水准测量
计算水准路线高差闭合差，若在容许范围内时，进行高差闭 合差的调整，使调整后的测段高差总和等于理论值，然后用 调整后的高差计算各待测点的高程。
闭合差调整原则和方法： 将高差闭合差按与测段长度（测站数）成正比例的 原则反号分配到各相应侧段的高差上。 按距离 按测站数
i i
l
fh
li
b b
通过B
点水
准面
A
HA
通 过 A 点 水准 面
B h
AB
DA
大 地 水 准面
DB
HB
第二节
水准测量的仪器和工具
水准仪，水准尺，尺垫。 水准仪按精度可以分为DS05、 DS1、 DS3、 DS10等 D—代表大地测量、S—代表水准仪、下标数字—仪器精度。 如：3代表每千米往返测量的高差均值的中误差为±3mm。 水准仪有三类 微倾式水准仪、 自动安平水准仪、 电子水准仪
（2）双面水准尺 长3m。两根尺，尺的双面均有刻划，一面为 黑白相间，称为黑面尺（主尺）；另一面为 红白相间，称为红面尺（副尺）。刻划均为 1cm。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，红 面尺的尺底一根从4.687m开始，另一根从 4.787m开始。 尺常数（K）：同一根水准尺的红面和黑面 读数差。应该等于4.687m或4.787m。检核读 数是否正确。 多用于三四等水准测量。
A
HB
HA
HA
HB
验
潮站
平均
面 海水
A 点 铅 垂 线
B 点 铅 垂 线
假定 高程 起算 大地 面 水准 面
高差 - 两点间的高程之差(无论绝对高程或相对高程)
第一节
水准测量原理
水准测量原理
hAB H AB H B H A a b H BA hBA
HB= HA+ hAB 思考：水准仪摆放位置？原因？
Company Logo
（3）条码水准尺 一面印有条形码图案，供电子水准仪使用，另一面和 普通水准尺相同，供光学水准仪使用。
在电子水准仪中装置有传感器，它可识别水准标尺 上的条形编码，经处理器转变为相应的数字，在显示 屏上直接显示中丝读数和视距。
各厂家设计的条码水准尺条码图案不同，故不能 互换使用
1.水准仪
（1）微倾式水准仪
分划板 护罩 物镜调焦 螺旋
管水准器 观察窗 管 水 准 器
目 镜 圆水准器 微倾 螺旋 轴 座
物镜 微动 螺旋 脚螺 旋 制动 螺旋
（2）自动安平水准仪
只需粗平即可获得水平视线读数的仪器 与微倾式水准仪的区别：没有水准管和微倾螺旋，在望远 镜的光学系统中装置了补偿器 特点：无需精平、操作简便、观测迅速、提高观测精度、 应用广泛
fh ni n
fh=∑h测-（HB-HA） fh=∑h实 fh= ∑h往+ ∑h返
h1=+1.575 A n1=8 L1=1.0km
测段 点名
h2=+2.036 1 n1=12
h3=-1.742
h1=+1.446 n1=16 L1=2.2km B
2 n1=14 3 L1=1.4km L1=1.2km
1、水准测量方法 h1=a1－b1， h2=a2－b2， h3=a3－b3，……， hn=an－bn， hAB= h1＋ h2 ＋ h3＋……＋ hn=Σhi（计算用） hAB=Σai－Σbi（检核用）
施测步骤：
大地水准面 （1）立尺 （2）安置仪器 （3）瞄准后视尺 （4）瞄准前视尺 （5）迁站 （6）顺序观测 （7）计算
3.瞄准水准尺
目镜调焦：十字丝清晰 初步瞄准：瞄准水准尺，拧紧制动螺旋 物镜调焦：物像清晰 精确瞄准：十字丝竖丝瞄准水准尺中央 消除视差：物像平面 与十字丝平面没有重合 而产生相对移动的现象 反复调节物镜和目镜对 光螺旋可消除
4.精确整平（精平）
转动微倾螺旋，使水准管气泡两端的影像严密吻合 微倾螺旋的转动方向与左半侧气 泡影像的移动方向一致 注意：气泡移动有惯性，转动时 要慢、稳、轻、速度不宜太快。
（3）电子水准仪（数字水准仪）
自动安平水准仪的基础上发展起来的 光电设备自行探测视线水平时水准尺上读数
2.水准尺
材 质：优质木材、玻璃钢、金属材料、玻 璃纤维、铟钢
分 类：塔尺，双面水准尺，条码水准尺 作 用：读数 （1）塔尺 属于逐渐节缩小的组合尺，两节或三节连在 一起，尺的底部为零，每格1cm或0.5cm。 塔尺稳定性较差,仅限于普通的水准测量
