电子水准仪的测量原理和应用领域介绍
电子水准仪的测量原理和应用领域介绍
随着电子水准仪器的普及，使用者往往因为不了解其基本工作原理、性能，在工作过程中操作错误，保护不当。大大降低了电子水准仪器的真正工作效率。为了避免不必要的错误，本文对电子水准仪器的基本工作原理和日常操作过程中出现的问题进行细致论述，并结合具体工程项目行具体分析。
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所有对高程进行测量的方法中，几何水准测量法是最精密的测量方法，所以一直沿用至今。精密水准测量方面，六十年代初由德国大地测量学者创造的机车化水准测量法，七、八十年代前西德研制出机车化水准测量方法和测量系统，该测量系统由平仪Telamat 与主动水准标尺构成，2002年5月徕卡公司又向中国市场投放新型数字水准仪DNA03。该仪器符合中国国家水准测量规范，功能齐全。
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电子水准仪器的概述
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电子水准仪又叫数字水准仪，由基座、水准器、单远镜及数据处理系统组成，电子水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器（CCD）。并采用条纹编码标尺和图像的处理电子系统而构成的光机电一体化的高科技产品。
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水准仪线路测量操作步骤
水准仪线路测量操作步骤 Prepared on 22 November 2020
水准仪“线路测量”操作步骤 1.开机 2.选择“程序”点击“ENT” 3.选择“线路测量”点击“ENT”
4.选择“作业”点击“ENT” 5.输入作业名，选择“保存”点击“ENT”（数字和字母之间的转换键是SHIFT键） 6.选择“线路”点击“ENT”
7.在“测量方式”中左右翻选择“aBFFB”（意思是“奇数站后前前后”“偶数站前后后前”）；再输入“起始高程”就可以；其他的不用做更改（需要往返测的选择“返测”就行）选择“确定”点击“ENT”
8.选择“开始”点击“ENT”就可以开始测量 9.（奇数站）第一次瞄准后尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存。 10.第二次瞄准前尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存；第三次瞄准前尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存； 11.第四次瞄准后尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存；再点击“ENT”保存本测段。 12.（偶数站）第一次瞄准前尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存。 13.第二次瞄准后尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存；第三次瞄准后尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存；
14.第四次瞄准后尺点击“MEAS”;测过之后点击“ENT”保存；再点击“ENT”保存本测段。 15.最后全部测完保存好之后按“ESC”退出即可；一定记住只有退出测量界面方可关机。 以上为水准仪二等水准测量“线路测量”简略操作步骤，如有不对请自己修改。
水准仪及水准测量
第二章 水准仪及水准测量 测定地面点高程的工作，称为高程测量(height measurement)。高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可以分为水准测量(leveling)、三角高程测量(trigonometric leveling)、GPS 高程测量(GPS leveling)和气压高程测量(air pressure leveling)。水准测量是目前精度较高的一种高程测量方法。 第一节 水准测量原理与方法 一、水准测量原理 利用水准仪(level)提供的水平视线(horizontal sight)，读取竖立于两个点上的水准尺(leveling staff)上的读数，来测定点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程。 在A 、B 两点上各立一根尺子（水准尺），在A 、B 之间安置一架可以得到水平袖线的仪器（水准仪），由水平视线在尺子上读数，分别为a 、b ，则两点的高差hAB=a-b 。这其中的关键是水准仪能够给出水平视线。 a ——后视读数； b ——前视读数 注意： 1．高差hAB 本身可正可负，当a 大于b 时hAB 为正，此时B 点高于A 点；当a 小于b 时hAB 为负，即B 点低于A 点。 2．高差hAB 的书写其下标的次序是固定的，不能随意变换，hAB 表示从A 到B 的高差；hBA 则表示从B 到A 的高差。 二、水准测量方法 转点：如果A 、B 两点相距较远或高差太大，可在A 、B 两点之间增设若干传递高程的临时水准点，称其为转折点（Turning Point ） 转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫） 测站：每安置一次仪器，称为一个测站 b a h h b a h b a h b a h AB n n n ∑-∑=∑=-=-=-= 2 22111
水准测量外业流程
