4、水准测量的实施与成果整理
工程测量(教材)
第一章绪论内容：掌握工程测量的基本概念、任务与作用；理解水准面、大地水准面、地理坐标系（大地、天文）、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系、绝对高程、相对高程和高差的概念；了解用水平面代替水准面的限度、测量工作的组织原则和程序及本课程的学习方法。
重点：测量上平面直角坐标系与数学上笛卡尔平面直角坐标系的异同；测量工作的组织原则和程序。
难点：大地水准面、高斯平面直角坐标系的概念；地面上点位的确定方法。
§ 1.1 测量学的发展、学习意义及要求一、测量学的发展概况1、我国古代测量学的成就我国是世界文明古国, 由于生活和生产的需要, 测量工作开始得很早，在测量方面也取得了辉煌的成就。
现举出以下几例。
（1）长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——世界上发现的最早的军用地图。
注：世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在陶片上的地图。
图上绘有古巴比伦城、底格里斯河和幼发拉底河。
大约是公元前2500 年刻制的，距今大约四千余年了。
（2）北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。
（3）清朝康熙年间，1718 年完成了世界上最早的地形图之一《皇与全图》。
在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，即1708 年至1760 年的五十余年间，是中国大地测量工作取得辉煌成就，绘制全国地图、省区地图和各项专门地图最多的兴盛时期，亦是世界测绘史上首创中外人士合作先例，在一千余万平方公里的中国大陆上完成了大规模三角测量的宏伟业绩。
2、目前测量学发展状况及展望（1）全站仪的测量室内外一体化。
（2）全球定位系统GPS （Global positioning system ）的发展。
（3）遥感RS （Remote sense ）的发展。
（4）地理信息系统GIS （Geographic information system ）的发展。
（5）3S 技术的结合, 和数字地球（digital earth ）的概念。
第二章 水准测量
hb BMA
图2-19 支水准路线
1
第四节 水准测量的方法
（2）成果检核 从理论上讲，支水准路线往测高差与返测高差的代 数和应等于零。
h f hb 0
如果不等于零，则高差闭合差为： （2-7） 各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则 即认为观测结果不符合要求。 三、水准测量的施测方法 转点用TP(Turning Point)表示，在水准测量中它们起传递高程的作 用。如图2-20所示，已知水准点BM.A的高程为HA，现欲测定B点 的高程HB。
H H
h AB a b
（2-3） 这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。 在施工测量中，有时安臵一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线 高法就比较方便。
B
i
H H
A i
a b
第二节 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。 国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。05、 1、3和10表示水准仪精度等级。 一 、DS3微倾式水准仪的构造 DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
第二节 水准测量的仪器和工具
L O L
图2-5 管水准器
水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分 划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3 型水准仪的水准管分划值为20″，记作20″/2mm。
第二节 水准测量的仪器和工具
图2-5 管水准器分划值
图2-6 符合水准器
Ⅳ Ⅴ B
h5
TP2
h3
Ⅲ
h2
Ⅱ
h1
hAB
水准仪测量高程的方法和步骤水平仪测量高程的方法
水准仪测量高程的方法与步骤内容: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、水准尺与尺垫;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、记录与检核)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、精密水准仪与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与施测方法的不同,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就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,求与得到 A 、 B 两点间的高差值,有:h 1 = a 1 － b 1h 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与减去前视读数之与。
