第章水準(zhǔn)測(cè)量高程測(cè)量測(cè)量地面點(diǎn)的高程方法有①水準(zhǔn)測(cè)量②三

高程測(cè)量——測(cè)量地面點(diǎn)的高程，方法有：①水準(zhǔn)測(cè)量②三角高程測(cè)量③

GNSS擬合高程測(cè)量④氣壓高程測(cè)量精度最高——水準(zhǔn)測(cè)量第2章水準(zhǔn)測(cè)量2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)儀——水平視線，水平視線截取標(biāo)尺讀數(shù)水準(zhǔn)測(cè)量方向——A→BA尺——后視尺，

a——后視讀數(shù)B尺——前視尺，

b——前視讀數(shù)2.1.1高差法（利用兩點(diǎn)高差求待定點(diǎn)B高程，稱為高差法）A→B高差hAB=a－bA點(diǎn)高程HA已知，求出B點(diǎn)高程HB=HA＋hAB2.1.2儀高法（利用視線高求高程的方法，稱為儀高法或視線高法）視線高程——Hi=HA＋aB點(diǎn)高程——HB=Hi－b常用于施工測(cè)量，放樣點(diǎn)的高程。A，B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)時(shí)，連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)(TP)，放置尺墊h1=a1－b1，h2=a2－b2，h3=a3－b3,……,hn=an－bnhAB=h1＋h2＋h3＋……＋hn=ΣhihAB=Σai－Σbi2.2水準(zhǔn)測(cè)量的儀器與工具水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，尺墊。1)微傾式水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)儀構(gòu)件——望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座(1)望遠(yuǎn)鏡作用——照準(zhǔn)豎立水準(zhǔn)尺，讀取水準(zhǔn)尺讀數(shù)組成——物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC——物鏡中心與十字絲分劃板中心連線中絲——讀取視準(zhǔn)軸CC與標(biāo)尺交點(diǎn)的讀數(shù)上下絲——讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離(視距)倒像望遠(yuǎn)鏡，從上→下讀m位，dm位——直讀標(biāo)尺數(shù)字或標(biāo)記cm位——數(shù)格子，mm位——估讀紅黑面讀數(shù)差為6295－1608=4687十字絲分劃板——安裝在金屬圓環(huán)上用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上視差：標(biāo)尺像未成在十字絲分劃板面引起讀數(shù)誤差消除：望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空，或明亮背景旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空，或明亮背景旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋使標(biāo)尺像清晰(正像)(2)水準(zhǔn)器——圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器軸L'L'——內(nèi)圓弧中點(diǎn)的法線氣泡居中，L'L'鉛垂圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV，粗略整平儀器。管水準(zhǔn)器軸LL——內(nèi)圓弧中點(diǎn)切線氣泡居中，LL水平管水準(zhǔn)器軸LL∥望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC,精確整平儀器管水準(zhǔn)器符合棱鏡系統(tǒng)提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度2)水準(zhǔn)尺與尺墊(1)水準(zhǔn)尺——2m~5m，四種類型，常用直尺直尺——A、B尺,兩把一對(duì),黑、紅兩面分劃與注記A尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.687m~7.687mB尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.787m~7.787mA、B尺黑面注記零點(diǎn)差——0紅面注記零點(diǎn)差——0.1m2375mm1150mm0710mm正像望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)標(biāo)尺讀數(shù)(2)尺墊——轉(zhuǎn)點(diǎn)放置水準(zhǔn)尺用生鐵鑄成的三角形板座。