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1、2.1 水准测量原理 2.2 水准测量的仪器和工具 2.3 水准仪的使用（实验） 2.4 水准测量的方法 2.5 水准测量的计算 2.6 水准测量的误差及注意事项,第二章 水准测量,大地水准面,HB,HA,hAB,前进方向,A,B,注：水准测量的方向是由已知高程点开始向待测点方向行进。A为已知高程点，B为待测点，则A尺读数a称为后视读数，B尺读数b称为前视读数。,2.1 水准测量原理, 高差法 通过高差直接求高程的方法称为高差法。 A、B两点间的高差: hAB= a-b，B点高程: HB=HA+hAB。 适用于一测站上有一个后视读数和一个前视读数的测量工作。,2.1.1 求B点对A点的高程,大
2、地水准面,b,HB,HA,hAB,前进方向,A,B,a,2.1 水准测量原理, 仪高法（视线高程法） HB=（HA+a）-b=Hi-b， Hi=HA+a 为视线高程。 适用于一测站上有一个后视读数和多个前视读数的测量工作。 2.1.2 水准测量原理 应用水准仪所提供的水平视线来测定两点间的高差或仪器的视线高程，根据已知点的高程和两点间的高差或视线高程，计算所求点的高程。, 2.2 水准测量的仪器和工具,仪器：水准仪 工具：水准尺、尺垫,2.2.1 水准仪的分类和构造 分类： 按精度分为4种类型 DS05 DS1 DS3 DS10 D-大地测量；S- 水准仪 下标数字表示每千米往返高差中数的中误
3、差分 别是0.5、1、3和10mm 按结构分为3种类型 微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪,目镜,水准管目镜,圆水准器校正螺钉,DS3型水准仪的构造,主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。,微倾螺旋,2.2.2 水准尺和尺垫,1、水准尺 塔尺 ：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。 双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。,2、尺垫 仅在转点处竖立水准尺时使用， 防止点位移动和水准尺下沉。, 2.3 水准仪的使用,安置水准仪 选定测站- 三脚架 - 调节高度和水平 - 固定脚架 - 安装仪器,测站选择要点：视距、坚平,粗略整平 调节脚螺旋使圆水准器气泡居中,瞄准
4、水准尺 原则：先目后物，先粗后微，最后反复消除视差,精确整平与读数,转动微倾螺旋使水准管气泡两端影像符合,用横丝读取尺上数字,注意：读数前必须精平， 精平后立即读数。, 2.4 水准测量方法,2.4.1 水准点（BM-Bench Mark),用水准测量方法测定的高程控制点（固定标志） 是引测高程的依据 国家水准点按精度分为一、二、三、四等,一个测站的水准测量工作,1、安置仪器于AB之间， 立尺于A、B点上； 2、粗略整平； 3、瞄准A尺，精平、读数a， 记录1568； 4、瞄准B尺，精平、读数b， 记录1471；,5、计算：hAB = a b = 1.568-1.471=+0.115m 即B点
5、比A点高0.115m。,2.4.2 水准测量的步骤,分段，设置转点（TP-Turning Point)作为临时立尺点 选择测站，安置仪器，观测并记录数据填入记录簿 测站前后视距大致相等 一般先后视再前视 计算,连续水准测量,例：,注意：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）。,A,TP1,TP2,TP3,2142,B,1258,0928,1235,1672,2074,HA=123.446m,HB,大 地 水 准 面,前进方向,A TP1,TP1 TP2,TP2 TP3,TP3 B,2142,1258,+0.884,0928,1235,-0.307,166
