精密水准测量
精密水准测量技术的仪器与方法
精密水准测量技术的仪器与方法随着现代科技的不断发展，精密水准测量技术在工程设计和土地测量等领域中扮演着重要的角色。
精密水准测量技术的仪器和方法可以提供高精度的水平线测量，为工程建设和地理勘测提供准确的数据支持。
本文将介绍一些常用的精密水准测量仪器和方法，希望能为相关领域的专业人士提供一些参考。
1. 水准仪水准仪是进行精密水准测量的必备仪器之一。
传统的水准仪采用光学原理，通过观测测量点两侧的水平线来确定水平面的高度差。
近年来，数字水准仪在精密水准测量中得到了广泛应用。
数字水准仪利用高精度的角度传感器和激光技术，可以实现全自动测量和数据存储，大大提高了测量效率和准确性。
2. 激光测距仪激光测距仪是另一种常用的精密水准测量仪器。
它利用激光束的传输时间和光速来测量目标点与测量仪之间的距离。
激光测距仪具有测量范围广、精度高、操作简便等优点，在工程测量和地理测量领域得到了广泛应用。
同时，一些先进的激光测距仪还具备自动故障检测和数据传输功能，可以大大提高测量效率和准确性。
3. 数字高程模型数字高程模型是精密水准测量中重要的数据处理工具。
它通过将地表的高度信息以数字形式表示，可以为工程设计和地理测量提供精确的地形数据。
数字高程模型可以基于精密水准测量的实测数据进行建模，也可以利用遥感技术进行生成。
通过数字高程模型，我们可以了解地表的高度分布，为工程设计和地理分析提供准确的参考依据。
4. 网络RTK技术网络RTK技术（Real Time Kinematic）是精密水准测量中常用的定位技术之一。
它利用全球定位系统（GPS）和测量仪器之间的无线通信，实时传输观测数据，并利用精密的差分算法进行实时数据处理，最终得到高精度的位置和测量结果。
网络RTK技术具有快速、高精度、无需电缆连接等优点，在土地测量、建筑施工等领域得到了广泛应用。
5. 精密水准测量方法在精密水准测量中，常用的测量方法包括闭合路线法、开放路线法以及大地水准法。
精密水准测量方法及要求
４.２精密水准测量
４.２.１精密水准测量的观测方法如下：
１往测奇数站上为：后—前—前—后，偶数站上为：前—后—后—前。
２返测奇数站上为：前—后—后—前，偶数站上为：后—前—前—后。
３每一测段的往测与返测，宜分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。
４由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。
４.２.２精密水准测量观测的视线长度、视距差、视线高不应超过表４．２．２的规定。
４.２.３精密水准测量测站观测限差不得超过表４．２．３的规定。
４.２.４两次观测高差超限时应重测。
当重测成果与原测成果比较，其较差均不超过限值时，应取三次成果的平均数。
４.２.５精密水准测量的内业计算，应符合下列规定：
１每千米水准测量的高差偶然中误差应按下式计算：
２当附合路线和水准环多于２０个时，每千米水准测量高差全中误差应按下式计算：３水准网的数据处理应采用严密平差，并应计算每千米高差偶然中误差、高差全中误差、最弱点高程中误差和相邻点的相对高差中误差。
４内业计算最后成果的取值应精确至毫米。
４.２.６精密水准测量结束后应提交下列成果：
１高程成果表和精度评定等资料。
２精密水准网展点图。
３外业观测手簿。
４精密水准点点之记及委托保管文件。
５精密水准测量技术总结。
精密水准测量技术的原理与方法讲解
精密水准测量技术的原理与方法讲解一、引言精密水准测量是一种用来测量地球表面高程差异的技术，广泛用于建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中。
本文将要讲解精密水准测量技术的原理与方法，帮助读者深入了解这一重要的测量技术。
二、基本原理精密水准测量的基本原理是利用重力的作用和水准仪的测量观测，得到不同位置之间的高程差。
其核心原理为水准仪的测量结果与水平面的判定相结合。
