实用工测2水准测量

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1、第第2章章 水准测量水准测量2.1 2.1 水准测量的原理水准测量的原理2.2 2.2 水准测量仪器及工具水准测量仪器及工具2.3 2.3 水准仪的使用水准仪的使用2.4 2.4 水准测量外业水准测量外业 2.5 2.5 水准测量校核水准测量校核2.6 2.6 水准测量内业计算水准测量内业计算2.7 2.7 水准测量检验与校正水准测量检验与校正2.8 2.8 水准测量误差的分析水准测量误差的分析2.9 2.9 几种新式水准仪简介几种新式水准仪简介 高高差差是是确确定定地地面面点点位位的的三三要要素素之之一一，一一般般是通过测量高差进而求得点的高程。是通过测量高差进而求得点的高程。 水水准准测测

2、量量是是精精密密测测量量地地面面点点高高程程最最主主要要的的方方法法。本本章章重重点点介介绍绍水水准准测测量量的的原原理理、水水准准仪仪的的基基本本构构造造和和使使用用、水水准准测测量量外外业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。业和内业以及水准仪的检验与校正等内容。 1.水准测量水准测量 2.三角高程测量三角高程测量 3.物理高程测量物理高程测量 4.GPS高程测量高程测量高程测量可分为：高程测量可分为：2.1 2.1 水准测量的原理水准测量的原理 利利利利用用用用仪仪仪仪器器器器提提提提供供供供的的的的水水水水平平平平视视视视线线线线，在在在在两两两两根根根根直直直直立立立立的的的的尺尺尺尺

3、子子子子上上上上获获获获取取取取读读读读数数数数，来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。来求得该两立尺点间的高差，然后推算高程。 h h h hAB AB AB AB = = = = a a-b H-b H-b H-b HB B B B = = = = H H H HA A A A + + + + h h h hAB AB AB AB h h h hABABABAB有正负之分，有正负之分，有正负之分，有正负之分，h h h hABABABAB为正为正为正为正, , , ,说明说明说明说明B B B B点比点比点比

4、点比A A A A点高，反之说明点高，反之说明点高，反之说明点高，反之说明B B B B点比点比点比点比A A A A点低。点低。点低。点低。 A A A AB B B B平均海水面平均海水面平均海水面平均海水面b水平视线水平视线水平视线水平视线H H H HA A A AH H H HB B B B=?=?=?=?h h h hABABABABa后视点后视点后视点后视点前视点前视点前视点前视点后后后后 尺尺尺尺前前前前 尺尺尺尺后视读数后视读数后视读数后视读数前视读数前视读数前视读数前视读数测量前进方向测量前进方向高差法高差法 巳知某点的高程，观测两点间高差求另一点高程的方巳知某点的高程，观

5、测两点间高差求另一点高程的方法叫法叫高差法高差法高差法高差法。 高差法的计算测点高程公式为：高差法的计算测点高程公式为： H HB B=H=HA A+ + hABAB 此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如此法适用于由一已知点推算某一待定高程点的情况（例如路线工程测量）。路线工程测量）。 仪高法仪高法 在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若干个前视点待定在实际工作中，如要求安置一次仪器测出若干个前视点待定高程（例如平整土地测量），此时可采用高程（例如平整土地测量），此时可采用仪高法仪高法仪高法仪高法，即通过，即通过水准仪的水准仪的视线高程视线高程H Hi i计算待定点计算待定点B

6、B的高程的高程H HB B。当安置仪器后，读已知后视点读。当安置仪器后，读已知后视点读数数a，从图中可看出从图中可看出水准仪的视线高程水准仪的视线高程H Hi i 为为待定点高程待定点高程=仪器视线高程仪器视线高程Hi -前视读数前视读数b则待定点则待定点1 1的的高程高程 H1=Hi -b1待定点待定点2 2的高程的高程 H2=Hi -b2Hi=HA+a 水准测量的仪器与工具水准测量的仪器与工具1. 1.水准仪的分类水准仪的分类水准仪的分类水准仪的分类 按精度分：按精度分：DS05、DS1、DS3、DS10共共4级。级。(“D”和和“S”分别表示为分别表示为“大地测量大地测量”和和“水准仪水