在表中进行附合水准测量成果整理
在表中进行附合水准测量成果整理一、前言附合水准测量是地形测量中的一种重要方法，它可以用于测量高程的变化和地表的起伏情况。
在进行附合水准测量时，需要对测量数据进行整理和处理，以得到精确可靠的成果。
本文将详细介绍在表中进行附合水准测量成果整理的方法和步骤。
二、表格内容在进行附合水准测量成果整理时，需要建立一个表格来记录各个站点的高程数据。
该表格应包括以下内容：1. 站名：记录每个站点的名称或编号。
2. 前后视距：记录每个站点与前后两个站点之间的视距（即望远镜所能观察到目标物体的距离）。
3. 观测高差：记录每个站点与前后两个站点之间观测到的高差值。
4. 改正数：记录每个站点所需的改正数，包括大气压改正数、温度改正数、湿度改正数等。
5. 改正后高差：计算出每个站点经过改正后的高差值。
6. 初始高程：记录第一个站点（起始点）的初始高程值。
7. 累计高差：根据每个站点的改正后高差值逐一累加，得到该站点的累计高差值。
8. 最终高程：根据初始高程和累计高差值，可以计算出每个站点的最终高程值。
三、表格填写步骤在进行附合水准测量成果整理时，需要按照以下步骤填写表格：1. 确定起始点和终止点，并记录其初始高程值。
2. 从起始点开始，依次测量各个站点之间的视距和观测高差，并记录在表格中。
3. 对每个站点进行改正数的计算，并将改正后的高差值填入表格中。
4. 根据初始高程和累计高差值，计算出每个站点的最终高程值，并填入表格中。
5. 检查表格数据是否正确无误。
如有错误需及时更正并重新计算。
四、注意事项在进行附合水准测量成果整理时，需要注意以下事项：1. 视距应尽量保持在100米以内。
如果视距过远，则会影响观测精度。
2. 在进行观测时，应尽量避免大气压变化较大的时段。
如果大气压变化较大，则需要进行大气压改正数的计算。
3. 温度和湿度也会对高程观测产生影响，因此需要进行相应的温度和湿度改正数的计算。
4. 在填写表格时，应注意数据的精确性和准确性。
水准路线成果整理计算表
实习报告四等水准测量
实习报告：四等水准测量一、实习目的本次实习的主要目的是使学生熟悉水准仪的使用方法，掌握四等水准测量的观测、记录、计算和检核方法，以及学会独立完成一条闭合水准路线的实际作业过程。
通过本次实习，进一步提高学生的实际操作能力和理论联系实际的能力。
二、实习内容1. 熟悉水准仪的基本构造、性能和作用，了解其主要部件的名称和位置。
2. 学习水准仪的正确安置、瞄准和读数方法。
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。
4. 进行四等水准测量实验，包括选定水准路线、布置测站、观测、记录、计算检核以及数据处理。
三、实习过程1. 实习前期准备：了解四等水准测量的基本原理和方法，学习相关规范和标准，熟悉水准仪的操作步骤。
2. 实习实施：（1）水准仪的认识与使用：了解水准仪的基本构造，学会正确安置、瞄准和读数。
（2）水准路线的选定与布置：根据已知高程点，在测区选择数十站（必须是偶数站），形成一条闭合水准路线。
（3）四等水准测量观测：按照“后-后-前-前”、“黑-黑-红-红”的观测顺序，进行前后视观测，记录观测数据并进行测站检核。
（4）数据处理：求出水准路线高差闭合差，对闭合差进行调整，计算出各待测点的高程。
3. 实习总结与成果检核：对实习成果进行整理和分析，检查闭合差是否满足要求，对不符合要求的数据进行调整和处理。
四、实习成果与分析通过本次实习，我掌握了四等水准测量的基本方法和操作步骤，学会了使用水准仪进行实际测量，并能够独立完成一条闭合水准路线的观测和数据处理。
在实习过程中，我了解了水准测量中的注意事项，提高了自己的实际操作能力和团队协作能力。
同时，我也发现自己在实习中存在一些问题，如观测精度不够高、数据记录不够规范等。
在今后的学习中，我将加强对水准测量理论的学习，提高自己的观测技能和数据处理能力，为今后的工程测量工作打下坚实的基础。
五、实习体会通过本次四等水准测量实习，我对水准测量有了更深入的了解，掌握了实际操作技能，提高了自己的实践能力。
最新-04水准测量的实施与成果整理-PPT文档资料
（二）分配高差闭合差
1、计算高差闭合差的容许值（tolerance）
对于普通水准测量：
fh容 40
L适用于平
fh容12 n适用于山区
式中，fh容——高差闭合差限差，单位：mm； L——水准路线长度，单位：km ；
n——测站数 。
2、分配原则 按与距离L或测站数n成正比原则，将高差 闭合差反号分配到各段高差上。
fh L
5mm /km
例题解算（Page2）
第四步计算各段高差改正数：
Vi V0 ni
四舍五入后，使：
vi fh
故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8m来自，V4=-10mm。。
第五步计算各段改正后高差后，计算1、2、3各点的 高程。
改正后高差=改正前高差+改正数Vi
例题解算（Page3）
例题解算（Page1）
第一步计算高差闭合差：
f h h 测 ( H 终 H 始 ) 4 . 3 4 3 . 2 0 3 9 ( m 7 ) 3m
第二步计算限差：
fh 容 40 L 40 7 .4 1.0 8 (m 8)m fh fh容 故可进行闭合差分配
