三水准测量.pptx

本节重点本节重点n掌握水准测量原理掌握水准测量原理n认识水准仪和水准尺认识水准仪和水准尺高程测量的方法分类高程测量的方法分类按使用的仪器和测量方法分为：按使用的仪器和测量方法分为：n 水准测量水准测量(leveling)仪器仪器：水准仪、水准尺：水准仪、水准尺 方法方法：利用水平视线测量两点之间的高：利用水平视线测量两点之间的高 差，再由已知点差，再由已知点高程求出未知点高程。高程求出未知点高程。n 三角高程测量三角高程测量(trigonometric leveling)n 气压高程测量气压高程测量(air pressure leveling)n GPS测量测量(GPS leveling)3-1 水准测量原理水准测量原理n在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量仪器在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量仪器提供的一条提供的一条水平视线水平视线，瞄准并在水准尺上读数，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。从而求得两点间的高差。前进方向前进方向水平视线水平视线大地水准面大地水准面HiHAHBAB后视尺后视尺前视尺前视尺abhab（1 1）高差法）高差法 根据水准仪提供的水平视线在根据水准仪提供的水平视线在A A点水准尺点水准尺上读数为上读数为a a（后视读数），（后视读数），B B点水准尺上读数为点水准尺上读数为b b（前视读数），则（前视读数），则A A、B B两点的高差为：两点的高差为：h hABAB=a-b=a-b B B点的高程：点的高程：H HB B=H=HA A+h+hABAB =H=HA A+(a-b)+(a-b)注意：注意：在计算高差在计算高差h hABAB时，一定要注意时，一定要注意h hABAB的下的下标字母顺序：标字母顺序：h hABAB表示表示A A点至点至B B点的高差。点的高差。已知已知H HA A，求，求H HB B？已知已知H HA A，求，求H HB B？（2 2）视线高法视线高法 B B点高程也可以通过水准仪视线高程点高程也可以通过水准仪视线高程H Hi i（也称为仪器高程）来计算，（也称为仪器高程）来计算，即即 H Hi i=H=HA A+a+a 则则 H HB B=(H=(HA A+a)-b=H+a)-b=Hi i-b-b 连续水准测量连续水准测量 转点转点 测站测站n转点（转点（TP turning point）：如果两点间高差较如果两点间高差较大或相距较远，仅安置一次仪器不能测得它们的大或相距较远，仅安置一次仪器不能测得它们的高差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为高差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高程的临时点，即转点。传递高程的临时点，即转点。n测站测站：相邻两个立尺点间安置仪器的位置称为测：相邻两个立尺点间安置仪器的位置称为测站。站。n连续水准测量连续水准测量：依次连续地在两个立尺点中间安：依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，最后取各个测置水准仪来测定相邻各点间高差，最后取各个测站高差的代数和，即求得两点间的高差值。站高差的代数和，即求得两点间的高差值。BMA BMB 1.444 1.324TP2TP2h h2 2=+0.120=+0.1201.822 0.876TP3TP3h h3 3=+0.946=+0.9461.8201.435TP4TP4h h4 4=+0.385=+0.3851.4221.304h h5 5=+0.118=+0.118前进前进方向方向1.1341.677TP1TP1h h1 1=-0.543=-0.543连续测量示意图连续测量示意图n欲求欲求h hABAB，在，在A A点至点至B B点水准路线上增设点水准路线上增设n n-1-1个转点，个转点，安置安置n n次水准仪，依次连续地测定相邻两点间高差次水准仪，依次连续地测定相邻两点间高差h h1 1h hn n，即，即 h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h hn n=a=an n-b-bn n 则则 h hABABh h1 1+h h2 2+h hn n=h=a=h=a-bb H HB B=H=HA A+h+hABAB=H=HA A+（a a-bb）3-2 水准测量仪器及其操作水准测量仪器及其操作 主要仪器：主要仪器：水准仪、水准尺、尺垫水准仪、水准尺、尺垫1、水准仪、水准仪 精度系列精度系列:分分DS05DS05、DS1DS1、DS3DS3，DS10,DS10,下标下标“0505”、“1 1”、“3 3”及及“1010”等数字表示该类等数字表示该类仪器的精度，每公里往返测高差中数的中误差。