第二章水准测量
合集下载
第二章水准测量
后 下丝 尺 上丝
后视距
号
前 下丝 尺 上丝
前视距
方向及 尺号
水准尺读数 黑面 红面
K+ 黑红
平均 高差 (m)
视距差d
∑d
(1)
(4)
后
(8)
(3)
(10)
(2)
(6)
前
(7)
(14)
(6)
(9)
(15)
(16)
后－前 (11)
(12) (13
(17)
(18)
1 BM1-ZD1
1.426 0.995 43.1 +0.1
第七节 三、四等水准测量
三、四等水准测量主要使用DS3水准仪进 行观测，水准尺采用双面水准尺，观测前必须 对水准仪进行检校。测量时水准尺应安置在尺 垫上扶立铅直。根据双面水准尺的尺常数即 K1=4687和K2=4787，成对使用水准尺。
三、四等水准测量技术要求
等级
标准视线 长度 （m）
前后视 距差 （m）
对于普通水准测量： fh容 40 L 适用于平原区
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 。
六、成果处理
普通水准测量的成果处理就是当外业观测的高差 闭合差在容许范围内时，所进行的高差闭合差调整。
1、高差闭合差的计算与检核 2、高差闭合差的调整 高差闭合差调整原则是以水准路线的测段站数或测段长 度成正比，将闭合差反符号分配到各测段上 3、改正后高差的计算 4、高程计算
Ｂ点的高程HB就可用下式计算求得：
HB=HA+hAB
hAB = 后视读数–前视读数=a-b
第二章水准测量-水准测量的一般方法
2-3普通水准测量一、水准点1、水准点（Bench Mark），通过水准测量建立的高程控制点。
通常用水准测量的方法测出这些点的高程，以此作为引测其他点的高程，工程上常用BM来标记。
2、水准点的等级及埋设水准点可根据需要设置成永久性水准点和临时性水准点。
需要长期保存的永久性水准点（国家水准点分为一、二、三、四等四个等级）按规范要求埋设永久性标石标记。
三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下，在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀的材料制成的半球状标志。
图根水准点和一些施工测量使用的水准点常采用临时性标志,例如:木桩（桩顶钉一半圆球状铁钉）或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。
3、水准点的位置：选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。
埋设水准点后，应绘出水准点的点之记。
二、水准路线安置水准仪的地方称为测站，立水准尺的地方称测点，两点间的路线称侧段，若干侧段组成水准路线。
在水准点之间进行水准测量所经过的路线称为水准路线，水准路线有单一的水准路线和结点水准路线（水准网）两种，这里给大家介绍单一水准路线；单一的水准路线有三种基本布设形式：1、附合水准路线从一个已知高程的水准点BM1出发，沿各高程待定点1、２、３进行水准测量，最后附合到另外一个已知高程的水准点BM2上，（a）2、闭合水准路线从一个已知高程的水准点BM1处发，沿各高程待定点１、２、３、４、５进行测量，最后仍回到原水准点BM1上所构成的环形路线，（b）3、支水准路线从仪已知水准点出发，进行水准测量，终点既不闭合也不符合到已知水准点的路线叫支水准路线。
一般的闭合水准路线水准点的编号按逆时针走向进行编号，符合水准路线和支水准路线水准点的编号按水准测量走向进行编号；三、水准测量的施测方法水准测量是按一定的水准路线进行的，现仅就由一已知点的高程点（水准点）测定另一点（待测高程点）的高程为例，说明进行水准测量的一般方法：连续水准测量：在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。
第二章 水准测量
4、 精平 用微倾螺旋 使水准管气泡居中 （符合气泡符合） 5、读数 用十字丝的 横丝在水准尺上读 数（先默估毫米数， 然后米，分米，厘 米数。每次读四位 数，“0”也 是必须 记录的数字。）
14
2.粗平
——目的是使仪器竖轴铅直 用连接螺旋把仪器固定在三脚 架上，固定两个脚架，动第三 个脚架，使三脚架架头大致水 平;转动脚使螺旋圆水准器的气 泡居中
由已知点BM1——已知点BM2
3．支水准路线(spur leveling line)