第四节 水准测量方法
一、水准点和水准路线
1、水准点：已知的高程控制点 （分为永久点、临时点）
国家等级水准点
墙上水准点
2、水准路线：水准测量施测所经过的路线 （1）附合水准路线 从一个已知高程的水准点出发，沿待定高程的水准点进行测量， 最后附合到另一个已知高程的水准点所构成的水准路线。
BMB BMA 1 2 3
1
（2）闭合水准路线 从已知高程的水准点出发，沿待定 高程的水准点进行测量，最后又回 到原出发点的环形路线所构成的水 准路线
h1 BMA h4 3
h2 2 h3
（3）支水准路线 从已知高程的水准点出发，沿待定高程的水准点进行测 量，这种既不闭合又不附合的水准路线称为支水准路线。
3 4
BMA
1
2
二、水准测量
2
Ⅲ
3
Ⅳ ∑ 辅助 计算
B
fh测=∑h测-（HB-HA )=68mm fh容=±40（5.8）1/2=96mm
5.读数：中横丝、四位数、毫
米估读
读完数后检查符合水准气泡是否 居中，若不居中，应再次精平后 重新读数。
因为水准仪的望远镜一般是倒像，所以水准尺倒写的数字从望远 镜中看到的是正写的数字，同时看到尺上刻划的注记是从上向下 递增的，因此读数应由上向下读（对于呈正像的水准仪来说，则 相反。）
二、自动安平水准仪的使用
S2 h 2R
中间法水准测量
a b ( a a b b ) h AB a ' b ' a a a ( b b b )
当 Da =Db 时 ，
a a
aa bb
通 过水 准仪
h AB a b hab
的 水 准面
水 平 视 线
操作程序分为以下四步：
安置仪器 粗略整平 瞄准水准尺 读数
与微倾式水准仪的操作方法相同
读数时应该注意观察自动报警窗的颜色，若全窗绿色可以 读数，若任意一端出现红色，说明仪器微倾量超出自动安 平补偿范围，需要重新整平仪器方可读数。
三、电子水准仪的使用
以蔡司DiNil2电子水准仪为例说明：
3、水准测量检核 1.计算检核：∑a-∑b=HB-HA=hAB
2.测站检核： 两次仪高法：（>10cm） h h h (3 5)mm 双面尺法：红、黑面高差之差≤5mm 3.成果检核 采用高差闭合差与容许高差闭合差比较的方法进行 高差闭合差=实测高差-理论高差值
（1）附合水准路线高差闭合差
3.尺垫
由生铁铸成，一般多为三角形。 作用：防止点位下沉 使用：将水准尺竖立于突起的半球体上
第三节 水准仪的使用
一、微倾式水准仪的使用
1.安置仪器
按照需要的高度（安放水准仪后望远镜与眼睛基本平齐）调 整三脚架三条腿的长度，拧紧固定螺旋。
2.粗平：用三个脚螺
旋使圆气泡居中（左手 大拇指移动方向为气泡 运动方向）
主要技术指标： ◎每公里往返水准观测精度 达±0.3mm，最小显示0.01mm ◎先进的感光读数系统，可见白光即可测量 ； ◎采用标准的PCMCIA记录卡，标配2M； ◎自动进行地球曲率及气象改正 ； ◎15′内自动补尝，安平精度±0.2″； ◎快速高程放样，单点高程测量； ◎测量快捷键设置在微动螺旋旁边，在瞄准测尺后，轻触即 可测量。
第二章
水准测量
高程测量：测定地面点高程的测量工作。
高程测量可以分为以下四种：
（1）水准测量
（2）三角高程测量
（3）气压高程测量 （4）GPS高程测量
地面点的高程
高程（绝对高程/海拔）:地面点到大地水准面的铅垂距离 假定高程（相对高程） :地面点到假定水准面的铅垂距离
B
B点
A
面 水准
准 点水
面
h AB
1.664
1.431
1.672
2.074
2.142
1.258
0.928
1.235
TP3 TP1 HA TP2 hAB HB
测站 Ⅰ Ⅱ
点号 A TP1
后视读数m 2.142
前视读数m
高差m
+0.884
高程m 123.466
1.258 0.928 -0.307 1.235 1.664 +0.233 1.431
TP2
Ⅲ
TP3
Ⅳ
B
1.672
2.074 6.406 5.998
-0.402
123.854
0.408
计算 校核
∑
0.408
∑a- ∑b= 0.408