仪器的精度，每公里往返测高差中数的中误差。精密水准仪（精密水准仪（DS05DS05、DS1DS1），配有相应的精密），配有相应的精密水准尺，用于国家一二等水准测量、大型工程建水准尺，用于国家一二等水准测量、大型工程建筑物施工及变形测量以及地下建筑测量。普通水筑物施工及变形测量以及地下建筑测量。普通水准仪（准仪（DS3DS3，DS10DS10），用于国家三四等及普通水准），用于国家三四等及普通水准测量（等外）。测量（等外）。照准目标和读数照准目标和读数望远镜望远镜水准器水准器基座基座仪器整平仪器整平支撑仪器支撑仪器1准星准星 2水准管水准管 3缺口缺口 4目镜目镜 5圆圆水水准准器器 6圆圆水水准准器器校校正正螺螺丝丝 7脚脚螺螺旋旋 8三三角角底底板板9水水平平制制动动螺螺旋旋10物物镜镜调调焦焦螺螺旋旋 11物镜物镜 12水平微动螺旋水平微动螺旋 13微倾螺旋微倾螺旋 水准仪构造（1 1）望远镜望远镜(telescope)由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜调焦螺旋、目镜调焦螺旋组成，调焦螺旋、目镜调焦螺旋组成，用于照准和读用于照准和读数数。望远镜视准轴望远镜视准轴：通过物镜光心与十字丝交点的：通过物镜光心与十字丝交点的连线连线CC。CCn成像原理成像原理：目标经过物镜和调焦（凹）透镜的：目标经过物镜和调焦（凹）透镜的作用在镜筒内成一倒立实像，转动物镜调焦螺作用在镜筒内成一倒立实像，转动物镜调焦螺旋让调焦透镜与物镜作相对移动，使目标的实旋让调焦透镜与物镜作相对移动，使目标的实像清晰地反映到十字丝分划板平面上，经过目像清晰地反映到十字丝分划板平面上，经过目镜的作用，目标的实像和十字丝同时被放大成镜的作用，目标的实像和十字丝同时被放大成虚像，这样即可看清并照准远处目标。虚像，这样即可看清并照准远处目标。物物镜镜目目镜镜调调焦焦透透镜镜倒立小实像倒立小实像放大的虚像放大的虚像n放大倍率放大倍率：放大的虚像对眼睛所张的视角：放大的虚像对眼睛所张的视角与远处目标视角与远处目标视角之比之比V=/。物物镜镜目目镜镜调调焦焦透透镜镜n视差：视差：当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处当望远镜瞄准目标后，眼睛在目镜处上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标上下左右作少量的移动，发现十字丝和目标有着相对的运动，这种现象称为视差。有着相对的运动，这种现象称为视差。造成视差的原因：造成视差的原因：由于物镜调焦螺旋调焦不完善由于物镜调焦螺旋调焦不完善，使目标成像与十字丝分划板不在同一平面内。，使目标成像与十字丝分划板不在同一平面内。消除视差的方法：消除视差的方法：先进行目镜调焦，使十字先进行目镜调焦，使十字丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦，使丝十分清晰；再瞄准目标进行物镜调焦，使目标十分清晰，使目标与十字丝平面之间没目标十分清晰，使目标与十字丝平面之间没有相对移动。有相对移动。（2）水准器）水准器(bubble)水准器是用来指示仪器的某一轴线或平面是水准器是用来指示仪器的某一轴线或平面是否水平或垂直的一种装置。包括：否水平或垂直的一种装置。包括：圆水准器圆水准器：指示仪器竖轴是否垂直，仪器粗平：指示仪器竖轴是否垂直，仪器粗平管水准器管水准器：指示视准轴（物镜光心与十字丝的：指示视准轴（物镜光心与十字丝的连线）是否水平，仪器精平；连线）是否水平，仪器精平；符合水准器符合水准器：仪器精平。：仪器精平。圆水准器：圆水准器：圆水准器顶面玻璃圆水准器顶面玻璃的内表面是球面，中央的内表面是球面，中央有一圆分划圈，圆圈的有一圆分划圈，圆圈的中心为水准器零点，过中心为水准器零点，过零点的球面法线零点的球面法线LLLL为圆水准器的水准轴。为圆水准器的水准轴。指示仪器竖轴是否垂直指示仪器竖轴是否垂直管水准器管水准器n分划线的中点分划线的中点S S作为作为水准管零点水准管零点；过零点且与；过零点且与圆弧相切的切线圆弧相切的切线LLLL称为水准管的称为水准管的水准轴水准轴。n当水准气泡中点与水准管零点重合时，称为当水准气泡中点与水准管零点重合时，称为气泡居中气泡居中，此时水准轴处于水平位置。