水准测量 水准测量 内容：理解水准测量的基本原理；掌握 DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺 垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差 闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。 重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。 难点：水准仪的检验与校正。 §2.1 高程测量（ Height Measurement ）的概念 测量地面上各点高程的工作 , 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为： （1）水准测量 (leveling) （2）三角高程测量 (trigonometric leveling) （3）气压高程测量 (air pressure leveling)
（4）GPS 测量 (GPS leveling) §2.2 水准测量原理 一、基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。 a ——后视读数 A ——后视点 b ——前视读数 B ——前视点 1、A 、 B 两点间高差： 2、测得两点间高差后，若已知 A 点高程，则可得B点的高程：。 3、视线高程： 4、转点 TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。 二、连续水准测量
如图所示，在实际水准测量中， A 、 B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿 A 、 B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到 A 、 B 两点间的高差值，有： h 1 = a 1 － b 1 h 2 = a 2 － b 2 …… 则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b 结论： A 、 B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。 § 2.3 水准仪和水准尺 一、水准仪 (level) 如图所示，由望远镜、水准器和基座三部分组成。 DS3 微倾式水准仪自动安平水准仪 1、望远镜 (telescope) ——由物镜、目镜和十字丝（上、中、下丝）三部分组成。
徕卡DNA03电子水准仪使用方法及限差设置
徕卡DNA03电子水准仪使用方法及限差设置 使用Leica Geo Office上载程序。 1.1在仪器窗口中选择DNA，并选择通讯端口 DNA03新机载线路测量程序操作说明书 - John Shao - John Shao 1.2完成后点Upload，进入下面界面 1.3选择上载程序，然后点击“下一步”，程序开始上载，等待其完成。 线路测量 1应用程序选择 在仪器上按PROG 进入[应用程序界面]，用上下键选择线路测量 2新建作业 在[线路测量]中，选择[作业]按回车，进入如下界面： Job：作业名称； Oper：操作人员； Comt1：作业描述1； Comt2：作业描述2； ：返回上一级，不创建作业。 ：确认创建作业，进入下一步，线路测量设置。 Name：输入将要测量的线路名称； Meth：作业方法选择，本程序中有BF，aBF，BFFB，aBFFB四中方法可以选择； PtID：线路起始点点号； H0：线路起始点高程值； Staf1：标尺1描述； Staf2：标尺2描述； 2.1线路测量方法选择 线路测量方法中有BF双转点模式；BF常规模式；aBF往测（奇数站后前，偶数站前后）；aBF返测（奇数站前后，偶数站后前）；aBFFB往测（奇数站后前前后，偶数站前后后前）；aBFFB返测（奇数站前后后前，偶数站后前前后）； 使用方向键选择返测或双转点测量模式。 1、选择BF双转点测量模式： 2、选择BF常规测量模式： 3、选择BFFB双转点测量模式： 4、选择BFFB常规测量模式： 5、选择aBF返测模式： 6、选择aBF常规测量模式： 7、选择aBFFB返测模式： 8、选择aBFFB返测模式：选择方法后直接用进入下一步，进入常规或往测测量模式。 3、限差设置 Precise：激活精密模式； DistBal：视距差设置； MaxDist：测站最大视距； StafEnds：标尺最大最小读数设置； StatDif：测站高程差； B-B/F-F：前后视两次读数差；
水准仪测量高程的方法和步骤
水准仪测量高程的方法和步骤 内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。 重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。 难点：水准仪的检验与校正。 §2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念 测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为： （1）水准测量(leveling) （2）三角高程测量(trigonometric leveling) （3）气压高程测量(air pressure leveling) （4）GPS 测量(GPS leveling) §2.2 水准测量原理 一、基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。
a ——后视读数A ——后视点 b ——前视读数B ——前视点 1、A、B两点间高差： 2、测得两点间高差后，若已知A 点高程，则可得B点的高程：。 3、视线高程： 4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。 二、连续水准测量