1. 重力的作用重力是地球吸引物体的力，使物体朝向地球的中心运动。
水准测量利用重力的作用，通过测量地球表面上的高度差，推断出不同位置之间的高程差。
2. 水准仪的测量水准仪是精密水准测量的主要工具，其基本原理是利用建立在自然水平面上的平衡气泡来测量高程差。
通过调整气泡使其处于中央位置，就可以确定所测点与水准仪基准点之间的高差。
三、测量方法精密水准测量主要有两种方法：几何水准测量和重力高程测量。
1. 几何水准测量几何水准测量是一种通过观测目标点与测站之间的水平线来测量高程差的方法。
它需要设置测站和观测目标点，并进行直接或间接的水准测量。
直接水准测量是利用水准仪直接观测目标点和测站之间的高程差，间接水准测量则通过测量测站与参考点之间的高程差来间接得到目标点与测站之间的高程差。
2. 重力高程测量重力高程测量是一种通过观测重力加速度变化来测量高程差的方法。
它利用重力加速度与地壳运动及大地水准面测量的相关性，通过测量重力加速度的变化来推算出不同位置之间的高程差。
四、精密水准测量的应用精密水准测量技术在建筑、道路、桥梁等工程项目的设计和施工过程中具有重要作用。
它可以帮助测量人员准确把握地势高低差异，为工程项目的规划、设计和施工提供基础数据。
1. 建筑项目中的应用在建筑项目中，精密水准测量用于确定建筑物的高程，保证建筑物的平坦度和水平度。
它可以帮助建筑师在设计过程中避免出现高低错位或不平衡的问题，提高建筑物的整体质量。
2. 道路和桥梁项目中的应用在道路和桥梁项目中，精密水准测量用于确定路面和桥梁的高程，保证道路和桥梁的平整度和水平度。
精密水准测量的数据处理与精度评定
精密水准测量的数据处理与精度评定精密水准测量是一种用于确定地面高程的测量方法，应用广泛于土地测量、建筑工程和地质研究等领域。
而在进行精密水准测量时，数据处理和精度评定是整个过程中至关重要的步骤。
数据处理是指在测量过程中收集到的原始数据的分析和整理，其目的是根据所测量的高差值，计算出各测点的高程。
在数据处理过程中，一般需要考虑测量误差、大气压力和温度等环境因素的影响，并进行相关的修正。
同时，为了保证测量结果的准确性，通常需要采用多次观测的方法，并对测量数据进行平差处理。
在精密水准测量中，常用的数据处理方法有两点法和闭合回路法。
两点法是通过测量两个点之间的高差值，再结合已知高程的参考点，计算其他待测点的高程。
闭合回路法则是通过在测量线路上设置一个起始点和一个结束点，经过多次测量后，保证回路闭合，并进行数据处理，最终确定各测点的高程。
精密水准测量中的精度评定是指对测量结果的准确性和可靠性进行评估和判断。
精度评定的方法主要包括精度分析和误差分析。
精度分析是通过对多次测量结果进行统计和分析，得出测量值的平均值、标准差等参数，评估测量数据的精度水平。
而误差分析则是针对测量过程中可能存在的各类误差，对其进行识别和分析，从而确定其对测量结果的影响程度。
精密水准测量中的误差包括系统误差和随机误差。
系统误差是由于测量仪器或观测方法本身的不完善造成的，而随机误差则是由于自然因素或人为操作引起的。
为了降低误差的影响，可以通过校正仪器、增加测量次数、提高操作技术等方法来提高测量的精度。
在进行精密水准测量时，还需要考虑地表的起伏情况、测点之间的距离和测量线路的选择等因素。
地表的起伏情况会对测量结果产生影响，需要进行合理的分析和处理。
而测点之间的距离和测量线路的选择则会影响到测量的精度和效率，需要根据具体情况进行合理规划。
总之，精密水准测量的数据处理与精度评定对于确定地面高程具有重要意义。
它们需要科学的方法和严格的操作，以确保测量结果的准确性和可靠性。
精密水准测量实习报告
实习报告一、实习目的与任务本次精密水准测量实习的主要目的是让我们了解并掌握精密水准仪的使用方法、测量原理以及数据处理过程，培养我们实际操作能力和团队协作精神。
实习任务是完成一条闭合水准路线的观测和数据处理，确保高差闭合差在允许范围内。
