水准测量.ppt

学 习 要 点一、一、高程测量概念高程测量概念二、二、水准测量原理水准测量原理三、三、水准测量的仪器及使用水准测量的仪器及使用四、四、水准测量的方法水准测量的方法五、五、水准测量的成果计算水准测量的成果计算六、六、水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正七、七、水准测量的误差分析水准测量的误差分析八、八、精密水准仪和精密水准尺精密水准仪和精密水准尺九、九、电子水准仪简介电子水准仪简介十、十、高程控制高程控制十一、十一、三三.四等水准测量方法四等水准测量方法4/13/20244/13/20241 11-1 1-1 高程测量概述高程测量概述 一、高程测量测量地面点高程的工作测量地面点高程的工作目的目的：获得未知点的高程（一般是通过测出已知：获得未知点的高程（一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程计点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程计算出未知点的高程）算出未知点的高程）分类分类：水准测量（精密高程测量）、三角高程测：水准测量（精密高程测量）、三角高程测量（经纬仪或电磁波测距仪）、气压高程测量量（经纬仪或电磁波测距仪）、气压高程测量（踏勘测量或路线勘测其精度较低）（踏勘测量或路线勘测其精度较低）水准原点水准原点 ：直接由平均海水面测得高程的水准点直接由平均海水面测得高程的水准点4/13/20244/13/20242 24/13/20244/13/20243 31 1、水准测量水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。此方法施测简单，且精度较高施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。2 2、三三角角高高程程测测量量：是通过测量两点之间的水平距离（或倾斜距离）和竖直角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。此此方方法法的的精精度度受受各各种种条条件件的的限限制制，一一般只在适当的条件下才被采用。般只在适当的条件下才被采用。其其他他：气压高程测量、重力高程测量、摄影高程测量、GPS高程测量。二、高程测量的方法二、高程测量的方法4/13/20244/13/20244 4三、水准点及其等级三、水准点及其等级三、水准点及其等级三、水准点及其等级 水水准准点点（Bench Bench MarkMark）：通通过过水水准准测测量量建建立立的的高高程程控控制制点点，工程上常用工程上常用BMBM来标记，水准点来标记，水准点顶面顶面一般为一般为凸起状凸起状水准点的等级及埋设水准点的等级及埋设 国国家家水水准准点点分分为为（从从高高到到低低）一一、二二、三三、四四等等四四个个等等级级，按按规规范范要要求求埋埋设设永永久久性性标标石石标标记记。三三、四四等等水水准准点点一一般般用用混混凝凝土土标标石石制制成成，深深埋埋到到地地面面冻冻结结线线以以下下，在在标标石石的的顶顶面面设设有有用不锈钢或其它不易锈蚀的材料制成的半球状标志。用不锈钢或其它不易锈蚀的材料制成的半球状标志。墙上水准点墙上水准点 图图根根水水准准点点和和一一些些施施工工测测量量使使用用的的水水准准点点常常采采用用临临时时性性标标志志,例如例如:木桩或牢固建筑物。木桩或牢固建筑物。4/13/20244/13/20245 5大铁钉打入地面，也可选取地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等再用红油漆标记。水准点的位置：宜选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。埋设水准点后，应绘出水准点的点之记。（a）（b）4/13/20244/13/20246 6基本原理基本原理水准测量的实质：测量两点之间的高差。水准测量的实质：测量两点之间的高差。水准测量的基本原理：水准测量的基本原理：1-2 1-2 水准测量原理水准测量原理4/13/20244/13/20247 7利利用用水水准准仪仪建建立立一一条条严严格格水水平平视视线线，配配合合水水准准尺尺来来测测定定两两点点间间的的高高差差，从从而而由由已已知知点点的的高高程推算出未知点的高程。程推算出未知点的高程。lA A、B B两两点点的的高高差差为为：(利利用用水水准准仪仪提提供供的的水水平平视视线线，分分别别读读取取A A点点水水准准尺尺上上的的读读数数a a和和B B点点的的读数读数b b)如果如果A A点是已知高程点，点是已知高程点，B B点是待求高程点。