由已知点BM1——某一待定水准点A。
25
图形：水准路线布设形式
1.闭合水准路线
1
2
3.支水准路线
1
2
BM
3 4
BM
BM2
3
2 1
26
2.附合水准路线 BM1
二、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1.568m；
7、水准点：水准测量的固定标志。
8、 水准点高程：指标志点顶面的高程。
水准点
9、转点：水准测量中起传递高程作用的中间点。
返回
28
四、连续水准测量
当两点相距较远或高差较大时，需连续安置水准仪测 定相邻各点间的高差，最后取各个高差的代数和，可得到 起终两点间的高差。
如图：A、B两水准点之间，设3个临时性的转点。 h1 =a1-b1 、 h2 =a2-b2 、 h3 =a3-b3 h4 =a4-b4 、 hAB= h1+h2+h3+h4
第二章 水准测量
§2.1 水准测量原理
一.基本原理
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。
第2章水准
外业注意几点：
1. 尺垫只在转点处使用，已知点和待定点上不能放
置尺垫，在松软土地上测水准时应踩实三脚架及
尺垫。 2. 读数前要精平，后视完毕转向前视，一定要重新 精平再读数(切记不能动脚螺旋） 3. 视线要小于100米 4. 架仪器要注意前后视距大致相等 5. 每个测段的测站数布设成偶数站
本章重点
（4）精平：使长水准管气泡居中
（5）读数：用中丝读数
水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪
水准仪的使用
（2）粗平：使圆水准器气泡居中
3
3
1
2
1
2
水准仪的使用
（3）照准：粗瞄、对光、消除视差和精瞄
缺口 目镜 调焦 螺旋 对光螺旋仪的使用
（4）精平：使长水准管气泡居中 微倾螺旋
3、尺 垫
尺垫放在转点处，水准尺立于尺垫上。 尺垫的作用： （1）观测过程中使水准尺稳定，并使水准尺转动 时保持位置不变； （2）防止水准尺下沉（通常将尺垫踩入土中）
思考：已知点和待测点上是否需要放置尺垫？
4、水准仪的使用
（1）安置：安置三脚架和水准仪 （2）粗平：使圆水准器气泡居中 （3）瞄准：粗瞄和精瞄
准星
物镜
微倾螺旋
脚螺旋 左右微 动螺旋 水平制 动螺旋
（1）望
远
镜
物镜
调焦透镜
十字丝分划板
目镜
（2）水准器
用以指示视线是否水平或竖轴是否竖直的装置 水准器 长水准管 圆水准器
长水准管 长水准管轴
圆水准器
圆水准器轴
圆水准器
圆水准器轴
圆 水 准 器 的 作 用 ： 粗 略 整 平
分划值：8′~30′/2mm
TP1 TP1 A
第2章水准测量
郑州航院 张先忠
高程是工程测量中三个基本量之一，在实际中具 有重要的意义，如房屋的设计室内地坪测设，所 有构件的安装测设，建筑沉降观测等都是以高程 测量为依据的。 高程测量按使用仪器和施测方法不同可分为水准 测量、三角高程测量，其中水准测量（leveling survey）是最经典的测量方法，精度高、用途广， 是高程测量中普遍采用的方法。
BM2
郑州航院 张先忠
2.5
水准测量的内业
整理野外测量结果，计算高差闭合差，若闭合差在容 许值范围内，则调整闭合差，最后计算各点高程，此项工 作称为水准测量的内业。 平地 fh 2 0 L m m 四等水准测量闭合差容许值
山地
fh
fh fh
6
n
取后视读数a1，估读至mm。
转动望远镜瞄准前视尺，精平后读取中
丝 读 数 b1 ， 并 由 记 录 员 立 即 计 算 本 次 高 差
h1=a1－b1。此为第一测站的全部工作。
郑州航院 张先忠
（3） 转站
第一测站施测结束后，记录员招呼后尺手沿水准路
线向前转移，在适当位置设置下一个转点。然后，将水 准仪迁至第二测站位置。 此时，第一测站的前视点成为第二测站的后视点， 重复第一测站上的工作，可以完成第二测站的测量，得 到本站高差h2=a2－b2，此步施测程序称为转站。 重复转站工作，直至完成全部水准路线的观测为止， 并得到各测站高差h3、 h4… hn，则终点高程为：
（a）、闭合水准路线(closed leveling route)
BM1
起止于同一已知水准点的封闭水准路线，称为闭 合水准路线。
郑州航院 张先忠
整个测程从起点回到终点，高差之和必等于零，即 Σh理=0。 由于存在测量误差，一般情况下高差之和Σh测不等 于零，则称为高差闭合差（简称闭合差），记为 fh。
