工程测量水准测量
工程测量学习笔记1水准测量
工程测量学习笔记1 水准测量第三章水准测量※内容概述:水准测量是利用水准仪提供的水平视线来直接测定地面上各点间的高差，然后根据其中一点的高程推算出其他各点的高程。
水准测量所用仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。
因此，水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。
水准测量包括路线的选择、实施、检核及内业计算等。
※教学目的:了解水准测量的原理，熟练掌握水准仪及施测步骤。
并通过实习能够进行简单的水准测量。
※内容详述: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。
§3.1水准测量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。
图3-1水准测量原理如图所示，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，设后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高hAB=a-b如果水准测量是由A到B进行的，如图中的箭头所示，由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数;B点为欲求高程的点，则B点尺上读数b为前视读数。
高差等于后视读数减去前视读数。
高差的符号有正有负。
当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A;当高差为负时，表示前视点B低于后视点A。
所以计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。
有了高差，就可根据A点高程求得B点高程，即:高差法:高程测量的实质就是测量高差。
另外还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程，即:视线高法:HB=(HA+a)-b§3.2水准仪器及其使用水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。
如图:图3-2水准仪图3-3DS3微倾式水准仪一、水准仪的结构根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。
工程测量：普通水准测量的观测程序、水准路线的布设形式
普通水准测量的 观测程序、水准 路线的布设形式
目录
01
普通水准测量 的观测程序
02
水准路线的 布设形式
普通水准测量的
观测程序
01
一、普通水准测量的观测程序
为了统一全国高程系统和满足科研、测图、国家建设的需要，测绘部门在全国各地 埋设了许多固定的测量标志，并用水准测量的方法测定了它们的高程，这些标志称 为水准点（Bench Mark），常用BM表示。水准点分为永久点和临时点两种。
一、普通水准测量的观测程序
（一）步骤
3. 观测和记录无误后，计算第一测站 即 A 点 与 TP1 点 之 间 的 高 差 h1=a1b1=1.125-0.876=0.249m 。 至 此 ， 第 一 测站的观测工作完成。
一、普通水准测量的观测程序
（一）步骤
4. 当第一测站的观测工作完成后，将仪 器搬至TP1和TP2中间进行第二测站的 观测工作。以此类推，直到观测至B点。
闭合水准路线、附和水准路线、之水准路线
思考
一个测站水准仪是否可以整平2次？
谢谢观看
THANK YOU(a) 永久点(b) Nhomakorabea上水准点
(c) 临时性水准点
一、普通水准测量的观测程序
（一）步骤
1. 在已知高程HA=485.286m的A点前 方适当距离选择一转点TP1，立尺员 分别在A点和TP1点上立水准尺。观测 员在距离A点和TP1点等距的位置架设 水准仪。
一、普通水准测量的观测程序
（一）步骤
2. 当水准仪整平以后，观测员先读取A 尺 的 后 视 读 数 (a1=1.125m) ， 然 后 瞄 准 TP1 点 的 前 视 读 数 (b1=0.876m) 。 同 时 记录员在观测手簿上记录并回报读数， 以便观测员检核，防止听错记错。
工程测量2-水准
2-1、普通水准测量方法
1、测站检核：变仪器高法和双面尺法 2、计算检核： ∑a-∑b=∑h=2∑h平均=2（H终-H起） 3、成果检核： 附合水准路线： ∑h理=H终-H始 闭合水准路线： ∑h理=0 支水准路线： ∑h往理+ ∑h返理=0
f h h测 h理
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。
3 计算各待定点高程
用改正后的高差和已知点的高程，来 计算各待定点的高程。
(一) 闭合水准路线成果计算
h1＝＋1.575m n1 ＝ 8 L1＝1.0km
10
2-2、水准测量成果整理
目的：求各点高程
关键步骤： 高差闭合差的计算：fh= ∑h观 －∑h理
高差改正数：
fh vi ni n
fh vi Li L
11
2-2-1分配高差闭合差
1计算高差闭合差的容许值
f h容 40 L 适用于平原区 对于普通水准测量： f h容 12 n 适用于山区
f h h 68 mm
f hp 40 L 40 5.8 km 96 mm
f h f hp
成果合格
15
(二)附合水准路线的计算
已知HA＝ 65.376m， HB＝68.623m，1、2、3为 待定高程的水准点。
3 h4＝＋1.446m n4＝16 BMB L4＝2.2km
1
h2＝－2.036m n2＝12 L2＝1.2km
HA＝65.376m BMA
工程测量第二章水准测量
第二章 水准测量
第一节 水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供水平视线，借助水准尺来测定地面上两点的高差，从而由已知点高程推出未知点的高程。
高程：地面点到大地水准面的铅垂距离 高差：地面上两点的高程之差
b
b
a
大地水准面
a
HA
HB
hAB
A
B
前进方向
前视？ 后视？
已知HA，求HB?
一测站高程计算方法：
01.
水准测量的路线一般较长，不能架设一次仪器就得出
02.
待测点高程，通常进行连续设站测量。
03.
方法：在两点间加设若干个临时立尺点，分段连续多次安
04.
置仪器来求得两点间的高差。这些临时加设的立尺点是作
05.
