水准测量原理、方法、检验、方法与误差分析

DS0.5 和DS1 用于精密水准测量，DS3 用于一般工程水准测
量，DS10、 DS20则用于简易水准测量。
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三、水准尺和尺垫
用干燥优质木材或合金制成， 要求尺长稳定，刻划准确。
最常用的有双面尺和塔尺两种。
※ 双面尺多用于三、四等及以 下精度的水准测量（红面尺底零 点差为4687或4787mm，一般用于 测站检核）。
水准测量原理、方法、 检验、方法和误差分析
学习要点
一、 高程测量概念 二、 水准测量原理 三、 水准测量的仪器及使用 四、 水准测量的方法 五、 水准测量的成果计算 六、 水准仪的检验和校正 七、 水准测量的误差分析 八、 精密水准仪和精密水准尺 九、 电子水准仪简介 十、 高程控制 十一、 三.四等水准测量方法
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§1-1 高程测量概述
一、高程测量 测量地面点高程的工作
目的：获得未知点的高程（一般是通过测出已知 点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程计 算出未知点的高程）
分类：水准测量（精密高程测量）、三角高程测 量（经纬仪或电磁波测距仪）、气压高程测量 （踏勘测量或路线勘测其精度较低）
（a） 2020/12/21
（b）
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§1-2 水准测量原理
基本原理 水准测量的实质：测量两点之间的高差。 水准测量的基本原理：
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一、高差法
利用水准仪建立一条严格水平 视线，配合水准尺来测定两点
a
b
间的高差，从而由已知点的高
程推算出未知点的高程。
A、B两点的高差为：(利用水
墙上水准点
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:木桩或牢固建筑物。
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大铁钉打入地面，也可选取地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水 泥面、台阶等再用红油漆标记。
水准点的位置：宜选在土质坚硬、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。
HP4 =（ HTP1 +a2）- C4； 2020/12/21
HTP2= （HTP1+a2）- b2； 13
§1-3 水准测量的仪器及其使用
一、水准仪的种类
1、光学水准仪：

微倾式水准仪 ：用水准管来获得水平视线；
自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。
2、电子水准仪
二、水准仪按仪器精度分：DS0.5、DS1、DS3、DS10、DS20五 个等级。D、S分别是“大地”和“水准仪”汉语拼音的第一个字 母，数字0.5 、1 、3 、10 、20表示该仪器的精度（每公里往、 返水准测量误差/毫米）
高差的正负号反映两点的高低关系 高差的正负号又与测量前进的方向有关
hAB=－hBA
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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。
图中测站：安置仪器的点（在图中Ⅰ、Ⅱ…为安置仪器点）
转点：（Turning Point）常简写为：TP，是传递高程的点（1、 2 … ）。
用时把三个尖脚用力踩入 土中，把水准尺立在突出的 圆顶上。
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在转点上先有前视读数后有后视读数。假设A点高程已知为HA，各 测站测得的高差为hn，则有：
h1 a1 b1
h2 a2 b2
hn an bn
hAB h a b
hAB为A、B两点间测得的高差， 则：未知点B的高程为： H B H A hAB
高差的计算检核：∑a－∑b=∑hAB
其他：气压高程测量、重力高程测量、摄影高程测量、 GPS高程测量。< 少用 >
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三、水准点及其等级
水准点（Bench Mark）：通过水准测量建立的高程控制点， 工程上常用BM来标记，水准点顶面一般为凸起状
水准点的等级及埋设
国家水准点分为（从高到低）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。
待求点，这些点上只有一个前视读数C, 也称“中视读
数”。
其高程：
Hc Hi c (HA a) c
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如图
中间点高程= 仪器的视线高 - 中视读数
置镜І点：HP1 =（HA+a1）- C1 ; HP2 =（HA+a1）- C2
HTP1 =（HA+a1）- b1
置镜 II 点：HP3 =（HTP1+a2）- C3；
※ 塔尺用三节或五节套接在一 起，能伸缩，携带方便。一般尺 长为5m，尺的底部为零点，尺面 绘有1cm或5mm黑白相间的分格， 米和分米处注有数字。
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尺垫
尺垫是在转点上放置水准 尺用的，尺垫可使转点稳固， 防止下沉。
用钢板或铸铁制成，一般 为三角形，中央有一突出的 半球体，下方有三个尖脚。
准仪提供的水平视线，分别读
取A点水准尺上的读数 hAB a b a和B点的
读数b )
如果A点是已知高程点，B点是待求高程点。则B点高程为:
H B H A hAB H A (a b)
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则： ❖ 高差=后视读数 - 前视读数
观测者站在仪器处，面向前进方向，面前所立尺为 前视，背后所立尺为后视。 ❖ 高差的符号
水准原点 ：直接由平均海水面测得高程的水准点
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二、高程测量的方法
1、水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。 此方法施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最 主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测 和各项施工测量中。
2、三角高程测量：是通过测量两点之间的水平距离 （或倾斜距离）和竖直角，然后利用三角公式计算出 两点间的高差。此方法的精度受各种条件的限制，一 般只在适当的条件下才被采用。
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高程的计算检核： HB－HA=hAB
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二、仪高法测量
适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点 的高程。常用于纵断面测量、土石方测量。
仪高法：
仪器的视线高：Hi = HA +a
待求点高程： H B = Hi –b = （HA +a）–b
中间点：在测量过程中不起传递高程作用的高程