二、实习原理与方法1. 精密水准仪的使用方法：首先，我们需要了解精密水准仪的基本构造，包括望远镜、调整手轮、圆水准器、微调手轮、水制动手轮、管水准器、水微调手轮和脚架等。
然后，按照以下步骤进行操作：（1）安置仪器：将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实。
（2）认识仪器：指出仪器各部件的名称和位置，了解其作用并熟悉其使用方法。
同时弄清水准尺的分划注记。
（3）粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或反向）转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使气泡移至圆水准器居中位置。
若一次不能居中，可反复进行。
（4）水准仪的操作：瞄准——转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰，松开制动螺旋，转动望远镜，用仪器的粗瞄准器瞄准标尺，拧紧制动螺旋。
转动物镜调焦螺旋，使水准尺分化清晰，再旋转水平微动螺旋，使十字丝的竖丝贴近水准尺的边缘。
转动微倾螺旋，使符合水准器气泡影像严格符合。
先估读毫米数，然后米。
2. 精密水准测量原理：根据水准仪的构造和操作方法，我们可以了解到，水准测量是利用水准仪和水准尺测定两点之间的高差，然后根据已知点的高程推算待测点的高程。
3. 数据处理过程：在完成水准测量后，我们需要对观测数据进行处理，包括计算高差闭合差、调整闭合差和求解待测点高程等。
三、实习过程与结果1. 实习过程：（1）根据给定的已知高程点，在测区选择数十站（必须是偶数站），形成一条闭合水准路线。
（2）按照精密水准仪的使用方法，从第一个已知点开始进行观测，记录观测数据并进行测站检核。
（3）依次进行下一个测站的观测，直到完成闭合水准路线的观测。
（4）计算高差闭合差，以对水准测量路线成果进行检核。
精密水准测量技术的原理及操作要点解析
精密水准测量技术的原理及操作要点解析精密水准测量技术是一种广泛应用于工程测量领域的高精度测量方法，其原理基于光学原理和几何学原理。
本文将对精密水准测量技术的原理及操作要点进行解析。
一、精密水准测量技术的原理精密水准测量技术依赖于光线的传播和反射原理，通过对比测量点与基准点的光线高差，从而确定测量点的高程。
其主要原理包括天顶线法、水平线法和视线法。
天顶线法是利用天顶望远镜观测到的视线与视线平面的垂直角，通过测量不同点的视线垂直角差值来确定高程差。
该方法适用于近距离、小范围的高程测量。
水平线法是利用水平仪或水平望远镜在不倾斜的情况下，观测到的视线水平角，通过观测不同点间的水平角差值来确定高程差。
该方法适用于相对较远、大范围的高程测量。
视线法是利用反射棱镜接收入射光线，并将反射光线反射回观测仪器，通过观测反射光线的位置，从而确定测量点与基准点间的高差。
该方法适用于中、远距离的高程测量。
二、精密水准测量技术的操作要点1. 仪器准备：在进行精密水准测量之前，必须确保使用的仪器具备高精度的测量能力。
测量仪器的准备包括校准仪器、检查仪器读数的准确性、确认仪器是否处于稳定状态等。
只有准备充分的仪器才能保证测量结果的准确性。
2. 基准点设置：精密水准测量的准确性与基准点的选取有关。
应根据测量范围、地形特点和工程实际需求，合理选择基准点的位置。
基准点应具备稳定性高、标志明显、与测量点之间的距离适宜等特点。
3. 观测过程：精密水准测量的观测过程应井然有序，确保每个步骤都符合规范操作。
在进行观测之前，应先进行预测、估算和预测任务，确保测量结果的精度要求。
观测过程中，应保证观测站的稳定性，避免外界干扰。
4. 数据处理：精密水准测量的数据处理是确保测量结果准确性的重要环节。
数据处理包括测量数据的整理、计算和分析。
在进行数据处理时，应注意对误差的判断和修正，确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 测量结果的分析和应用：完成精密水准测量后，需要对测量结果进行分析和应用。