气泡，此时水准轴处于水平位置。气泡每移动一格（每移动一格（2mm2mm），水准轴所倾斜的角度），水准轴所倾斜的角度称为水准管角值（分划值）。称为水准管角值（分划值）。指示视准轴是否水平指示视准轴是否水平符合水准器符合水准器n为了提高水准管气泡的居中精度和便于观察，在水准为了提高水准管气泡的居中精度和便于观察，在水准管的上方安装一组符合棱镜系统。通过符合棱镜的反管的上方安装一组符合棱镜系统。通过符合棱镜的反射作用，使气泡两端的半像反映在望远镜旁的符合气射作用，使气泡两端的半像反映在望远镜旁的符合气泡观察窗中。当气泡的两个半像吻合时，表示气泡居泡观察窗中。当气泡的两个半像吻合时，表示气泡居中；错开时则表示没有居中，此时，可转动微倾螺旋中；错开时则表示没有居中，此时，可转动微倾螺旋使气泡吻合。使气泡吻合。（3）基座）基座(tribrach)基座的作用基座的作用:支承仪器的上部支承仪器的上部 并通过连接螺旋并通过连接螺旋使仪器与三脚架相连。它包括轴套、脚螺旋、使仪器与三脚架相连。它包括轴套、脚螺旋、三角形底板等，仪器竖轴插入轴套内。三角形底板等，仪器竖轴插入轴套内。整个仪器的上部可以绕仪器竖轴在水平方向整个仪器的上部可以绕仪器竖轴在水平方向旋转。转动脚螺旋，可使圆水准器气泡居中。旋转。转动脚螺旋，可使圆水准器气泡居中。2、水准尺、尺垫、水准尺、尺垫n水准尺水准尺n双面水准尺双面水准尺：用于三、四等水用于三、四等水准测量，准测量，cmcm分划。分划。n单面水准尺单面水准尺：代替双面尺，：代替双面尺，cmcm分划分划n铟钢水准尺铟钢水准尺：用于一、二等水：用于一、二等水准测量，准测量，mmmm分划。分划。双面水准尺双面水准尺n分分“黑面尺黑面尺”和和“红面尺红面尺”，尺面，尺面基本分划基本分划1cm，分划处用倒写的数，分划处用倒写的数字加以标记，以便观测时呈正像数字加以标记，以便观测时呈正像数字字。n必须成对使用必须成对使用：为了避免观测时产：为了避免观测时产生印象误差和各站的计算检核，黑生印象误差和各站的计算检核，黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，从固定数值底，从固定数值4.687m4.687m或或4.787m4.787m开开始，此数值称为零点差。始，此数值称为零点差。尺垫尺垫n尺垫（尺台）尺垫（尺台）：用于转点立尺，：用于转点立尺，生铁铸成，一般为三角形，中生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的圆顶，以便放置央有一突起的圆顶，以便放置水准尺，下有三尖脚可以插入水准尺，下有三尖脚可以插入土中。土中。第三节第三节 常规水准仪的使用常规水准仪的使用n掌握水准仪的使用方法掌握水准仪的使用方法n掌握等外水准测量方法掌握等外水准测量方法水准仪的使用步骤：水准仪的使用步骤：安置安置粗平粗平瞄准瞄准精平精平读数读数 将水准仪装于三脚架上，将水准仪装于三脚架上，安置安置在选好的测站上，在选好的测站上，三脚架头大致水平，仪器的各种螺旋都调整到适三脚架头大致水平，仪器的各种螺旋都调整到适中位置，以便螺旋向两个方向均能转动。用脚螺中位置，以便螺旋向两个方向均能转动。用脚螺旋调整圆水准器的气泡居中，称为旋调整圆水准器的气泡居中，称为粗平粗平；放松制；放松制动螺旋，水平方向转动望远镜，用准星和照门大动螺旋，水平方向转动望远镜，用准星和照门大致致瞄准瞄准水准标尺；固定制动螺旋，用微动螺旋使水准标尺；固定制动螺旋，用微动螺旋使望远镜精确瞄准水准尺；用微倾螺旋使水准管气望远镜精确瞄准水准尺；用微倾螺旋使水准管气泡居中，称为泡居中，称为精平精平；最后通过望远镜用十字丝中；最后通过望远镜用十字丝中间的横丝在水准尺上间的横丝在水准尺上读数读数。操作要点操作要点（1）安置）安置n安置水准仪时，先考虑测站安置水准仪时，先考虑测站前、后视距近似相等前、后视距近似相等。n安置水准仪的方法，通常是先将脚架的两条腿取安置水准仪的方法，通常是先将脚架的两条腿取适当位置安置好，然后一手握住第三条腿作前后适当位置安置好，然后一手握住第三条腿作前后移动和左右摆动。一手扶住脚架顶部，眼睛注意移动和左右摆动。一手扶住脚架顶部，眼睛注意圆水准器气泡的移动，使之不要偏离中心太远。圆水准器气泡的移动，使之不要偏离中心太远。n如果地面比较松软则应用脚踏实，使仪器稳定。如果地面比较松软则应用脚踏实，使仪器稳定。n当地面倾斜较大时，应将三脚架的一个脚安置在当地面倾斜较大时，应将三脚架的一个脚安置在倾斜方向上，将另外两个脚安置在与倾斜方向垂倾斜方向上，将另外两个脚安置在与倾斜方向垂直的方向这样可以使仪器比较稳固。直的方向这样可以使仪器比较稳固。