二等水准测量原理和水准仪操作讲解
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
水准仪及全站仪的测量原理及使用方法
工程测量二板斧：水准仪、全站仪的使用方法一、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。
二等水准测量操作及数据处理
二等水准测量属于精密水准测量的范畴，精密水准 测量的很多技术流程要求更加精细、技术标准要求 更加精确，是对我院水准测量这一工作领域一次新 的挑战。随着高速铁路无碴轨道的兴起，要想在这 个领域中稳站测量技术市场，我们不得不提前在这 方面储备知识、探索新的问题、积累实践工程经验。 建议： 1、做到外业数据采集的准确性、高效性；要求我 们的作业人员认真仔细，严格的按照规范和要求工 作。 2、数据的内业处理：要求技术员摸索和总结。争 取是完善内业工作，使其成为一个完整的体系。
应尽量避免通过大的河流、湖泊、沼泽与峡谷等障
碍物；
应避开土质松软的地段和磁场较强的地段；
应避开人、车辆来往繁多的街道和大的火车站等；
4、郑西客运专线二等水准路线的布设原则
二等水准测量的线路基本沿铁路线路布设， 点的间距为2公里左右。对沿线的一、二等水 准点进行联测。以可靠、稳定的一等水准点 作为高程的起算点，构成附和水准路线，利 用二等水准点作为高程检查，水准点可以不 进行重力测量。
7、重力测量的条件
高程大于4000m或水准点间的平均高差为150—250m 的地区，二等水准路线上每个水准点均应测定重力。 高差大于250m的测段，在地面倾斜变化处应加测重 力。 高程在1500—4000m之间或水准点间的平均高差为 50—150m的地区，二等水准路线上重力点间平均距 离应小于23km。
8、二等水准测量选定水准点原则
保证点位地基坚实稳定、安全僻静、并利于 标石的长期保存与观测。水准点应尽可能选 在机关、学校、公园附近 郑西线的选点原则： 高程路线尽量沿施工便道进行，水准点的选 点必须保证地基坚实稳定，不受施工影响， 利于标石的长期保存与观测。水准点离高速 铁路施工中线距离70---100米为宜。
二等水准测量的观测技术和操作的要求
二等水准测量观测的基本要求和操作程序1、二等水准测量：每公里高差中误差±2mm。
水准仪型号为DS2型自动安平水准仪和平板测微器，使用一对铟瓦水准尺。
2、观测时用“闭合环线路往返各一次，往返较差：平地为±4L。
（L为环线的路线长度[公里]）。
3、水准仪视准轴与水平面的夹角：DS2型不应超过±15″；水准尺：铟瓦水准尺，标尺上的米间隔平均长与名义长之差，不应超过±。
4、在测区内水准点至少应设立3个。
5、二等水准观测的技术要求：（1）使用DS2型自动安平水准仪和平板测微器：视线长度小于50米；前后视距尽量相等，其差小于1米；前后视距累计差不大于3米；视线离地面最低不超过米；（2）铟瓦水准尺基本分划、辅助分划读数差；基本分划、辅助分划所测得高差之差小于。
（3）两次观测高差较差超限时应重测，重测后应选用两次合格的结果。
如果重测结果与原测结果分别比较，其差均不超过限值时则由三次结果取平均数。
6、高差闭合差的平差：按观测线路的视距总长和各点间的观测视距的比值进行分配改正数。
7、二等水准测量计算成果应取至。
8、二等水准测量观测操作程序：（1）、在现场选择原控制桩点J2—2的高程为起始高程进行高程传递，先测至是JW2点，然后顺时针方向观测：J2—2—JW2—JW1—JW4—JW3—J2—2。
然后逆时针方向再观测一次：J2—2—JW3—JW4—JW1—JW2—J2—2。
（2）、在两个水准点间按通视情况，先用皮尺量好前后视距的距离。
选择测站点和立尺点的位置并标定。
而且在两点间基本上设两站，前后视距尽量相等，观测时用尺垫。
（3）、观测时，往测水准仪照准标尺分划的观测顺序㈠.奇数测站为：①.照准后视标尺的基本分划：上、下丝(照准标尺基本分划进行视距读数)，视距第四位数由测微轮直接读取，然后用楔形平分丝精确照准标尺的基本分划，读定标尺基本分划与测微轮读数。
②. 照准前视标尺的基本分划：用楔形平分丝精确照准标尺的基本分划并读定标尺基本分划与测微轮读数，然后用上、下丝照准标尺基本分划进行视距读数，视距第四位数由测微轮直接读取。
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤（1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。
路线长度为2000－3000m。
(2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后；（3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)-(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)-(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基本分划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。