精密水准测量
旋转望远镜照准前视标尺，使符合水准气泡两端影像精确符合，转动测微轮，用楔形丝精确夹准标尺的基本 分划线，读取标尺的基本分划和测微器读数，然后用上丝和下丝照准标尺基本分划进行视距读数。
照准前视标尺的辅助分划线，并使符合水准气泡两端影像精确符合，转动测微轮使楔形丝精确夹准标尺的辅 助分划线，读取标尺辅助分划和测微器的读数。
旋转望远镜照，照准后视标尺辅助分划线，使符合水准气泡两端影像精确符合，转动测微轮使楔形丝精确夹 准标尺的辅助分划线，读取后视标尺辅助分划和测微器的读数。
对于“前—后—后—前”的观测程序，操作步骤类似。
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精密水准测量
国家二等或二等以上的水准测量
01 简介
03 观测程序 05 误差来源
目录
02 规定 04 操作步骤
精密水准测量一般指国家二等或二等以上的水准测量。是国家高程控制的全面基础，可为研究地壳形变等提 供数据。精密水准测量必须用带测微器的精密水准仪和膨胀系数小的因瓦水准标尺，以提高读数精度、削弱温度 变化对测量结果的影响。仪器至标尺的距离约在35~60米，且距前后标尺的距离基本相等，同时采用完善的观测 程序，以削减水准仪残余的微小倾斜带来的影响和大气折光影响。
操作步骤
对于“后—前—前—后”的观测程序：
整置仪器水平（望远镜绕垂直轴旋转时，符合水准器气泡两端影像分离不超过1cm）
将望远镜对准后视标尺（标尺立直），使符合水准器气泡两端的影像符合（即气泡两端影像分离不得大于 2mm），随后用望远镜的上丝和下丝照准标尺的基本分划进行视距读数，视距读数的第四位数由测微器直接读取。
如何使用精密水准仪进行高程测量
如何使用精密水准仪进行高程测量引言：精密水准仪是一种常用的测量工具，用于测量地面的高程。
它通过精确的水准测量，能够准确确定不同点之间的高差。
本文将介绍如何正确使用精密水准仪进行高程测量的步骤，并讨论一些常见问题。
一、测量前的准备工作在进行高程测量之前，需要做一些准备工作，以确保测量结果的准确性。
首先，选择一个适合的测量地点，通常在地面平坦、无明显障碍物的位置进行测量较为理想。
其次，检查仪器是否完好无损，包括调整水准仪的折射率、检查测量刻度是否清晰等。
还需要确保使用的三脚架稳定可靠。
二、建立基准点在准备工作完成后，需要建立一个基准点。
基准点是测量的起始点，通过对基准点的测量，我们可以计算其他点的高差。
建立基准点时，需要将水准仪和三脚架设置在同一水平面上，并调整以确保准星的水平。
然后，使用水准仪的刻度尺向远处目标物测量，记录读数。
三、逐点测量在建立基准点后，我们可以开始逐点测量了。
将水准仪和三脚架移到下一个目标点，确保水准仪稳定水平。
然后使用水准仪的刻度尺进行测量，记录读数。
在记录读数时，要特别注意消除任何可能的误差，如读数时的眼位调整、仪器的背光设置等。
四、数据处理在完成各点的测量后，需要对测量数据进行处理，以得到准确的高差数据。
首先，计算每个目标点相对于基准点的高差，可以使用简单的减法操作，将每个点的读数减去基准点的读数。
然后，可以求出不同点之间的高差，通过对各点之间的高差进行逐一相加或相减的操作。
五、常见问题及解决方法在使用精密水准仪进行高程测量过程中，可能会遇到一些常见问题。
例如，仪器读数不稳定，可能是由于水准仪或三脚架的稳定性不好，可以重新调整三脚架并检查水准仪的稳定性。
另外，地面因不同季节、温度等原因会发生变化，也可能导致测量结果不准确。
解决方法是在不同季节和温度下进行多次测量，并取多次测量结果的平均值作为最终结果。
六、使用注意事项在使用精密水准仪进行高程测量时，还需要注意一些细节。
首先，保持仪器的清洁，避免尘土等杂物进入仪器影响测量结果。
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二、精密水准仪和水准尺的主要 特点