高程是工程测量中三个基本量之一，在实际中具 有重要的意义，如房屋的设计室内地坪测设，所 有构件的安装测设，建筑沉降观测等都是以高程 测量为依据的。 高程测量按使用仪器和施测方法不同可分为水准 测量、三角高程测量，其中水准测量（leveling survey）是最经典的测量方法，精度高、用途广， 是高程测量中普遍采用的方法。
BM2
郑州航院 张先忠
2.5
水准测量的内业
整理野外测量结果，计算高差闭合差，若闭合差在容 许值范围内，则调整闭合差，最后计算各点高程，此项工 作称为水准测量的内业。 平地 fh 2 0 L m m 四等水准测量闭合差容许值
山地
fh
fh fh
6
n
取后视读数a1，估读至mm。
转动望远镜瞄准前视尺，精平后读取中
丝 读 数 b1 ， 并 由 记 录 员 立 即 计 算 本 次 高 差
h1=a1－b1。此为第一测站的全部工作。
郑州航院 张先忠
（3） 转站
第一测站施测结束后，记录员招呼后尺手沿水准路
线向前转移，在适当位置设置下一个转点。然后，将水 准仪迁至第二测站位置。 此时，第一测站的前视点成为第二测站的后视点， 重复第一测站上的工作，可以完成第二测站的测量，得 到本站高差h2=a2－b2，此步施测程序称为转站。 重复转站工作，直至完成全部水准路线的观测为止， 并得到各测站高差h3、 h4… hn，则终点高程为：
（a）、闭合水准路线(closed leveling route)
BM1
起止于同一已知水准点的封闭水准路线，称为闭 合水准路线。
郑州航院 张先忠
整个测程从起点回到终点，高差之和必等于零，即 Σh理=0。 由于存在测量误差，一般情况下高差之和Σh测不等 于零，则称为高差闭合差（简称闭合差），记为 fh。
工程测量课件第2章水准测量
十字丝分划板护罩
3. 视准轴平行于水准管轴（i角）的检验与校正
检验：选择在相距80～100米距离两端A、B处钉木桩或放置尺 垫；在距A、B等距离处（S1）安置水准仪。
用双面尺或变动仪高法，测出A、B两点间的平均高差hAB。由 于前后视距相等，高差hAB不存在i角误差。
aa11′△ i
A
S1
D
hAB = a1′－b1 ′
b1′
i△
b1
B
hAB
D
a2′
a2
i
b2
B
hAB
A
S2
水准仪搬至S2处测量A、B两点间的高差hAB ′：
hAB ′=a2 ′－b2 若hAB ′= hAB ，则视准轴平行于水准管轴。否则，计算i角。当 i〃＞20″, 则需校正。
h
i
DAB
=206265〃
△h=a2 ′- a2 , a2 = b2 + hAB ;
点Ｏ）的纵向切线。当气泡居中时，该轴线处于水平位置。水 准管精度较高，用于精平水准仪。
水准管分划值 ：水准管圆弧2mm弧长所对的圆心角。
符合水准器
2
R
调节微倾螺旋
（2）圆水准器
L´
2mm L´
圆水准器轴（L´ L´）：通过
圆水准器零点（分划圈中心）的 球面法线。当气泡居中时，该轴
线处于竖直位置。圆水准器精
平地fh容40 L 山地fh容12 n
mm mm
（1）闭合水准路线
1 闭合水准路线
BMA 支水准路线 Ⅰ
•∑h理=0， •fh= ∑h测
Ⅱ
（２）附合水准路线
2
3
•∑h理=HB－HA
• fh= ∑h测－（ HB－HA ）
园林测量_第二章_水准测量
第二节 水准测量仪器及其使用
• 水准仪按结构可分为：微倾水准仪、自动安平水 准仪、激光水准仪和数字水准仪。 • 水准仪按精度分为：DS05，DS1，DS3，DS10 • D和S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼 音的第一个字母；数字表示仪器的精度指标，即 每千米往返测高差平均值的中误差的毫米数。 • 园林测量中一般用DS3和DS10水准仪。 • 本节主要介绍用AL25A型自动安平水准仪配合水 准尺进行水准测量。
第三节 普通水准测量的方法
一、一个测站的水准测量工作 (一)测站水准测量工作 在水准测量中，把安置水准仪的位置称为测站。 1.安置仪器。尽量将仪器安置在两点中间，到两点距离大致相等。 2.粗略整平。 3.瞄准水准尺。 4.读数与记录。 5.高差与高程计算。 【例2-1】假设HA=178.572m，观测得a=1.860m， b=1.413m，求B点的高程HB。 解： hAB=a-b=1.860-1.413=0.447m HB=HA+hAB=178.572+0.447=179.019m