如图所示，在实际水准测量中，A 、B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A 、B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A 、B 两点间的高差值，有： h 1 = a 1 －b 1 h 2 = a 2 －b 2 …… 则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b 结论：A 、B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。 § 2.3 水准仪和水准尺 一、水准仪(level) 如图所示，由望远镜、水准器和基座三部分组成。
水准测量一般步骤
第二章 水准测量 高程是确定地面点位置的要素之一，在工程建设的设计、施工与管理等阶段都具有十分重要的作用。测定地面点高程的工作称为高程测量。高程测量按所使用的仪器和施测方法不同，主要有水准测量和三角高程测量等。水准测量是高程测量中最常用的一种方法。本章主要介绍水准测量原理、水准仪的构造及其使用、水准测量的施测方法与成果整理以及仪器的检验与校正等内容。 2-1 水准测量原理 水准测量不是直接测定地面点的高程，而是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条水平视线，瞄准并在水准尺上读数，求得两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。 如图2-1所示，设已知A 点高程为A H ，用水准测量方法求未知点B 的高程B H 。在A 、 B 两点中间安置水准仪，并在A 、B 两点上分别竖立水准尺，根据水准仪提供的水平视线 在A 点水准尺上读数为a ，在B 点的水准尺上读数为b ，则A 、B 两点间的高差为： b a h AB -= （2-1） 图2-1 水准测量原理 设水准测量是由A 点向B 点进行，如图2-1中箭头所示，则规定A 点为后视点，其水 准尺读数a 为后视读数；B 点为前视点，其水准尺读数b 为前视读数。由此可见，两点之间的高差一定是“后视读数”减“前视读数”。如果a >b ，则高差AB h 为正,表示B 点比A 点高；如果a 测量学试题及答案水准测量完整版
测量学试题及答案水准 测量 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
第二章水准测量 一、名词解释 视准轴水准管轴 圆水准轴 水准管分划值?高差闭合差水准路线 二、填空题 1．高程测量按使用的仪器和测量方法的不同，一般分为、、、；2．水准测量是借助于水准仪提供的。 3．DS3型水准仪上的水准器分为和两种， 可使水准仪概略水平，可使水准仪的视准轴精确水平。 4．水准尺是用干燥优质木材或玻璃钢制成， 按其构造可分为、、三种。 5．水准点按其保存的时间长短分为和两种。 6．水准路线一般分为路线、路线、路线。 7．水准测量中的校核有校核、校核和校核三种。 8．测站校核的常用方法有和两种。
9．水准仪的轴线有、、、； 各轴线之间应满足的关系、、。 10．自动安平水准仪粗平后，借助于仪器内部的达到管水准器的精平状态。 11．精密光学水准仪和普通水准仪的主要区别是在精密光学水准仪上装有。 12．水准测量误差来源于、、三个方面。 13．水准仪是由、和 三部分组成。 三、单项选择题 （）1．有一水准路线如下图所示，其路线形式为 路线。 A闭合水准B附合水准 C支水准D水准网
（）2．双面水准尺同一位置红、黑面读数之差的理论值为 mm。 A0B100C4687或4787D不确定 （）3．用DS3型水准仪进行水准测量时的操作程序为：。 A粗平瞄准精平读数B粗平精平瞄准读数 C精平粗平瞄准读数D瞄准粗平精平读数 （）3．当A点到B点的高差值为正时，则A点的高程比B点的高程。A高B低C相等D不确定 （）4．水准仪的视准轴与水准管轴的正确关系为 A垂直B平行C相交D任意 （）5．水准管的曲率半径越大，其分划值，水准管的灵敏度。
电子水准仪测量步骤
7.4.2 数字水准仪观测 7.4.2.1 往、返测奇数站照准标尺顺序为： a)后视标尺； b)前视标尺； c)前视标尺； d)后视标尺。 7.4.2.2 往、返测偶数站照准标尺顺序为： a)前视标尺； b)后视标尺； c)后视标尺； d)前视标尺。 7.4.2.3 一测站操作程序如下(以奇数站为例)： a)首先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央)； b)将望远镜对准后视标尺（此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置），用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键； c)显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键； d)显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键； e)显示读数后，旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键。显示测站成果。测站检核合格迁站。 7.5间歇与检测 7.5.1观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的转点尺桩（用尺台作转点尺承时，可用三个带帽钉的木桩）做妥善安置，作为间歇点。 7.5.2间歇后应对间歇进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若符合限差（见表8）要求，即可由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。 7.5.3检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。 7.5.4数安水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测，检测有因难时最好收测在固定点上。GB/T12879-2006 7.6测站观测限差与设置 7.6.1测站观限差 测站观测限差应不超过表8的规定。 表8 使用双摆位自动安平水准仪观测时，不计算基辅分划读数差。 对于数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差之差的限差。 测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测，若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇点(应经检测符合限差)起始，重新观测。 7.6.2数字水准仪测段往返起始测站设置
