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1、水准测量水准测量（Leveling）：使用水准仪和水准尺，根据水平使用水准仪和水准尺，根据水平视线，测定两点之间的高差，从已知点高程推算未知点高视线，测定两点之间的高差，从已知点高程推算未知点高程的方法。程的方法。高程高程（Elevation）：地面点到高度起算面的垂直距离。1、绝对高程：地面点沿铅垂线到大地水准面的距离。（1）1956 年黄海高程系，水准原点高程为 72.289m；（2）1985 年国家高程基准，水准原点的高程为 72.260m。2、相对高程：地面点到一般水准面的铅垂距离，又称为假定高程。HAHA AHBHB hABB大地水准面水准面bahAB前视读数后视读数bahAB 测高

2、差测高差 h hABAB的原的原理理就是利用几何学中就是利用几何学中矩形对边相等；矩形对边相等；实实质是用水准尺量取质是用水准尺量取竖直方向的长度。竖直方向的长度。二、水准测量原理二、水准测量原理二、水准测量原理二、水准测量原理水准测量原理水准测量原理 前视、后视 前视读数，后视读数；前视距离，后视距离前后是一个相对的概念高差符号的下标 ABABhHHBA时，BAABBAABHHbahHHbah，00BABAhHHAB时，BABABABAHHabhHHabh，00BAABhh二、水准仪二、水准仪二、水准仪二、水准仪三脚架三脚架水准仪水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪水准尺水准尺水准测量水准测量

3、-司尺员司尺员水准测量水准测量-观测员与记录观测员与记录员员 水准测量所使用的仪器是水准仪，工具为水准尺和尺垫。国产水准仪按精度划分为四个等级：DS05、DS1、DS3、DS10。字母 D 和 S 分别代表“大地测量”和“水准仪”的第一个汉语拼音的第一个字母，后面数字仪器的精度。工程测量中广泛使用的是 DS3 级水准仪。DS3微倾水准仪结构：主要由主要由望远镜、水准器和基座望远镜、水准器和基座三部分组成。三部分组成。望远镜：用于瞄准目标并在水准尺上读数。由物镜、十字丝、对光透镜和目镜四部分组成。物镜和对光透镜的作用是使物体在十字丝平面上成像。十字丝的作用是照准尺子和读数。竖向的称为竖丝，横向的

4、长丝称为横丝（中丝）。横丝上下的两条对称的短丝称为视距丝，用于测量距离。十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴。根据目镜端观测到的物体成像情况，可分为正像望远镜和倒像望远镜。基座的作用是支承上部的仪器，并通过连接螺旋使仪器与三脚架相连。它包括轴套、脚螺旋、三角形底板等，仪器竖轴插入轴套内，上部可以绕仪器竖轴在水平方向旋转。水准器：利用液体受重力作用后使气泡居于最高处的特性，用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。分圆水准器和管水准器两种。圆水准器安装在基座上，供粗略整平用，管水准器安装在望远镜旁，用于精确整平视准轴。微倾的结构特点在于微倾的结构特点在于：为提高目估水准管气泡居中精度，微倾

5、式水准仪的水准管上方安装有复合棱镜系统。如果气泡不居中，气泡的两个半边影象不重合。可以使气泡居中精度提高一倍。三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫三、水准尺和尺垫水水准准尺尺塔尺由两节或塔尺由两节或三节套接而成，长三节套接而成，长 3m3m或或 5 5 米，接头处存在误米，接头处存在误差，多用于精度较低差，多用于精度较低的水准测量中。的水准测量中。双面尺双面尺（直尺或板直尺或板尺尺）；黑面尺；黑面尺（基本分基本分划划）、红面尺、红面尺（辅助分辅助分划划）；常数；常数K1=4.687mK1=4.687m，K2=4.78K2=4.787m7m。用于三、四等精。用于三、四等精度以下的水准