7、准仪”，其后的数字表示每公里测量其后的数字表示每公里测量高差中误差为高差中误差为 、 1mm、 3mm和和 10mm ) 按构造分：按构造分：按构造分：按构造分：微倾式水准仪、自动安平微倾式水准仪、自动安平 水准仪、水准仪、 激光水激光水准仪和数字水准仪。准仪和数字水准仪。3. 水准尺与尺垫水准尺与尺垫水准尺与尺垫水准尺与尺垫 水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。水准测量时还需配套的工具有水准尺和尺垫。2. 2. 微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造微倾式水准仪构造 望远镜、水准器、托板、基座共望远镜、水准器、托板、基座共4部分。部分。自动安平水准仪自动安平水准仪数字水准仪数字

8、水准仪水水准准仪仪分分类类激光水准仪激光水准仪微倾水准仪微倾水准仪水准仪构造：望远镜、水准器（水准管与圆水准器）、水准仪构造：望远镜、水准器（水准管与圆水准器）、 托板与基座托板与基座圆水准器2.水准器水准器1.望远镜望远镜3.托板托板4.基座基座S S3 3级水准仪各部件名称级水准仪各部件名称望远镜望远镜由物镜、目镜、对光由物镜、目镜、对光凹透镜、十字丝组成凹透镜、十字丝组成下图为望远镜成像光路图下图为望远镜成像光路图视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。水准器水准器 圆水准器圆水准器（粗平用）（粗平用）水准管水准管（精平用）（精平用）管水准器用来指示视准轴

9、是否水平，圆水准器用来指示仪器竖管水准器用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直。轴是否竖直。管水准器管水准器圆水准器圆水准器水准管零点水准管零点水准管零点水准管零点：水准管圆弧上分水准管圆弧上分划的对称中心。划的对称中心。 水准管轴水准管轴水准管轴水准管轴：通过水准管零点所通过水准管零点所作水准管圆弧的纵切线，称为作水准管圆弧的纵切线，称为水准管轴，用水准管轴，用LLLL表示。表示。水准管水准管 式中：式中： -2mm -2mm所对的圆心所对的圆心角，单位秒（角，单位秒（） =206265=206265 R- R-水准管圆弧半径，水准管圆弧半径，单位毫米（单位毫米（mmmm）

10、水准管分划值水准管分划值水准管分划值水准管分划值：2mm2mm弧长所对的圆弧长所对的圆心角心角称为水准管分划值。称为水准管分划值。 即即圆水准器零点圆水准器零点：分划圈中：分划圈中心心圆水准轴圆水准轴：即通过水准器：即通过水准器零点所作球面的法线。零点所作球面的法线。用用LLLL表示。表示。 当气泡居中时，圆水准当气泡居中时，圆水准器轴竖直，此时仪器竖轴器轴竖直，此时仪器竖轴处于竖直位置。处于竖直位置。 DS DS3 3型水准仪圆水准器型水准仪圆水准器分划值为分划值为8/2mm8/2mm，分划值，分划值大，故精度低，只能用于大，故精度低，只能用于粗平。粗平。LL圆水准器圆水准器水准尺与尺垫水准

11、尺与尺垫 双面水双面水准尺准尺塔尺塔尺使使用用时时水水准准尺尺安安放放在在尺尺垫垫的的半半球球突突出出顶顶上上 2.3 水准仪的使用水准仪的使用 1. 测站安置测站安置 (1)安置仪器安置仪器 (2)(2)粗略整平（粗略整平（粗平粗平） 操作演示操作演示 2. 瞄准水准尺瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并物镜对光，使目标清晰，并消除视差消除视差 3. 精平与读数精平与读数 精平精平 读数读数用圆水准器进行粗用圆水准器进行粗平平左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。左手大拇指的运动方向和气泡运动的方向一致。两手相两手相对转动通过水准器零点与通过