三四等水准测量步骤
三、四等水准测量 控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。 一、三、四等水准测量(leveling)的技术要求 1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。 2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。 3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。 4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。
二、三、四等水准测量的观测方法 三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。一般采用一对双面尺。 1、三等水准一个测站的观测步骤：（后-前-前-后；黑-黑-红-红） （1）照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）、（2）、（3）。 （2）照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）、（5）、（6）。 （3）照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7） （4）照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8） 这四步观测，简称为“后一前一前一后(黑一黑一红一红)”，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。对于四等水准测量，规范允许采用“后一后一前一前（黑一红一黑一红)”的观测步骤。
电子水准仪测量步骤
往、返测奇数站照准标尺顺序为： a)后视标尺； b)前视标尺； c)前视标尺； d)后视标尺。 往、返测偶数站照准标尺顺序为： a)前视标尺； b)后视标尺； c)后视标尺； d)前视标尺。 一测站操作程序如下(以奇数站为例)： a)首先将仪器整平(望远镜绕垂直轴旋转，圆气泡始终位于指标环中央)； b)将望远镜对准后视标尺（此时，标尺应按圆水准器整置于垂直位置），用垂直丝照准条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键； c)显示读数后，旋转望远镜照准前视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键； d)显示读数后，重新照准前视标尺，按测量键； e)显示读数后，旋转望远镜照准后视标尺条码中央，精确调焦至条码影像清晰，按测量键。显示测站成果。测站检核合格迁站。 间歇与检测 观测间歇时，最好在水准点上结束。否则，应在最后一站选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置标尺的固定点，作为间歇点。如无固定点可选择，则间歇前应对最后两测站的转点尺桩（用尺台作转点尺承时，可用三个带帽钉的木桩）做妥善安置，作为间歇点。 间歇后应对间歇进行检测，比较任意两尺承点间歇前后所测高差，若符合限差（见表8）要求，即可由此起测；若超过限差，可变动仪器高度再检测一次，如仍超限，则应从前一水准点起测。 检测成果应在手簿中保留，但计算高差时不采用。 数安水准仪测量间歇可用建立新测段等方法检测，检测有因难时最好收测在固定点上。
GB/T12879-2006 测站观测限差与设置 测站观限差 测站观测限差应不超过表8的规定。 表8 使用双摆位自动安平水准仪观测时，不计算基辅分划读数差。 对于数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辅分划所测高差之差的限差。 测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测，若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇点(应经检测符合限差)起始，重新观测。 数字水准仪测段往返起始测站设置 a)仪器设置主要有： 一—测量的高程单位和记录到内存的单位为米(m)； ——最小显示位为 01 m； ——设置日期格式为实时年、月、日； ——设置时间格式为实时24小时制。 b)测站限差参数设置： ——视距限差的高端和低端； ——视线高限差的高端和低端； ——前后视距差限差； ——前后视距差累积限差；
水准仪及其使用方法
水准仪及其使用方法 高程测量是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器4．微调手轮5．水平制动手轮6．管水准器7.水平微调手轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间,摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就是平水。将望远镜对准未知点（１)上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺
