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1、 水准仪及水准测量的方法水准仪及水准测量的方法 （CAICAI课件）课件）水准仪及水准测量方法水准仪及水准测量方法定义定义：利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量 2-1 2-1 水准测量原理水准测量原理 如图2-1所示 ：AB大地水准面大地水准面水准尺 水平视线abhABHBHA图2-1HihAB=a-b=后视读数-前视读数B点高程为：HB=HA+ hAB=HA+(a-b)视线高程：Hi=HA+aB点高程：HB=Hi-b前进方向12-2 2-2 水准测量的仪器和工具水准测量的仪器和工具一、一、DSDS3 3级微倾水准仪的构造级微倾水准仪的构造1
2、1望远镜望远镜：它主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板等组成 。它的作用的照准和看清目标及读数的设备。2 2水准器水准器：它分为圆水准器和管水准器。它的作用是保证水准仪提 供一条水平视线。（1 1）圆水准器）圆水准器：当圆气泡居中时，视线大概水平（即粗平）（2 2）管水准器）管水准器：当气泡居中时，视线水平（即精平）。为了便于观测长气泡的居中情况和提高居中的精度，在水准 管的上方装有符合棱镜系统。当气泡居中时，在观察窗内看到两边 的半圆弧吻合成一抛物线状。见图 粗平精平2DSDS3 3水准仪的构造：水准仪的构造： 仪器各部件的名称仪器各部件的名称管管水准器水准器准星准星缺口缺口目镜调焦螺旋
3、目镜调焦螺旋目镜目镜符合水准器符合水准器 影像观测镜影像观测镜管管水准器水准器 校正螺钉校正螺钉园园水准器水准器园园水准器水准器 校正螺丝校正螺丝基座基座脚脚螺旋螺旋2DSDS3 3水准仪的构造：水准仪的构造： 仪器各部件的名称仪器各部件的名称基座基座底板底板微倾微倾螺旋螺旋物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋望远镜望远镜物镜物镜望远镜制望远镜制动螺旋动螺旋望远镜微望远镜微动螺旋动螺旋DSDS3 3微倾式水准仪微倾式水准仪DSDS3 3自动安平水准仪（北京光学仪器）自动安平水准仪（北京光学仪器）目镜调焦螺旋目 镜圆水准器校正螺丝堵盖粗瞄准器反光镜 圆水准器度盘指标脚螺旋制动微动螺旋3 3、基座、基座二、水
4、准测量的工具二、水准测量的工具水准尺和尺垫水准尺和尺垫1、水准尺2、尺垫2-3 2-3 水准仪的使用水准仪的使用一、安置水准仪二、概略整平仪器（粗平）三、瞄准水准尺（照准）四、精确整平与读数（精平与读数 ）1213中丝读数：1.264下丝读数：1.324上丝读数：1. 204 32-4 2-4 水准测量的外业和内业水准测量的外业和内业一、水准测量的外业一、水准测量的外业1、水准点和水准路线（1）水准点：水准点的定义水准点的定义：用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，用 “BM”BM”表示。水准点的分类水准点的分类： 水准点分为永久性永久性和临时性临时性水准点。 水准点按其 精度和作用的不同
5、，分别为国家等级水准点国家等级水准点和普通水准点普通水准点。国家等国家等 级水准点级水准点作为全国范围内的高程控制点，以满足地形测量和各种工 程测量的需要，需埋设规定形式的永久性的标志永久性的标志；普通水准点普通水准点则是 从国家等级水准点引测的、直接用于某一测区或施工场地的高程控 制点，埋设永久性或临时性埋设永久性或临时性的水准点标志。永久性水准点用钢筋混凝土或石料制成，埋深应在冻土线以下 ，顶部嵌入金属或磁质半球标志。临时性水准点可选用地面上坚硬 的地物点或用大木桩打入土中，在桩顶钉一铁钉。4永久性水准点永久性水准点 ：临时性水准点临时性水准点 ：建筑场地永久性水准点建筑场地永久性水准点
6、：临2点之记点之记：砖213.3m12.1m9.8m5（2）、水准路线水准路线的定义：即水准测量所经过的地面 。水准路线检核的形式：a、闭合水准路线：见右图BMABCBMBM86.668ABCb、附合水准路线：见下图BM1123BM2BM188 .363BM289.655 123C、支水准路线：见右图BM2G1G2G2G162 2、水准测量的外业观测、记录和计算、水准测量的外业观测、记录和计算见图h1h2h3h4hAB12341 .467 1.1241.385 1.2741.560 1.335 1.438 1.623TP1TP2TP3A BM31.236测 测 水准尺读数 高 差（m） 高 程