3)微傾式水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)測(cè)量操作：粗平→瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺→精平→讀數(shù)(1)粗平——旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中(2)瞄準(zhǔn)：先目鏡對(duì)光，再物鏡對(duì)光，消除視差粗略瞄準(zhǔn)：松開(kāi)制動(dòng)螺旋，照準(zhǔn)標(biāo)尺使準(zhǔn)星、照門、標(biāo)尺在一直線上精確瞄準(zhǔn)：擰緊制動(dòng)螺旋，從望遠(yuǎn)鏡觀察標(biāo)尺像旋轉(zhuǎn)微動(dòng)螺旋，使十字絲豎絲位于標(biāo)尺中央(3)精平：旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中管水準(zhǔn)氣泡偏離中點(diǎn)較大，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋時(shí)從儀器側(cè)窗觀察管水準(zhǔn)氣泡的移動(dòng)，使其大致居中再?gòu)墓芩疁?zhǔn)器觀察窗口查看符合情況(4)讀數(shù)：倒像望遠(yuǎn)鏡，從上→下讀m位，dm位——直讀標(biāo)尺數(shù)字或標(biāo)記cm位——數(shù)格子，mm位——估讀紅黑面讀數(shù)差為6295－1608=46872.3水準(zhǔn)測(cè)量的方法與成果處理1)水準(zhǔn)點(diǎn)等級(jí)——一、二、三、四等、圖根水準(zhǔn)(五等)一/二等——精密水準(zhǔn)，三/四等——普通水準(zhǔn)為統(tǒng)一全國(guó)高程系統(tǒng)，滿足各種測(cè)量需要測(cè)繪部門在全國(guó)各地埋設(shè)并測(cè)定了很多高程點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)(BM)——墻腳點(diǎn)，地面點(diǎn)。不銹鋼墻上水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志2)水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線附合水準(zhǔn)路線，閉合水準(zhǔn)路線，支水準(zhǔn)路線檢核條件——高差閉合差fh附合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－(HBM2－HBM1)閉合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－0=Σhi支水準(zhǔn)路線——fh=Σh往＋Σh返3)水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)站檢核——每站高差觀測(cè)兩次以檢核觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性(1)兩次儀器高法兩次不同儀器高度的水平視線——(改變儀器高度>10cm)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高差，圖根水準(zhǔn)測(cè)量?jī)纱胃卟钪睢?mm，否則應(yīng)重測(cè)。(2)雙面尺法讀取每一把水準(zhǔn)尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)前、后視尺的黑面讀數(shù)算出一個(gè)高差前、后視尺的紅面讀數(shù)算出另一個(gè)高差黑、紅兩面高差之差≤5mm，否則應(yīng)重測(cè)①瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)②瞄準(zhǔn)后視點(diǎn)水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)③瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)④瞄準(zhǔn)前視點(diǎn)水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)上述觀測(cè)順序簡(jiǎn)稱為“后—后—前—前”。5)水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理根據(jù)已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程，水準(zhǔn)路線高差觀測(cè)值分配高差閉合差，算出未知點(diǎn)的高程附合水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σhi－(H終－H起)閉合水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σhi－0=Σhi