的读数（后视），把望远镜旋转到未知点(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视)，记到记录本上。 计算公式:两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为ａ’、b ’。计算如果a－b≠ａ’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。 四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 粗平?粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准?瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 ４. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气
实验一 水准仪认识及普通水准测量
实验一水准仪认识及普通水准测量（G1214202） 学时：4学时实验性质：验证性实验 一、实验目的 认识水准仪的构造，掌握水准测量方法，熟悉水准测量的外业和内业数据处理程序。 二、实验仪器设备 S3水准仪一台，三脚架一个，水准尺一对，尺垫二个，记录纸若干。 三、实验内容 1、认识水准仪的结构，各螺旋的作用。 2、练习水准仪的操作，练习测两点高差。 3、测量一条闭合水准路线。 四、实验步骤 1、认识水准仪的结构和各螺旋的作用 以班级为单位，在一空旷地方听实验指导老师讲解水准仪的构造和各螺旋的功能，认真观看指导老师的操作示范。 2、练习测两点间高差 以小组为单位，认识水准仪，并在一测站上练习测两点间高差。 1）安置仪器：先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2）认识仪器：认真听取指导老师讲解并记住仪器各部件的位置、名称及作用，掌握其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记，练习并掌握水准尺的读数方法。 3）粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或反向）转动，使圆水准气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气泡移到圆水准器居中位置。若一次不能居中，可反复进行。 4）水准仪的操作 a）瞄准：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用缺口和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动目镜螺旋使十字丝清晰、再转动物镜调焦螺旋，使目标（即标尺）清晰，检查并清除视差。
b）精平：转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（呈圆弧状），即符合气泡严格居中。 c）读数：从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，只读出米、分米和厘米三位数字，第四位是估读毫米的数值。 5）观测练习：在仪器两侧距离大致相等处各立一根水准尺，分别对它们进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。不动水准尺，改变仪器高，同法观测。或将水准尺翻成红面，再次观测，并求出第二个高差，比较前后两次高差，看是否超限，超过限差要求应返工重测。 3、测一条闭合水准路线 1）选择一已知高程点为起始点（也可选一地面上牢固的点位，给其一个假定高程做为起始点），并选定一条长度合适的闭合路线，指定一个前进方向。 2）在起始点上和前方适当远处各立一水准尺，在两水准尺之间大约中点处架设水准仪并整平。然后即可用红黑面法或两次仪器高法测量两个高差。将这两个高差进行比较，若其较差不超过±6mm的限差时，方可开始下一站的观测，此时，前视水准尺不动，后视水准尺移到前方适当远处立尺，仪器又安置在两尺之间的适当位置，即可开始第二站观测。此后如此往复；直到终点。 3）将各站所测两次高差取平均值，然后求出水准路线的高差闭合差，若不超出±12n（mm）的限差要求（n——测站数），则将闭合差平均分配于各测站，除不尽之尾数，给高差较大的测站多分一个毫米，最后推算出各点之高程。 五、注意事项 1、每次读数前一定要集中符合水准气泡居中；并应注意消除视差。 2、扶尺员应思想集中，水准尺要立直，尽量使其处于铅垂位置。 3、两次高差的限差要求为±6mm。 4、各站高差需当时求出，在测站检核合乎限差（±6mm）的要求后，方可移动后视尺垫和仪器。 5、仪器搬站时，前视尺垫需保持不动。 六、实验报告 实验报告中应包括：实验名称、目的要求、实验步骤、实验原始记录及数据处理结果。 七、记录格式及范例（见下页）
四等水准测量步骤简述
四等水准测量步骤简述 一、目的和要求 （1）进一步熟练水准仪的操作，掌握用双面水准尺进行四等水准测量的观测、记录与计算方法。 （2）熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及线路的检核方法。 视线高度：三丝能读数；视线长度≤80m；前后视距差≤3m；前后视距累积差≤10m；红黑面读数差≤3mm ；红黑面高差之差≤5mm；观测次数：与已知点联测是往返各一次，闭合路线是往一次；附和或闭合路线闭合差往返较差：±20√L 二、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，对竖立的两观测点上的水准尺进行读数，来测定地面两点之间的高差，再由已知点推算出未知点的高程。如下图，欲测定A、B两点上的高差h，可在A、B两点上分别竖立水准尺，并在A、B两点之间安置一台水准仪。根据仪器的水平视线，在A尺上读数，设为a，在B尺上读数，设为b，则A、B两点之间的高差为 h=a-b 三、仪器和工具 水准仪1台，双面水准尺2支，尺垫2个 DS 3