（2）粗平（）粗平（左手大拇指法左手大拇指法）n粗平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡居中。粗平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡居中。n方法：方法：对向转动脚螺旋对向转动脚螺旋1 1、22使气泡移至使气泡移至1 1、2 2方向中间方向中间转动脚螺旋转动脚螺旋3 3，使气泡居中。，使气泡居中。规律：规律：气泡移动方向与气泡移动方向与左手大拇指左手大拇指运动方向一致运动方向一致 a a123b b312c c312 123（3）瞄准）瞄准n先将十字丝调至清晰。先将十字丝调至清晰。n使用望远镜的瞄准器，在基本瞄准水准尺使用望远镜的瞄准器，在基本瞄准水准尺后立即用制动螺旋将仪器制动。后立即用制动螺旋将仪器制动。n转动调焦螺旋至成象清晰，并转动调焦螺旋至成象清晰，并消除视差消除视差。n最后用微动螺旋转动望远镜使十字丝的竖最后用微动螺旋转动望远镜使十字丝的竖丝对准水准尺。丝对准水准尺。（4）精平）精平n用微倾螺旋调整水准管气泡居中，使视线用微倾螺旋调整水准管气泡居中，使视线精确水平。精确水平。n由于气泡的移动有惯性，所以转动微倾螺由于气泡的移动有惯性，所以转动微倾螺旋的速度不能快，特别在符合水准器的两旋的速度不能快，特别在符合水准器的两端气泡影象将要对齐的时候尤应注意。端气泡影象将要对齐的时候尤应注意。n只有当气泡已经只有当气泡已经稳定不动而又居中稳定不动而又居中的时候的时候才达到精平的目的。才达到精平的目的。（5）读数）读数n精平状态下精平状态下(符合气泡符合时符合气泡符合时)读数。读数。n先看好厘米的估读数（毫米），然后将全部读先看好厘米的估读数（毫米），然后将全部读数报出。数报出。n一般习惯上是报四个数字，即米、分米、厘米、一般习惯上是报四个数字，即米、分米、厘米、毫米，并且以毫米为单位。例如毫米，并且以毫米为单位。例如1.367m或或1367四字。四字。n在尺上读数时务必坚持从小往大读的原则，特在尺上读数时务必坚持从小往大读的原则，特别是当望远镜中看到的标尺为倒像时更应注意，别是当望远镜中看到的标尺为倒像时更应注意，此时应从上往下读。此时应从上往下读。水准测量的瞄准和读数示例水准测量的瞄准和读数示例水准测量的瞄准和读数示例水准测量的瞄准和读数示例07310731 6228622814591459水准测量现场水准测量现场3-5 普通水准测量的外业普通水准测量的外业n水准测量工作可分成水准测量工作可分成外业外业和和内业内业两部分。两部分。n主要包括：主要包括：1 标定标定水准点，水准点，2 选定选定水准路线水准路线，3 水准测量水准测量，4 水准测量的水准测量的检核检核。1、标定水准点、标定水准点n水准点水准点（Bench Mark）：）：用水准测量的方用水准测量的方法测定的高程控制点，记为法测定的高程控制点，记为“BMBM”，分永久，分永久性和临时性性和临时性。n等级水准点等级水准点:为了统一全国的高程系统和满足为了统一全国的高程系统和满足各种测量工作的需要，测绘部门在全国各地各种测量工作的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定的一系列高程点。这些点是我们埋设并测定的一系列高程点。这些点是我们引测高程的依据。引测高程的依据。n我国水准点的高程是从我国水准点的高程是从青岛水准原点青岛水准原点起算的。起算的。n水准点的标定水准点的标定：当要在某测区进行水准测量：当要在某测区进行水准测量时，就需选择、标定足够数量的新水准点。时，就需选择、标定足够数量的新水准点。水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使水准点应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。用方便的地点。n水准点的标定方法：水准点的标定方法：埋石、刻线、打木桩、埋石、刻线、打木桩、钉铁钉和钉铁钉和墙脚水准标志墙脚水准标志等等，所有水准点都应，所有水准点都应绘制绘制水准点点之记水准点点之记。n点之记点之记：对水准点进行编号，并写明水准点对水准点进行编号，并写明水准点的高程，并绘出水准点与附近固定建筑物或的高程，并绘出水准点与附近固定建筑物或其它明显地物关系的点位图，作为水准测量其它明显地物关系的点位图，作为水准测量的成果一并保存。水准点编号前通常加的成果一并保存。水准点编号前通常加BMBM字字样，作为水准点的代号样，作为水准点的代号。