最清晰。山東農業(yè)大學－測量學當前12頁，總共48頁。（2）水準器是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。水準器分管水準器和圓水準器兩種水準管圓水準器軸山東農業(yè)大學－測量學DS3水準儀圓水準器管水準器當前13頁，總共48頁。觀察窗山東農業(yè)大學－測量學為了提高氣泡居中精度，在水準管上方裝有一組棱鏡，將水準氣泡兩端的影像反射到目鏡旁邊的氣泡觀察窗中。當氣泡居中時，兩個半泡影像就符合在一起，如圖。這種帶有符合棱鏡的水準器叫符合水準器當前14頁，總共48頁。水準器基座的作用是支撐儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接基座主要是有軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板組成。轉到腳螺旋，可使圓水準氣泡居中（三）基座山東農業(yè)大學－測量學當前15頁，總共48頁。1）作用：用于讀數

2）分類：塔尺(3-5m)(木質、鋁合金)

直尺(3m)(木質、銦鋼)3）刻劃：最小刻劃為0.5cm,1cm。山東農業(yè)大學－測量學2.2水準尺

當前16頁，總共48頁。山東農業(yè)大學－測量學2.3尺墊防止尺子下沉，便于尺子轉動當前17頁，總共48頁。水準儀的使用1、安置：用連接螺旋把儀器固定在三腳架上2、粗平：使三腳架架頭大致水平，轉動腳螺旋使圓水準器的氣泡居中3、瞄準：通過望遠鏡看清楚并對準水準尺，以便正確讀數。4、精平：用微傾螺旋使水準管氣泡居中（符合氣泡符合）5、讀數：用十字絲的橫絲在水準尺上讀數（先讀毫米數，然后米，分米，厘米數。每次讀四位數，“0”也是必須記錄的數字。）山東農業(yè)大學－測量學當前18頁，總共48頁。水準管的校正螺絲像片1、安置

安置就是將儀器安放在測站上以便觀測。首先打開三腳架，調節(jié)架腳長度使儀器高度和觀測者頸部齊平，目估架頭大致水平，取出儀器放在架頭上，用連接螺旋將其與三腳架連緊，踩實腳架。山東農業(yè)大學－測量學當前19頁，總共48頁。水準管的校正螺絲像片圓水準管腳螺旋2、粗平

用連接螺旋把儀器固定在三腳架上，固定兩個腳架，動第三個腳架，使三腳架架頭大致水平，轉動腳螺旋使圓水準器的氣泡居中。山東農業(yè)大學－測量學當前20頁，總共48頁。粗平:左手拇指法則，即氣泡移動方向始終和左手大拇指移動方向一致。山東農業(yè)大學－測量學當前21頁，總共48頁。調節(jié)目鏡：照準明亮的物體（如白墻）調節(jié)目鏡使之適合自己的視力（十字絲最清晰）；粗瞄準：轉動儀器，利用望遠鏡外殼上的準星瞄準目標；物鏡調焦：轉到調焦螺旋使水準尺的像清晰的落在十字絲分劃板上；消除視差：反復的交替進行物鏡和目鏡調焦，直至視差消除為止。精確瞄準：轉動調焦螺旋使目標象清晰，檢查有無“視差”（消除視差）。用微動螺旋慢慢轉動望遠鏡，直至精確瞄準目標為止（十字絲的縱絲靠近水準尺）3、瞄準山東農業(yè)大學－測量學當前22頁，總共48頁。

使管水準氣泡居中，從而使視準軸精確水平調節(jié)微傾螺旋，使兩個半泡影像做相對運動，直至符合，精平完成。觀察窗4、精平山東農業(yè)大學－測量學注意：每讀數之前都需要進行精平當前23頁，總共48頁。（普通水準尺）讀數應從小到大，一般先估讀出毫米數，然后報出全部四位讀數。水準尺讀數0859，記為0.859m。注意:每次讀數時，要保證水準儀嚴格水平。5、讀數山東農業(yè)大學－測量學當前24頁，總共48頁。

bc瞄準與讀數水準測量的瞄準與讀數adb

a0.7256.2521.533山東農業(yè)大學－測量學當前25頁，總共48頁?！皭圩o儀器就象愛護自己的眼睛一樣”“抱著儀器就象抱著自己的孩子一樣”山東農業(yè)大學－測量學