12、水准器零点与1、2两脚螺旋连线的垂线上两脚螺旋连线的垂线上粗平的另一种操作法粗平的另一种操作法第第1步：先旋转脚螺旋步：先旋转脚螺旋，使气泡，使气泡a 向刻划圆圈移动，实际移到向刻划圆圈移动，实际移到b处处 第第2步：再用两手转脚螺旋步：再用两手转脚螺旋、， 使气泡居中。使气泡居中。 反复操作使气泡完全居中。反复操作使气泡完全居中。 视差现象视差现象a十字丝分划板十字丝分划板 aaa视差产生的原理视差产生的原理消除视差的步骤：消除视差的步骤：2341、调、调 目镜螺旋目镜螺旋 使十字丝清晰；使十字丝清晰； 2、反复调、反复调 对光螺旋对光螺旋 使目标的像与十字丝使目标的像与十字丝平面重平面重

13、合，眼睛上下观察两者没有错动现合，眼睛上下观察两者没有错动现象为止。象为止。精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）精确调平视线（精平）用微倾螺旋精确调平视线用微倾螺旋精确调平视线微倾螺旋微倾螺旋水水准准尺尺读读数数1 1123234水水准准尺尺读读数数2 2水准仪使用步骤及注意事项水准仪使用步骤及注意事项 1. 测站安置测站安置 安置仪器安置仪器:用中心螺旋把仪器与三脚架相连用中心螺旋把仪器与三脚架相连 粗略整平（粗平）：用脚螺旋粗略整平（粗平）：用脚螺旋 2. 瞄准水准尺瞄准水准尺 目镜对光，使十字丝清晰目镜对光，使十字丝清晰 物镜对光，使目标清晰，并物镜对光，使目标清

14、晰，并消除视差消除视差消除视差消除视差 3. 精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中精平：使用微倾螺旋，使水准管气泡居中 4. 读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读读数：用十字丝横丝在尺上读数，从小到大读2.4 水准测量外业水准测量外业 1. 水准点水准点 测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称水测绘部门在全国各地埋设并测定的高程点称水准点，用准点，用BM（Bench Mark）表示。分永久性与）表示。分永久性与临时性临时性2种。种。永永久久水水准准点点临临时时水水准准点点 通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连续通常待定点离水准点较远或高差很大，就需要连续多次安置仪器才能测定两点高差，

15、例如下图：多次安置仪器才能测定两点高差，例如下图： 第第1站站 ：hA1 =a1- b1 第第2站站 ：h12 =a2- b2 第第3站站 ：h23 =a3- b3.第第n站站 ：hnB =an- bn - h=hAB =a -b已知已知HA，则，则 HB=HA+h2. 水准测量外业水准测量外业 （复合水准测量）（复合水准测量）测站测站：安置仪器的位置称为测站：安置仪器的位置称为测站转点转点：两站之间的立尺点，仅起高程：两站之间的立尺点，仅起高程传递作用，称为转点。传递作用，称为转点。ABHA 已知已知HB 未知未知大地水准面大地水准面TP1a1b1TP2a2b2测站测站测点测点水水 准准 尺

16、尺 读读 数数后后 尺尺 (a)前尺前尺(b)高差高差(m)高程高程(m)1A1852TP1065821672TP21360水准测量外业动画水准测量外业动画ABHA 已知已知HB 未知未知大地水准面大地水准面TP1TP2a4b4TP3测站测站测点测点水水 准准 尺尺 读读 数数后后 尺尺 (a)前尺前尺(b)高差高差(m)高程高程(m)1A1852TP1065821672TP2136031029TP3147241754B1396转点转点转点转点1 1BMABMAP P已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点BMABMABMABMA点高程点高程点高程点高程H HH HA A A