2、选定水准路线、选定水准路线n水准路线水准路线(leveling line)：由已知水准点由已知水准点开始或在两已知水准点之间按一定形式进开始或在两已知水准点之间按一定形式进行水准测量的测量路线行水准测量的测量路线。n水准路线分水准路线分单一水准路线单一水准路线和和水准网，水准网，普通普通水准测量常采用单一水准路线水准测量常采用单一水准路线单一水准路线的三种形式：单一水准路线的三种形式：p 闭合水准路线闭合水准路线(closed leveling line)由某高级水准点由某高级水准点BM1出发，沿出发，沿各待定高程点各待定高程点测测量，再闭合到原水准点量，再闭合到原水准点BM1p 附合水准路线附合水准路线(annexed leveling line)由某高级水准点由某高级水准点BM1出发，沿出发，沿各待定高程点各待定高程点测测量，最后附和到另一高级水准点量，最后附和到另一高级水准点BM2p 支水准路线支水准路线(spur leveling line)由已知点由已知点BM1，沿，沿各待定高程点各待定高程点测量，最后到测量，最后到某一待定水准点某一待定水准点A。但其路线既不符合也不闭合。但其路线既不符合也不闭合。3.3.支水准路线支水准路线BM.ABM.A1 12 21BM.ABM.A2341.1.闭合水准路合水准路线2.2.附合水准路附合水准路线BM.ABM.ABM.BBM.B123备备 注注n附合水准路线附合水准路线的起点和终点高程已知，全线测量高差的起点和终点高程已知，全线测量高差之和应等于两点间的已知高差，以此作为之和应等于两点间的已知高差，以此作为检核检核。n闭合水准路线闭合水准路线的起、终点为同一点，因此所测高差之的起、终点为同一点，因此所测高差之和应为零，以此作为和应为零，以此作为检核检核。n支水准路线支水准路线既不附合又不闭合，必须往返观测，既不附合又不闭合，必须往返观测，利用利用往测与返测之差来作检核往测与返测之差来作检核，同时应限制路线总长，一，同时应限制路线总长，一般为般为2km。n水准测量的线路应尽可能沿各类道路选择，使线路通水准测量的线路应尽可能沿各类道路选择，使线路通过的地面坚实可靠，保证仪器和标尺稳定，线路的坡过的地面坚实可靠，保证仪器和标尺稳定，线路的坡度要尽量小，以减少测站数，保证观测精度。度要尽量小，以减少测站数，保证观测精度。3、普通水准测量（等外水准测量）方法、普通水准测量（等外水准测量）方法n已知已知H HA A19.153m19.153m，欲测定，欲测定B B点高程？步骤如下：点高程？步骤如下：（1 1）观测者在测站处安置水准仪，在）观测者在测站处安置水准仪，在BM.ABM.A和和TP.1TP.1点立尺，点立尺，TP.1TP.1安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，安放尺垫，依次瞄准、精平、读数，16321632和和1271mm1271mm。并计算该站高差为。并计算该站高差为+0.361m+0.361m （2 2）水准仪搬迁至测站）水准仪搬迁至测站2 2，转点，转点TP.1TP.1上的尺垫保上的尺垫保持不动，水准尺转向仪器方向，在转点持不动，水准尺转向仪器方向，在转点TP.2TP.2安放安放尺垫并立尺，读数为尺垫并立尺，读数为1.862m1.862m和和0.952m0.952m，计算高差，计算高差为为+0.910m+0.910m，按上法依次连续进行水准测量，直至，按上法依次连续进行水准测量，直至测测到到B B点点为为止。为为止。注意：注意：（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。（2）为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必）为保证高程传递的准确性，在相邻测站的观测过程中，必须使转点保持稳定（高程不变）。须使转点保持稳定（高程不变）。（3 3）普通水准测量记录手簿）普通水准测量记录手簿测站测站点号点号水准尺读数水准尺读数(m)高高 差差(m)高高 程程(m)备备 注注后视后视前视前视 +-BM.A1.6320.361 19.153 已知已知TP.11.271 19.514 TP.11.8620.910TP.20.95220.424 TP.21.3460.094TP.31.25220.518 TP.30.9310.547TP.41.478 19.971 TP.40.8360.389 B1.225 19.582计算检计算检核核6.607 6.1781.365 0.936a-b=+0.429 h=+0.429备备 注注n每次读数时均应使符合水准气泡严密吻合。每次读数时均应使符合水准气泡严密吻合。n每个转点均应安放尺垫，但所有已知水准每个转点均应安放尺垫，但所有已知水准点和待求高程点上不能放置尺垫。