注意事项 保持前后视距离基本相等 在已知高程点和待测高程点上立尺时不能放尺垫 估读要准确，检查是否存在视差、水准管气泡是否居中 立尺时要保证尺子竖直 读数时，记录员要复读，以便核对 原始记录要当场填写清楚
∑h理=H终-H始 fh=∑h实-（H终-H始)
平地： f h容 40 L （L为路线总长度） 山地： f h容 12 n （n为测站总数）
（2）闭合水准路线高差闭合差 ∑h理=0 fh=∑h实
（3）支水准路线高差闭合差 ∑h往+ ∑h返=0 fh= ∑h往+ ∑h返
第五节 水准测量数据处理
闭合差调整原则和方法： 将高差闭合差按与测段长度（测站数）成正比例的 原则反号分配到各相应侧段的高差上。 按距离 按测站数
i i
l
fh
li
b b
通过B
点水
准面
A
HA
通 过 A 点 水准 面
B h
AB
DA
大 地 水 准面
DB
HB
第二节
水准测量的仪器和工具
水准仪，水准尺，尺垫。 水准仪按精度可以分为DS05、 DS1、 DS3、 DS10等 D—代表大地测量、S—代表水准仪、下标数字—仪器精度。 如：3代表每千米往返测量的高差均值的中误差为±3mm。 水准仪有三类 微倾式水准仪、 自动安平水准仪、 电子水准仪
（2）双面水准尺 长3m。两根尺，尺的双面均有刻划，一面为 黑白相间，称为黑面尺（主尺）；另一面为 红白相间，称为红面尺（副尺）。刻划均为 1cm。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，红 面尺的尺底一根从4.687m开始，另一根从 4.787m开始。 尺常数（K）：同一根水准尺的红面和黑面 读数差。应该等于4.687m或4.787m。检核读 数是否正确。 多用于三四等水准测量。
A
HB
HA
HA
HB
验
潮站
平均
面 海水
A 点 铅 垂 线
B 点 铅 垂 线
假定 高程 起算 大地 面 水准 面
高差 - 两点间的高程之差(无论绝对高程或相对高程)
第一节
水准测量原理
水准测量原理
hAB H AB H B H A a b H BA hBA
HB= HA+ hAB 思考：水准仪摆放位置？原因？
Company Logo
（3）条码水准尺 一面印有条形码图案，供电子水准仪使用，另一面和 普通水准尺相同，供光学水准仪使用。
在电子水准仪中装置有传感器，它可识别水准标尺 上的条形编码，经处理器转变为相应的数字，在显示 屏上直接显示中丝读数和视距。
各厂家设计的条码水准尺条码图案不同，故不能 互换使用
1.水准仪
（1）微倾式水准仪
分划板 护罩 物镜调焦 螺旋
管水准器 观察窗 管 水 准 器
目 镜 圆水准器 微倾 螺旋 轴 座
物镜 微动 螺旋 脚螺 旋 制动 螺旋
（2）自动安平水准仪
只需粗平即可获得水平视线读数的仪器 与微倾式水准仪的区别：没有水准管和微倾螺旋，在望远 镜的光学系统中装置了补偿器 特点：无需精平、操作简便、观测迅速、提高观测精度、 应用广泛
fh ni n
fh=∑h测-（HB-HA） fh=∑h实 fh= ∑h往+ ∑h返
h1=+1.575 A n1=8 L1=1.0km
测段 点名
h2=+2.036 1 n1=12
h3=-1.742
h1=+1.446 n1=16 L1=2.2km B
2 n1=14 3 L1=1.4km L1=1.2km
1、水准测量方法 h1=a1－b1， h2=a2－b2， h3=a3－b3，……， hn=an－bn， hAB= h1＋ h2 ＋ h3＋……＋ hn=Σhi（计算用） hAB=Σai－Σbi（检核用）
施测步骤：
大地水准面 （1）立尺 （2）安置仪器 （3）瞄准后视尺 （4）瞄准前视尺 （5）迁站 （6）顺序观测 （7）计算
3.瞄准水准尺
目镜调焦：十字丝清晰 初步瞄准：瞄准水准尺，拧紧制动螺旋 物镜调焦：物像清晰 精确瞄准：十字丝竖丝瞄准水准尺中央 消除视差：物像平面 与十字丝平面没有重合 而产生相对移动的现象 反复调节物镜和目镜对 光螺旋可消除
4.精确整平（精平）
转动微倾螺旋，使水准管气泡两端的影像严密吻合 微倾螺旋的转动方向与左半侧气 泡影像的移动方向一致 注意：气泡移动有惯性，转动时 要慢、稳、轻、速度不宜太快。