视差
• 当观测者的眼睛在目镜端上下微动时，十字丝与目标影像 有相对移动的现象称为视差。 • 产生的原因：目标的像与十字丝分划板不重合。 • 消除的办法：先把目镜调焦螺旋调好，使十字丝清晰；然 后反复调整物镜对光螺旋。
三、水准仪的使用
(四)精平与读数 • 精平时，转动微倾螺旋，使 符合水准气泡两个半边气泡 吻合在一起。 • 读数时，应读取十字丝横丝 与水准尺相交处的读数，并 从下向上，从小到大读 取，直接读米、分米、 厘米，估读到毫米。
二、复合水准测量
普通水准测量手簿
路线名称：BMA-BMB 仪器型号：DS3 日期：××年××月××月 天气：晴
测站
测量学B 第二章水准测量
水准仪按其精度共分为四个等级：DS05，DS1， DS3，DS10。05、1、3、10是指各等级水准仪每千 米往返测量高差中数的中误差，以mm计。工程水 准测量一般用DS3型水准仪。
一、微倾水准仪的构造
DS3型水准仪（图2-2）由望远镜、水准器和基 座三部分构成。
1.望远镜
望远镜是提供视线和照准目标的设备，它由物 镜、对光透镜、十字丝分划板及目镜等组成。
调节目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰； 放松制动螺旋，旋转望远镜使缺口准星 对准目标，拧紧制动螺旋； 调节物镜对光螺旋，使目标成像清晰； 交替1）、3），直至目标成像稳定； 调节微动螺旋，使竖丝处于水准尺一侧。
3.精平
为了使视线精确地处于水平位置，读数前应 调节微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准气 泡两端影像对齐。 4.读数
3.高程计算 将起始点BM1高程与沿线各测段改正后 的高差逐一累加即得各未知点的高程。对于 支水准路线，当闭和差fh ≤ fh容时，取往返高 差的平均数作为最后结果。即 h = (h往 － h返)/2 (2-12) 最后将成果填入水准测量高差误差配赋 表。如表2-2。
表2-3 水准测量高差误差配赋表
精确整平后，应立即根据中丝读取尺上的读 数，读数时应估读到mm。精平和读数是两项不同 的操作步骤，但在测量中，这两项操作视为一个 整体，即边看符合气泡边读数，一旦发现气泡偏 离应重新精平后才能读数。
§2-3 水准测量方法
一、水准点
水准点用BM表示。水准点按等级及保存时间 长短分为临时性水准点和永久性水准点两种。 永久性水准点：又混凝土或石料制成，桩顶嵌入 顶面为半球形的金属标志，桩面上标明等级和编 号。 临时水准点：可选用地面上突出的坚硬岩石或固 定建筑物的墙角、阶石、桥墩等处，用红漆画一 标记作为点位。也可用大木桩打入地下，桩顶钉 一铁钉。水准点的高程是指半球顶或红漆标记中心 的高程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
连续水准测量
8/29/2016 10:35 AM
表 2-1
图 2-3 8/29/2016 10:35 AM
照准部 基座 三角架 望远镜 水准器 基座
8/29/2016 10:35 AM
物镜
目镜
水平微动螺旋
水平制动螺旋
圆水准 器
脚螺旋
8/29/2016 10:35 AM
水准仪
8/29/2016 10:35 AM
i大于 20 秒需要校正。
8/29/2016 10:35 AM
校正方法
水准仪不动， A 尺上的正确读数是 a2‘= b2 ＋ hAB = b2 ＋ ( a1 － b1 ) ，瞄准 A 尺， 转动微倾螺旋使十字丝中丝对准 a2’，此 时符合气泡不再居中，用校正针拨动水 准管的上下两个校正螺丝，使符合气泡 居中。 当 a2 > a2' 时，视线向上倾斜， a2 < a2'，视线向下倾斜。
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.7 精密水准仪简介
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