点和待求高程点上不能放置尺垫。4、水准测量的检核、水准测量的检核 （1）计算检核计算检核 B B点对点对A A点的高差等于各转点之间高差的代数和，点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，此式用作计也等于后视读数之和减去前视读数之和，此式用作计算检核。但计算检核只能算检核。但计算检核只能检查计算是否正确检查计算是否正确，不能检，不能检核观测和记录时是否产生错误。核观测和记录时是否产生错误。（2 2）测站检测测站检测 对每一测站而言，为了对每一测站而言，为了校核每次水准尺读数有无校核每次水准尺读数有无差错差错，可采用，可采用改变仪器高的方法改变仪器高的方法或或双面尺法双面尺法进行检核。进行检核。n改变仪器高法改变仪器高法 在每一测站测得高差后，改变仪器高在每一测站测得高差后，改变仪器高度（即重新安置与整平仪器）在度（即重新安置与整平仪器）在0.lm0.lm以上以上再测一次高差，或者用再测一次高差，或者用2 2台水准仪同时观测。台水准仪同时观测。两次测得高差的差值在两次测得高差的差值在5mm5mm以内时，取两以内时，取两次高差平均值作为该站测得的高差值。次高差平均值作为该站测得的高差值。n双面尺法双面尺法 仪器高度不变，读取每一根双面尺的黑仪器高度不变，读取每一根双面尺的黑面与红面的读数，分别计算同一双面尺的黑面与红面的读数，分别计算同一双面尺的黑面与红面读数之差及两个黑面尺的高差面与红面读数之差及两个黑面尺的高差h h黑黑与与两个红面尺的高差两个红面尺的高差h h红红。若同一水准尺红面与。若同一水准尺红面与黑面（加常数后）之差在黑面（加常数后）之差在土土3mm3mm以内，且黑面以内，且黑面尺高差尺高差h h黑黑与红面尺高差与红面尺高差h h红红之差不超过之差不超过土土5mm5mm，则取黑、红面高差平均值作为该站测得的高则取黑、红面高差平均值作为该站测得的高差值。差值。（3）路线检核路线检核 对于一条水准路线来讲，虽然每一站对于一条水准路线来讲，虽然每一站经检核合格，误差也许很小，但随着测站经检核合格，误差也许很小，但随着测站数的增多可能使数的增多可能使误差积累误差积累，有时也会超过，有时也会超过规定的容许限差，因此，还必须对整条水规定的容许限差，因此，还必须对整条水准路线作检核。准路线作检核。水准路线常用水准路线常用附合路线检核附合路线检核、闭合路闭合路线检核线检核或或支路线往返测检核支路线往返测检核等。等。n水准测量的外业工作结束后，应对手簿中的记录和水准测量的外业工作结束后，应对手簿中的记录和计算作认真检查，如外业成果符合精度要求，则可计算作认真检查，如外业成果符合精度要求，则可进行水准路线闭合差的计算及调整，以及计算各待进行水准路线闭合差的计算及调整，以及计算各待定点的高程，这项工作称为水准测量的定点的高程，这项工作称为水准测量的内业内业。n内容包括：内容包括：n水准路线高差闭合差计算与校核；水准路线高差闭合差计算与校核；n 高差闭合差的分配和计算改正后的高差；高差闭合差的分配和计算改正后的高差；n 计算各点改正后的高程计算各点改正后的高程。3-6 普通水准测量内业普通水准测量内业1、高差闭合差的计算与校核、高差闭合差的计算与校核n观测值与重复观测值之差，或与已知点的已知数观测值与重复观测值之差，或与已知点的已知数据的不符值，称为据的不符值，称为高差闭合差高差闭合差，常用，常用fh表示，一表示，一般表达式为般表达式为：fh f测测f理理n具体计算公式：具体计算公式：支水准路线支水准路线 闭合水准路线闭合水准路线 附合水准路线附合水准路线 n高差闭合差用来衡量观测成果的精度，它不能超过高差闭合差用来衡量观测成果的精度，它不能超过规定的限值。规定的限值。n普通水准测量的高差闭合差普通水准测量的高差闭合差(mm)容许值容许值 规定为规定为:平地平地 山地山地 式中式中 L L为测量路线长度为测量路线长度(km)(km)，n n为测站数为测站数。2、高差闭合差分配和计算改正后高差、高差闭合差分配和计算改正后高差 当高差闭合差在容许范围内时，可进行高差闭当高差闭合差在容许范围内时，可进行高差闭合差的分配。合差的分配。分配原则分配原则：按闭合差与路线长度：按闭合差与路线长度L L或测站数或测站数n n成正成正比的原则，将高差闭合差反其符号进行分配。比的原则，将高差闭合差反其符号进行分配。用数学公式表达用数学公式表达3、计算各点改正后的高程、计算各点改正后的高程 根据已知水准点高程和各测段改正后的高根据已知水准点高程和各测段改正后的高差，依次逐点推求各点改正后的高程，作为普通差，依次逐点推求各点改正后的高程，作为普通水准测量高程的最后成果。