6、测量中度以下的水准测量中。尺垫：水准仪的正确操作程序包括：安置仪器、粗略整平、瞄准、精确整平和读数。1、水准仪安置、水准仪安置 打开三脚架，使高度适宜，目估架头大致水平，将三脚架尖踩入土中，用中心螺旋固定水准仪于架头上。2、粗略整平、粗略整平 用脚螺旋使圆水准器气泡居中。三、水准仪的使用三、水准仪的使用三、水准仪的使用三、水准仪的使用3、瞄准水准尺、瞄准水准尺（1）目镜对光使十字丝成像清晰。（2）松开制动螺旋瞄准水准尺，再制动。（3）物镜对光，使水准尺影象清晰；转动微动螺旋使尺子像靠近十字丝竖丝一侧，便于读数。（4）消除视差视差。目标像与十字丝分划板平面不重合，观测者的眼睛在目镜端上、下微微移

7、动时，目标像与十字丝之间就会有相对移动的现象称为视差。视差会影响读数的正确性，读数之前必须消除它。消除视差的方法：用手暂时遮住物镜（或将望远镜对准天空），旋转目镜调焦螺旋，使十字丝十分清晰；移去遮物镜的手（或瞄准标尺），旋转物镜调焦螺旋使目标像十分清晰。4、精确整平：、精确整平：用水准管，灵敏度高。转动方向后，水准管气泡会偏离中央。用微倾螺旋使气泡两端影象符合后再读数。5、读数：、读数：观测者应用中丝先估读水准尺上毫米数（小于一格的估值），然后读出米、分米及厘米值，一般应读出四位数。读数应迅速、果断、准确，读数后应立即重新检查符合水准气泡是否仍旧居中，如仍居中，则读数有效，否则应重新使符合水准

8、气泡居中后再重新读数。利用水准管整平仪器费时费力，目前多采用补偿器代替复合棱镜系统，取消水准管。使用时只需用圆水准器粗略整平，补偿器可使仪器视线精确水平。四、自动安平水准仪的使用四、自动安平水准仪的使用四、自动安平水准仪的使用四、自动安平水准仪的使用例举：例举：AP-128 自动安平水准仪的使用：自动安平水准仪的使用：（1）安置 安置好脚架并使脚架头大致水平，然后取出自动安平水准仪装在脚架上，并拧紧中心螺旋；（2）整平 通过转动三个脚螺旋，使圆水准器气泡居中，方法同整平经纬仪。（3）检查 当圆气泡位于圆的中心时，仪器瞄准远处的目标（目标与仪器的距离大约在75m 左右）；旋转脚螺旋直到气泡远离圆

9、的中心 1/4 处观测目标，如果目标图像离开原来的位置又慢慢回到初始位置时，观测者可以确认仪器的补偿器在起作用。再次旋转脚螺旋直到气泡移动到圆的中心，如果目标图像与仪器十字丝的关系没有改变，说明补偿器是好的。在使用仪器前检查补偿器是十分必要的。（4）读数 用手旋转仪器对准目标的方向，使望远镜对准水准尺。调节对焦螺旋直到尺子的图像及望远镜十字丝都成像清晰。调节仪器的水平微动螺旋使十字丝的竖丝对准水准尺的中间位置。1、水准仪各部件名称、用法及基本操作训练.2、粗平训练.3、精平训练.4、读数训练.一、一个测站上的水准测量一、一个测站上的水准测量一、一个测站上的水准测量一、一个测站上的水准测量基本操

10、作：基本操作：1 1 1 1、在两水准点间大致中间位置安置水准仪，并进行粗略整、在两水准点间大致中间位置安置水准仪，并进行粗略整、在两水准点间大致中间位置安置水准仪，并进行粗略整、在两水准点间大致中间位置安置水准仪，并进行粗略整平；平；2 2 2 2、照准后视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准后视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准后视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准后视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准器气泡居中后，按中丝读取后视读数；器气泡居中后，按中丝读取后视读数；3 3 3 3、照准前视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准前视水准点上