17、A=50.000m, =50.000m, =50.000m, =50.000m, 求求求求P P P P点的高程。点的高程。点的高程。点的高程。往测往测水准测量实习外业与内业水准测量实习外业与内业由临时水准点由临时水准点BMA，测未知点，测未知点P，往测两站，返测两站，往测两站，返测两站。转点转点转点转点1 1BMABMAP P往测往测转点转点转点转点2 2BMABMAP P返测返测转点转点转点转点A AB B已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点已知临时水准点BMABMABMABMA高程高程高程高程H HH HA A A A=50.000m,=50.000m,=50.000m,=50.0

18、00m,求求求求P P P P点的高程。点的高程。点的高程。点的高程。返测返测水准测量记录表水准测量记录表.doc 外业结束，每人在室内独立进行内业计算外业结束，每人在室内独立进行内业计算 2. 2. 测站检核：测站检核：测站检核：测站检核： (1)(1)变动仪器高法：变动仪器高法：变动仪器高法：变动仪器高法： 在同一测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高在同一测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高度重差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高度重新安置，再测一次。新安置，再测一次。两次测量高差之差不大于两次测量高差之差不大于8mm（对（对等外水准

19、测量）。等外水准测量）。 2.5 水准测量的检核方法水准测量的检核方法 1. 1. 计算检核：计算检核：计算检核：计算检核： 一测站观测一测站观测1次时：次时：一测站观测一测站观测2次时：次时： 黑面求得高差黑面求得高差黑面求得高差黑面求得高差= = = =红面求得高差红面求得高差红面求得高差红面求得高差m m m m ( (后视后视尺为，取尺为，取“+”“+”号，号， 后视尺为，取后视尺为，取“-” “-” 号号) ) 红黑双面求得高差不得超过容许值，四等水准不得红黑双面求得高差不得超过容许值，四等水准不得超过超过5mm5mm，等外水准可放宽至，等外水准可放宽至8mm8mm。 在同一测站，仪

20、器高度不变，黑面测得高差与红在同一测站，仪器高度不变，黑面测得高差与红面测得高差应相等。配对的双面水准尺，红面起点不面测得高差应相等。配对的双面水准尺，红面起点不是是0，一根是，一根是m，另一根是，另一根是m， 所以求得高差还须所以求得高差还须m m m m ，才是地面的实际高差。即，才是地面的实际高差。即(2)双面尺法双面尺法 ：红黑双面水准尺红黑双面水准尺一对双面水准尺，红面起点一根为一对双面水准尺，红面起点一根为m m，另一根为，另一根为m m。 从一水准点从一水准点BM BM A A出发，沿出发，沿各待定高程点逐站进行水准测各待定高程点逐站进行水准测 量，最后附合到另一水准点量，最后附

21、合到另一水准点BM BM B B上。上。 山地山地平地平地若等号两边不相等，则附合水准路线的高差闭合差若等号两边不相等，则附合水准路线的高差闭合差f fh h为为限差为：限差为：(1)(1)(1)(1)附合水准路线附合水准路线附合水准路线附合水准路线附合水准路线的检核条件为附合水准路线的检核条件为2. 2. 2. 2. 成果检核：成果检核：成果检核：成果检核：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 式中式中 ：L为路线的总长度（公里为单位）。为路线的总长度（公里为单位）。 n为路线上总测站数，闭合差容许值的单位为毫米。为路线上总测站数，闭合差容许值的单位为毫米

22、。 从水准点从水准点BMABMA出发，沿出发，沿环线逐站进行水准测量，经环线逐站进行水准测量，经过各高程待定点，最后返回过各高程待定点，最后返回BMABMA点，称为闭合水准路线。点，称为闭合水准路线。限差同符合水准路线。限差同符合水准路线。(2)(2)(2)(2)闭合水准路线闭合水准路线闭合水准路线闭合水准路线 若从一水准点出发，既没有若从一水准点出发，既没有符合到另一水准点，也没有闭合符合到另一水准点，也没有闭合到原来的水准点，就称其为支水到原来的水准点，就称其为支水准路线。准路线。返回返回(3)(3)(3)(3)支水准路线支水准路线支水准路线支水准路线对于支水准路线其高差闭合差的计算公式为