水准测量高程的最后成果。n改正后的高差改正后的高差等于第等于第i i测段观测高差测段观测高差hihi加上其相应加上其相应的高差改正数的高差改正数V Vhihi，即即4、算例、算例n如图，如图，BM.ABM.A 和和BM.BBM.B为已知水准点，按普通水准测为已知水准点，按普通水准测量的方法测得各测段观测高差和测段路线长度分量的方法测得各测段观测高差和测段路线长度分别标注在路线的上、下方。将计算成果列于表中。别标注在路线的上、下方。将计算成果列于表中。n先求闭合差为先求闭合差为 f fh h(1.331+1.813-1.424+1.340)-(9.578-(1.331+1.813-1.424+1.340)-(9.578-6.543)=0.0256.543)=0.025第一步计算高差闭合差：第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：第二步计算限差：故可进行闭合差分配第三步计算每第三步计算每km改正数：改正数：fh(1.331+1.813-1.424+1.340)-(9.578-6.543)=0.025m=25mm第四步计算各段高差改正数：第四步计算各段高差改正数：。第五步计算各段改正后高差后，计算第五步计算各段改正后高差后，计算1 1、2 2、3 3各点的各点的高程。高程。改正后高差改正后高差=改正前高差改正前高差+改正数改正数V Vi i 四舍五入后，使：四舍五入后，使：故有：V1=-2mm，V2=-8mm，V3=-7mm，V4=-8mm。故可得：故可得：H1=HBM-A+(h1+V1)=6.543+1.329=7.872(m)H2=H1+(h2+V2)=7.872+1.805=9.677(m)H3=H2+(h3+V3)=9.677-1.431=8.246(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=8.246+1.332=9.578(m)附合水准路线测量成果计算表附合水准路线测量成果计算表附合水准路线测量成果计算表附合水准路线测量成果计算表点号L(km)hi(m)v(m)h(m)H(m)BM.A 0.60+1.331 -0.002 +1.329 6.543 1 7.872 2.00+1.813 -0.008 +1.805 2 9.677 1.60-1.424 -0.007 -1.431 3 8.246 2.05 +1.340 -0.008 +1.332BM.B 9.578 6.25+3.060 -0.025 +3.0353-7 水准测量误差分析及注意事水准测量误差分析及注意事项项水准测量的误差来源水准测量的误差来源仪器误差仪器误差仪器误差仪器误差观测误差观测误差观测误差观测误差作业环境因素作业环境因素作业环境因素作业环境因素水水水水准准准准测测测测量量量量误误误误差差差差水准标尺误差水准标尺误差水准标尺误差水准标尺误差整平误差整平误差整平误差整平误差读数误差读数误差读数误差读数误差水准尺竖立不直水准尺竖立不直水准尺竖立不直水准尺竖立不直视差影响视差影响视差影响视差影响视准轴与水准管不平行视准轴与水准管不平行视准轴与水准管不平行视准轴与水准管不平行大气折光影响大气折光影响大气折光影响大气折光影响地球的曲率地球的曲率地球的曲率地球的曲率（1）仪器误差：）仪器误差：n仪器校正后的残余误差仪器校正后的残余误差：仪器虽然调平，仍然残存仪器虽然调平，仍然残存有少量误差，主要反映在水准管轴与视准轴不平行有少量误差，主要反映在水准管轴与视准轴不平行而引起的观测误差上。这种误差的影响与距离成正而引起的观测误差上。这种误差的影响与距离成正比，比，只要观测时注意使前、后视距离相等，便可消只要观测时注意使前、后视距离相等，便可消除或削弱此项误差影响除或削弱此项误差影响。n水准尺误差水准尺误差：由于水准尺刻划不准确、尺长变化、由于水准尺刻划不准确、尺长变化、尺弯曲等原因而引起的水准尺分划误差会影响水准尺弯曲等原因而引起的水准尺分划误差会影响水准测量的精度，因此须检验水准尺上每米间隔的名义测量的精度，因此须检验水准尺上每米间隔的名义长与真长是否超限，否则，应在所测高差中进行改长与真长是否超限，否则，应在所测高差中进行改正。至于一对水准尺的尺底起始值不一致而形成的正。至于一对水准尺的尺底起始值不一致而形成的零点差，零点差，可在一水准测段的观测中安排偶数个测站可在一水准测段的观测中安排偶数个测站予以消除予以消除。