（3）电子水准仪（数字水准仪）
自动安平水准仪的基础上发展起来的 光电设备自行探测视线水平时水准尺上读数
2.水准尺
材 质：优质木材、玻璃钢、金属材料、玻 璃纤维、铟钢
分 类：塔尺，双面水准尺，条码水准尺 作 用：读数 （1）塔尺 属于逐渐节缩小的组合尺，两节或三节连在 一起，尺的底部为零，每格1cm或0.5cm。 塔尺稳定性较差,仅限于普通的水准测量
第四节 水准测量方法
一、水准点和水准路线
1、水准点：已知的高程控制点 （分为永久点、临时点）
国家等级水准点
墙上水准点
2、水准路线：水准测量施测所经过的路线 （1）附合水准路线 从一个已知高程的水准点出发，沿待定高程的水准点进行测量， 最后附合到另一个已知高程的水准点所构成的水准路线。
BMB BMA 1 2 3
1
（2）闭合水准路线 从已知高程的水准点出发，沿待定 高程的水准点进行测量，最后又回 到原出发点的环形路线所构成的水 准路线
h1 BMA h4 3
h2 2 h3
（3）支水准路线 从已知高程的水准点出发，沿待定高程的水准点进行测 量，这种既不闭合又不附合的水准路线称为支水准路线。
3 4
BMA
1
2
二、水准测量
2
Ⅲ
3
Ⅳ ∑ 辅助 计算
B
fh测=∑h测-（HB-HA )=68mm fh容=±40（5.8）1/2=96mm
5.读数：中横丝、四位数、毫
米估读
读完数后检查符合水准气泡是否 居中，若不居中，应再次精平后 重新读数。
因为水准仪的望远镜一般是倒像，所以水准尺倒写的数字从望远 镜中看到的是正写的数字，同时看到尺上刻划的注记是从上向下 递增的，因此读数应由上向下读（对于呈正像的水准仪来说，则 相反。）
二、自动安平水准仪的使用
S2 h 2R
中间法水准测量
a b ( a a b b ) h AB a ' b ' a a a ( b b b )
当 Da =Db 时 ，
a a
aa bb
通 过水 准仪
h AB a b hab
的 水 准面
水 平 视 线
操作程序分为以下四步：
安置仪器 粗略整平 瞄准水准尺 读数
与微倾式水准仪的操作方法相同
读数时应该注意观察自动报警窗的颜色，若全窗绿色可以 读数，若任意一端出现红色，说明仪器微倾量超出自动安 平补偿范围，需要重新整平仪器方可读数。
三、电子水准仪的使用
以蔡司DiNil2电子水准仪为例说明：
3、水准测量检核 1.计算检核：∑a-∑b=HB-HA=hAB
2.测站检核： 两次仪高法：（>10cm） h h h (3 5)mm 双面尺法：红、黑面高差之差≤5mm 3.成果检核 采用高差闭合差与容许高差闭合差比较的方法进行 高差闭合差=实测高差-理论高差值
（1）附合水准路线高差闭合差
3.尺垫
由生铁铸成，一般多为三角形。 作用：防止点位下沉 使用：将水准尺竖立于突起的半球体上
第三节 水准仪的使用
一、微倾式水准仪的使用
1.安置仪器
按照需要的高度（安放水准仪后望远镜与眼睛基本平齐）调 整三脚架三条腿的长度，拧紧固定螺旋。
2.粗平：用三个脚螺
旋使圆气泡居中（左手 大拇指移动方向为气泡 运动方向）
主要技术指标： ◎每公里往返水准观测精度 达±0.3mm，最小显示0.01mm ◎先进的感光读数系统，可见白光即可测量 ； ◎采用标准的PCMCIA记录卡，标配2M； ◎自动进行地球曲率及气象改正 ； ◎15′内自动补尝，安平精度±0.2″； ◎快速高程放样，单点高程测量； ◎测量快捷键设置在微动螺旋旁边，在瞄准测尺后，轻触即 可测量。
第二章
水准测量
高程测量：测定地面点高程的测量工作。
高程测量可以分为以下四种：
（1）水准测量
（2）三角高程测量
（3）气压高程测量 （4）GPS高程测量
地面点的高程
高程（绝对高程/海拔）:地面点到大地水准面的铅垂距离 假定高程（相对高程） :地面点到假定水准面的铅垂距离
B
B点
A
面 水准
准 点水
面
h AB
1.664
1.431
1.672
2.074
2.142
1.258
0.928
1.235
TP3 TP1 HA TP2 hAB HB
测站 Ⅰ Ⅱ
点号 A TP1
后视读数m 2.142
前视读数m
高差m
+0.884
高程m 123.466