精密水准仪的主要特点：
① ② ③ ④ ⑤ 高质量的望远镜光学系统 坚固稳定的仪器结构 高精度的测微器装置 高灵敏的管水准器 高性能的补偿器装置
精密水准尺的主要特点：
① 当空气的温度和湿度发生变化时，水准标 尺分划间的长度必须保持稳定； ② 水准标尺的分划必须十分正确与精密，分 划的偶然误差和系统误差都应很小； ③ 水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且 尺身不易发生长度和弯扭等变形 ； ④ 在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器 装置，作业时扶尺者借以使水准标尺保持在 垂直位置；
作为前视尺和后视尺。
2.外界因素引起的误差
1) 温度变化对i角的影响
i角与时间成比例地均匀变化，则可以采取改变观 测程序的方法在一定程度上来消除或削弱这种误差 对观测高差的影响。在相邻两个测站上，对于基本 分划和辅助分划的观测程序可以归纳为： 奇数站的观测程序 后(基)—前(基)—前(辅)—后(辅) 偶数站的观测程序 前(基)—后(基)—后(辅)—前(辅)
2）测站的记录与计算
(9)=(1)-(2) (10)=(5)-(6) (11)=(9)-(10) (12)=(11)+前站(12) (14)=(3)+ K -(8)
(13)=(4)+ K -(7) (15)=(3)-(4) (16)=(8)-(7) (17)=(14)-(13) =(15)-(16) (18)={(15)+(16)}
五、水准测量的概算
概算的主要内容：观测高差的各项改正数 的计算和水准点概略高程表的编算等。
1.水准标尺每米长度误差的改正数计算
当一对水准标尺每米长度的平均误差f大于 ±0.02 mm 时，就要对观测高差进行改正，大小 为：f∑h
２.正常水准面不平行的改正数计算
0.0000015395 sin 2 ' Hm
精密水准尺
精密水准尺的分划印刷 在铟瓦合金钢带上，由 于这种合金的温度膨胀 系数很小，长度准确而 稳定。铟瓦合金钢带不 受木质尺身伸缩的影响， 以一定的拉力将其引张 在木质尺身的凹槽内。 水准尺的分划为线条式， 水准尺的分划值有 10mm和5mm两种，与 所用水准仪的测微器相 配合．
• 10mm分划的精 密水准尺如图(a)
精密水准测量
一、精密水准仪和水准尺
包括气泡式的精密水准仪、自动安平 的精密水准仪、数字水准仪以及相应的铟 瓦合金水准尺． 下面我们以WildN3精密水准仪为例， 对精密水准仪和水准尺的特点进行简单介 绍．
WildN3精密水准仪简介：
望远镜物镜的有效孔径为50mm， 放大倍率为40倍，管状水准器格值为 10″/2mm。N3精密水准仪与分格值为 10mm的精密因瓦水准标尺配套使用， 标尺的基辅差为301.55cm。在望远镜 目镜的左边上下有两个小目镜，它们 是符合气泡观察目镜和测微器读数目 镜．
3.观测误差
精密水准测量的观测误差主要有水准器 气泡居中的误差，照准水准标尺上分划 的误差和读数误差．
四、精密水准测量的实施
1.精密水准测量作业的一般规定
(1) 仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，其差应小于规定的 限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、 后视距累积差应小于3m。 (2) 在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测。对于 往测奇数测站按“后前前后”，偶数测站按“前后后前”的观测程序 在相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与 往测时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。 (3) 每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测 时，两水准标尺应互换位置，并应重新整置仪器。 每一测段的水准测量路线应进行往测和返测 (4) 一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进 行，如分别在上午和下午观测。
