水準測量基礎(chǔ)教程.

1、水準測量高程測量概述水準測量原理水準測量的儀器和工具水準儀的使用水準測量的方法與成來整理水準測量的誤差分析高程測量概述、地面點的高程:、高程測量方法1、水準測量等級絕對高程地面點的高程一地面點沿鉛垂線到大地水準面的距離。高程測量的方法用水準儀進行高程測量的工作。 是高程測量的主要方法使用儀器：水準儀的主要功能是能指出一條水平視線。其他高程測量方法：三角高程測量、氣壓高 程測量、GPS測量43水準測量的等級分一、一等水準測量:僅在國家等級中存在作為國家的高程控制，建立統(tǒng)一的高程基準;科學研究（地殼形變、地面沉降、精密測量） 二等水準測量：作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量等水準測量:作

2、為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量圖根水準（普通水準）水準測量原理耍求：測量A, B兩點間的高2i：h 思路：在A, B上豎立標尺,用水準儀構(gòu)筑一條水 平視線該視線在兩尺上截得 讀數(shù)次和b貝IjB比A高出注：咼羞h右lF右負連續(xù)安置水準儀的測量方法兩點間距離較長或高差較大時，在兩點間設若 干轉(zhuǎn)點，分段測量高差，取各分段高差的總和。hAB=hi+- hn=1一5)+ (a2-b2) +.+ (an-bn) (2-2-7)水準尺和水準儀=SaEb一水準尺、尺墊直尺：雙面（黑、紅）水準尺， 尺常數(shù)4687m、4. 787m,用 于三等以下水準路線測量（含三筆塔尺：可伸縮，伸足為3米、5米，用于一般工程

3、測量。尺墊：轉(zhuǎn)點立尺用。二水準儀等級（精度系列）：DS05 DS1 DS3 DS10 型號下標：毫米數(shù)，表示 1公里往、返測量的高差平 均值的中謀差（山于儀器引 起的）。鏡器遠準架座 造望水支基望遠鏡的卜字絲5.物鍛關(guān)加黔旗；6 口俊調(diào)加詵昭7十孑絲敢人俾測量望遠鏡視準軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。物鏡的作用：把目標成象（拉近）。目鏡的作用：把十字絲（和日標象）放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，1=1鏡 司*以前后調(diào)節(jié)，稱頭I遞狐霑。調(diào)焦鏡的作用：使遠近不同的目標都能成象于十字 絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為視差：如果冃標象沒有落在十字絲血上，則當觀測 員的眼睛上下左右移動時，

4、會感到冃標彖與字絲 之間有相對錯動。這種現(xiàn)彖稱為視差。視差影響瞄 準的精度。物鏡調(diào)焦可以。視差：塑遠矗內(nèi)目標像與十字絲分劃板未重合?，F(xiàn)象：觀測時，改變眼睛耳目鏡的相對位鋌, 十字絲與目標的像有相對移動。消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；物鏡調(diào)焦，使冃標像最清晰，且無視差。4、用微傾螺旋 使水準管氣泡居屮（符合氣泡符合）5、用十字絲的 橫絲在水準尺上讀 數(shù)（先讀宅米數(shù)， 然后米，分米，厘 米數(shù)。每次讀四位 藪，“0”也是必須 記錄的數(shù)字。）水準儀的使用1、川連接螺旋把儀器同定在 三腳架上2、使三腳架架頭人致水平;轉(zhuǎn) 動腳螺旋使圓水準器的氣泡居中3、照準明亮的物體（如白 色的墻）調(diào)節(jié)目鏡

5、便Z適合口己 的視力（十字絲最清晰）；:轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠鏡外 殼上的準星瞄準冃標；:轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使H標彖 淸晰，直至無“視差”。用微動螺旋慢慢轉(zhuǎn)動望遠鏡，有至 精確瞄準目標為止（卜字絲的縱 絲靠近水準尺）1、安置水準儀打開三腳架并使高度適屮，目估使架頭大 致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架 伸縮螺旋是否擰緊，然后打開儀器箱取出 水準儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀 器牢固地固連在三腳架頭上。1416川連接螺旋把儀器固定在三腳 架上，固疋兩個腳架，動第二 個腳架，使二腳架架頭人致水 平;轉(zhuǎn)動腳使螺旋圓水準器的氣 泡居中*圓水準器腳螺旋#3、瞄準物鏡的作用：把目標成象（拉近）。目鏡的作用：把十

6、字絲（和目標彖）放大。十字絲固定不動。為了止儀器適用于不同視力的人, 自鏡口以前潔詢節(jié)，稱為門O調(diào)焦鏡的作用：使遠近不同的（3標都能成象 于+字絲血上。移動調(diào)焦鏡稱另 $ ;.視差：如果冃標象沒有落在十字絲而上，則 當觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到冃 標象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)彖稱 為視差。視差影響瞄準的精度。物鏡調(diào)焦可 以稱I®鱷。4、精平把水準氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則 I大I為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn) 生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判 斷氣泡是否居中195、讀數(shù)普通水準尺用觀察，可以避免上述缺點。判斷“氣泡 居中”的桔應約可提高一倍。水準尺的分劃不