则点是待求高程点。则B B点高程为点高程为:ab一、高差法一、高差法4/13/20244/13/20248 8则：则：v 高差高差=后视读数后视读数 -前视读数前视读数 观观测测者者站站在在仪仪器器处处，面面向向前前进进方方向向，面面前前所所立立尺尺为为前视，背后所立尺为后视。前视，背后所立尺为后视。v 高差的符号高差的符号 高差的正负号反映两点的高低关系高差的正负号反映两点的高低关系 高差的正负号又与测量前进的方向有关高差的正负号又与测量前进的方向有关 h hABAB=h hBABA4/13/20244/13/20249 9 连续水准测量：在两点间连续地多次安置仪器所进连续水准测量：在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。行的水准测量。图中测站：安置仪器的点（在图中图中测站：安置仪器的点（在图中、为安置仪器点）为安置仪器点）转点：（转点：（Turning PointTurning Point）常简写为：常简写为：TPTP，是传递高程的点（是传递高程的点（1 1、2 2 ）。）。4/13/20244/13/20241010在转点上先有前视读数后有后视读数。假设在转点上先有前视读数后有后视读数。假设A A点高程已知为点高程已知为H HA A，各测各测站测得的高差为站测得的高差为h hn n，则有：，则有：hAB为为A A、B B两点间测得的高差，两点间测得的高差，则：未知点则：未知点B B的高程为的高程为：高差的计算检核：高差的计算检核：a ab=hb=hABAB 高程的计算检核：高程的计算检核：H HB BH HA A=hAB4/13/20244/13/20241111二、仪高法测量二、仪高法测量二、仪高法测量二、仪高法测量 适用场合适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高程。常用于纵断面测量、土石方测量。的高程。常用于纵断面测量、土石方测量。仪高法仪高法：仪器的视线高：仪器的视线高：H Hi i=H=HA A+a+a 待求点高程：待求点高程：H H B B=H=Hi i b=b=（H HA A+a+a）b b 中中间间点点：在在测测量量过过程程中中不不起起传传递递高高程程作作用用的的高高程程待待求求点点，这这些些点点上上只只有有一一个个前前视视读读数数C,C,也也称称“中中视视读读数数”。其其高程：高程：4/13/20244/13/20241212如图如图 中间点高程中间点高程=仪器的视线高仪器的视线高 -中视读数中视读数置镜置镜点：点：H HP1P1=（H HA A+a+a1 1）-C-C1 ;1 ;H HP2P2=（H HA A+a+a1 1）-C-C2 2 H HTP1TP1=（H HA A+a+a1 1）-b-b1 1置镜置镜 II II 点：点：H HP3P3=（H HTP1TP1+a+a2 2）-C-C3 3；H HP4P4=（H HTP1 TP1+a+a2 2）-C-C4 4；H HTP2TP2=（H HTP1TP1+a+a2 2）-b-b2 2；4/13/20244/13/202413131-3 1-3 水准测量的仪器及其使用水准测量的仪器及其使用 一、水准仪的种类 1 1、光学水准仪：光学水准仪：微倾式水准仪微倾式水准仪 ：用水准管来获得水平视线；：用水准管来获得水平视线；自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。2 2、电子水准仪、电子水准仪 二、水准仪按仪器精度分：DSDS0.50.5、DSDS1 1、DSDS3 3、DSDS1010、DSDS2020五五个个等等级级。D D、S S分分别别是是“大大地地”和和“水水准准仪仪”汉汉语语拼拼音音的的第第一一个个字字母母，数数字字0.5 0.5、1 1、3 3、10 10、2020表表示示该该仪仪器器的的精精度度（每每公公里里往往、返水准测量误差返水准测量误差/毫米）毫米）DSDS0.50.5 和和DSDS1 1 用于精密水准测量，用于精密水准测量，DSDS3 3 用于一般工程水准测用于一般工程水准测量，量，DSDS1010、DSDS2020则用于简易水准测量。则用于简易水准测量。4/13/20244/13/20241414 用干燥优质木材或合金制成，要求尺长稳定，刻划准确。最最常用的有双面尺和塔尺两种。常用的有双面尺和塔尺两种。双双面面尺尺多多用用于于三三、四四等等及及以以下下精精度度的的水水准准测测量量（红红面面尺尺底底零零点点差差为为46874687或或4787mm4787mm，一一般般用用于于测站检核）。测站检核）。塔塔尺尺用用三三节节或或五五节节套套接接在在一一起起，能能伸伸缩缩，携携带带方方便便。