1.258 0.928 -0.307 1.235 1.664 +0.233 1.431
TP2
Ⅲ
TP3
Ⅳ
B
1.672
2.074 6.406 5.998
-0.402
123.854
0.408
计算 校核
∑
0.408
∑a- ∑b= 0.408
注意事项 保持前后视距离基本相等 在已知高程点和待测高程点上立尺时不能放尺垫 估读要准确，检查是否存在视差、水准管气泡是否居中 立尺时要保证尺子竖直 读数时，记录员要复读，以便核对 原始记录要当场填写清楚
∑h理=H终-H始 fh=∑h实-（H终-H始)
平地： f h容 40 L （L为路线总长度） 山地： f h容 12 n （n为测站总数）
（2）闭合水准路线高差闭合差 ∑h理=0 fh=∑h实
（3）支水准路线高差闭合差 ∑h往+ ∑h返=0 fh= ∑h往+ ∑h返
第五节 水准测量数据处理
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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
水准测量
3-1 水准测量的原理
水准测量是利用一条水平视线，并 借助水准尺，测定地面两点间的高差， 这样就可由已知点的高程推算出未知 点的高程。如图所示，欲测定A、B两 点间的高差h，可在A、B两点上分别竖 立带有刻划的水准尺，并在A、B两点 之间安置一台能提供一条水平视线的 水准仪。根据水准仪的水平视线，在A 点尺上读数，设为a;在B点尺上读数， 设为b;则A、B两点间的高差为： hAB=a-b。
第三章 水准测量 h1=a1-b1 h2=a2-b2 …… hn=an-bn hAB=h1+h2+……+hn=∑h 可用下式进行高差计算正确性的检核： hAB=(a1-b1)+(a2-b2)+ ……+(an-bn)= ∑a-∑b 如果A为已知高程点，其高程为HＡ，则B点高 程为：HB=HA+hAB=HA+∑a-∑b
第三章 水准测量
3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 水准测量原理 水准测量的仪器和工具 水准仪的使用 水准测量的外业 水准测量的内业 数字水准仪简介
复习思考题
第三章 水准测量
地面点的位置是用平面坐标和高程来确定的。测量地面上各点 高程的工作，称为高程测量。高程测量可分为水准测量、三角高程 测量和气压高程测量三类。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
二、 水准路线闭合差的分配 当|fh|<|fh允|时，应对fh进行合理的分配。支水准 路线高差闭合差的分配方法是：把各段往返高差的绝对 值取平均值，并按往测方向取高差的正负号即可。 闭(附)合水准路线高差闭合差的分配，一般是按与 测站数成正比将闭合差反号分配到各测段高差中，或按 与路线的长度成正比分配闭合差。设第i测段的改正数为 vi，则根据上述法则，有：
水准测量
2.5影响水准测量的因素及注意事项
2-1水准测量的概述
一、高程测量概念 测定地面点高程的工作，称为高程测量(height measurement)。 B
H’B
A
h
H’A H’A
HB
O
二、高程测量方法
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。
4、领取仪器的地点： 建工楼二楼227对面测绘工程实验室。领取仪器时间1 点30分，由薛树强全面负责仪器领取，次序123456班 （123456组），其他组在实验室外等待， 每组领取水准仪一台，脚架一个，水准尺两根，记录 本两页，铅笔自备。所测数据不能用象皮檫，测量不 允许涂改数据。测错划掉，从新测。 5、每个组5-6人，组长全面负责实习任务，并在实习 结束后给出本组每个人的实习成绩按10%给定。 6、实习中爱护仪器，损坏要赔偿。 7、指导教师郝玉亭，程景东，曹俊茹。
h2=+0.118
大地水准面
HB=?
两次仪器高法水准测量
观测程序: 后视尺黑面-前视尺黑面-前视尺 红面-后视尺红面 即: 黑 -黑 -红 -红 .