11、的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准前视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准、照准前视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使管水准器气泡居中后，按中丝读取前视读数；器气泡居中后，按中丝读取前视读数；4 4 4 4、计算高差和待定点高程，即完成一个测站的基本测量、计算高差和待定点高程，即完成一个测站的基本测量、计算高差和待定点高程，即完成一个测站的基本测量、计算高差和待定点高程，即完成一个测站的基本测量 基本概念基本概念基本概念基本概念：测站：安置仪器的位置称为测站测站：安置仪器的位置称为测站。测点：立尺的位置称为测点测点：立尺的位置称为测点。任务二：水准测量方法任务二：水准测量方法ABABh

12、HH二、一个测段上的水准测量二、一个测段上的水准测量二、一个测段上的水准测量二、一个测段上的水准测量 当地面上两点高差大，或两点距离较远时，超过当地面上两点高差大，或两点距离较远时，超过了允许的视线长度，或两点间地形复杂，通视困了允许的视线长度，或两点间地形复杂，通视困难，必须在其间安置多次仪器，分段观测难，必须在其间安置多次仪器，分段观测nnnnnABbababababah1112211）（）（）（）（每一测站可测得前、后视两点间的高差，即：每一测站可测得前、后视两点间的高差，即：h1=a1-b1 h2=a2-b2 hn=an-bn 各式相加，得：各式相加，得：hAB=h=a-b B 点高程

13、为：点高程为：HB=HA+h测站测站测点测点水准尺读数水准尺读数高差（高差（m）高程高程（m）备注备注后视后视（a）前视前视（b）计算检核计算检核 BMATP12.0361.1180.918TP1TP20.8691.1870.318TP2TP31.4951.0780.417TP3B1.2561.8310.5755.656 5.214 0.4425.2141.335 0.893 0.442 0.893+0.44227.79627.35428.27227.95428.371 27.796 27.354三、水准测量方法三、水准测量方法三、水准测量方法三、水准测量方法在进行连续水准测量时，如果任何一测

14、站的后视读数或前视读数有错误，都将影响所测高差的正确性。在每一测站的水准测量中，为了能及时发现观测中的错误，通常采用两次仪器高法或双面尺法进行观测，以检核高差测量中可能发生的错误，这种检核称测站检核。1）两次仪器高法两次仪器高法在每一测站上用两次不同仪器高度的水平视线（改变仪器高度应在 10cm 以上）来测定相邻两点间的高差；如果两次高差观测值不相等，对图根水准测量，其差的绝对值应小于 5mm，否则应重测。表 2-1 为一附合水准路线进行水准测量的记录计算格式，表中圆括弧内的数值为两次高差之差。2）双面尺法双面尺法 用双面尺法进行水准测量就是同时读取每一把水准尺的黑面和红面分划读数，然后由前后

15、视尺的黑面读数计算出一个高差，前后视尺的红面读数计算出另一个高差，以这两个高差之差是否小于某一限值来进行检核。在每一测站上仪器高度不变，这样可加快观测的速度。立尺点和水准仪的安置同两次仪器高法。在每一测站上，仪器经过粗平后，其观测程序为：瞄准后视点水准尺黑面分划精平读数；瞄准前视点水准尺黑面分划精平读数；瞄准前视点水准尺红面分划精平读数；瞄准后视点水准尺红面分划精平读数。其观测顺序简称为“后一前一前一后”，对于尺面分划来说，顺序为“黑一黑一红一红”。由于在一对双面水准尺中，两把尺子的红面零点注记分别为 4687 和 4787，零点差为 100mm，在表 2-2 每站观测高差的计算中，当 4787 水准尺位于后视点，4687 水准尺位于前视点时，采用红面尺读数计算出的高差比采用黑面尺读数计算出的高差大 100mm；当 4687 水准尺位于后视点，4787 水准尺位于前视点时，采用红面尺读数计算出的高差比采用黑面尺读数计算出的高差小 100mm。每站高差计算中，要先将红面尺读数计算出的高差加或减 100mm 后才能与黑面尺读数计算出的高差取平均。拓展：水准测量的注意事项拓展：水准测量的注意事项 1）观测观测（1）观测前应认真按