一一般般尺尺长长为为5m5m，尺尺的的底底部部为为零零点点，尺尺面面绘绘有有1cm1cm或或5mm5mm黑黑白白相相间间的的分分格格，米和分米处注米和分米处注有数字。有数字。三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫4/13/20244/13/20241515 尺垫是在转点上放置水准尺垫是在转点上放置水准尺用的，尺用的，尺垫可使转点稳固，尺垫可使转点稳固，防止下沉。防止下沉。用钢板或铸铁制成，一般用钢板或铸铁制成，一般为三角形，中央有一突出的为三角形，中央有一突出的半球体，下方有三个尖脚。半球体，下方有三个尖脚。用时把三个尖脚用力踩入用时把三个尖脚用力踩入土中，把水准尺立在突出的土中，把水准尺立在突出的圆顶上。圆顶上。尺尺垫垫4/13/20244/13/20241616DS3微倾式水准仪的构造四、四、DS3DS3微倾式水准仪的构造及使用微倾式水准仪的构造及使用4/13/20244/13/20241717 作用：它可以提供视线，并可读作用：它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数出远处水准尺上的读数 构造：物镜、目镜、对光透镜和构造：物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板。十字丝分划板。（1 1）物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。（2 2）调焦透镜：使目标的成像与十字丝重合。调焦透镜：使目标的成像与十字丝重合。（3 3）目镜：放大十字丝和目标的成像。目镜：放大十字丝和目标的成像。（4 4）十字丝分划板：十字丝分划板：竖丝竖丝 是为了瞄准目标，是为了瞄准目标，中丝中丝（单丝或楔形丝）（单丝或楔形丝）读取读数。读取读数。视距丝视距丝 上、下短丝，用于测距。上、下短丝，用于测距。视准轴视准轴（即视线）：（即视线）：十字丝交点与物镜光心的连线，十字丝交点与物镜光心的连线，它是水准它是水准仪的主要轴线之一。仪的主要轴线之一。DSDS3 3水准仪水准仪望远镜放大率望远镜放大率一般为一般为3030倍倍。1 1、望、望 远远 镜镜4/13/20244/13/20241818 管水准器（水准管）：反映视线是否水平，用于精平。反映视线是否水平，用于精平。水水准准管管的的零零点点：管管面面上上刻刻有有间间隔隔为为2mm的的分分划划线线，分分划划线线的的对对称称中中心心O称称为零点。为零点。水准管轴（LL）：过零点与管内壁纵向相切的直线。：过零点与管内壁纵向相切的直线。当当气气泡泡的的中中心心点点与与零零点点重重合合时时，称称气气泡泡居居中中，此此时时水水准准管管轴轴位位于于水水平平位位置置，即即视线水平。视线水平。若气泡不居中，则水准管轴处于倾斜位置，若气泡不居中，则水准管轴处于倾斜位置，视线不水平。视线不水平。2 2水准器（管水准器和圆水准器）水准器（管水准器和圆水准器）4/13/20244/13/20241919定义：水水准准管管2mm2mm的的弧弧长长所所对对圆圆心心角角，（即即气气泡泡每每移移动动一一格格时时，水准管轴所倾斜的角值），称为分化值。水准管轴所倾斜的角值），称为分化值。水水准准管管分分划划值值的的大大小小反反映映了了仪仪器器置置平平精精度度的的高高低低。水水准准管管曲曲率率半径越半径越大大，分化值越小，则水准管灵敏度越高。，分化值越小，则水准管灵敏度越高。DSDS3 3 型水准管分划值一般为型水准管分划值一般为2020/2mm/2mm。l符合水准器符合水准器l当当两两半半气气泡泡影影像像“符符合合”为为圆圆弧弧时时，表表明明管管水水准准气气泡泡精精确确居居中中。这是这是正确读取水准尺读数的前提正确读取水准尺读数的前提!3 3 3 3、水准水准水准水准管分划值管分划值管分划值管分划值左边气泡左边气泡影像的移影像的移动方向与动方向与微倾螺旋微倾螺旋的转动方的转动方向一致向一致避免惯性使然避免惯性使然4/13/20244/13/20242020圆圆水水准准器器：一一个个封封闭闭的的圆圆形形玻玻璃璃容容器器，顶顶面面内内壁壁是是球球面面，球球面面中中央有一圆圈，圆圈圆心就是零点。央有一圆圈，圆圈圆心就是零点。圆水准器轴：通过零点和球心的连线。圆水准器轴：通过零点和球心的连线。当圆水准器气泡居中时，圆水准轴当圆水准器气泡居中时，圆水准轴LLLL铅锤、仪器竖轴铅锤、仪器竖轴VVVV铅锤。铅锤。圆圆水水准准器器的的分分划划值值：气气泡泡中中心心偏偏离离零零点点2mm2mm的的弧弧长长所所对对圆圆心心角角的的大小。大小。DSDS3 3水准仪圆水准器分划值水准仪圆水准器分划值一般为一般为5 5 1010/2mm/2mm。