如何快速学会水准仪成为水准测量高手

7=7+6
8
76.572 A
86.381 1
81.958 2
85.475 3
92.036 B
H1=HA+hA1= 76.572+9.809=86.381 m H2=H1+h12=86.381+(-4.423)=81.958m H3=H2+h23=81.958+3.517=85.475m
检核：HB=H3+h3B 85.475+6.561=92.036
（一）水准测量的精度要求
水准测量的精度要求是根 据外业水准测量求出水准路 线的高差闭合差，其值不应 超过规定的限值。
高差闭合差 两点间的 测量高差（ ∑h测）与其两 点间的理论高差（ ∑h 理） 之差值称为水准路线的高 差闭合差.用fh表示。即
fh= ∑h测 - ∑h 理
• 附合水准路线高差闭合差
fh= ∑h测 -（H终 - H始）
BM
h=1.237m
8
（2）双面尺法：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：
正
像
水
准
黑面尺的
尺
尺底为0
（
米起算
正 像
47
水
准
仪
使 用
00
）
48
红面尺的 尺底为 4.687米或 4.787米起 算
BM 31.236
1.385
1.274
1 .467 1.124
TP1
2 1 水准测量手簿
3 TP2 h2
TP3 h3 4 A
观测者：
记录者：
h4 hAB
测
测
水准尺读数
高
差（m）
高程
备
站
点
1
BM
TP1
2
TP1
TP2
3
TP2
TP3
4
TP3
A
后视（a） 前视（b） +
1.467
1.124
0.343
1.385 1.560
1.438
1.274 1.335
0.111 0.225
1.623
—
0.185
（m）
注
86.668
87.011
已知(BM)
TP1
87.122
TP2
87.347
TP3
87.162
A
计 算 校 核 ∑a=5.850 ∑b=5.356 ∑a- ∑b=+0.494
∑+0.679 ∑-0.185 HA- HBM=87.162-
（m） 号
1
2
3
1 BM 24
1 2 14
3 2 16 4 3 10
BM
∑ 64
4
+3.820
-2.716
-2.852
+1.732
-0.016
5
6=4+5
+0.006 +3.826
+0.004 -2.712
+0.004 -2.848 +0.002 +1.734
+0.016 0
7=7+6
8
88.686 BM
水准仪及水准测量的方法 （CAI课件）
水准仪及水准测量方法
定义：利用水准仪测定地面点高程的方法称为水准测量
§ 2-1 水准测量原理 如图2-1所示：
hAB=a-b =后视读数--前视读数 B点高程为：
a
HB=HA+ hAB
=HA+(a-b)
视线高程：
A
Hi
前进方向 水平视线 B
hAB
b
水准尺
HB
HA
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。
（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。
段 号 数 （m） （m） （m)
（m） 号
1
2
3
4
5
1 A 18 +9.826
6=4+5
1 2 12
-4.411
3 2 8 +3.525
3
4
16 +6.576
B
∑ 54 +15.516
7=7+6
8
76.572 A
1
2
3
92.036 B
76.572) 高差闭合差容许值的计算
=+0.052m fh容= ±12 √n
1
2 闭合水准路线的计算
下图为一条等外水准路线的外业观测结果注记图，试 进行高差闭合差的计算、调整和高程计算。
1
BM
88.686
2
3
计算步骤如下：
（1） 填写观测数据于表2-3相应栏中
15
(2) 高差闭合差的计算 fh=∑h测=-0.016m
高差闭合差容许值的计算
fh容= ±12 √n =±12√64= ±96 mm fh ∠ fh容 ，观测结果合 格。
49
47 9 48
0、013m
倒像水准尺（倒像水准仪使用）
48
黑面尺的 尺底为0 米起算
47
00
红面尺的 尺底为 4.687米或 4.787米起 算
10
0、013m
双面水准尺：黑面尺 的尺底为0.000米，红面 尺的尺底有两个尺常数， 一把尺为4.687米，另一 把尺为4 .787米。
K1=4.687
3、基座 二、水准测量的工具——水准尺和尺垫 1、水准尺 2、尺垫 §2-3 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）
中丝读数：1.264 下丝读数：1.324 上丝读数：1. 204
12
13 3
§2-4
水准测量的外业和内业
∑ 54 +15.516 -0.052 +15.464
各段改正数分别为：VA1 = - 0.96 * 18 =- 17 mm
Vi =(- fh / L) * Li (按长度）
V12 = - 0.96 * 12 = - 12 mm V23 = - 0.96 * 8 = - 8 mm
本例：每站改正= (-
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：用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，用 “BM”表示。
水准点的分类： 水准点分为永久性和临时性水准点。 水准点按其 精度和作用的不同，分别为国家等级水准点和普通水准点。国家等 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；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的水准点标志。
调整到各段高差上去。 3
调整的公式为
4
A 18
1 12
2 8
3 16 B
+9.826 -0.017 +9.809
-4.411 -0.012 -4.423