（2）观测与操作者误差）观测与操作者误差水准管气泡居中误差水准管气泡居中误差耐心、细致耐心、细致读数误差读数误差严谨、细致、规范严谨、细致、规范视差影响（调焦误差）视差影响（调焦误差）前后视距相等前后视距相等水准尺倾斜误差水准尺倾斜误差在水准尺上安装圆水准器在水准尺上安装圆水准器（3）外界环境的影响）外界环境的影响水准仪和水准尺的升沉误差水准仪和水准尺的升沉误差地球曲率和大气折光地球曲率和大气折光日照及风力日照及风力水准仪：水准仪：后前前后后前前后水准尺：水准尺：后前前后、后前前后、转站往返测转站往返测2 2、注意事项、注意事项n按要求检校水准仪，检视水准尺；按要求检校水准仪，检视水准尺；n前后视距应尽可能相等；前后视距应尽可能相等；n注意消除视差；注意消除视差；n做到做到“人不离仪器人不离仪器”；n认真记录、扶尺员应认真竖立尺子等。认真记录、扶尺员应认真竖立尺子等。3-8 DS3型水准仪的检验与校正型水准仪的检验与校正1、水准仪轴线及其应满足的几何条件、水准仪轴线及其应满足的几何条件 (1)四条轴线四条轴线 视准轴视准轴 CC CC 管水准轴管水准轴 LL LL 圆水准轴圆水准轴 LLLL 竖竖 轴轴 VVVV (2)应满足的三个条件应满足的三个条件 LL/VV LL/VV 横丝横丝VV VV LL/CC(LL/CC(主要条件主要条件)CCLLVVLL2、水准仪的检验与校正、水准仪的检验与校正（1 1）圆水准轴平行于仪器竖轴的检验）圆水准轴平行于仪器竖轴的检验(LL/VV)(LL/VV)检验检验：安置水准仪后，转动脚螺旋使圆水准气安置水准仪后，转动脚螺旋使圆水准气泡居中，然后将仪器绕竖轴旋转泡居中，然后将仪器绕竖轴旋转180180。如果圆气。如果圆气泡仍旧居中，则表示该几何条件满足，不必校正。泡仍旧居中，则表示该几何条件满足，不必校正。校正校正：水准仪不动，旋转脚螺旋，使气泡向圆水准仪不动，旋转脚螺旋，使气泡向圆水准器中心方向移动偏离值的一半，然后用校正针水准器中心方向移动偏离值的一半，然后用校正针先稍松动一下圆水准器底下中间一个大一点的连接先稍松动一下圆水准器底下中间一个大一点的连接螺丝，再分别拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，螺丝，再分别拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，使圆气泡居中，校正完毕后，应记住把中间一个连使圆气泡居中，校正完毕后，应记住把中间一个连接螺丝再旋紧。接螺丝再旋紧。（2 2）十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检校）十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检校(横丝横丝VV)VV)检验检验：安置水准仪整平后，用十字丝交点瞄准某安置水准仪整平后，用十字丝交点瞄准某一明显的点状目标一明显的点状目标A A，旋紧制动螺旋，利用微动螺旋缓，旋紧制动螺旋，利用微动螺旋缓慢地转动望远镜，若慢地转动望远镜，若A A点始终沿着中丝移动，则说明中点始终沿着中丝移动，则说明中丝垂直于竖轴。丝垂直于竖轴。校正校正：旋下目镜端的十字丝环外罩，用螺丝刀松旋下目镜端的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，按中丝倾斜的反方向小开十字丝环的四个固定螺丝，按中丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环，直至中丝水平，再重复检验，最心地转动十字丝环，直至中丝水平，再重复检验，最后固紧十字丝环的固定螺丝，旋上十字丝外罩。后固紧十字丝环的固定螺丝，旋上十字丝外罩。2 13 4 十字丝环十字丝环 校正螺丝校正螺丝（3 3）水准管轴平行于视准轴的检校）水准管轴平行于视准轴的检校(LL/CC)(LL/CC)i i角误差：角误差：水准管轴不平行于视准轴，它们在竖直面水准管轴不平行于视准轴，它们在竖直面内投影之夹角。内投影之夹角。检验检验：在平坦地区选择相距约在平坦地区选择相距约80m80m的的A A、B B两点（可打下两点（可打下木桩或安放尺垫），并在木桩或安放尺垫），并在A A、B B两点中间选择一点两点中间选择一点O O，且使，且使S SA A=S=SB B。将水准仪安置于将水准仪安置于O O点处，分别在点处，分别在A A、B B两点上竖立两点上竖立水准尺，读数为水准尺，读数为a a1 1和和b b1.,1.,将水准仪搬到靠近将水准仪搬到靠近B B点处（约距点处（约距B B点点3m3m），整平），整平仪器后，瞄准仪器后，瞄准B B点水准尺，读数为点水准尺，读数为b b2 2 ，再瞄准，再瞄准A A点点水准尺，读数为水准尺，读数为a a2 2，则，则 若若 则表明水准管轴平行于视准轴，几何则表明水准管轴平行于视准轴，几何条件满足，若条件满足，