23、对于支水准路线其高差闭合差的计算公式为 ：表表2-2 水准测量记录表水准测量记录表（双仪高法） 0 -0.012 +0.01211.667 校 核 50.000 -0.188 -0.003(-0.187)(-0.183) -0.185 1.6461.745 1.456 1.562 2 BMA 4 51.027 -0.839 -0.003(-0.833)(-0.839) -0.8361.4751.602 0.642 0.763 P 2 3 +0.384 -0.003(+0.389)(+0.385) +0.387 1.6431.366 2.032 1.751 1 P 2 50.000+0.643

24、-0.003(+0.644)(+0.648) +0.646 1.141 1.232 1.785 1.880BM A 1 1 前 视 后 视 高 程改 正 后高 差 高 差 改正数 高 差水准尺读数 测点测站1.计算高差闭合差计算高差闭合差fh：fh= h往测往测 + h返测返测 容许高差闭合差容许高差闭合差fh容容 平坦地区：平坦地区： 山山 地：地： 高差闭合差高差闭合差fh大于容许少差闭合差大于容许少差闭合差fh容容，首先检查计算是否有误，如，首先检查计算是否有误，如计算无误，则为观测问题，应返工计算无误，则为观测问题，应返工。2.计算各测站高差改正数计算各测站高差改正数h （式中：（式中

25、：fh为高差闭合差，为高差闭合差，n为往返水准路线总测站数）为往返水准路线总测站数） 检查：各测站高差改正数检查：各测站高差改正数h总和其绝对值应等于高差闭合差总和其绝对值应等于高差闭合差fh。3.计算各测站改正后高差计算各测站改正后高差h改正改正： h改正改正=h观测观测+h检查：水准路线往返各测站改正后高差总和应为检查：水准路线往返各测站改正后高差总和应为0。4.计算计算P点高程点高程 根据临时水准点根据临时水准点BM A的已知高程的已知高程50.000m加第一测站改正后高差得加第一测站改正后高差得1点高程，逐点计算，算得点高程，逐点计算，算得P点高程，最后又推算得点高程，最后又推算得BM

26、 A的高程应为的高程应为50.000m。双仪高法水准测量内业计算步骤：双仪高法水准测量内业计算步骤：水准测量内业：水准测量内业：附合水准路线高程的计算附合水准路线高程的计算附合水准路线高程的计算附合水准路线高程的计算（附图）（附图）（附图）（附图）20 BM25342318BM1改正值改正值观测值观测值高程高程改正后的高差改正后的高差高高 差差测站数测站数点号点号fh=（2.745+4.661)-(48.646-39.833) = 8.847-8.813=+ 34mm =54 mm h3=7 mmh2=5 mm改正值公式：h4=8 mmBM1BM2123n=3n=4附合水准路线草图附合水准路线

27、草图 CC LL VV L1L1 十字丝横丝十字丝横丝 VV竖轴竖轴VV长长水水准准管管轴轴LL视准轴视准轴CCL1L1圆水准器轴圆水准器轴2.7 2.7 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 水准仪结构应该满足的几何条件：水准仪结构应该满足的几何条件：1. 1. 圆水准轴平行仪器竖轴的检验与校正圆水准轴平行仪器竖轴的检验与校正(1)(1)目的：目的：L L L LVVVV(2)(2)检验：把仪器安置好，并用脚螺旋将气泡居中，检验：把仪器安置好，并用脚螺旋将气泡居中，然后将仪器旋转然后将仪器旋转 180 180 ，看气泡是否居中，如果气，看气泡是否居中，如果气泡仍居中，则条件满足，否则，条件不