支水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σh往＋Σh返圖根水準(zhǔn)高差閉合差允許值fh允平坦地區(qū)——

fh允=±40√L(mm)

山地——fh允=±12√n(mm)fh≤fh允時(shí)，可以分配高差閉合差原則——反號(hào)，路線長(zhǎng)Li或測(cè)站數(shù)ni比例分配高差改正數(shù)Vi公式——[例2-1]為求待定點(diǎn)1，2，3點(diǎn)的高程按圖根水準(zhǔn)測(cè)量的要求，沿BM－A和BM－B路線施測(cè)了一條附合水準(zhǔn)路線。存在湊整后的余數(shù)，且計(jì)算中無(wú)誤，則可在測(cè)站數(shù)最多或測(cè)段長(zhǎng)度最長(zhǎng)的路線上多(或少)改正1mm。計(jì)算高差閉合差fh≤限差fh允fh=Σhi－(HB－HA)=4.330－(49.579－45.286)=4.330－4.293=0.037m=37mm

fh允=±40√L=±40√7.4=±109mmfh<fh允，可分配閉合差。使用Excel計(jì)算查看計(jì)算公式與結(jié)果2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正1)水準(zhǔn)儀軸線及其應(yīng)滿足的條件視準(zhǔn)軸CC,管水準(zhǔn)器軸LL,圓水準(zhǔn)器軸L'L',豎軸VV應(yīng)滿足三個(gè)條件——①圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV②十字絲分劃板的橫絲⊥豎軸VV③管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC(1)圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV旋轉(zhuǎn)腳螺旋→圓水準(zhǔn)氣泡居中儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180o，氣泡中心偏離圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)時(shí)關(guān)系不滿足，需要校正。旋轉(zhuǎn)腳螺旋調(diào)整氣泡偏移量的一半松開(kāi)圓水準(zhǔn)器的固定螺絲旋轉(zhuǎn)圓水準(zhǔn)器校正螺絲→氣泡中心移到圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)儀器再繞豎軸旋轉(zhuǎn)180o氣泡中心與圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)重合時(shí)，校正完畢否則還需要重復(fù)前面的校正工作校正完成后，勿忘擰緊固定螺絲。(2)十字絲分劃板橫絲⊥豎軸VV整平儀器，十字絲橫絲一端對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處一明顯標(biāo)志P旋緊制動(dòng)螺旋，旋轉(zhuǎn)微動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀標(biāo)志點(diǎn)始終在橫絲上移動(dòng)→橫絲垂直于豎軸否則，需要校正。旋下十字絲分劃板護(hù)罩用螺絲匹松開(kāi)四個(gè)壓環(huán)螺絲按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲組件，再檢驗(yàn)最后應(yīng)擰緊四個(gè)壓環(huán)螺絲。(3)管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC管水準(zhǔn)器軸與視準(zhǔn)軸不平行時(shí)——兩軸在豎直面內(nèi)的角度稱i角平坦場(chǎng)地，A，B兩點(diǎn)相距約80m，立尺兩尺間安置水準(zhǔn)儀,觀測(cè)高差hAB=a1－b1(不受i角影響)距B點(diǎn)2~3m安置水準(zhǔn)儀，觀測(cè)高差h'AB=a2－b2兩次高差之差Δh=h'AB－h(huán)ABρ"=206265，弧秒值。i"≤20"，否則應(yīng)校正。算出點(diǎn)B尺正確讀數(shù)：a'2=a2－Δh。旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對(duì)準(zhǔn)a'2管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心用校正針撥動(dòng)管水準(zhǔn)器一端的上、下兩個(gè)校正螺絲使氣泡兩端影像符合。2.5水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及其削減方法儀器誤差、觀測(cè)誤差，外界環(huán)境的影響1)儀器誤差(1)校正殘余誤差i角誤差(>20"才需校正)，保持前、后視距相等(2)水準(zhǔn)尺誤差檢驗(yàn)水準(zhǔn)尺每米間隔平均真長(zhǎng)與名義長(zhǎng)之差區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺，應(yīng)≤0.5mm否則，應(yīng)在所測(cè)高差中進(jìn)行米真長(zhǎng)改正一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)差在一水準(zhǔn)測(cè)段的觀測(cè)中安排偶數(shù)個(gè)測(cè)站予以消除。2)觀測(cè)誤差

(1)管水準(zhǔn)氣泡居中誤差設(shè)分劃值τ"

=20"/2mm，視線長(zhǎng)為100m氣泡偏離居中位置0.5格引起讀數(shù)誤差——5mm

每次讀尺前應(yīng)嚴(yán)格居中管水準(zhǔn)氣泡。(2)讀數(shù)誤差mm位——十字絲橫絲在標(biāo)尺cm分劃內(nèi)位置估讀望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到的橫絲寬度相對(duì)cm分劃格寬度比例決定估讀精度讀數(shù)誤差與望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)及視線長(zhǎng)有關(guān)視線愈長(zhǎng)，讀數(shù)誤差愈大規(guī)范規(guī)定,DS3水準(zhǔn)儀,四等水準(zhǔn)測(cè)量,視線長(zhǎng)≤100m