7、 备站 点 后视（a） 前视（b） + （m） 注1 BM 1.467 TP1 1.1242 TP1 1.385 TP2 1.2743 TP2 1.560TP3 1.3354 TP3 1.438 A 1.6230.3430.1110.2250.185计 算 校 核 a=5.850 b=5.356 +0.679 -0.185a- b=+0.494 h=0.49486.668 已知(BM)87.011 TP187.122 TP287.347 TP3A87.162HA- HBM=87.162- 86.668=+0.494水 准 测 量 手 簿 观测者： 记录者：73 3、水准测量的测站检核方法、水准
8、测量的测站检核方法各站测得的高差是推算待求点高程的依据，若其中任一站所测高 差有误，则全部测量成果就不能使用。计算检核只能检查高差计算 的正确性，并不能检查因观测、记录原因导致的高差错误。因此， 对每一站的高差还需进行测站检核。测站检核的方法有两种：（1）变动仪器高法：即在同一测站上，改变仪器高度在10cm以上 ，两次测定高差。若两次测得高差之差在允许范围内（四等水准测 量为5mm,等外水准测量为6mm)，则取其平均值作为该站的高差。 例如：第一次测得高差：h=1 .236第二次测得高差：h=1.238两次高差之差为2mm,则该站平均高差为：h=1.237mBMTP1h8（2）双面尺法双面尺法
9、：即在一测站上仪器高度不变，分别用水准尺的 黑面、红面各自测出两点间的高差，若两次测出的高差不超过容 许值，则取高差的平均值作为观测的结果。双面尺如下：484947480、013m470001黑面尺的 尺底为0 米起算红面尺的 尺底为 4.687米或 4.787米起 算正像水准尺（正像水准仪使用正像水准尺（正像水准仪使用 ）9484947480、013m470001黑面尺的 尺底为0 米起算红面尺的 尺底为 4.687米或 4.787米起 算倒像水准尺（倒像水准仪使用）倒像水准尺（倒像水准仪使用）10ABhAB双面水准尺：黑面尺 的尺底为0.0000.000米，红面 尺的尺底有两个尺常数 ，一
10、把尺为4.6874.687米，另 一把尺为4 .7874 .787米。K1=4.687K2=4.787例如： A尺的黑面和红 面读数分别为1.688和 6.374m,B尺为1.359和 6.147m.则A、B两点的高差 为：黑面所测高差黑面所测高差：hAB=1.688-1.359=+0.329(m)红面所测高差：hAB=6.374-6.147=0.227(m)由于由于A A尺尺K K比红面尺比红面尺K K小小 0.1m,0.1m,因此，红面高差为因此，红面高差为h0.227+0.1=0.327(m)(注：当后视尺常数小于前视尺常数注：当后视尺常数小于前视尺常数 时，红面高差要加时，红面高差要加
11、.1m.1m反之要减反之要减 0.1m)0.1m)黑面所测高差与红面所测 高差之差不超过限差（等外水 准测量为mm),取平均值作为 该站所测高差，即h h ABAB=0.329+0.327=0.328(m)=0.329+0.327=0.328(m)11二、水准测量的内业计算二、水准测量的内业计算 （一）水准测量的精度要求水准测量的精度要求是根水准测量的精度要求是根 据外业水准测量求出水准路据外业水准测量求出水准路 线的线的高差闭合差高差闭合差，其值不应，其值不应 超过规定的限值。超过规定的限值。高差闭合差高差闭合差 两点间的两点间的 测量高差（测量高差（ h h测测）与其两）与其两 点间的点间
12、的理论高差理论高差（ h 理 ）之之差值差值称为水准路线的称为水准路线的 高差闭合差高差闭合差. .用用fhfh表示。即表示。即fhfh= h= h测测 - h- h 理理 附合水准路线高差闭合差附合水准路线高差闭合差fh= h测 -（H终 - H始） 闭合水准路线高差闭合差闭合水准路线高差闭合差fhfh= h= h测测 - -（H H终终 - H- H始始） 由于由于：H H终终 = H= H始始 因此：因此：fh= h测 支水准路线高差闭合差支水准路线高差闭合差fhfh= h= h往往 + h+ h 返返或 fhfh= h= h往往 - h- h 返返高差闭合差允许值高差闭合差允许值（限差
13、（限差 ）等外水准测量的高差闭合差的允许范围： 平地： fh容= 40 L mm 山地： fh容= 12 n mm 式中 L水准路线的长度，以Km为单位； n水准路线的测站总数。 一般规定：每公里多于16站为山地，反之为平地。12（二）水准路线高差闭合差的计算、调整和待定点高程的计算（二）水准路线高差闭合差的计算、调整和待定点高程的计算 1 、附合水准路线的计算下图为一条等外水准路线的观测结果和已知A、B点高程，试进 行高差闭合差的计算、调整和待定点1、2、3点的高程计算。123A 76 .572B 92.036n1 =18站n2=12站n3=8站n4=16站h1=+9.826mh2= -4.411h3=+3.525h4=+6.576计算步骤如下：（1）填写观测数据 即将上图中的观测数据，如点名、测站数、实测 高差、水准点的高程等，填入表2-2的相应栏中。13测