4、水准测量成果整理
1、计算高差闭合差和允许闭合差
附合路线
fh= ∑h 测－（H终 － H始）
闭合路线 fh= ∑h 测 支水准路线 fh= h 往+h 返
a
b
Hab
B
Ha
a
Hb
高程计算
已知A点的高程HA，求算B点高程HB。 第一种方法（利用高差直接计算B点高程HB）。 1、HB=HA+hab 此法适用于仪器在两点中间一次便测得高差。
3-水准测量
水平面
a D
D' b
b' h
大地水准面
R
D2 h=R(sec -1)= 2R
θ
基本原则
使前视、后视的距离保持大致相等，是水准测量的 基本原则，称为“中间法水准测量”。
基本原则
按照定义，两点间的高差是分别通过这两点的 水准面之间的铅垂距离。因此，从理论上讲，用水 准仪在水准尺上读数也应该根据通过仪器的水准面， 如上图所示，在A，B水准尺上的应有读数为 ， A，B两点的高差应为 其中 则 可见，若水准仪安置在前后视距大致相等的地点， 即 ，则 即此时按水平视线或按水准面测定高差已无区别。 同理
TP3
前进方向
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
h4=+0.385 h3=+0.946 h2=+0.120 1.444 1.324 1.822 0.876 TP4 1.820 1.435 h5=+0.118 1.422 1.304
h1=-0.543
BMB
1.134
1.677
BMA
TP2 TP1
TP3
●电子水准仪也称“数字水准仪” 具有自动安平功能。 自动显示水平视线读数和视距。 通过物镜获取水准尺图象，通过 仪器的处理系统，将图象信息转 换成数字显示。 能与计算机实现数据通讯。 基本避免了人为的观测误差（视 差、水准器精平误差、瞄准误差、 估读数误差。
电子水准仪简介：
要求竖丝 位于条码 带上
三.水准路线测量
§1-4.水准路线测量
1.水准测量的方法 2.水准路线 3.水准测量的检核 4.水准测量的主要技术要求
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
1.820 1.822 1.134 1.677 1.444 1.324 0.876
a D
D' b
b' h
大地水准面
R
D2 h=R(sec -1)= 2R
θ
基本原则
使前视、后视的距离保持大致相等，是水准测量的 基本原则，称为“中间法水准测量”。
基本原则
按照定义，两点间的高差是分别通过这两点的 水准面之间的铅垂距离。因此，从理论上讲，用水 准仪在水准尺上读数也应该根据通过仪器的水准面， 如上图所示，在A，B水准尺上的应有读数为 ， A，B两点的高差应为 其中 则 可见，若水准仪安置在前后视距大致相等的地点， 即 ，则 即此时按水平视线或按水准面测定高差已无区别。 同理
TP3
前进方向
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
h4=+0.385 h3=+0.946 h2=+0.120 1.444 1.324 1.822 0.876 TP4 1.820 1.435 h5=+0.118 1.422 1.304
h1=-0.543
BMB
1.134
1.677
BMA
TP2 TP1
TP3
●电子水准仪也称“数字水准仪” 具有自动安平功能。 自动显示水平视线读数和视距。 通过物镜获取水准尺图象，通过 仪器的处理系统，将图象信息转 换成数字显示。 能与计算机实现数据通讯。 基本避免了人为的观测误差（视 差、水准器精平误差、瞄准误差、 估读数误差。
电子水准仪简介：
要求竖丝 位于条码 带上
三.水准路线测量
§1-4.水准路线测量
1.水准测量的方法 2.水准路线 3.水准测量的检核 4.水准测量的主要技术要求
1.水准测量的方法
1.水准测量的方法
1.820 1.822 1.134 1.677 1.444 1.324 0.876
工程测量2水准测量
⑵水准尺误差
包括水准尺长度变化、刻划误差和零点误差等。 精密水准测量应对水准尺进行检定，并对读数进行尺长误差改正。零点 误差在成对使用水准尺时，可采取设臵偶数测站的方法来消除；也可在 前、后视中使用同一根水准尺来消除。
二、观测误差
⑴水准管气泡对中误差 水准管气泡居中误差一般为±0.15τ″。符合水准器，气泡居中精度可 提高一倍。由气泡居中误差引起的读数误差为：
符合水准器
⑵圆水准器——用来指示竖轴是否竖直。
球面中央圆圈，圆圈的圆心称为 水准器零点。过零点的球面法线， 称为圆水准轴，当圆水准器气泡 居中时，圆水准轴处于竖直位臵。 圆水准器分划值是指通过零点的 任意一个纵断面上，气泡中心偏 离2mm的弧长所对圆心角的大小。 DS3水准仪圆水准器分划值一般 为8′～10′/2mm，故只用于仪 器的概略整平。
(2-3)
(2-2)式称高差法 (2-3)式称仪高法
2.3水准尺和水准仪
一、水准尺和尺垫