由于它。由于它的精度较低，故只用于仪器的精度较低，故只用于仪器的粗略整平。的粗略整平。4 4、圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平、圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平4/13/20244/13/202421215.5.基基 座座用用于于整整平平仪仪器器，它它支支撑撑仪仪器器的的上上部部，使使其其在在水水平平方方向向上上转动，并通过连接螺旋与三脚架连接。转动，并通过连接螺旋与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板构成。基座主要由轴座、脚螺旋、三角压板和底板构成。调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中，即：使仪器调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中，即：使仪器粗略整平。粗略整平。4/13/20244/13/202422226 6 6 6、DS3DS3DS3DS3微倾式水准仪的使用微倾式水准仪的使用微倾式水准仪的使用微倾式水准仪的使用 微微倾倾式式水水准准仪仪的的使使用用包包括括：（）安置仪器、（）粗略整平、（）瞄准水准尺、（）精平与读数等操作步骤。等操作步骤。1安置仪器 在测站上安置三脚架，架头大致水平。在测站上安置三脚架，架头大致水平。用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。2粗略整平（粗平）粗粗平平概概念念：用用脚脚螺螺旋旋使使圆圆水水准准器器的的气气泡泡居居中中，使使仪仪器器竖竖轴轴大大致铅直，从而使视准轴粗略水平。致铅直，从而使视准轴粗略水平。气气泡泡的的移移动动方方向向：与与左左手手大大拇拇指指（右右手手的的食食指指）运运动动的的方方向向一致一致 操操作作：如如图图所所示示（脚脚螺螺旋旋顺顺时时针针转转动动该该端端升升高高，逆逆时时针针转转动动该端降低，气泡移向高处）该端降低，气泡移向高处）4/13/20244/13/20242323l操作：操作：w气气泡泡未未居居中中而而位位于于a a 处处，则则先先按按图图上上箭箭头头所所指指的的方方向向用用两两手手相对转动脚螺旋，使气泡移到相对转动脚螺旋，使气泡移到b b的位置。的位置。w然后单独转动另一脚螺旋使气泡居中。如有偏差可重复进行然后单独转动另一脚螺旋使气泡居中。如有偏差可重复进行。图图2-144/13/20244/13/202424246 6 6 6瞄准水准尺瞄准水准尺瞄准水准尺瞄准水准尺 目镜对焦：先转动目镜对光螺旋，使十字丝的成像清晰。目镜对焦：先转动目镜对光螺旋，使十字丝的成像清晰。粗粗略略瞄瞄准准：缺缺口口、准准星星、目目标标（尺尺）三三点点一一线线，制制动动望望远镜。远镜。物物镜镜调调焦焦（对对光光）：转转动动物物镜镜调调焦焦螺螺旋旋，使使目目标标成成像像清清晰则消除视差。晰则消除视差。精精确确照照准准：转转动动水水平平微微动动螺螺旋旋使使目目标标的的中中心心与与竖竖丝丝重重合合（或在竖丝附近）（或在竖丝附近）注意：瞄准水准尺时必须消除视差。注意：瞄准水准尺时必须消除视差。4/13/20244/13/20242525 视视差差：观观测测者者的的眼眼睛睛在在目目镜镜端端上上下下移移动动时时，物物像像与与十十字字丝丝间间有相对运有相对运动的现象，叫十字丝视差，简称视差。动的现象，叫十字丝视差，简称视差。视差产生的原因及消除的方法：视差产生的原因及消除的方法：产生视差的原因产生视差的原因:尺像未正确落在十字丝分划板平面上。尺像未正确落在十字丝分划板平面上。消除的方法：重新调焦（物镜）消除的方法：重新调焦（物镜）4/13/20244/13/20242626精精平平：转转动动微微倾倾螺螺旋旋使使符符合合水水准准管管气气泡泡居居中中（影影像像符合）。符合）。读读数数：用用十十字字丝丝横横丝丝切切尺尺上上的的刻刻划划直直接接读读出出米米、分分米米和和厘厘米米数数，并并估估读读出出毫毫米米数数，保保证证每每个个读读数数均均为为四四位位数数，即即使使某某位位数数是是零零也不可省略。也不可省略。读数方法：读数方法：由小到大的原则由小到大的原则（倒像仪器时由上而下读取）（倒像仪器时由上而下读取）。图图中中的读数为的读数为:1.258m。7 7精平、读数、符合精平、读数、符合4/13/20244/13/20242727五、自动安平水准仪五、自动安平水准仪l用设置在望远镜内的自动补偿器代替水准管而自动获得水平视线的水准仪。l观测时，用圆水准器使仪器粗略整平后，点触补偿器按钮，即可直接读取水平视线读数。