(3)水準(zhǔn)尺傾斜讀數(shù)時(shí)，水準(zhǔn)尺應(yīng)豎直水準(zhǔn)尺前后傾斜時(shí)，望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)不會(huì)察覺(jué)引起水準(zhǔn)尺讀數(shù)總是偏大視線高度愈大→誤差愈大水準(zhǔn)尺上安裝圓水準(zhǔn)器→保證尺子豎直。(4)視差水準(zhǔn)尺像未準(zhǔn)確成在十字絲分劃板面上造成眼睛的觀察位置不同時(shí)讀出的標(biāo)尺讀數(shù)也不同，由此產(chǎn)生讀數(shù)誤差按操作規(guī)定進(jìn)行目鏡對(duì)光，物鏡對(duì)光。3)外界環(huán)境影響(1)儀器下沉和尺墊下沉儀器或水準(zhǔn)尺安置在軟土或植被→產(chǎn)生下沉“后—前—前—后”觀測(cè)順序，削弱儀器下沉影響往返觀測(cè)取觀測(cè)高差中數(shù)，削弱尺墊下沉影響(2)大氣折光晴天，日光照射下，地面溫度較高靠近地面空氣溫度也高，其密度較上層為稀水準(zhǔn)儀的水平視線離地面越近，光線折射越大規(guī)范規(guī)定：三、四等水準(zhǔn),上、中、下三絲能讀數(shù)二等水準(zhǔn)——下絲讀數(shù)≥0.3m(3)溫度影響日光照射水準(zhǔn)儀儀器各構(gòu)件受熱不勻引起不規(guī)則膨脹影響儀器軸線間的正常關(guān)系(如i角變化)→觀測(cè)誤差觀測(cè)時(shí)注意撐傘遮陽(yáng)。2.6自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀無(wú)管水準(zhǔn)器、無(wú)微傾螺旋設(shè)視準(zhǔn)軸水平時(shí)，水準(zhǔn)尺的正確讀數(shù)——a圓水準(zhǔn)器粗平，視準(zhǔn)軸相對(duì)水平面有微小傾斜角α無(wú)補(bǔ)償器時(shí)，水準(zhǔn)尺讀數(shù)——a'有補(bǔ)償器時(shí)，使進(jìn)入十字絲分劃板光線偏轉(zhuǎn)α角正確讀數(shù)光線經(jīng)補(bǔ)償器后通過(guò)十字絲分劃板橫絲任能讀出視線水平時(shí)的正確讀數(shù)——a蘇州一光DSZ2自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀南方測(cè)繪DSZ3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀DSZ3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器的位置中緯ZAL632自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀DSZ2補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)天津歐波DS30自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀2.7精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)尺

精密水準(zhǔn)儀——國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量精密工程測(cè)量，如沉降觀測(cè)，精密設(shè)備安裝。1)精密水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)①望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)大，分辨率高DS05為38×(DS3為28×)②望遠(yuǎn)鏡物鏡有效孔徑大(45mm)，亮度好③望遠(yuǎn)鏡外表材料為受溫度變化小的銦瓦合金鋼以減小環(huán)境溫度變化的影響④平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差小⑤配備銦瓦水準(zhǔn)尺。(1)蘇州一光DS05自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀每km往返測(cè)高差中數(shù)中誤差±0.5mm

(2)徠卡新N3微傾式精密水準(zhǔn)儀每km往返測(cè)高差中數(shù)中誤差±0.3mm

2)銦瓦水準(zhǔn)尺木質(zhì)尺身凹槽內(nèi)引張銦瓦合金鋼帶零點(diǎn)端固定在尺身另一端用彈簧以一定拉力引張?jiān)诔呱磴熗吆辖痄搸Р皇艹呱砩炜s變形影響長(zhǎng)度分劃在銦瓦合金鋼帶上數(shù)字注記在木質(zhì)尺身上N3,DS05精密水準(zhǔn)儀配套銦瓦水準(zhǔn)尺右邊為基本分劃，零點(diǎn)——0m左邊為輔助分劃，零點(diǎn)——3.0155m2m3m3)平板玻璃測(cè)微器旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋帶動(dòng)平板玻璃旋轉(zhuǎn)視線的最大平移量為10mm，測(cè)微尺分劃100格1格=0.1mm，測(cè)微器估讀到0.1格=0.01mm標(biāo)尺讀數(shù)147cm+測(cè)微器讀數(shù)0.784cm=147.784cm威特舊N3倒像微傾式精密水準(zhǔn)儀蔡司Ni004倒像微傾式精密水準(zhǔn)儀蔡司Ni007自