(4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。
水准测量作业技术要求注：K——测段、区段或路线长度，km；测自-______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量______________ 风向风速_____________ 天气____________（5）内业计算内业计算包括水准测量的概算与平差计算。
其概算包括水准尺每米长度误差改正；正常水准面不平行改正；重力异常改正（一般不作要求）；水准路线闭合差计算与闭合差分配；计算各水准点的概略高程。
水准仪的认识与使用详解
3.基座 基座主要由托板(又叫轴座)、连接螺旋和
脚螺旋组成。托板用来支撑仪器上部(望远镜 和水准器),连接螺旋用来连接仪器和三脚架,转 动脚螺旋可使圆水准气泡居中,从而粗略整平 仪器。
(二)水准尺和尺垫 1.水准尺
水准尺是水准测量的重要工具,其质地好坏直接影响水准测量的精度,因 此它是用不易变形并且干燥的优质木材或者玻璃钢制成的,要求尺长稳定,刻 划准确。水准尺常用的有塔尺和直尺两种。
从望远镜旁的气泡观察窗中,可以看到气泡两端的影像,当两半个 气泡的像错开时,表明气泡未居中;当两半个气泡像吻合时,则表示气 泡居中,见图2 -4(b)。这种具有棱镜装置的水准管称为符合水准器, 它不仅便于观察,同时可以提高气泡的居中精度。
(2)圆水准器:如图2-5所示,它是一个在密封的顶面 内磨成球面的玻璃圆盒,顶面中央刻有一个小圆圈,刻 有圆分划。通过分划圈的中心(即零点O)作球面的法 线,称为圆水准器轴。当气泡位于小圆圈中央时,圆水 准轴器处于铅垂位置,普通水准仪的圆水准器分划值一 般为8'/2mm。圆水准器安装在托板上,其轴线与仪器 的竖轴互相平行,所以当圆水准器气泡居中时,表示仪 器的坚轴已基本处于铅垂位置。由于圆水准器的精度 较低,它主要用于水准仪的粗略整平。
(一)视线自动安平的原理 如图2-10所示,当视线水平时,水平光线恰好与十字丝交点所在位置k'重合,读数正确
无误,如视线倾斜一个α 角,十字丝交点移动一段距离d 到达k 处,这时按十字丝交点k 读 数,显然有偏差。如果在望远镜内的恰当位置装置一个“补偿器”,使进入望远镜的水平 光线经过补偿器后偏转一个β 角,恰好通过十字丝交点k 读出的数仍然是正确的。由此 可知,补偿器的作用,是使水平光线发生偏转,而偏转角的大小正好能够补偿视线倾斜所引 起的读数偏差。
二等水准测量及科傻平差操作教程
二等水准测量及平差计算操作教程一、前言二等水准测量称为精密水准测量。
是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。
在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。
通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。
主要作为大城市的高程控制；地面沉降；精密工程测量。
二、主要技术标准执行规范：《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006三、主要内容作业流程图1、首先进行现场地形和控制点勘察，查看控制点具体位置并记录（可在奥维地图上标记），查看是否有控制点被破坏，周围地形是否便于测量。
2、勘察完成后，根据施工需求按规范要求埋设加密点，加密点要埋设在坚实牢固的土质上，防止后期沉降。
3、根据勘察情况，制定测量路线，尽量选择距离最短、高差较小、土质坚硬的线路。
4、设置测量参数开始测量，以徕卡LS10为例：4.1测量前首先校验仪器和水准尺零点误差，测量时仪器水准气泡对中整平，然后在主菜单中选择工具-区域设置-单位设置，距离单位米，高程位数为5位，距离位数为3位，温度℃。
4.2在主菜单中选择工具-区域设置-模式设置，模式有五种：单次、平均、平均S、中值、跟踪。
选择平均。
4.3设置作业：在主菜单界面选择程序-线路测量进入配置界面，点击设置作业。
新建一个作业，输入作业名称，作业员名称。
4.4设置限差：按照二等水准标准设置限差，最小视距为3米（仪器到水准尺的距离要大于3米），最大视距为50米，前后视距差为1.5米（后视水准尺到仪器的距离与前视水准尺到仪器的距离之差不大于1.5米），累计视距差为6米（本次的前后视距差+往次所有的前后视距差之和不大于6米），最高视线2.8米（仪器望远镜十字丝横丝与水准尺水平视线不超过2.8米，2米的水准尺则输入1.8米），最低视线0.55米），B1-F1/B2-F2 0.00030m（第一次后视读数-前视读数与第二次后视读数-前视读数不大于0.3mm）。
二等水准操作规范
二等水准操作规范