l具有观测速度快、精度高等优点，被广泛应用在各种等级的水准测量中。l补偿器有一定的补偿范围，应特别注意圆水准器的气泡居中l要防止补偿器贴靠周围的部件，保证其处于正常工作状态。4/13/20244/13/20242828图示：自动安平水准仪图示：自动安平水准仪（Topcon系列）（Leica 型）4/13/20244/13/20242929一、水准路线的布设形式一、水准路线的布设形式 1-4 1-4 水准测量的方法水准测量的方法水准路线：水准测量所经过的路线。附合水准路线附合水准路线闭合水准路线闭合水准路线支水准路线支水准路线水准网水准网4/13/20244/13/20243030二、水准测量的施测方法二、水准测量的施测方法二、水准测量的施测方法二、水准测量的施测方法往往测测返返测测1.3641.4321.4431.2171.5441.0641.2671.3721.2920.896ABTP8TP7TP5TP6TP3BMABMBTP1TP2TP4测站测站测站测站测站测站测站测站测站测站前后视距补偿前、后视折线4/13/20244/13/20243131v图图2-222-22中：中：v水准点水准点A A为已知点，为已知点，高程为高程为51.903 m51.903 m；vB B为待定高程的点为待定高程的点；v施测过程施测过程(高差高差=后视后视-前视前视 h hi i=a=ai i-b-bi i)4/13/20244/13/20243232水准测量记录手簿（记录、计算）水准测量记录手簿（记录、计算）测测 点点 水准尺读数（水准尺读数（m m）高差（高差（m m）仪器高仪器高 （m m）高高 程程 （m m）附附 注注后视后视中视中视前视前视BMA1.33951.903已知已知A A点高程点高程TPTP1 11.4181.4020.0630.063TPTP2 21.5191.1870.2310.231TPTP3 31.2420.9840.5350.535TPTP4 41.2671.3470.1050.105BMB0.8960.8710.3960.39652.89752.89752.90552.905TPTP5 51.3691.2900.3940.394(改后高程改后高程)TPTP6 61.0641.2670.1020.102TPTP7 71.1441.5280.4640.464TPTP8 81.4081.4430.2990.299BMA1.3640.0440.04451.88612.66612.66612.68312.6831.3081.3081.3251.325 a ab b -17mm -17mm h h-17mm -17mm H H终终H H始始-17mm-17mm；-f fh h/2=+8.5mm/2=+8.5mm f fh h-17mm,-17mm,F Fh h40L=40L=400.3=400.3=21.9mm21.9mm，f fh h F Fh h （核！）相 关 计 算+84/13/20244/13/20243333三、水准测量的检核三、水准测量的检核 为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。检核的方法主要有以下几种：1.计算检核2.测站检核3.成果检核4/13/20244/13/20243434在每一测段结束后或手簿上每一页之末，必须进行计算检核。表中:（1）a b=h 说明高差的计算是正确的。（2）HB HA=h 说明高程的计算也是正确的。如不相等，则计算中必有错误，应进行检查。1 1 1 1计算检核计算检核计算检核计算检核4/13/20244/13/202435352.2.测站检核测站检核通常采用以下两种方法：（1 1）变变动动仪仪器器高高法法：在在一一个个测测站站上上两两次次置置镜镜(变变动动仪仪高高0.1m0.1m)所所得得高高差差之之差差不不超超过过容容许许值值则则认认为为符符合合要要求求，并并取取其其平平均均值值作作为为最最后结果，否则，必须重测。后结果，否则，必须重测。（2 2）双双面面尺尺法法 利利用用同同一一水水准准尺尺红红面面与与黑黑面面两两次次测测得得高高差差，扣扣除除一一对对尺尺常常数数差差后后，较较差差均均在在容容许许值值范范围围内内,则则取取其其平平均均值值作作为为该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。v具体水准测量时，到底采用哪一种测站检核方法，依据测量规范及实际情况确定。4/13/20244/13/20243636 将将整整个个水水准准路路线线的的成成果果与与理理论论值值进进行行比比较较：能能检检测测出出多多个个测测站站的的累累计计误误差差如如：温温度度、风风力力、仪仪器器、大大气气折光、尺子倾斜及转点位置移动等误差的影响。