精密水准仪常用于国家一、二等水准测量，以及 大型工程建筑物施工测量和建筑物的沉降观测等。图 2-29为国产 DS1 型精密水准仪，其望远镜放大率为 40 倍，水准管分划值为10“/2mm，转动水准仪测微螺旋 可以使水平视线在 5mm 范围内作平行移动，测微器的 分划值为0.05mm,共有100格。望远镜目镜视场中见到 的水准尺影像如图2-29,视场左侧为水准管气泡的影像, 目镜右下方为测微器读数显微镜。作业时,先转动微倾 螺旋视符合气泡居中，再转动测微螺旋用契型丝精确 地夹住水准尺上某一分划，如图2-30视场中，读出水 准尺上整分划读数为 197（ 197cm ）然后从测微器读 数显微镜中读出尾数值为 152 （ 0.152cm ）其末位 2 为估读数（即 0.02mm ），全部读数为 197.152cm 。由 于国产 DS1 型水准仪配套的是 5mm 分划的水准尺， 为了便于读数，尺上注字和观测时的读数均比实际扩 大一倍，因此实际读数为 197.152÷ 2 ＝ 98.576 ＝ 0.98576m 。
0.1 m2 D 4）
3）水准尺倾斜的误差 4）视差影响
8/29/2016 10:35 AM
2.5.3 外界条件的影响
1）水准仪与尺垫下沉误差 2）地球曲率和大气折光的影响 3）温度的影响
8/29/2016 10:35 AM
2.5.4 水准测量注意事项
（一）观测： ⒈ 观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺； ⒉ 仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架； ⒊ 前后视距应尽可能相等； ⒋ 每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数； ⒌ 注意对仪器的保护，做到“人不离仪器”； ⒍ 只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连 接螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。 （二）记录： ⒈ 认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏 中，严禁伪造和传抄； ⒉ 字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定 可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写； ⒊ 每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。 （三）扶尺： ⒈ 扶尺人员认真竖立水准尺； ⒉ 转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫； ⒊ 水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。
8/29/2016 10:35 AM
望远镜视场
上丝
中丝
视距丝
下丝
竖丝
8/29/2016 10:35 AM
视差消除
8/29/2016 10:35 AM
2）水准器
水准管 水准轴、分划值 圆水准器 符合水准器
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35螺旋；3—物镜调 焦透镜；4—十字丝分划板；5—目镜组； 6—十字丝放大像
8/29/2016 10:35 AM
望远镜的成象原理
8/29/2016 10:35 AM
（一） 透镜及其成象 （二） 望远镜成象原理 （三） 像差的消除 （四） 十字丝 视准轴 外调焦望远镜 内调焦望远镜 望远镜的特性 放大率 视场 分辩率 望远镜的使用 （一）操作程序 先目镜调焦，后物镜调焦 （二）视差及其消除
算例
8/29/2016 10:35 AM
表2—3 附合水准路线测量成果计算表
点 号 路线长度 （km） 观测高度 （m） 高差改正数 改正后高差 （m） （m） 高 程 （m） 15.000 16.232 1.0 -1.655 +0.005 -1.650 备 注
BM.A 1
1.8
+1.223
+0.009
8/29/2016 10:35 AM
2.6 自动安平水准仪
1—物镜； 2—物镜调焦螺旋； 3—瞄准器； 4—目镜调焦螺旋； 5—目镜；6—圆水准器；7—圆水准器校正螺丝；8—圆水准器反光镜； 9—微动螺旋；10—补偿器检测按钮；11—水平度盘； 12—脚螺旋
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
