第二章 水准测量
本章提要,主要介绍 水准测量的原理和方法、水准仪构造使用及其检校、水准测量误差来源及其消除方法水准路线的施测方法及数据处理。 还介绍了精密水准仪、自动安平水准仪的基本构造和使用。
高程测量
测量地面点高程的工作。按使用仪器和施测方法的不同，可分为水准测量、三角高程测量、气压高程测量 。其中 水准测量 的 精度最高和应用最广泛 。
2.1 水准测量原理
1,水准测量 —— 利用水准仪建立一条 水平视线,借助水准尺来测定 两点间的 高差,从而由已知点高程及测得的高差 求出 待测点的 高程 。
水准测量原理图
2,高差的计算,hAB = a— b
式中 a—— A点水准尺上的读数 （ 后视读数 ）
b—— B点水准尺上的读数 （ 前视读数 ）
3,高程计算：
（ 1） 高差法,HB=HA+hAB=HA+（ a— b）
（ 2） 视线高法 Hi=HA+a （ Hi为视线高程）
HB=Hi— b
3、举例：如右图，有一基坑
工地，已知 A点高程 HA,a,c、
d,b均为读数，求 B点的高程。
2.1 水准仪和水准尺
1,DS3型微倾式水准仪的构造
（ 1） 分类 （ 按精度 ）,DS05,DS1,DS3和 DS10。 其中 D表示
,大地测量,； S表示,水准仪,； 05,1,3,10（ mm） 表示该仪器的精度 。
（ 2） 构造 望远镜
水准器：有管水准器和圆水准器两种 。
基座
（ 3） 几条主要轴线
视准轴 —— 物镜的光心与十字丝交点的连线 。
圆水准器轴 —— 通过零点的球面法线 。
管水准器轴 —— 过零点与内壁圆弧相切的直线 。
DS3水准仪
2、水准尺和尺垫
（ 1） 水准尺：有塔尺和双面尺两种 。
（ 2） 双面尺一般成对使用,一根尺常数为 4687mm,另一根尺常数为 4787mm。
（ 3） 尺垫水准仪的使用
（ 1） 安置水准仪：高度适中,架头水平,拧紧螺旋 。
（ 2） 粗略整平：
目的：使仪器竖轴大致铅直,视准轴粗略水平 。
作法：反复调节三个脚螺旋,使圆水准器气泡居中 。
（ 3.） 瞄准水准尺：调节目镜使十字丝清晰 利用准星大致瞄准水准尺,制动 调节物镜调焦螺旋,使尺像清晰 。 （ 注意消除视差 ）
（ 4.） 精确整平：
目的：使视准轴精确水平 。
作法：调节微倾螺旋,使符合水准管气泡居中 。
（ 5.） 读数：读取十字丝中丝截在水准尺上的读数 。
粗略整平读 数,0.712m
水准测量方法
1,水准点和水准路线：
（ 1） 水准点：用水准测量方法测定的高程控制点
（ 用 BM表示 ） 。 分为永久性和临时性两种 。
（ 2） 水准路线：分为闭合,附合和支水准路线 。
闭合水准路线：
普通水准测量的施测
（ 1） 施测步骤：
① 在离 A点适当距离处选择点 TP.1,安放尺垫,在 A,TP.1两点上分别竖立 水准尺 。 在距 A和 TP.1点大致 等距离 处安置 水准仪,
瞄准后视点 A,精平 后读数 a1为 1.364,记入测量手簿 。 旋转望远镜,瞄准前视点 TP.1,精平 后得前视读数 b1为 0.979,记入手簿 。
计算出 A,TP.1两点高差为 +0.385。 此为一个 测站 的工作 。
② 同理,完成下一个测站的工作 。
（ 2） 转点：由于两个水准点之间的距离较远或高差很大,安置一次仪器无法测得两点高差,这时就需要设置转点 。 转点只起传递高程的作用,无需知道其高程 。 （ 用 TP表示 ）
记录格式水准尺读数 / m m 高差 /m 测站 点号后视 前视 + -
高程 /m 备注
A 1364 54.206 1
T P,1 0979
0.385
T P,1 1259 2
T P,2 0712
0.547
T P,2 1278 3
T P,3 0566
0.712
T P,3 0653 4
B 1864
1.21 1
54.639
∑ 0.433
水准尺读数 / m m 高差 /m 测站 点号后视 前视 + -
高程 /m 备注
A 1364 54.2 061
T P,1 0979
0.38 5
T P,1 1259 2
T P,2 0712
0.54 7
T P,2 1278 3
T P,3 0566
0.71 2
T P,3 0653 4
B 1864
1.21 1
54.6 39