28、满足。泡仍居中，则条件满足，否则，条件不满足。2（3 3）校正）校正调整其周围的调整其周围的3 3个校正螺钉，使气泡向居中位置移动偏离量的一个校正螺钉，使气泡向居中位置移动偏离量的一半，如下图所示。此时圆水准器轴半，如下图所示。此时圆水准器轴LL LL 平行于仪器竖轴平行于仪器竖轴VV VV ；首先稍松位于圆水准器下面中间的固紧螺钉；首先稍松位于圆水准器下面中间的固紧螺钉；再用脚螺旋整平，使圆水准器气泡居中，竖轴再用脚螺旋整平，使圆水准器气泡居中，竖轴VV与圆水准器轴与圆水准器轴LL同时处于竖直位置。同时处于竖直位置。 校正工作一般需反复进行，直至仪器转到任何位置气泡均为居中为校正工作一般需反

29、复进行，直至仪器转到任何位置气泡均为居中为止，最后应旋紧固定螺钉。止，最后应旋紧固定螺钉。 将仪器整平后，用十字丝一端对准水平方向某一清晰目将仪器整平后，用十字丝一端对准水平方向某一清晰目标。用水平微动慢慢转动望远镜，当目标移动到十字丝交点标。用水平微动慢慢转动望远镜，当目标移动到十字丝交点从一端移到另一端时，看目标是否始终在十字丝上。从一端移到另一端时，看目标是否始终在十字丝上。2. 2. 十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验与校正十字丝横丝垂直于仪器竖轴检验与校正 瞄准一点瞄准一点望远镜水平转动后现象望远镜水平转动后现象十字丝无误差清况十字丝无误差清况将仪器安置在某两固定点中间。测出它们之间的正确

30、高将仪器安置在某两固定点中间。测出它们之间的正确高 差。差。ABabxxhAB正正= a b =(a x) (b x)=abD后后 = D前前ii3. 3. 水准管轴平行于视准轴的检验与校正水准管轴平行于视准轴的检验与校正(2)(2)检验：检验： (1)(1)目的：目的：LLCChAB正正 将仪器放到某一立尺点（将仪器放到某一立尺点（A）附近处，此时前后视距不相等，）附近处，此时前后视距不相等，在两尺上读数分别为在两尺上读数分别为a 、b ，A、B两点的高差两点的高差 hAB 为为： ABab 即即 hAB= a bb正正如果如果 hAB hAB正正 说明视准轴说明视准轴/水准管轴，没有水准管

31、轴，没有i角误差角误差 hAB hAB正正 说明存在说明存在i角误差，其值为角误差，其值为式中：h= hAB- h hABAB正正= = =206265h hABABDdi当当i20时，就须校正。校正时首先要求出正确的前视读数时，就须校正。校正时首先要求出正确的前视读数b正。正。A AB Ba a b b b b正正正正 h h h hAB AB AB AB 正正正正= a= a= a= a -b -b -b -b正正正正 b b正正正正=a=a h hABAB正正正正 微微微微倾倾倾倾螺螺螺螺旋旋旋旋(3)校正校正A A A A、B B B B的正确高差的正确高差的正确高差的正确高差正确的前

32、视读数正确的前视读数b b正正hAB正 转动微倾螺旋使横丝对准转动微倾螺旋使横丝对准b正正，此时水准管气泡必定偏此时水准管气泡必定偏歪。歪。ABab正正h h h hAB AB AB AB = a-b = a-b = a-b = a-b b正正=a hAB正正 微微倾倾螺螺旋旋hAB正 视线对准正确读数时，气泡必偏歪，用校正针拨校正视线对准正确读数时，气泡必偏歪，用校正针拨校正螺丝使符合水准管气泡居中。螺丝使符合水准管气泡居中。 具体操作应注意：先松左具体操作应注意：先松左右校正螺丝，然后一松一紧上下的校正螺丝，使气泡居中。右校正螺丝，然后一松一紧上下的校正螺丝，使气泡居中。2.8 2.8 水