将测量信号与事先已存储好的代表水准 标尺伪随机码的参考信号进行比较 探测器----电荷藕合器件 CCD(Charge Coupled Device) CCD----是由按照一定规律排列的 MOS(金属--氧化物--半导体)电容器阵列 组成的移位寄存器
相关法
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
基本结构：光学和机械部件 水准尺 处理图象信号原理的概念 理论基础：相关法(徕卡NA3002/3003) 几何法(蔡司DiNi10/20) 相位法(拓普康DL-101C/102C) 信号相关（距离和视线高） 粗相关 精相关
数字水准仪简介
8/29/2016 10:35 AM
v 1km f h 30 5mm / km L 6
6.0
-0.603
+0.030
-0.573
f h容 40 L 98mm
8/29/2016 10:35 AM
v
i
30mm f h
2.4 水准仪检校
2.4.1水准仪轴线应满足的条件
（１） 圆水准器的水准轴应与水准仪旋转轴平行 （２）十字丝横丝应垂直于仪器的旋转轴 （３）水准管的水准轴应与望远镜的视准轴平行
8/29/2016 10:35 AM
照准轴
水准轴
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.4.2 水准仪检验与校正
1）圆水准器轴平行于仪器的旋转轴 2）十字丝中丝垂直仪器的旋转轴 3）水准管轴平行于视准轴
8/29/2016 10:35 AM
1）圆水准器轴平行于仪器的旋转轴
检验方法
8/29/2016 10:35 AM
校正方法
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
检验原理
8/29/2016 10:35 AM
2）十字丝横丝应垂直于仪器的
检验方法：
整平仪器，用横丝的一端瞄准墙上的 一固定点，转动水平微动螺旋，观察点 子是否离开横丝。
8/29/2016 10:35 AM
2.5.2 观测误差
1）水准尺读数误差 在水准尺上估读毫米数的误差，与人眼 的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视 线长度有关，通常按下式计算：
60 D m1 V
8/29/2016 10:35 AM
2）管水准气泡居中误差
水准尺读数产生的误差按下式计算
X a A
X=S tan i
B
S
8/29/2016 10:35 AM
检验方法
8/29/2016 10:35 AM
① 在平坦的地面上选择相距 80 米的 A 、 B 两点， 放置尺垫，定出 A 、 B 的中点 O 。 将水准仪安置在 O 点，在 A 、 B 两点竖立水准 尺，读数 a1 、 b1 。则 hAB = ( a1 － Δ 1 )－( b1 －Δ1 ) = a1 － b1 ， 变动仪高观测两次。 ② 将水准仪搬到靠近 B 点处（ 3 ～ 5 米）整平 仪器观测，读数分别是 a2 、 b2 ，则高差 hAB’= a2 － b2， 变动仪高观测两次。 若 hAB= hAB ’ ，则表明水准管轴平行于视准轴。 否则需要校正。
2.3.3 普通水准测量外业
8/29/2016 10:35 AM
表2—2 水准测量记录手簿 日期 仪器型号 天气 地 点
测 站
1 2 3 4
观测者 记录者
高 差 /m 高 程 /m 备注
已知
点 号
水 准 尺 读 数 /m
后视
前视
BM.A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 BM.B
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.2.2 水准标尺和尺垫
折、塔与直尺 尺垫
8/29/2016 10:35 AM
因瓦尺
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
A
B
8/29/2016 10:35 AM
A
B
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
5）读数
8/29/2016 10:35 AM
表 2-1
图 2-3 8/29/2016 10:35 AM
照准部 基座 三角架 望远镜 水准器 基座
8/29/2016 10:35 AM
物镜
目镜
水平微动螺旋
水平制动螺旋
圆水准 器
脚螺旋
8/29/2016 10:35 AM
水准仪