水準儀基本操作

高度、角度適中，架頭大致水平，儀器安全連接1、安置2、粗平1）圓水準器,腳螺旋整平；2）技巧3、照準1）目鏡調焦；2）粗略照準；3）物鏡調焦；4）精確照準；5）消除視差4、精平5、讀數1）管水準器；2）拋物線對齊；3）技巧1）先小后大，讀4位；2）讀后檢查氣泡精平當前26頁，總共48頁。水準測量注意事項

由于測量誤差是不可避免的，我們無法完全消除其影響。但是可采取一定的措施減弱其影響，以提高測量成果的精度。同時應絕對避免在測量成果中存在錯誤，因此在進行水準測量時，應注意以下各點：

⑴、觀測前對所用儀器和工具，必須認真進行檢驗和校正。

⑵、在野外測量過程中，水準儀及水準尺應盡量安置在堅實的地面上。三腳架和尺墊要踩實，以防儀器和尺子下沉。

⑶、前、后視距離應盡量相等，以消除視準軸不平行水準管軸的誤差和地球曲率與大氣折光的影響。山東農業(yè)大學－測量學當前27頁，總共48頁。

⑷、前、后視距離不宜太長，一般不要超過100m。視線高度應使上、中、下三絲都能在水準尺上讀數以減少大氣折光影響。

⑸、水準尺必須扶直不得傾斜。使用過程中，要經常檢查和清除尺底泥土。塔尺銜接處要卡住，防止二、三節(jié)塔尺下滑。

⑹、讀完數后應再次檢查氣泡是否仍然吻合，否則應重讀。

⑺、記錄員要復誦讀數，以便核對。記錄要整潔、清楚端正。如果有錯，不能用橡皮擦去而應在改正處劃一橫，在旁邊注上改正后的數字。

⑻、在烈日下作業(yè)要撐傘遮住陽光避免氣泡因受熱不均而影響其穩(wěn)定性。山東農業(yè)大學－測量學當前28頁，總共48頁。水準測量分類：①等級水準測量：一、二、三、四等②普通水準測量（等外）山東農業(yè)大學－測量學第三節(jié)水準測量的方法與校核3.1水準點與水準路線

1、

水準點：BenchMark,常用BM,或B.M.表示分為：①永久性；②臨時性三當前29頁，總共48頁。2、

水準路線（單一路線）分：

1）閉合水準路線；

2）附合水準路線；

3）支水準路線。

山東農業(yè)大學－測量學當前30頁，總共48頁。3.2普通水準測量1.測量原理：兩點高差較大或兩點距離較遠時，多站觀測（繪圖）山東農業(yè)大學－測量學概念：1)測點；2）轉點；3）測站；4）測段；5)路線AP前進方向hAP

=h1+h2+h3Hp＝HA＋hAPh1h2h3hAP當前31頁，總共48頁。2.

觀測程序3、記錄計算

(見教材)

A：表格化，依規(guī)定表格填寫；

B：要求字跡清晰、工整、干凈；

C：邊記邊算、正確無誤；

山東農業(yè)大學－測量學4.