为传递高程用的，称为转点，一般用符号TP表示。
水准测量方法：连续水准测量
连续水准测量模拟
a
1
2
3
b
3
1
2
c
3
1
2
3）瞄准水准尺 ①调节目镜 对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰； ②瞄准 通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并 在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调 节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十 子丝对准水准尺中央；
③消除视差 尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子的影像，若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为视差。原因是尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方法:是先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节物镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。
HBi＝HA＋hABi
视线高法： 先计算视线的高程，减去未知点上水准尺读数，即得未知点高程。
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：
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 ）
工程测量 水准测量
03
多次测量取平均值
通过多次测量并取平均值的方法 ，减小偶然误差和粗大误差的影
响。
02
提高观测者技能
通过培训和实践提高观测者的专 业水平和经验，降低个人误差。
04
建立检查制度
在观测过程中建立严格的检查制 度，及时发现并纠正误差，确保
测量结果的准确性。
感谢您的观看
收集资料
收集相关的地形图、控制点资 料和工程设计图纸等，以便进 行测量设计和数据处理。
现场踏勘
对测量区域进行实地考察，了 解地形、地貌和交通等情况， 为测量设计和选点提供依据。
制定测量计划
根据测量任务和目的，制定合 理的测量计划，包括测量路线
、观测点和测量时间等。
测量过程中的注意事项
选点与标石埋设
进行选择。
水准仪
01
02
03
04
精度
水准仪的精度是衡量其测量准 确度和精度的指标，通常以毫
米为单位表示。
构造
水准仪由望远镜、水准器和基 座三个主要部分组成。
功能
水准仪具有自动安平、距离补 偿和测距等功能，可提高测量
效率和精度。
适用范围
水准仪适用于各种工程测量、 地形测量和施工放样等领域。
其他辅助工具
水准测量的应用
总结词
水准测量广泛应用于各种工程领域，如建筑、道路、水利等，用于确定地面或建筑物的 高度变化。
详细描述
在建筑领域，水准测量用于确定建筑物的沉降量、高度变化以及基础施工中的高程控制。 在道路工程中，水准测量用于测量道路的坡度、高程以及桥梁、隧道等构造物的高程变 化。在水利工程中，水准测量用于水库大坝、水电站等水利设施的高程控制和监测。此
《工程测量》等外水准测量实验
《工程测量》等外水准测量实验一、目的和要求1、练习等外水平观测、记录、计算与检核的方法。
2、由一个己知高程点BM²A开始，进行闭合水准路线测量，求出待定高程点B、C、D的高程。
高差闭合差的容许值为：fh容=±10n1/2mm(山地)或fh容=±40L1/2mm(平地)式中：n-----测站数L———水准路线的公里数二、仪器和工具3～4人/组。
1人观测，2人扶尺，1人记录每组：Ｓ3级水准仪1台，水准尺2根。
每人（组）自备：实验报告，记录表格、铅笔，小刀、伞等。
三、步骤和方法1、在地面选定B、C、D三个固定点作为待定高程点，BM²A为已知高程点，其高程假定为200.000m，安置仪器于点A和B之间。
目测前、后视距离大致相等，进行粗略整平和目镜对光，测站编号为12、后视A点上的水准尺，精平，读取后视读数，记入手薄；3、前视B上的水准尺，精平，读取前视读数，并记入手薄；4、采用双面尺读数，重复2、3步骤。
5、计算高差；高差等于后视读数减前视读数；6、迁至第2站继续观测。
沿选定的路线，将仪器迁至B前方，仍用第1站施测的方法，后视B前视C点，依次连续设站观测，最后仍回至A点；7、计算检核，后视读数之和减去前视读数之和应等于高差之和，也等于平均高差之和的二倍，作为计算检核；8、高差闭合差的计算与调整9、计算待定点高程：根据已知高程点A的高程和改正后的高差计算B、C、D、A四点的高程，最后算得A点的高程应与其已知值相等，以资校核。
四、注意事项1、在每次读数之前，应使水准管气泡准确居中。
读数前必须清除视差；2、应使前、后视距离大致相等，且水准尺上读数位置离地面不应小于0.3m3、在已知高程点和待定高程点上不能放置尺垫。
转点用尺垫时，应把水准尺置于尺垫半圆球的顶点上；4、尺垫应踏入土中或置于坚固地面上，观测过程中不得碰动仪器或尺垫，迁站时应保持前视尺垫不得移动。
五、应交资料个人实验报告（老师根据完成情况，打分，占平时成绩）附表：水准测量外业记录表日期：_____年___月___日天气：_____ 仪器型号：____________组号：________。
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a1 x 1
i
i
x2 b 1
A DA DB
B
hAB
一、仪器误差
2、望远镜对光误差 ——物镜在调焦时不沿着主光轴运动 对付的办法：使前后视距大致相等
3、尺子的零点误差
单尺前后读数无影响
双尺设偶数站
二、人为误差
1、水准器气泡没有调居中 2、估读水准尺误差 3、尺子倾斜误差
三、外界条件的影响
1、地球曲率的影响 2、大气折光的影响
讲题:几何水准测量
内容提要：
§2.1 水准测量的原理 §2.2 水准仪的构造及使用 §2.3 水准测量的实施 §2.4 水准仪的检验和校正 §2.5 水准测量的误差
§2.4 水准仪的检验和校正
检验：查明仪器是否满足条件 校正：使其满足应该满足的条件 一、水准仪应该满足的条件
1、圆水准轴平行于竖轴（L′L′∥VV） 2、水准管轴平行于视准轴（LL ∥ CC）
3、十字丝横丝应垂直于竖轴
二、圆水准器的检验与校正
二、圆水准器的检验与校正
三、十字丝的检验校正
横丝水平
横丝不水平
四、视准轴的检验校正
a2
i
a1 x 1 i i
b2 x2 b 1
A
B
hAB 3m
DA
DB
§2.5 水准测量的误差
1、仪器误差
2、视准轴误差（i角误差）
a a1
b b1
a a1
b b1
D1
D2
D1
D2