8/29/2016 10:35 AM
i大于 20 秒需要校正。
8/29/2016 10:35 AM
校正方法
水准仪不动， A 尺上的正确读数是 a2‘= b2 ＋ hAB = b2 ＋ ( a1 － b1 ) ，瞄准 A 尺， 转动微倾螺旋使十字丝中丝对准 a2’，此 时符合气泡不再居中，用校正针拨动水 准管的上下两个校正螺丝，使符合气泡 居中。 当 a2 > a2' 时，视线向上倾斜， a2 < a2'，视线向下倾斜。
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.7 精密水准仪简介
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
精密水准仪常用于国家一、二等水准测量，以及 大型工程建筑物施工测量和建筑物的沉降观测等。图 2-29为国产 DS1 型精密水准仪，其望远镜放大率为 40 倍，水准管分划值为10“/2mm，转动水准仪测微螺旋 可以使水平视线在 5mm 范围内作平行移动，测微器的 分划值为0.05mm,共有100格。望远镜目镜视场中见到 的水准尺影像如图2-29,视场左侧为水准管气泡的影像, 目镜右下方为测微器读数显微镜。作业时,先转动微倾 螺旋视符合气泡居中，再转动测微螺旋用契型丝精确 地夹住水准尺上某一分划，如图2-30视场中，读出水 准尺上整分划读数为 197（ 197cm ）然后从测微器读 数显微镜中读出尾数值为 152 （ 0.152cm ）其末位 2 为估读数（即 0.02mm ），全部读数为 197.152cm 。由 于国产 DS1 型水准仪配套的是 5mm 分划的水准尺， 为了便于读数，尺上注字和观测时的读数均比实际扩 大一倍，因此实际读数为 197.152÷ 2 ＝ 98.576 ＝ 0.98576m 。
0.1 m2 D 4）
3）水准尺倾斜的误差 4）视差影响
8/29/2016 10:35 AM
2.5.3 外界条件的影响
1）水准仪与尺垫下沉误差 2）地球曲率和大气折光的影响 3）温度的影响
8/29/2016 10:35 AM
2.5.4 水准测量注意事项
（一）观测： ⒈ 观测前应认真按要求检验水准仪和水准尺； ⒉ 仪器应安置在土质坚实处，并踩实三角架； ⒊ 前后视距应尽可能相等； ⒋ 每次读数前要消除视差，只有当符合水准气泡居中后才能读数； ⒌ 注意对仪器的保护，做到“人不离仪器”； ⒍ 只有当一测站记录计算合格后才能搬站，搬站时先检查仪器连 接螺旋是否固紧，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。 （二）记录： ⒈ 认真记录，边记边回报数字，准确无误的记入记录手簿相应栏 中，严禁伪造和传抄； ⒉ 字体要端正、清楚、不准连环涂改，不准用橡皮擦，如按规定 可以改正时，应在原数字上划线后再在上方重写； ⒊ 每站应当场计算，检查符合要求后，才能通知观测者搬站。 （三）扶尺： ⒈ 扶尺人员认真竖立水准尺； ⒉ 转点应选择土质坚实处，并踩实尺垫； ⒊ 水准仪搬站时，应注意保护好原前视点尺垫位置不移动。
8/29/2016 10:35 AM
望远镜视场
上丝
中丝
视距丝
下丝
竖丝
8/29/2016 10:35 AM
视差消除
8/29/2016 10:35 AM
2）水准器
水准管 水准轴、分划值 圆水准器 符合水准器
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35螺旋；3—物镜调 焦透镜；4—十字丝分划板；5—目镜组； 6—十字丝放大像
8/29/2016 10:35 AM
望远镜的成象原理
8/29/2016 10:35 AM
（一） 透镜及其成象 （二） 望远镜成象原理 （三） 像差的消除 （四） 十字丝 视准轴 外调焦望远镜 内调焦望远镜 望远镜的特性 放大率 视场 分辩率 望远镜的使用 （一）操作程序 先目镜调焦，后物镜调焦 （二）视差及其消除
算例
8/29/2016 10:35 AM
表2—3 附合水准路线测量成果计算表
点 号 路线长度 （km） 观测高度 （m） 高差改正数 改正后高差 （m） （m） 高 程 （m） 15.000 16.232 1.0 -1.655 +0.005 -1.650 备 注
BM.A 1
1.8
+1.223
+0.009
8/29/2016 10:35 AM
2.6 自动安平水准仪