校核方法【為什么要校核？】（1）

測站校核為了確保觀測高差正確無誤，須對各測站的觀測高差進行檢核，這種檢核稱為測站檢核。常用的檢核方法有兩次儀器高法和雙面尺法兩種：當前32頁，總共48頁。1）兩次儀器高法

兩次儀器高法是在同一測站上用兩次不同的儀器高度，兩次測定高差。即測得第一次高差后，改變儀器高度約10cm以上，再次測定高差。若兩次測得的高差之差未超過6mm，則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則需重測。

山東農業(yè)大學－測量學當前33頁，總共48頁。兩次儀器高法：立尺，尺中間安置水準儀，粗平照準后視尺，精平，讀數照準前視尺，精平，讀數計算高差變動儀器高（升或降大于10cm）再觀測高差互差不大于±6mm時，取平均值雙儀高法：在同一測站上變動儀器高測兩次（±10cm）

h1=a1-b1h2=a2-b2△h=|h1-h2|≤6mmh=(h1+h2)/2山東農業(yè)大學－測量學當前34頁，總共48頁。

2）雙面尺法

雙面尺法是在一測站上，儀器高度不變，分別用雙面水準尺的黑面和紅面兩次測定高差。若兩次測得高差之差未超過6mm，則取其平均值作為該測站的高差。否則需要重測。山東農業(yè)大學－測量學當前35頁，總共48頁。雙面尺法（黑面、紅面）：用雙面尺，每尺均讀黑、紅面讀數立尺，尺中間安置水準儀，粗平瞄準后視尺黑面，精平，讀數瞄準前視尺黑面，精平，讀數瞄準前視尺紅面，精平，讀數瞄準后視尺紅面，精平，讀數黑面：以零開始刻劃紅面：一尺從4687開始刻劃，另一尺從4787開始紅黑面計算高差理論上相差0.1m雙面尺法：黑紅尺（4687/4787）H黑=a黑-b黑H紅=a紅-b紅±100△h=|h黑-h紅|≤6mmh=(h黑+h紅)/2山東農業(yè)大學－測量學當前36頁，總共48頁。山東農業(yè)大學－測量學（2）

路線校核A高差閉合差的計算閉合路線：附合路線：支路線：B容許閉合差的計算――多用于平坦地區(qū)――多用于丘嶺山區(qū)其中，L為路線長度(以km記)；n為測站數，支路線以單程計，若測量結果小于限差，則合格。當前37頁，總共48頁。實習遇到的問題1、水準尺黑面，00要位于地面上。2、搬站時，搬動儀器手要握在儀器與三腳架的連接處。3、儀器不離人，水準尺不能隨意放置。4、水準氣泡是酒精和乙醚的混合液，哪里偏高，氣泡就在哪里。5、前后視距相等。山東農業(yè)大學－測量學當前38頁，總共48頁。5、數據記錄山東農業(yè)大學－測量學當前39頁，總共48頁。6、后視變前視，水準尺位置不動AP前進方向h1h2h3hAP山東農業(yè)大學－測量學當前40頁，總共48頁。計算步驟如下（以附合水準路線為例）：

⑴計算實測高差之和∑h測與理論高差∑h理＝H終一H始

⑵計算高差閉合差

⑶計算容許閉合差如果│fh│<=│fh容│，則其精度符合要求，可做下一步計算。

⑷計算高差改正數

高差閉合差的調整方法和原則：按與測站數或與距離成正比的分配原則，改正數的符號與閉合差的符號相反。

每一測站的改正數為：各測段的改正數為：

檢核∑v=-fh第四節(jié)水準測量的成果整理山東農業(yè)大學－測量學當前41頁，總共48頁。

⑸計算改正后高差h改

各測段觀測高差hi分別加上相應的改正數后vi，即得改正后高差：

h1改=h1+v1

h2改=h2+v2

……

hi改=hi+vi改正后的高差代數和，應等于高差的理論值，即：

∑h總=∑h理

如不相等，說明計算中有錯誤存在。山東農業(yè)大學－測量學當前42頁，總共48頁。

⑹待定點高程計算

測段起點高程加測段改正后高差，即得測段終點高程，以此類推。最后推出的終點高程應與該點的已知高程相等。即：

H1=HA+h1總

H2=H1+h2總

……

HA（算）=HA(已知)計算中應注意各項檢核的正確性。山東農業(yè)大學－測量學當前43頁，總共48頁。水準測量高程計算(一）高差閉合差計算高差閉合差