二等水准测量属于精密测量，在外业观测和内业计算中，应按规范操作，尽量减少误差，从而提高精度。
1．前期准备工作。
在二等水准测量之前，要对仪器进行全面检校。
首先检校视线的i角误差，可以直接采用仪器自带的检校方法，i角需小于规范要求的限差值15s；其次是检校仪器的圆水准器和标尺水准器。
2．水准测量的外业观测
2.1 .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）;
（4）除线路转弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。
仪器距前后标尺距离应尽量相等，前后视距差、视距累积差应符合限差要求。
（5）每一测段的往测与反测，其测站数均应为偶数。
由往测转向反测时，两标尺应互换位置，并应重新整置仪器。
（6）水准标尺应用尺架撑稳，尺垫需踩实，以保证水准尺的稳定性。
（7）水准测量的观测工作间歇时，一般结束在固定水准点上。
4．各项限差要求
每千米水准测量偶然中误差M
满足精度要求：其计算公式为
△应
如果超限应重测。
其中：△-测段往返测高差不符值，单位mm；R-测段长度，单位km；n-测段数。
5.数据处理
水准测量作业结束后，要进行整体严密平差计算，可以用武汉大学科傻平差软件进行平差处理。
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放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
B
b a
A
原因:两点地势起伏较大
视距长>150m
a
A
原因:两点相距较远
B
b
解决方法:
在两点间设转点,安置多次仪器,进行连
续观测。如图示
不难看出：
各测站所得高差：
h1 a1 b1 h2 a2 b2
……
hn an bn
hAB h (a1 b1) (a2 b2 ) (an bn ) a b
b
hAB HB
（待定）
结论： 水准测量原理是利用水准仪提供
的水平视线，借助于带有分划的水准 尺，直接测定地面上两点间的高差， 然后根据已知点高程和测得的高差,推 算出未知点高程。
二、计算待定点高程的方法
1.高差法
前进方向
水平视线
a A
HA
（已知）
大地水准面
b B
hAB
Байду номын сангаасHB
（待定）
A、B两点间高差hAB为：
HB H A h
转点：传递高程的临时立尺点。
如图中 TP1 、TP2等 测站：安置仪器的地方。
水准仪操作方法
电子水准仪
徕卡电子水准仪
索佳电子水准仪
以上两款电子水准仪为目前测量班组试用水平测量仪器
水准仪的操作
水准仪的使用： 水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、精平、瞄
准、读数五个步骤。 1. 安置
h AB
a
b
高差=后视读数-前视读数
待定点B高程HB为：
H H h
B
A
AB
2.视线高法
水平视线
前进方向
a Hi
A
HA
（已知）
大地水准面
水准仪的水平视线高程Hi:
待定B点高程HB:
b B
HB
（待定）
Hi HA a HB Hi b
三、转点与测站 在实际工作中常常会碰到以下等情况：
水准仪的操作
5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在用的基本是电
子水准仪，读数时直接按下测量键读取及记录（老水准仪） 电子水准仪直接按测量键，读数直接在显示器上显示。
注意：水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒； 在观测过程中，严禁触碰三脚架。
知识回顾 Knowledge Review
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，利用脚螺旋置圆水准
气泡居于圆指标圈之中。在整平过程中，气泡移动的方向与 大姆指运动的方向一致。
二等水准测量原理及水准仪操作讲解
学习目标
理解在建筑工程测量及地铁沉降监测中 被广泛应用的视线高测量方法,转点和测 站的含义
掌握水准测量的原理 熟练操作水准仪与规范,填写记录手册
水准测量原理
一、水准测量原理
高程、高差概念，并理解水准测量原理（如图示）
前进方向
水平视线
a A
HA
（已知）
B 大地水准面
水准仪的操作
3. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。仪器粗平后，转动
90°后圆水准气泡是否还在圆指示圈之正中，如在，精平完 成，反之则需要来回轻微调试脚螺旋使其居中。
4. 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。 再旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，最后转动 物镜对光螺旋，使水准尺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。