四、方法与步骤 1、了解四等水准测量的方法 双面尺法四等水准测量是在小地区布设高程控制网的常用方法，是在每个测站上安置一次水准仪，但分别在水准尺的黑、红两面刻划上读数，可以测得两次高差，进行测站检核。除此以外，还有其他一系列的检核。 2、四等水准测量的实验 （1）从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度50m以内 （2）安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测： 后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红色面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红色面，精平，读中丝读数 （3）记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~ ⒃为计算结果： 后视距离⑼=100×{ ⑴-⑵ } 前视距离⑽=100×{ ⑷-⑸ } 视距之差⑾=⑼-⑽ 前、后视距累积差⑿=上站⑿+本站⑾ 前视尺黑红面读数差（13）=K前+（6）-（7） 后视尺黑红面读数差（14）=K后+（3）-（8） 红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=4.687或4.787） ⒁=⑶+K-⑻ 黑面高差⒂=⑶-⑹ 红面高差⒃=⑻-⑺ 高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀±0.1 平均高差⒅=1/2{ ⒂+⒃ }
数字水准仪的功能特点及测量原理
数字水准仪的功能特点及测量原理 【摘要】数字水准仪的问世革新了传统意义上的水准测量，利用水准标尺上（条形码）得到的光学图像转换成数字电子图像并加以处理，避免了测量员目估分划值的误差，极大地提高了测量精度和生产效率。 【关键词】数字水准仪;测量系统;工作原理;误差;精密工程测量 0.引言 数字水准仪是20世纪90年代初出现的新型几何水准测量仪器，它的出现解决了水准仪数字化读数的难题，标志着大地测量完成了从精密光机仪器到光机电测一体化的高科技产品的过渡。由于数字水准仪克服了传统水准测量的诸多弊端，具有读数客观、精度高、速度快、能够减轻作业强度、测量结果便于输入计算机和容易实现水准测量内外业一体化的特点，其市场应用前景十分乐观。目前占据数字水准仪市场的主要是瑞士Leica公司、德国Zeiss公司以及日本Topcon 和Sokkia公司生产的几种型号的产品。本文以瑞士Leica公司为例介绍数字水准仪的特点、误差来源、测量系统的组成及工作原理等。 1.数字水准测量系统的组成及工作原理 一个数字水准仪测量系统主要是由编码标尺、光学望远镜、补偿器、CCD 传感器以及微处理控制器和相关的图象处理软件等组成。工作基本原理是标尺上的条码图案经过光反射，一部分光束直接成像在望远镜分划板上，供目视观测，另一部分光束通过分光镜被转折到线阵CCD传感器的像平面上，经光电转换、整形后再经过模数转换，输出数字信号被送到微处理器进行处理和存储，并将其与仪器内存的标准码（参考信号）按一定方式进行比较，即可获得视线高度和水平距离。就象光学水准测量一样，测量标尺要直立，只要把标尺照亮，还可以在夜间进行测量（传感器的敏感范围从最高频率的可见光到亚红光的频率）。 2．数字水准仪的特点 数字水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器（CCD）,并采用条码标尺和图象处理电子系统而构成的光机电测量一体化的高科技产品。主要优点是感光读数，自动识别，消除了人为误差。可进行地球曲率及气象改正。采用普通标尺时，又可象一般自动安平水准仪一样使用。它与传统仪器相比有以下共同特点： 2.1读数客观 不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。 2.2精度高
水准仪及其测量方法
水准测量 1.1 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和(2.1.2)可求出B 点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+? ∑∑∑ (2.1.4) 或
11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+ ?高程：高程：点高程： (2.1.5) 1.2 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。 1.2 实验目的 (1) 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用； (2) 了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用； (3) 掌握水准仪测量高差的基本步骤； (4) 掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。 1.3 实验仪器 (1) 实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。 (2) 自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。 1.4 实验内容 熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。 1.5 实验步骤
水准测量实验报告