折光、尺子倾斜及转点位置移动等误差的影响。方方法法：按按水水准准路路线线的的布布设设形形式式求求出出高高差差闭闭合合差差并并与与限差（容许误差）限差（容许误差）比较：比较：高差闭合差高差闭合差=（实测高差理论高差）（实测高差理论高差）限差限差3.3.成果检核成果检核4/13/20244/13/20243737 高差闭合差的计算高差闭合差的计算 其大小在一定程度上反映了测量成果的质量；其大小在一定程度上反映了测量成果的质量；不同路线，其闭合差计算公式不同。不同路线，其闭合差计算公式不同。（1 1）附合水准路线）附合水准路线 此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。高差闭合差：高差闭合差：（2 2）闭合水准路线）闭合水准路线 此种布设形式亦可对成果进行可靠的检核。此种布设形式亦可对成果进行可靠的检核。高差闭合差高差闭合差：（3 3）支水准路线）支水准路线 此种布设形式没有可靠的成果检核条件此种布设形式没有可靠的成果检核条件 进行往返测或两组并行测量进行往返测或两组并行测量 往返测：往返测：两组并测：两组并测：4/13/20244/13/20243838 高差闭合差容许值高差闭合差容许值高差闭合差容许值高差闭合差容许值限差限差限差限差 其大小在一定程度上反映了测量成果的等级 闭合差的数值应该在容许值范围内，否则应检查原因，返工重测 高差闭合差的容许值，一般用 fh容表示。如 图根水准测量：图根水准测量：四等水准测量四等水准测量 ：要求：要求：表示观测成果满足精度要求，可分配。表示观测成果满足精度要求，可分配。反之，应检查外业资料，甚至重测。反之，应检查外业资料，甚至重测。式中：式中：L水水 准准 路路线线 长长 度度，以以KM为单位为单位n为为 测测 站站 总总数数4/13/20244/13/20243939l计算出高差闭合差和容许闭合差计算出高差闭合差和容许闭合差l当实际闭合差小于限差时，对其进行调当实际闭合差小于限差时，对其进行调整，求出改正后的高差。整，求出改正后的高差。l求出待定水准点的高程求出待定水准点的高程（熟悉表格计算形式熟悉表格计算形式）1-5 1-5 1-5 1-5 水准测量的成果计算水准测量的成果计算水准测量的成果计算水准测量的成果计算4/13/20244/13/20244040一、附合水准测量路线的成果计算一、附合水准测量路线的成果计算l按图根水准测量的方法按图根水准测量的方法测得各测段的观测高测得各测段的观测高差和水准路线的长度差和水准路线的长度lBMBMA A、BMBMB B为已知高程的水准点为已知高程的水准点;lBMBM1 1、BMBM2 2、BMBM3 3为待定高程的水准点。为待定高程的水准点。通常采用表格计算的形式。记录计算方式见通常采用表格计算的形式。记录计算方式见下表下表4/13/20244/13/20244141附合水准路线成果计算（附合水准路线成果计算（原始数据原始数据）测测 段段点点 号号路线长度路线长度（km）测站数测站数实测高差实测高差（m）改改 正正 数数（mm）改正后改正后高差高差（m）高高 程程（m）1BMA2.3+0.74846.216BM121.2-0.423BM232.4+0.298BM342.1-1.476BMB45.331辅辅助助计计算算4/13/20244/13/20244242附合水准路线成果计算（附合水准路线成果计算（内业计算内业计算）测测 段段点点 号号路线长度路线长度（km）测站数测站数实测高差实测高差（m）改改 正正 数数（mm）改正后改正后高差高差（m）高高 程程（m）1BMA2.3+0.748-9+0.73946.216BM146.95521.2-0.423-5-0.428BM246.52732.4+0.298-10+0.288BM346.81542.1-1.476-8-1.484BMB45.3318.0-0.853-32-0.885辅辅助助计计算算4/13/20244/13/202443431.1.1.1.高差闭合差和限差的计算：高差闭合差和限差的计算：高差闭合差和限差的计算：高差闭合差和限差的计算：（见上表辅助计算）可分配。（见上表辅助计算）可分配。（见上表辅助计算）可分配。（见上表辅助计算）可分配。高差闭合差的调整高差闭合差的调整 当当闭闭合合差差在在容容许许值值范范围围内内时时，可可把把闭闭合合差差分分配配到到各各测测段段的的高高差差上。上。分分配配的的原原则则：将将闭闭合合差差反反号号按按测测站站数数或或水水准准路路线线长长度度成成正正比比分分配配到到各各测测段段的的高高差差上上。