+3.525 -0.008 +3.517 +6.576 -0.015 +6.561
76.572 A 1 2 3
92.036 B
Vi=( - fh / n) * ni （按测站）
K2=4.787
例如： A尺的黑面和红 面读数分别为1.688和
B
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：
A
hAB=1.688-1.359=+0.329(m) 红面所测高差：
hAB=6.374-6.147=0.227(m)
由于A尺K比红面尺K小 0.1m,因此，红面高差为
检核：∑V = - fh
H1=HBM+h1= 88.686+3.826 =92.512m
V3B = - 0.96 * 16 = - 15 mm
fh / n )
将以上各改正数表2-2第5栏中。
= - 52/54 =- 0.96mm 检核：∑V = - fh
14
（4） 待定 点高程的算
根据A点的 高程和各段 改正后的高 差推算各待 定点高程
测 点 测站 实测高差 改正数 改正后高差 高 程 点
（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
TP1
两次高差之差为2mm,则
h
该站平均高差为：
管水准器 校正螺钉 园水准器
园水准器 校正螺丝
2
DS3水准仪的构造： 仪器各部件的名称
物镜调焦螺旋 望远镜
物镜
微倾螺旋 基座底板
望远镜制 动螺旋
望远镜微 动螺旋
DS3微倾式水准仪
DS3自动安平水准仪（北京光学仪器）
反光镜 圆水准器
粗瞄准器
目镜调 焦螺旋
目 镜
制动微动螺旋 度盘指标
脚螺旋
堵盖 圆水准器 校正螺丝
Hi=HA+a
B点高程：HB=Hi-b
大地水准面
图2-1
1
§2-2 水准测量的仪器和工具
一、DS3级微倾水准仪的构造 1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）圆水准器：当圆气泡居中时，视线大概水平（即粗平）
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：
建筑场地永久性水准点：
临时性水准点：
点之记：
临2
砖2
5
Leabharlann Baidu
（2）、水准路线
水准路线的定义：即水准测量所经过的地面。
A
水准路线检核的形式： BM
= ±12 √54= ±88 mm
fh ∠ fh容 ，观测结果合格。
14
（3） 闭合差的调整 测 点 测站 实测高差 改正数 改正后高差 高 程 点
段 号 数 （m） （m） （m)
（m） 号
调整的原则 以闭合 1 2 3
4
5
6=4+5
7=7+6
8
差相反的
1
符号按各测段的长度 或测站数成正比例地
2
∑h=0.494 86.668=+0.494
7
3、水准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：
2
A 76 .572
B 92.036
1 3
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
(2) 高差闭合 差的计算
fh=∑h测(HB-HA)
=15.516(92.036-
测 点 测站 实测高差 改正数 改正后高差 高 程 点
（3） 闭合差的调整
调整的公式为
Vi=( - fh / n) * ni （按 测站） 本例：每站改正= -fh / n = +16/64 =+ 0.25mm, 则第一段改正数为：
V1 = - 0.25 * 24 =+6 mm
16
测 点 测站 实测高差 改正数 改正后高差 高 程 点
段 号 数 （m） （m） （m)
a、闭合水准路线：见右图 86.668
BM—A—B—C—BM
b、附合水准路线：见下图 2
BM1—1—2—3—BM2 BM1
88 .363 1
C、支水准路线：见右图
G2
BM2—G1——G2
C
3 G1
B
BM2 89.655
6
2、水准测量的外业观测、记录和计算
1.438 1.623
见图
1.560 1.335
92.512 1
89.800 2
86.952 3
88.686 BM
其他各段改正数分别为： 根据BM点的高程和各段
改正后的高差推算各待定点
V2 = - 0.25 * 14 = +4 mm
高程
V3 = - 0.96 * 8 = +4 mm V 4= - 0.96 * 16 = +2 mm 将以上各改正数表2-3第5栏中。
段 号 数 （m） （m） （m)
（m） 号
1
2
3
1 A 18
4
5
6=4+5
+9.826 -0.017 +9.809
1 2 12
-4.411 -0.012 -4.423
3 2 8 +3.525 -0.008 +3.517
3
4
16 +6.576 -0.015 +6.561
B
∑ 54 +15.516 -0.052 +15.464
（2）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
2
DS3水准仪的构造：
准星
仪器各部件的名称
缺口
目镜调焦螺旋
目镜
管水准器
基座 脚螺旋
符合水准器 影像观测镜
(注：当后视尺常数Ｋ小于前视尺常数 Ｋ时，红面高差要加０.1m反之要减 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６mm),取平均值作为 该站所测高差，即
hＡＢ＝0.227+0.1=0.327(m)
h AB=0.329+0.327=0.328(m) 11
二、水准测量的内业计算 • 闭合水准路线高差闭合差
fh= ∑h测 -（H终 - H始） 由于：H终 = H始
因此： fh= ∑h测
• 支水准路线高差闭合差
fh= ∑h往 + ∑h 返
或 fh= ∑h往 - ∑h 返
高差闭合差允许值（限差）12
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