1—物镜； 2—物镜调焦螺旋； 3—瞄准器； 4—目镜调焦螺旋； 5—目镜；6—圆水准器；7—圆水准器校正螺丝；8—圆水准器反光镜； 9—微动螺旋；10—补偿器检测按钮；11—水平度盘； 12—脚螺旋
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
将测量信号与事先已存储好的代表水准 标尺伪随机码的参考信号进行比较 探测器----电荷藕合器件 CCD(Charge Coupled Device) CCD----是由按照一定规律排列的 MOS(金属--氧化物--半导体)电容器阵列 组成的移位寄存器
相关法
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
基本结构：光学和机械部件 水准尺 处理图象信号原理的概念 理论基础：相关法(徕卡NA3002/3003) 几何法(蔡司DiNi10/20) 相位法(拓普康DL-101C/102C) 信号相关（距离和视线高） 粗相关 精相关
数字水准仪简介
8/29/2016 10:35 AM
v 1km f h 30 5mm / km L 6
6.0
-0.603
+0.030
-0.573
f h容 40 L 98mm
8/29/2016 10:35 AM
v
i
30mm f h
2.4 水准仪检校
2.4.1水准仪轴线应满足的条件
（１） 圆水准器的水准轴应与水准仪旋转轴平行 （２）十字丝横丝应垂直于仪器的旋转轴 （３）水准管的水准轴应与望远镜的视准轴平行
8/29/2016 10:35 AM
照准轴
水准轴
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.4.2 水准仪检验与校正
1）圆水准器轴平行于仪器的旋转轴 2）十字丝中丝垂直仪器的旋转轴 3）水准管轴平行于视准轴
8/29/2016 10:35 AM
1）圆水准器轴平行于仪器的旋转轴
检验方法
8/29/2016 10:35 AM
校正方法
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
检验原理
8/29/2016 10:35 AM
2）十字丝横丝应垂直于仪器的
检验方法：
整平仪器，用横丝的一端瞄准墙上的 一固定点，转动水平微动螺旋，观察点 子是否离开横丝。
8/29/2016 10:35 AM
2.5.2 观测误差
1）水准尺读数误差 在水准尺上估读毫米数的误差，与人眼 的分辨能力、望远镜的放大倍率以及视 线长度有关，通常按下式计算：
60 D m1 V
8/29/2016 10:35 AM
2）管水准气泡居中误差
水准尺读数产生的误差按下式计算
X a A
X=S tan i
B
S
8/29/2016 10:35 AM
检验方法
8/29/2016 10:35 AM
① 在平坦的地面上选择相距 80 米的 A 、 B 两点， 放置尺垫，定出 A 、 B 的中点 O 。 将水准仪安置在 O 点，在 A 、 B 两点竖立水准 尺，读数 a1 、 b1 。则 hAB = ( a1 － Δ 1 )－( b1 －Δ1 ) = a1 － b1 ， 变动仪高观测两次。 ② 将水准仪搬到靠近 B 点处（ 3 ～ 5 米）整平 仪器观测，读数分别是 a2 、 b2 ，则高差 hAB’= a2 － b2， 变动仪高观测两次。 若 hAB= hAB ’ ，则表明水准管轴平行于视准轴。 否则需要校正。
2.3.3 普通水准测量外业
8/29/2016 10:35 AM
表2—2 水准测量记录手簿 日期 仪器型号 天气 地 点
测 站
1 2 3 4
观测者 记录者
高 差 /m 高 程 /m 备注
已知
点 号
水 准 尺 读 数 /m
后视
前视
BM.A TP1 TP1 TP2 TP2 TP3 TP3 BM.B
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
2.2.2 水准标尺和尺垫
折、塔与直尺 尺垫
8/29/2016 10:35 AM
因瓦尺
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
A
B
8/29/2016 10:35 AM
A
B
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
8/29/2016 10:35 AM
5）读数