水准仪使用及计算方法.doc

水准测量的实施

一、水准点
测绘部门在全国各地建立用水准测量方法获得其高程的控制点—水准点（BM）。
水准点有永久水准点和临时水准点。
水准点标志后，在水准记录本绘制“点之记”，绘制水准点的草图、对周围附近情况加以说明，注明水准点的编号。

图5 水准点 (单位：cm)

二、水准路线
水准测量所经过的路线，称为水准路线。
按照已知水准点布设情况,水准路线一般有以下几种形式：

图6 水准路线的形式

A：闭合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后又闭合到原来点的环形路线。
B：附合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后符合到另一高级水准点的路线。
C：往返水准路线（支水准路线）：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程到终点，又从终点返测到原来高级点的往返路线。
支水准路线长度为1~2Km。

三、水准测量的实施
水准测量采用往返测量法、改变仪器高法或双面尺法进行测量。
往返测量法步骤：
设定已知一水准点BM高程（123.446m），要测定B点的高程。
如图所示：

图7 水准测量的实施

1、置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的I处，并选择好前视转点ZD1，将尺置于A点和ZD1点上。测站在后视点与前视点的中间。
2、将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读出后视读数a。
3、转过望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数b。至此完成了一个测站的观测任务。（架一次仪器叫一个测站）
4、将仪器搬迁到下站II站，把第I站的后视尺移到第II站的转点ZD2上，此时第一站的前视成了第二站的后视。
5、按2．3步骤测出第II站的后、前视读数。如此重复至B点。
表2-1 水准测量记录表

第四节 水准测量的成果整理
水准测量的外业测量数据经检核后，如果满足了精度要求，就可以进行内业成果计算，即调整高差闭合差（将高差闭合差按误差理论合理分配到各测段的高差中去），最后求出未知点的高程。
一、高差闭合差计算
1、计算校核　　　　　　　　　　　Hab=∑H=∑a-∑b
2、测站校核 水准测量是个连续的过程，一个测站的误差或错误有累积影响，为了保证每个测站的正确性。
用二次仪高法或双面尺法对每一个测站进行校核。
二次仪高法：是在同一个测站上用两次不同的仪器高度测得两次高差进行校核。
第一次仪器观测高差：H1=a1-b1
第一次仪器观测高差：H2=a2-b2
两次高差满足：H1-H2<=5mm
3、成果校核
高差闭合差fh：测量成果由于测量误差的影响，使得水准路线的实测高差值与应有值不相符，其差值称为高闭合差。
A：闭合水准路线 从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后又闭合到原来点的环形路线。高差总和理论值：∑h理=0
其高差闭合差：fh=∑h测
B：附合水准路线 从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后符合到另一高级水准点的路线。起、终点间的高差总和的理论值为∑H理=H终-H始
附合路线测得的高差总和∑H测与理论值∑H理的差值即为高差闭合差：
fh=∑h测-(H终-H始)
C：往返水准路线 （支水准路线） 从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程到终点，又从终点返测到原来高级点的往返路线。支水准路线长度为1~2Km
其高差闭合差：fh =∑h往+∑h返
当fh≤fh容时，认为外业测量成果合格，否则须重测。高差容许闭合差fh容
平原微丘区：fh容= ±40L(mm) L—水准路线长度（Km）
山岭重丘区：fh容= ±12n(mm) n—整个水准路线所设置的测站数
4、水准测量成果计算
调整高差闭合差（将高差闭合差按照误差理论合理分配到各测段的高差中去）
附合水准路线的高差闭合差调整及各点高程计算
下图为某附合水准路线观测成果略图。BMA和BMB为已知高程的水准点，BM1、BM2、BM3为高程待定的水准点。

图8 某附合水准路线观测成果略图
在表2-2中，计算出该路线的高差闭合差为+36mm，允许闭合差为120mm，fh < fh允。然后计算每测段高差改正值，最后计算出BM1、BM2、BM3、BM4的高程。
表2-2 附合水准路线计算
测段
测点
路线长度
实测高差
改正数
改后高差
高程
备注
1
BM.A
1.8
+16.310
-0.007
+16.303
36.444
fh=∑h测-(H终-H始)
=+0.036(m)
fh允= 0.12(m)
2
BM.1
2.0
+13.133
-0.008
+13.125
52.747
3
BM.2
1.4
+9.871
-0.006
+9.865
65.872
4
BM.3
2.6
-3.112
-0.010
-3.122
75.737
5
BM.4
1.2
+13.387
-0.005
+13.382
72.615

BM.B
9
49.589
-0.036
49.553
85.997

二、高差闭合差的分配和高程计算
对于闭合水准路线和附合水准路线，可按距离L或测站数n成比例的原则，将高差闭合差反号进行分配；对于支水准路线，则取往、返高差绝对值的平均值，高差符号以往测为准，作为改正后的高差即可。
A、高差闭合差
高差容许闭合差：
当高差闭合差在容许范围内时，为了更合理地推算出沿线各点的高程，内业应对高差闭合差进行调整，使fh＝0。
B、高差闭合差分配：
按照路线长度分配：

按照测站数分配：
式中：Vi—高差闭合差的改正数
[L]—路线总长（km）
LI—测段长度
[n] —测站数总和
ni—测段的测站数
C、高程计算
1）闭合水准路线的高差闭合差调整及各点高程计算
2）支水准路线的高差闭合差调整及各点高程计算

高程的计算有两种方法
1 已知高程+高差=待测高程 (高差法) 高差=前视度数-后视觉读数
2 已知高程+已知高程点读数=H H - 待测点读数=待测高程 (等高法)

如不是三、四等水准测量，可以把转点当作一个要测的点来测量，方法都一样的
后视-前视=高差
用后视点的高程+高差=前视点的高程