33、准测量误差的分析水准测量误差的分析 仪器误差主要是指水准仪经检验校正后的残余误差和水准尺误仪器误差主要是指水准仪经检验校正后的残余误差和水准尺误差两部分。差两部分。1.1.仪器误差仪器误差(1)(1)校正后的残余误差校正后的残余误差 水准仪经检验校正后的残余误差，主要表现为水准仪经检验校正后的残余误差，主要表现为水准管水准管轴与视准轴不平行轴与视准轴不平行，虽然经校正但仍然残存的少量误差等。，虽然经校正但仍然残存的少量误差等。这种误差的影响与距离成正比，观测时若保证前后视距大这种误差的影响与距离成正比，观测时若保证前后视距大致相等，便可消除或减弱此项误差的影响。这就是水准测致相等，便可消除或减

34、弱此项误差的影响。这就是水准测量时为什么要求前后视距相等的重要原因。量时为什么要求前后视距相等的重要原因。 水准测量的误差包括水准仪本身的水准测量的误差包括水准仪本身的仪器误差仪器误差、人为的、人为的观测误差观测误差观测误差观测误差以及以及外界条件外界条件外界条件外界条件的影响三个方面。的影响三个方面。(2)(2)水准尺误差水准尺误差 由于水准尺的刻划不准确，尺长发生变化、弯曲等，会影响由于水准尺的刻划不准确，尺长发生变化、弯曲等，会影响水准测量的精度，因此，水准尺须经过检验符合要求后，才能使水准测量的精度，因此，水准尺须经过检验符合要求后，才能使用。有些尺子的底部可能存在零点差，可在一水准测

35、段中使用测用。有些尺子的底部可能存在零点差，可在一水准测段中使用测站数为偶数的方法予以消除。站数为偶数的方法予以消除。2.2.观测误差观测误差(1)(1)(1)(1)水准管气泡居中误差：水准管气泡居中误差：水准管气泡居中误差：水准管气泡居中误差：0.150.15（ 水准管分划值）水准管分划值）(2)(2)(2)(2)水准尺估读误差：水准尺估读误差：水准尺估读误差：水准尺估读误差：此项误差与望远镜的放大倍率和视距长此项误差与望远镜的放大倍率和视距长 度有关。度有关。(3)(3)(3)(3)视差影响：视差影响：视差影响：视差影响：当存在视差时，由于水准尺影像与十字丝分划当存在视差时，由于水准尺影像

36、与十字丝分划板平面不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读板平面不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读数，因而会产生读数误差。所以，观测时应注意消除视差。数，因而会产生读数误差。所以，观测时应注意消除视差。(4)(4)(4)(4)水准尺倾斜误差：水准尺倾斜误差：水准尺倾斜误差：水准尺倾斜误差：水准尺倾斜将使尺上的读数增大，且视水准尺倾斜将使尺上的读数增大，且视线离地面越高，读取的数据误差就越大。例如水准尺倾斜线离地面越高，读取的数据误差就越大。例如水准尺倾斜3.53.5，在水准尺，在水准尺1m1m处读数时，将产生处读数时，将产生2mm2mm的误差。的误差。(1)(1)仪器下沉和尺垫下

37、沉仪器下沉和尺垫下沉在土质较松软的地面上进行水准测量时，易引起仪器在土质较松软的地面上进行水准测量时，易引起仪器和尺垫的下沉。和尺垫的下沉。3. 3. 外界条件的影响外界条件的影响仪器下沉：仪器下沉： 可能使观测视线降低，造成测量高差的误差，若采可能使观测视线降低，造成测量高差的误差，若采用用“后后-前前-前前-后后”的观测顺序可减弱其影响。的观测顺序可减弱其影响。仪器放在坚实地面，仪器踏实仪器放在坚实地面，仪器踏实。尺垫下沉：尺垫下沉： 转点处的尺垫，尺垫下沉使下一测站的后视读数增转点处的尺垫，尺垫下沉使下一测站的后视读数增大，高差增大，造成高程传递误差。为此，实际测大，高差增大，造成高程传