两排分划，右 边注记为0－300cm， 称为基本分划；左 边注记为300－ 600cm，称为辅助 分划。基本分划与 辅助分划相差一个 常数301.55cm，称 为基辅差，又称尺 常数。
• 5mm分划的精密 水准尺如图(b)
两排分划，错 开5mm。左边是单 数分划，右边是双 数分划，右边注记 是米数，左边注记 是分米数，分划注 记恒比实际数值大 了一倍，读数应除 以2才为实际的高度。
三、精密水准测量的误差来源及 影响
1. 仪器误差
1) i角的误差影响
二等水准测量：前后 视距差应≤1 m。前后视距累 积差， 应≤3m。
s
1 i（S 前 S 后）
s i（ S 后 S 前）
1
2）φ 角误差的影响
当仪器的垂直轴倾斜时，如与视准轴正交的方向倾 斜一个角度，那么这时视准轴虽然仍在水平位置， 但水准轴两端却产生倾斜，从而水准气泡偏离居中 位置。这时，仪器在水平方向转动，水准气泡将移 动。当重新调整水准气泡居中进行观测时，视准轴 就会偏离水平位置而倾斜，显然它将影响在水准标 尺上的读数。
2.精密水准测量观测
１）测站观测程序 往测: 奇数测站照准顺序 后视尺基本分划； 前视尺基本分划； 前视尺辅助分划； 后视尺辅助分划； 往测: 偶数测站照准顺序 前视尺基本分划；后视尺基本分划； 后视尺辅助分划；前视尺辅助分划。 返测 : 奇、偶数测站照准标尺顺序分别与往 测 偶、奇数测站相同。
3) 水准标尺每米长度误差的影响
在精密水准测量作业中必须使用经过检验
的水准标尺。设f为水准标尺每米间隔平均真长 误差，则对一个测站的观测高差h应加的改正数 f hf 为 一个测段应加的改正数为： f f h
4)两水准标尺零点差的影响
两水准标尺的零点误差不等，设a,b水准标尺 的零点误差分别为 Δ a和 Δ b，它们都会在水准标 尺上产生误差．水准测量作业中各测段的测站数目 应安排成偶数，且在相邻测站上使两水准标尺轮流
主要特征：倾斜螺旋，平行玻璃板测微器
• • • • • • • • • • 1—望远镜目镜 2—水准气泡反光镜 3—倾斜螺旋 4—调焦螺旋 5—平行玻璃板测微螺旋 6—平行玻璃板旋转轴 7—水平微动螺旋 8—水平制动螺旋 9—脚螺旋 10—脚架
转动倾斜螺旋，使符合 气泡观察目镜的水准气 泡两端符合，则视线精 确水平，此时可转动测 微螺旋使望远镜目镜中 看到的楔形丝夹准水准 标尺上的148分划线， 也就是使148分划线平 分楔角，再在测微器目 镜中读出测微器读数 653(即6.53mm)，故水 平视线在水准标尺上的 全部读数为148.653cm。
2）仪器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ水准标尺(尺台或尺桩)垂直位移的 影响
仪器下沉：
条件： 1 尺子不升沉，仪器下沉 2 和时间成比例 3 观测速度均匀
后前前后观测程序、作业熟练、硬路面观测可减小误差
水准尺下沉：
往返观测取平均可减小尺子的升沉误差
3）大气折光的影响
在晴天时，地面温度高，空气的密度较上面的稀，光线向 上折射。因此我们在观测时应注意以下几点： 1、视线高出地面0.3m； 2、选择合适的天气（阴天、晚上、无风等）； 3、避开不利的环境（日出后、日落前半小时、 中午、 大风等）；
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3.水准路线闭合差计算
w Hn H0 h'
4.高差改正数的计算
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5.计算水准点的概略高程
H H0 h' v