1、水准尺 塔尺——由两节或三节套接而成， 长3m或5米，接头处存在误差，多用于 精度较低的水准测量中。 双面尺(直尺或板尺) ——黑面尺(基本 分划)、红面尺(辅助分划)；常数 K1=4.687m，K2=4.787m。用于三、四等 精度以下的水准测量中。 2、尺垫
⑴高差闭合差的计算 由式(2-6)： fh=Σh测-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm 按山地及图根水准精度计算闭合差容许差为： fh容=±12n1/2=±12×241/2=±58mm |fh|<|fh容|，符合图根水准测量技术要求。 ⑵闭合差调整 闭合差的调整是按与距离或与测站数成正比例反符号分配到 各测段高差中。第i测段高差改正数按下式计算：
第5章 水准测量
S为路线往返测相邻两水 准点间的距离,以公里为 单位；L为符合路线或闭 合路线的长度，以公里为 单位。
3.判断闭合差是否超限： f h f h容许
4.闭合差的调整
通常规定，将h测加上改正数v之后，闭合差fh即应 被消除。
(h
测
v) h理 0
h
v f
观测高差的改正数与闭合差的符号相反。 第i测段的改正数vi 按下式计算：
第三节 水准测量的施测
三、水准测量的外业施测
2.观测结束后的计算与校核 高差部分
(3) (4) (16) h
黑
（ 8） （ 10 ） (3) K
(8) (7) (17) h
1 h中 （h黑 h红） 2
红
4） K- （7） （ 9） （
C
V
L′
C
L
L
V
L′
图中：CC—望远镜视准轴 LL—水准管水准轴 L′L′ —圆水准器水准轴 VV—仪器旋转轴
1.水准仪应满足的条件
（１）水准仪应满足的主要条件
Ａ．水准管的水准轴应与望远镜的视准轴平行
Ｂ．望远镜的视准轴不因调焦而变动位置
（２）水准仪应满足的次要条件 Ａ．圆水准器的水准轴应与仪器的旋转轴平行 Ｂ．十字丝的横丝应与仪器的旋转轴垂直
（2）检验方法 先用脚螺旋将圆水准器气泡居中，然后将仪器旋 转 180°，若气泡仍在居中位置，则表明此项条 件已得到满足；若气泡有了偏移，则表明条件没 有满足。
（3）校正 分别调动三个校正螺钉使气泡向居中位置移动偏离长
度的一半；如果操作完全准确，经过校正之后，水准 轴将与仪器旋转轴平行。如果此时用脚螺旋将仪器整
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
第2章水准测量
第2章 水准测量重点提示：介绍了高程测量的常用方法，重点讲述了水准测量的原理、方法，介绍了水准仪的构造，讲述了水准仪的使用、水准测量的实施过程、水准测量的测站校核、路线校核及数据处理、介绍了水准仪的检验和校正方法、简要分析了水准测量误差的来源。
地球表面是高低起伏很不规则的。
要确定地面点的空间位置，除了确定其平面位置外，还要确定其高程。
为了测定地面点高程而进行的测量工作叫做高程测量。
根据测量原理和使用仪器与施测方法的不同，高程测量的方法主要有水准测量、三角高程测量和物理高程测量三种。
水准测量是利用水准仪提供的水平视线，分别在地面两点垂直竖立的水准标尺上读取读数，推算出两点间的高差，进而求得待定点的高程的方法。
水准测量的精度较高，是精确测定地面点高程的主要方法，但工作量较大且受地形条件限制；三角高程测量是利用仪器在测站点上测定仪器中心至照准点的垂直角，量取测站点仪器高和照准点觇标高，若已知两点间的水平距离，根据三角学原理推算出两点间的高差，进而求得待定点的高程的方法。
三角高程测量的精度低于水准测量，仅作为高程测量的辅助方法，但其作业简单，布设灵活，是一种测定地面点高程的常用方法。
物理高程测量是根据地球的物理性质，利用仪器来确定地面点高程的方法。
物理高程测量主要有两种方法：一种是根据大气气压随地面点高程的不同而变化的规律(即高程愈大，大气压力愈小的原理)，用气压计测定出待定点高程的方法。
称为气压测高法;另一种方法是根据重力加速度随地面点高程的不同而变化的规律(即高程愈大，重力加速度愈小的原理)，利用重力仪测定两点间重力变化量来确定高差，进而推算出待定点高程的方法，称为重力测高法。
物理高程测量的精度最低，但仪器简单，施测方便，一般仅用于勘查工作，本教材不予介绍。
高程控制主要通过水准测量的方法建立，而在地形起伏大、直接利用水准测量方法较困难的地区建立低精度的高程控制网以及图根高程控制网时，可采用三角高程测量的方法建立。
第四章 水准测量
h1-h2≤±5mm时
1 h (h1 h2 ) 2
38
双面尺法记录、计算
水准尺读数(m)
测站 点号 A 后视 1.125 ① 5.911 TP.1
④
高差 ( h ) 前视
平均 高差
高 程（H） 10.000m
1
0.876 5.561
② ③
①--②
+0.249m
④--③
+0.350m --0.100 m
4.水准测量的等级
分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）
3