实训一自动安平水准仪的认识与使用 一、实验目的 熟悉自动安平水准仪的基本构造，初步掌握自动安平水准仪的使用方法。 二、实验内容 1、熟悉DS3型自动安平水准仪的基本构造，了解其主要部件的名称、作用和使用方法。 2、练习自动安平水准仪的安置、瞄准和读数。 3、测量地面上两点间的高差。 三、仪器和工具 DS3型自动安平水准仪1台，水准尺2根，自备计算器、铅笔、小刀、记录板。 四、方法和步骤 1、安置仪器 将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将脚尖踩入土中。再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2、认识仪器 指出仪器各部件的名称，了解其作用并熟悉其使用方法，同时弄清水准尺的分划与注记，掌握读尺方法。 3、粗略整平 粗略整平就是旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，从而使仪器大致水平。先用双手同时向内（或向外）转动一对脚旋钮，使圆水准器气泡移动到中间，再转动另一只脚旋钮使圆气泡居中，通常需反复进行。注意气泡移动的方向与左手拇指或右手食指运动的方向一致。 4、瞄准水准尺与读数 （1）瞄准 转动目镜调焦螺旋进行对光，使十字丝分划清晰；然后竖立水准尺于某地面点上，松开自动安平水准仪制动螺旋，转动望远镜，用准星和照门粗略瞄准水准尺，旋紧制动螺旋；转动物镜调焦螺旋，使看清水准尺影像；再转动水平微动螺旋，使十字丝纵丝靠近水准尺一侧；若存在视差，则应仔细进行目镜调焦和物镜调焦予以消除。 （2）读数 用中丝在水准尺上读取4位读数，即m，dm，cm及mm位。读数时应先估出mm数，然后按m，dm，cm及mm，一次读出4位数。 5、测定地面两点间的高差。 （1）在地面选定A、B两个较坚固的点作后视点和前视点，分别立尺。 （2）在A、B两点之间安置自动安平水准仪，使仪器至A、B两点的距离大致相等。 （3）每人独立安置仪器、粗平、照准后视点A点上的水准尺后读数，此为后视读数，并记入附表中测点A一行的后视读数栏下；再照准前视点B点上的水准尺，读取前视读数，并记入附表中测点B一
天宝DINI12电子水准仪道路路线测量的操作流程
1．关于天宝DINI 12 电子水准仪道路路线测量的操作流程 首先架站整平，按 在主测量界面按 在线路测量模式界面按下 在input line number 提示下的空格内输入线路测量点号，按 在sequence of measurem 模式提示下，按 Bf :后视—前视BFFB：后视—前视—前视—后视BFBF：后视—前视—后视—前视BBFF：后视—后视—前视—前视点ok下面对应的键进入下一模式。 在inp benchmark height 提示下，输入基站点高程，点击ok对应得键进入测量状态。 照准后视点back 开始测量。 搬站换站时可不关机，假如关机，换站后开机即可照准测量，不需重新设置。 假如一个测段测量结束，点击end of line end with closing benchmark 是否闭合到基点，点击 Sh:起始点和终点的高程之差. 如果您的起始点高程是635 并且您的终点的高程是634 那Sh 就是–1.00. Dz: 如果您测量的是闭合环,那这个值就是最后一点的高程(您输入的)和有仪器测量所得的高程之差. Db:后视点距离的总和Df:前视点的距离的总和 2．关于路线测量过程中，重新测量的问题以及若干操作问题。 Repeat measurement 重新观测和repeat station 重新架站观测假如不移动测站按重新观测Repeat measurement 下面对应得按键，假如需要移动测站，点击repeat station 下面对应的按键重新架站观测，重新架站观测需要重新照准后视点，重新定向，以方便数据文件格式的保存和符合测量模式需要。 在线路测量时，注意屏幕右上方提示是照准后视点back还是照准前视fore根据仪器提示进行严密操作。
测量实习报告：实验一认识水准仪及普通水准测量12
实验一认识水准仪及普通水准测量 一、实验目的 认识水准仪的构造，掌握水准测量方法，熟悉水准测量的外业和内业数据处理程序。 二、实验仪器设备 S3水准仪一台，三脚架一个，水准尺一对，尺垫二个，记录纸若干。 三、实验内容 1、认识水准仪的结构，各螺旋的作用。 2、练习水准仪的操作，练习测两点高差。 3、测量一条闭合水准路线。 四、实验步骤 1、认识水准仪的结构和各螺旋的作用 以班级为单位，在一空旷地方听实验指导老师讲解水准仪的构造和各螺旋的功能，认真观看指导老师的操作示范。 2、练习测两点间高差 以小组为单位，认识水准仪，并在一测站上练习测两点间高差。 1）安置仪器：先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2）认识仪器：认真听取指导老师讲解并记住仪器各部件的位置、名称及作用，掌握其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记，练习并掌握水准尺的读数方法。 3）粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或反向）转动，使圆水准气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气泡移到圆水准器居中位置。若一次不能居中，可反复进行。 4）水准仪的操作 a）瞄准：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用缺口和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央；转动目镜螺旋使十字丝清晰、再转动物镜调焦螺旋，使目标（即标尺）清晰，检查并清除视差。