第三步计算每km改正数：
V0
TP4 TP3
TP2 TP1
（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。 （2）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺 法”。
图形：水准测量实施与记录对照图
前进方向
h4=+0.385
h5=+0.118
h1=-0.543
h2=+0.120
h3=+0.946 1.820 1.822 0.876
水准仪测量高程的方法和步骤-水平仪测量高程的方法
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 1h 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。
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（二）分配高差闭合差
1、计算高差闭合差的容许值（tolerance） 计算高差闭合差的容许值（tolerance）
fh容 = ±40 LL L 用 平 区 L 适 于 原 对于普通水准测量： 对于普通水准测量： L 适 于 区 fh容 = ±12 nL L 用 山
式中， ——高差闭合差限差 单位：mm； 高差闭合差限差， 式中， fh容 ——高差闭合差限差，单位：mm； L ——水准路线长度，单位：km ； ——水准路线长度 单位： 水准路线长度， n ——测站数 。 ——测站数
∑v = − f
故有：V1=—6mm，V2=—7mm，V3=—6mm，V4=—5mm。
。
第五步计算各段改正后高差后，计算1、 、 各点的 第五步计算各段改正后高差后，计算 、2、3各点的 高程。 高程。 改正后高差=改正前高差 改正数 改正后高差 改正前高差+改正数 i 改正前高差 改正数V
例题解算（Page3） 例题解算（Page3）
例题解算（Page1） 例题解算（Page1）
第一步计算高差闭合差： 第一步计算高差闭合差：
fh = ∑h测 −(H终 − H始) = −2.152 −(47.824 −50.000) = 24(mm )
第二步计算限差： 第二步计算限差：
fh容 = ±12 n = ±12 26 = ±61.2(mm )
3.6水准测量成果的计算 3.6水准测量成果的计算
（一）计算高差闭合差
公式： 公式： f h = ∑ h测 −∑ h理
故对于闭合水准路线，有： 故对于闭合水准路线，
f h = ∑ h测 −∑ h理 = ∑ h测
对于附合水准路线， 对于附合水准路线，有：
f h = ∑ h测 −∑ h理 = ∑ h测 −( H 终 − H 始 )
用EXCEL软件程序计算水准路线 软件程序计算水准路线
高差闭合差调整表
测站数 实测高差 改正数 改正后的 点名 (或距离/km) (m) (mm) 高差(m)
BM1 1 8 2 7 3 BM2 ∑ 5 26 +1.821 -2.152 -5 -24 +1.816 -2.176 +2.117 -6 +2.111 46.008 47.824 -3.678 -7 -3.685 43.897 6 -2.412 -6 -2.418
2、分配原则 按与距离L或测站数n成正比原则， 按与距离L或测站数n成正比原则，将高差 闭合差反号分配到各段高差上。 闭合差反号分配到各段高差上。 （三）计算各待定点高程 用改正后的高差和已知点的高程，来计算 用改正后的高差和已知点的高程， 各待定点的高程。 【例】如图按图根水准测量施测某附合水准路线观测成 果略图。BMBM- 为已知高程的水准点， 果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表 示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间 示水准测量前进方向， 的高差( 的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的测站 为单位) 试计算待定点1 点的高程。 数，试计算待定点1、2、3点的高程。
fh < fh容 故可进行闭合差分配
第三步计算每km改正数： 第三步计算每 改正数： 改正数
− fh V0 = = +0.92mm/ 站 n
例题解算（Page2） 例题解算（Page2）
第四步计算各段高差改正数： 第四步计算各段高差改正数： 四舍五入后， 四舍五入后，使：
i
Vi =V0 ⋅ ni
h
改正后高差=改正前高差 改正数 i , 待测点的高程 改正后高差 改正前高差+改正数 改正前高差 改正数V H后 = H前 + 改 后 高 正 的 差 为
H1 = HBM1 +(h +V ) = 50.00+(−2.418) = 47.582m 1 1 H2 = H1 +(h2 +V2 ) = 47.582+(−3.685) = 43.897m H3 = H2 +(h3 +V3) = 43.897 + 2.111= 46.008m HBM2 = H3 +(h4 +V4 ) = 46.008+1.816 = 47.824m
高 程 (m)
50.000 47.582
备 注
计 算
fh = ∑h = + 0.024m = + 24 mm
f h容 = ±40 n = ±40 26 = ±61.2 mm