§ 4-1 水准测量原理
一、 水准测量的原理
要求：测量A、B两点间的高差h
思路： 在A，B上竖立标尺， 用水准仪构筑一条水平视线 该视线在两尺上截得读数a
和b则B比A高出
hAB=a-b 注：高差h有正有负
4
二、水准测量的方法
1.高差法
§ 4-2 水准测量的仪器和工具
•DS3意义
D:大地测量
S:水准仪 3:每公里往、返测得高差中数的偶然中 误差值
14
15
16
尚未符合
符合气泡符合
17
一、 水准仪的构造
由望远镜、水准器和基座构成
(一) 望远镜
竖 丝 横丝
上丝 下丝
望远镜的十字丝
18
(二)水准器
1、圆水准器 ①功能：用于仪器的粗略整平； ②水准器的零点: 圆形分划圈的 中心 ③分划值： 8′/2mm——10′/2mm来自27.954 28.371
1.256
∑5.656 －5.214 ＋0.442
0.575
∑1.335 －0.893 ＋0.442 ∑－0.893
27.796 27.796 －27.354 +0.442
1 h (h1 h2 ) 2
38
双面尺法记录、计算
水准尺读数(m)
测站 点号 A 后视 1.125 ① 5.911 TP.1
④
高差 ( h ) 前视
平均 高差
高 程（H） 10.000m
1
0.876 5.561
② ③
①--②
+0.249m
④--③
+0.350m --0.100 m
4.水准测量的等级
分一、二、三、四等（按精度要求、控制范围）
3
§ 4-1 水准测量原理
一、 水准测量的原理
要求：测量A、B两点间的高差h
思路： 在A，B上竖立标尺， 用水准仪构筑一条水平视线 该视线在两尺上截得读数a
和b则B比A高出
hAB=a-b 注：高差h有正有负
4
二、水准测量的方法
1.高差法
§ 4-2 水准测量的仪器和工具
•DS3意义
D:大地测量
S:水准仪 3:每公里往、返测得高差中数的偶然中 误差值
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16
尚未符合
符合气泡符合
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一、 水准仪的构造
由望远镜、水准器和基座构成
(一) 望远镜
竖 丝 横丝
上丝 下丝
望远镜的十字丝
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(二)水准器
1、圆水准器 ①功能：用于仪器的粗略整平； ②水准器的零点: 圆形分划圈的 中心 ③分划值： 8′/2mm——10′/2mm来自27.954 28.371
1.256
∑5.656 －5.214 ＋0.442
0.575
∑1.335 －0.893 ＋0.442 ∑－0.893
27.796 27.796 －27.354 +0.442
测量学-第二章 水准测量
尺垫：半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点 位置。
水准仪的使用
安置——粗平——瞄准——精平——读数
安置：安置三脚架，放置水准仪 粗平：借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂 ，从而视准轴粗略水平。 瞄准：瞄准水准尺，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰 。 转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰 精平：调节微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，使水准仪 的视准轴精确水平 读数：十字丝的中丝在尺上读数
( a 1.103m, b 1.431m)
计算B点高程
Hi H A a 1.235 m 1.103m 2.338 m H B Hi b 2.338 m 1.431m 0.907 m
2.3 水准测量的仪器及使用
– 水准测量使用的仪器：水准仪 – 水准测量使用的工具包括：水准尺、尺垫、三
-0313 +0102 -0715
4.2 水准路线检核
高差闭合差
对于水准路线，由于测量误差的存在，实测高差之和不 等于理论值（真值），两者之差称作高差闭合差
高差真值之和 h理 H BMB H BMA 实测高差之和 h测 H BMB H BMA
高差闭合差 fh h测 h理
4.2 水准路线检核
脚架
水准仪的类型
– 水准仪按其构造分为：光学水准仪、自动安平水准仪 和数字水准仪
– 水准仪按其所能达到的精度分为：DS05、DS1、DS3 、DS10、DS20等5种等级。
“D”和“S”表示中文“大地”和“水准仪” ，通常在书写时可省 略字母“D”， “05”、“1”、“3”及“10”等数字表示该类仪器的精度。每公里 高差中误差
1.304
BMB
1.134
BMA
1.677 1.444 1.324