（各各测测段段的的改改正正数数与与测测站站数数或或水水准准路路线线的的长度成正比长度成正比 ）计算各测段高差改正数计算各测段高差改正数:(表表中第中第6 6列）列）或或式中式中:v vi i分配给第分配给第 i i 测段测段高差的改正数；高差的改正数；L Li i，n ni i第第 i i 测段路线的长测段路线的长度和测站数；度和测站数；L L，n n水准路线的总长度和总水准路线的总长度和总测站数。测站数。4/13/20244/13/20244444检核：各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且检核：各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符号相反，符号相反，即即 v vi i=-f fh h 。例：如表中例：如表中 v v1 1=-=-（32/832/8）2.3=-9 mm 2.3=-9 mm 记于表中第记于表中第6 6列相应行中。列相应行中。检核：-9-5-10-8=-32mm-9-5-10-8=-32mm（v vi i=-f f h h ）计算改正后高差（见表中第计算改正后高差（见表中第7 7列）列）计算待定点高程（见计算待定点高程（见表表中第中第8 8列）列）4/13/20244/13/20244545二、闭合水准测量路线的成果计算二、闭合水准测量路线的成果计算闭合水准路线可视为附合水准路线的一个特例闭合水准路线可视为附合水准路线的一个特例“闭合闭合”高差闭合差高差闭合差：“附合附合”高差闭合差高差闭合差：三、支水准测量路线的成果计算n支水准路线（往返或两组并测）是闭合水准路线特例（两点）支水准路线（往返或两组并测）是闭合水准路线特例（两点）n支水准路线，应将闭合差反号平均分配在往测和返测的实测高差上支水准路线，应将闭合差反号平均分配在往测和返测的实测高差上 当高差闭合差小于限差时，亦可当高差闭合差小于限差时，亦可:hi=（hi往 hi返）24/13/20244/13/20244646【例题例题】在A、B 间进行往返水准测量,已知HA=53.218 m,h往=+0.165 m,h返=0.183 m,AB间路线长L=2 km,求改正后B点的高程(按图根水准测量精度要求计算)。【解解】改正后返测高差：改正后返测高差：高差闭合差：高差闭合差：容许高差闭合差：容许高差闭合差：改正后往测高差：改正后往测高差：B B点高程：点高程：4/13/20244/13/20244747l检校的时间检校的时间：l购进仪器购进仪器l长途运输长途运输l项目开工项目开工l出现问题出现问题l检校目的检校目的：使仪器各种轴系关系处于正常状态：使仪器各种轴系关系处于正常状态 1-6 1-6 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正4/13/20244/13/20244848一、微倾式水准仪的检验和校正一、微倾式水准仪的检验和校正l水准仪的主要轴、线：水准仪的主要轴、线：v视视准轴准轴CCCCv水准管轴水准管轴LLLLv仪器竖仪器竖轴轴VVVVv圆水准器圆水准器轴轴L L L L v十字丝横丝（中丝）十字丝横丝（中丝）l轴线之间应满足的几何条件轴线之间应满足的几何条件vL L VVv横丝横丝VVvLLCC4/13/20244/13/202449491、圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正、圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使使L L L L VVVV ，圆水准器气泡居中时，竖轴位圆水准器气泡居中时，竖轴位于铅垂位置。于铅垂位置。l检验检验 （1 1）旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中 （2 2）将望远镜水平方向绕竖轴旋转将望远镜水平方向绕竖轴旋转180180，若气泡仍居，若气泡仍居中，则中，则L L L L VVVV ，若气泡偏离，则需进行校正。若气泡偏离，则需进行校正。4/13/20244/13/20245050l校正校正 v先用脚螺旋使气泡向中央先用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量的一半；方向移动偏离量的一半；v稍松中间的固定螺丝（有稍松中间的固定螺丝（有的仪器无此螺丝）；的仪器无此螺丝）；v再用校正针拨动圆水准器再用校正针拨动圆水准器的三个校正螺丝使气泡居中。的三个校正螺丝使气泡居中。l重复上述的检验和校正重复上述的检验和校正，使仪，使仪器上部旋转到任何位置气泡都器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。能居中为止。