6、4,1431,+0.233,1672,2074,-0.402,计算 检核,6.406 5.998,ab+0.408,+0.408,+ 0.408,123.446,123.854,水 准 测 量 手 簿,已知,（一）、计算检核 目的：检核计算高差和高程计算是否正确。 检核条件： 如上表所示：,等式条件成立，说明计算正确。,2.4.3 水准测量检核,（二）、测站检核,目的：保证前后视读数的正确。 方法：变动仪器高法、双面尺法,1、变动仪器高法 在同一测站上变动仪器高（10cm左右），两 次测出高差；等外水准测量其差值|h | 6mm， 取其平均值作为最后结果。 2、双面尺法 采用黑红面的水准尺，利
7、用双面的零 点差检核观测质量。,（三）、成果检核,水准测量时，一般将已知水准点和待 测水准点组成一条水准路线； 在水准测量的施测过程中，测站检核 只能检核一个测站上是否存在错误或误 差是否超限； 计算检核只能发现每页计算是否有误； 对一条水准路线来讲必须进行成果检核。,1、水准路线的布设形式 附合水准路线（见图1） 闭合水准路线（见图2） 支水准路线（见图3）,BMA,BMB,1,2,3,4,图1,1,2,3,图3,BMA,1,2,3,4,图2,BMA,闭合差：观测值与理论值的差值。 高差闭合差就是高差的观测值与理论值之差； 用fh表示，即 fh=h测 - h理,2、检核的主要内容,限差：规范
8、规定的的高差闭合差的允许值； 用fh容表示。 等外水准测量要求： 平地： L水准路线的长度，单位km。 山地： n水准路线的测站数。,要求： fh fh容,附和水准路线： h测=h1+h2+h3+ + hn h理=H终 H始 fh = h测 - h理= h测-（H终 H始） 闭合水准路线： h测= h1+h2+h3+ + hn h理= 0 fh = h测 - h理= h测 支水准路线： h测= h往+ h返 h理= 0 fh = h测 - h理= h往+ h返,3、不同形式水准路线fh的计算, 2.5 水准测量计算（以符合水准路线为例）,A、B为已知水准点，HA =65.376m ， HB =
9、68.623m 点1、2、3 为待测水准点，各测段高差、测站数、 距离见下图：,如图为一符合水准路线：,1、计算闭合差：,2、检核：,故其精度符合要求。,3、计算改正数 分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。,按距离：,按测站数：,以第1测段为例，测段改正数为：,检核：,4、计算改正后高差,检核：,以第1测段为例，改正后的高差为：,5、计算高程,如：,检核：,否则说明高程计算有误。,备注,1,2,3,4,A 1,2,3,B,1.0 8 +1.575,1.2 12 +2.036,1.4 14 -1.742,2.2 16 +1.446,5.8 50
10、 +3.315,辅助计算,-0.012,-0.014,-0.016,-0.026,-0.068,+1.563,+2.022,-1.758,+1.420,+3.247,65.376,66.939,68.961,67.203,68.623,符合水准测量成果计算表,已知,已知,闭合水准路线成果计算 1、计算闭合差： 2、检核： 3、计算高差改正数： 闭合水准路线的计算与附合水准路线基本相同。,4、计算改正后高差： 5、计算各测点高程：,支水准路线成果计算,1,1、计算闭合差：,2、检核：,，故精度符合要求。,3、计算高差（取往、返测绝对值的平均值，其符号与往测相同）,4、计算高程,H1=186.78
11、5-1.386=185.399m,(HA=186.785m),误差来源： 仪器误差 + 观测误差 + 外界条件的影响,2.6.1 仪器误差 1、仪器校正后的残余误差主要是i角误差。 （前后视距相等可消除） 2、水准尺误差 包括刻划不准、尺长变化、 尺身弯曲等误差。（作业前必须检验，前后视 尺交替使用、测站数为偶数可减弱或消除）,2.6 水准测量的误差及其注意事项,2.6.2 观测误差 1、视差（仔细调焦可消除） 2、读数误差（减小视线长度、读数认真果断） 3、水准器泡居中误差（符合后立即读数） 4、水准尺倾斜的影响（认真扶尺、气泡居中）,2.6.3 外界条件的影响 1、仪器下沉（踩紧脚架、减少观测时间） 2、尺垫下沉（尺垫踩实、往返测取中数） 3、地球曲率和大气折光（前后视距相等可消除） 4、大气温度和风力（打伞遮阳、选择好的天气）,视差：,