b）精平：转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（呈圆弧状），即符合气泡严格居中。 c）读数：从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，只读出米、分米和厘米三位数字，第四位是估读毫米的数值。 5）观测练习：在仪器两侧距离大致相等处各立一根水准尺，分别对它们进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。不动水准尺，改变仪器高，同法观测。或将水准尺翻成红面，再次观测，并求出第二个高差，比较前后两次高差，看是否超限，超过限差要求应返工重测。 3、测一条闭合水准路线 1）选择一已知高程点为起始点（也可选一地面上牢固的点位，给其一个假定高程做为起始点），并选定一条长度合适的闭合路线，指定一个前进方向。 2）在起始点上和前方适当远处各立一水准尺，在两水准尺之间大约中点处架设水准仪并整平。然后即可用红黑面法或两次仪器高法测量两个高差。将这两个高差进行比较，若其较差不超过±6mm的限差时，方可开始下一站的观测，此时，前视水准尺不动，后视水准尺移到前方适当远处立尺，仪器又安置在两尺之间的适当位置，即可开始第二站观测。此后如此往复；直到终点。 3）将各站所测两次高差取平均值，然后求出水准路线的高差闭合差，若不超出±12n（mm）的限差要求（n——测站数），则将闭合差平均分配于各测站，除不尽之尾数，给高差较大的测站多分一个毫米，最后推算出各点之高程。 五、注意事项 1、每次读数前一定要集中符合水准气泡居中；并应注意消除视差。 2、扶尺员应思想集中，水准尺要立直，尽量使其处于铅垂位置。 3、两次高差的限差要求为±6mm。 4、各站高差需当时求出，在测站检核合乎限差（±6mm）的要求后，方可移动后视尺垫和仪器。 5、仪器搬站时，前视尺垫需保持不动。 六、实验报告 实验报告中应包括：实验名称、目的要求、实验步骤、实验原始记录及数据处理结果。 七、记录格式及范例（见下页）
实验一 水准仪的使用与水准测量
实验一 水准仪的使用与水准测量 一、目的与要求 1．了解DS 3型水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称，性能和作用。 2．练习水准仪的正确安置、瞄准和读数。 3．掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。 二、计划与设备 1．实验时数安排为4学时。 2．实验小组由4人组成：1人操作，1人记簿，2人扶尺。 2. 实验设备：DS水准仪1台，双面水准尺2根，尺垫2个，记录纸2张， 三角架1个；铅笔1根。 三.方法与步骤 (一)水准仪的认识与使用 1．安置仪器： 先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实，再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2．认识仪器： 指出仪器各部件的名称和位置，了解其作用并熟悉其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记。 3．粗略整平： 双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向(或反向)转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气 泡移至圆水准器居中位置。若一次不能居中，可反复进行。 (练习并体会脚螺旋转动方向与圆水准器气泡移动方向的关 系。) 4．水准仪的操作： 瞄准——转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰，松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺 旋，转动微动螺旋，使水准尺位于视场中央，转动物镜调焦 螺旋，消除视差使目标清晰(体会视差现象，练习消除视差的 方法)。 精平——转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合(成圆弧状)，即符合气泡严格居中。 读数——从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，即直读出米、分米、厘米的数值，估读毫米的数值。
5．观测练习： 在仪器两侧各立一根水准尺，分别进行观测(瞄准，精平，读数)，记录并计算高差。不动水准尺，改变仪器高度， 同法观测。或不动仪器，改变两立尺点位置同法观测。检查 是否超限。 (二)普通水准测量 1．选定一条闭合水准路线，其长度以安置4～6个测站为宜。确定起始点及水准路线的前进方向。 2．在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距离处安置仪器，分别观测黑面水准尺，得到后视读数a黑和前视读 数 b黑；然后再观测前视水准尺红面，得到读数b红，旋转水准仪 瞄准后视水准尺红面，得到读数a红；检查所测数据是否超限， 如超限重测，不超限则计算平均高差h，然后进行下一站观测， 依次推进测出h2、 h、h…。 3．根据巳知点高程及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行配赋，推算各待定点的高 程。 四、注意事项 1．仪器的安置位置应保持前、后视距大致相等。每次观测读数前，应使符合水准管气泡严格居中，并消除望远镜视差。 2．立尺员要思想集中，立直水准尺。注意巳知水准点和待定水准点上不放尺垫。仪器未搬迁，后视点尺垫不能移动，仪器搬迁时， 前视点尺垫不能移动。迁站时应防止摔碰仪器或丢失工具。 3．限差要求：黑、红面水准尺读数之差（黑+K-红）小于3mm；同一测站黑、红面（两次仪器高）所测高差之差应小于5mm；路线高差闭合差应在±20或±6 (mm)之内，L为公里数，n为测站数。超限应 重测。 4．实验结束时每人上交“水准仪的使用与水准测量”报告一份（附普通水准测量记录）． 实验报告撰写要求 1 实验室名称：测绘工程实验室 2 实验名称：与上面的完全相同 3 实验时间：写清楚 4 课程名称：工程测量 5 原始记录纸：粘贴相应位置 6 计算：清晰，原理公式要附上 7 实验体会：要有实验体会 8 实验报告：统一的报告格式