l最后应注意旋紧固定螺丝最后应注意旋紧固定螺丝。4/13/20244/13/202451512、十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正、十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使使横丝横丝VVVV ，当当仪器粗略整平后，横丝仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任基本水平，用横丝上任意位置所得读数均相同。意位置所得读数均相同。l 检检验验 水水准准仪仪整整平平后后，先先用用十十字字丝丝横横丝丝的的一一端端切切准准一一个个点点状状目目标标P P ，若若P P点点始始终终在在横横丝丝上上移移动动，说说明明横横丝丝已已与与竖竖轴轴垂垂直直；若若P P点点移移动动的的轨轨迹迹离离开开了了横横丝丝，则则说说明明横横丝丝与与竖轴不垂直，需要校正。竖轴不垂直，需要校正。4/13/20244/13/20245252l校正校正 v打开十字丝分划板的护打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝分划板的固定螺丝v松开这些固定螺丝松开这些固定螺丝v用手转动十字丝分划板用手转动十字丝分划板座，使横丝的另一端与座，使横丝的另一端与目标相切。目标相切。v反复试验使横丝的两端反复试验使横丝的两端都能与目标相切，则校都能与目标相切，则校正完成。正完成。v最后旋紧所有固定螺丝。最后旋紧所有固定螺丝。4/13/20244/13/202453533、i角误差的检验和校正 i i角角：水水准准管管轴轴和和视视准准轴轴在在垂垂直直面面上上的的投投影影的夹角。的夹角。交交叉叉误误差差：上上述述两两轴轴在在水水平平面面上上投投影影的的夹夹角。角。在等外水准在等外水准 测量中可忽略其影响测量中可忽略其影响 为使为使LLLLCCCC，两轴在水平面和垂直面的投两轴在水平面和垂直面的投影都应平行。影都应平行。i i角检验：角检验：是水准仪检校中是水准仪检校中最重要最重要的一项，的一项，i i角检验目的角检验目的 当水准管气泡符合时，视当水准管气泡符合时，视准轴就处于水平位置，使读数正确。准轴就处于水平位置，使读数正确。4/13/20244/13/20245454 a2 a2a14/13/20244/13/20245555检验方法：检验方法：在平坦之地选相距在平坦之地选相距606080 m80 m的的A A、B B两点，在两点打入木桩两点，在两点打入木桩水准仪置于水准仪置于 I I 点点（A A、B B两点的中点两点的中点）用双仪高法测得用双仪高法测得A A B B 两点的高差两点的高差h h1 1=a=a1 1-b-b1 1把将仪器搬至把将仪器搬至 II II 点点（距（距B B点略大于点略大于2 2米米）测得测得A A、B B两点高差两点高差h2=a2-b2h2=a2-b2如果如果h2=h1h2=h1，说明水准管轴与视准轴平行，即说明水准管轴与视准轴平行，即i=0i=0。如果如果h2h1h2h1则说则说明存在明存在i i角误差：角误差：式中式中 =h h2 2-h h1 1=a=a2 2-a-a2 2两点所测两点所测高差之差；高差之差；D DABABA A、B B两点间的距离；两点间的距离；206265206265。当当或或i i角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。l对于对于DSDS3 3水准仪，要求水准仪，要求i i角不大于角不大于2020，否则应进行校正。，否则应进行校正。4/13/20244/13/20245656l仪器在仪器在 II II 处处，用微倾螺旋使远点，用微倾螺旋使远点A A的读数从的读数从a a2 2改变到改变到a a2 2=b b2 2+h h1 1 。此时此时视准轴处于水平位置视准轴处于水平位置，但水准管也，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。因随之变动而气泡不再符合。l用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合（如下图）用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合（如下图）l则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。水准管的校正螺丝，校正时先松动左右两校正螺准轴。水准管的校正螺丝，校正时先松动左右两校正螺丝，然后拨上下两校正螺丝使气泡符合。拨动上下校正丝，然后拨上下两校正螺丝使气泡符合。拨动上下校