∑ 0.43 3
本章提要,主要介绍 水准测量的原理和方法、水准仪构造使用及其检校、水准测量误差来源及其消除方法水准路线的施测方法及数据处理。 还介绍了精密水准仪、自动安平水准仪的基本构造和使用。
高程测量
测量地面点高程的工作。按使用仪器和施测方法的不同，可分为水准测量、三角高程测量、气压高程测量 。其中 水准测量 的 精度最高和应用最广泛 。
2.1 水准测量原理
1,水准测量 —— 利用水准仪建立一条 水平视线,借助水准尺来测定 两点间的 高差,从而由已知点高程及测得的高差 求出 待测点的 高程 。
水准测量原理图
2,高差的计算,hAB = a— b
式中 a—— A点水准尺上的读数 （ 后视读数 ）
b—— B点水准尺上的读数 （ 前视读数 ）
3,高程计算：
（ 1） 高差法,HB=HA+hAB=HA+（ a— b）
（ 2） 视线高法 Hi=HA+a （ Hi为视线高程）
HB=Hi— b
3、举例：如右图，有一基坑
工地，已知 A点高程 HA,a,c、
d,b均为读数，求 B点的高程。
2.1 水准仪和水准尺
1,DS3型微倾式水准仪的构造
（ 1） 分类 （ 按精度 ）,DS05,DS1,DS3和 DS10。 其中 D表示
,大地测量,； S表示,水准仪,； 05,1,3,10（ mm） 表示该仪器的精度 。
（ 2） 构造 望远镜
水准器：有管水准器和圆水准器两种 。
基座
（ 3） 几条主要轴线
视准轴 —— 物镜的光心与十字丝交点的连线 。
圆水准器轴 —— 通过零点的球面法线 。
管水准器轴 —— 过零点与内壁圆弧相切的直线 。
DS3水准仪
2、水准尺和尺垫
（ 1） 水准尺：有塔尺和双面尺两种 。
（ 2） 双面尺一般成对使用,一根尺常数为 4687mm,另一根尺常数为 4787mm。
（ 3） 尺垫水准仪的使用
（ 1） 安置水准仪：高度适中,架头水平,拧紧螺旋 。
（ 2） 粗略整平：
目的：使仪器竖轴大致铅直,视准轴粗略水平 。
作法：反复调节三个脚螺旋,使圆水准器气泡居中 。
（ 3.） 瞄准水准尺：调节目镜使十字丝清晰 利用准星大致瞄准水准尺,制动 调节物镜调焦螺旋,使尺像清晰 。 （ 注意消除视差 ）
（ 4.） 精确整平：
目的：使视准轴精确水平 。
作法：调节微倾螺旋,使符合水准管气泡居中 。
（ 5.） 读数：读取十字丝中丝截在水准尺上的读数 。
粗略整平读 数,0.712m
水准测量方法
1,水准点和水准路线：
（ 1） 水准点：用水准测量方法测定的高程控制点
（ 用 BM表示 ） 。 分为永久性和临时性两种 。
（ 2） 水准路线：分为闭合,附合和支水准路线 。
闭合水准路线：
普通水准测量的施测
（ 1） 施测步骤：
① 在离 A点适当距离处选择点 TP.1,安放尺垫,在 A,TP.1两点上分别竖立 水准尺 。 在距 A和 TP.1点大致 等距离 处安置 水准仪,
瞄准后视点 A,精平 后读数 a1为 1.364,记入测量手簿 。 旋转望远镜,瞄准前视点 TP.1,精平 后得前视读数 b1为 0.979,记入手簿 。
计算出 A,TP.1两点高差为 +0.385。 此为一个 测站 的工作 。
② 同理,完成下一个测站的工作 。
（ 2） 转点：由于两个水准点之间的距离较远或高差很大,安置一次仪器无法测得两点高差,这时就需要设置转点 。 转点只起传递高程的作用,无需知道其高程 。 （ 用 TP表示 ）
记录格式水准尺读数 / m m 高差 /m 测站 点号后视 前视 + -
高程 /m 备注
A 1364 54.206 1
T P,1 0979
0.385
T P,1 1259 2
T P,2 0712
0.547
T P,2 1278 3
T P,3 0566
0.712
T P,3 0653 4
B 1864
1.21 1
54.639
∑ 0.433
水准尺读数 / m m 高差 /m 测站 点号后视 前视 + -
高程 /m 备注
A 1364 54.2 061
T P,1 0979
0.38 5
T P,1 1259 2
T P,2 0712
0.54 7
T P,2 1278 3
T P,3 0566
0.71 2
T P,3 0653 4
B 1864
1.21 1
54.6 39
∑ 0.43 3