38、递误差。为此，实际测量时，转点设在坚实地面，尺垫要踏实。量时，转点设在坚实地面，尺垫要踏实。(3)(3)温度影响温度影响 温度的变化不仅引起大气折光的变化，而且仪器受到烈温度的变化不仅引起大气折光的变化，而且仪器受到烈日的照射，水准管气泡将产生偏移，影响仪器的水平，从而日的照射，水准管气泡将产生偏移，影响仪器的水平，从而产生气泡居中的误差。因此，观测时应注意撑伞遮阳，避免产生气泡居中的误差。因此，观测时应注意撑伞遮阳，避免阳光直接照射。阳光直接照射。(2)(2)地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响 若使前后视距相等，地球曲率和大气折光的影响将得若使前后视距相等，地球曲率和大气折光的

39、影响将得到消除或大大减弱。到消除或大大减弱。 自动安平水准仪的特点是没有管水准器和微倾螺自动安平水准仪的特点是没有管水准器和微倾螺旋。在粗略整平之后，即在圆水准气泡居中的条件下，旋。在粗略整平之后，即在圆水准气泡居中的条件下，利用仪器内部的自动安平补偿器，就能获得视线水平利用仪器内部的自动安平补偿器，就能获得视线水平时的正确读数，省略了精平过程，从而提高了观测速时的正确读数，省略了精平过程，从而提高了观测速度和整平精度。度和整平精度。 1.1.自动安平水准仪自动安平水准仪2.9 几种新式的水准仪几种新式的水准仪国产国产DSZ3自动安平水准仪自动安平水准仪每公里往返测量每公里往返测量中误差：中误

40、差： 2.5补偿安平精度：补偿安平精度： 0.5 补偿工作范围：补偿工作范围： 142 激激光光水水准准仪仪 3.3.激光扫平仪（北光产激光扫平仪（北光产SJZ1SJZ1型）型）精度：精度：20测量范围：半径测量范围：半径150m补偿器工作范围：补偿器工作范围：15安平精度：安平精度：1扫描速度：扫描速度：300，探测器探测器提供一条可见的激光水平面，作为施工基准。提供一条可见的激光水平面，作为施工基准。应用范围：室内装修、平整场地等应用范围：室内装修、平整场地等。4.激光垂准仪激光垂准仪（北光产北光产DZJ3型）型）半导体激光器波长：半导体激光器波长： 635mm激光有效射程：激光有效射程：

41、150m激光光斑大小激光光斑大小100m处光斑直径：处光斑直径： 6mm激光光轴与视准轴同轴激光光轴与视准轴同轴 误差：误差：5用于高层建筑施工用于高层建筑施工 数字水准仪（数字水准仪（digital levelsdigital levels）是一种新型的）是一种新型的智能化水准仪，又称为智能化水准仪，又称为信息水准仪信息水准仪。测量原理是将。测量原理是将编码的水准尺影像进行一维图像处理，用传感器代编码的水准尺影像进行一维图像处理，用传感器代替观测者的眼睛，从望远镜中看到水准尺上替观测者的眼睛，从望远镜中看到水准尺上“刻划刻划”的测量信号，由微处理器自动计算出水准尺上的的测量信号，由微处理器自动计算出水准尺上的读数及仪器至标尺间的水平距离。所测数据可在仪读数及仪器至标尺间的水平距离。所测数据可在仪器显示屏上显示，并存贮在内置器显示屏上显示，并存贮在内置PCMCIAPCMCIA卡上；亦可卡上；亦可通过标准通过标准RS232CRS232C接口向计算机或相关数据采集器中接口向计算机或相关数据采集器中传输。传输。5.5.数字水准仪数字水准仪数字水准仪（信息水准仪）数字水准仪（信息水准仪）