7、是 線劃式而是的。區(qū)格的邊 緣是分劃的位置, 區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀” O區(qū)格式分劃便于從 遠處觀察并讀數(shù)。水準測量的瞄準與讀數(shù)b'歸口; 16. 2521.533/141、支水準路線2、閉合水準路線3、符合水準路線水準測量的方法及成果處理一、水準點和水準路線（一）水準點 埋設在永久、固定的地點（二）水準路線二、水準測量方法（一）兩次儀器高法已知1你，求Hbh|=a（-b|h-h?v=f= 土 5mm水準測量記錄（兩次儀器法）二、水準測量方法（一）雙而尺法己知求Hh|=arb|h-h°v=f=±5mm水準測量記錄（雙面尺法）三、水準測量成果整理+2.33 lmA 1.6

8、km+2.813m-2.244m2. lkm1.7km3 2.0km+ 1.430m(一)、高差閉合差計算r o閉合水準v Hb-Ha=H-H始附合水準._u支水準2.0km® BHB=49.579m+ 1.430m三、水準測量成果整理HA=45.286m +2.33 lmA 1.6km(-)高差閉合差計算以公里為單位高羌閉合羌的允許值+2.813m-2.244m2.1km1.7km3 2.0kmHB=49.579m+ 1.430m三、水準測量成果整理HA=45.286m +2.331 in® -A 1.6km（二）高差閉合差的分配31水準測量成果整理32水準測量的誤差分析

9、測量誤差主要有三種:儀器誤差操作誤差外界的影響其它水準測量也具有這些課差水準測量的儀器誤差1 ）岡水準器軸不平行儀器縱 軸 lLvv2）十字絲的橫絲不水平3）水準管軸與視準軸不平行LL/CC33水準測量的操作誤差1氣泡居中不準引起的誤差2水準尺傾斜引起的誤差3瞄準和讀數(shù)的誤差分析討論：1，設氣泡居中不準引起的讀數(shù)誤差為則342,水準尺傾斜引起的誤差水準尺傾斜引起的讀數(shù)誤差與水平視線離尺底的高度h,尺子的傾斜度 ，以及尺底的厚度b和 尺子安放的情況有關(guān)。1 丫 】n n2 !對策-梢密水準測量時，尺上要裝水準器-普通水準測量時盡雖把尺扶直或扶尺員慢慢地把尺前右搖動，觀察員収尺上最小的讀數(shù)3,瞄準

10、和讀數(shù)的誤差對丁區(qū)格式的水準尺，最小一位讀數(shù)是估讀的。 一般說來估讀的誤差約為1毫米。十孚絲粗約為0.005毫米。望遠鏡物鏡焦距約為 300毫米。當S=60m時,投影在尺面上十字絲的 象粗為所以當視線長度大：60米時，讀數(shù)誤差會增加。37外界條件對水準測量的影響1地球曲率的影響2大氣折光的影響3大氣抖動的影響4溫度對儀器的影響1、地球曲率的影響A列曲處rt毎帰颯匸作時水準儀的視準軸是水平苴線，I佃大地水準面是曲面。曲此, 在讀數(shù)中就有誤差當S=100米時，對策：如果前視水準尺和后視水準尺到測站的距 離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含 有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測站時耍

11、爭収 “ ”2、大氣折光的影響接近地向的空氣溫度不 均勻，所以空氣的密度 也不均勻。光線密度 不勻的介質(zhì)中沿曲線傳 布。這稱為“總體上說，白天近地面 的空氣溫度高，密度低, 彎曲的光線凹面向上；晚上近地而的空氣溫度 低，密度高，彎曲的光 線凹面向下。接近地面的溫度梯度人 大氣折光的曲率大曲于空氣的溫度不同時 刻不同的地方一直處于 變動Z'po所以很難描 述折光的規(guī)律。對策：避免川接近地向的視線 工作盡量抬高視線用前后視等距的方濃進 行水冷測量3、大氣抖動的影響除了規(guī)律性的人氣折光以外，還仃不規(guī)律的部分: 白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣 下降補充。因此，這里的空氣處于頻繁的運

12、動之 中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會使視線抖動，從 而增加讀數(shù)誤差。對策：在沙地，水泥地湍流強的地區(qū)，一 般只在上午10點之前作水準測量。高精 度的水準測量也只在上午1()點/前進行。4、溫度對儀器的影響溫度會引起儀器的部件漲縮, 從而可能引起視準軸的構(gòu)件 （物鏡，I 字絲和調(diào)焦鏡） 相對位置的變化，或者引起 視準軸相對與水準管軸位置 的變化。山于光學測量儀器 是箱密儀器，不大的位移帰 町能使軸線產(chǎn)生兒秒偏差， 從而使測暈結(jié)果的誤差增大O不均勻的溫度對儀器的性能 影響尤其大。例如從前方或 后方口光照射水準管，就能 使氣泡"趨向太陽” -水準 管軸的零位置改變了。對策：儀器制作時采収保護描施: llZeiss004在望遠鏡尙外 面還有一個保護筒。量筒 之間靜止的空氣起隔熱作 用粘密水準測晝時必須撐傘稻密水準儀從箱中型出來 后要靜克半小時后再開始 工作避免日光直接照射水準管其他影響轉(zhuǎn)點的唯一性問題： 水準測W常需多次設站把