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1、第二章 水准测量第二章第二章 水准测量水准测量v主要内容主要内容：水准测量原理、水准仪的构造及使用、水准测量原理、水准仪的构造及使用、水准测量的施测方法及成果整理、仪器水准测量的施测方法及成果整理、仪器 的检验与校正。的检验与校正。v主要目的：主要目的：了解水准测量原理、测量仪器与测量工了解水准测量原理、测量仪器与测量工 具，掌握地面点位高程测量过程。具，掌握地面点位高程测量过程。v重点内容：重点内容：水准测量原理、施测方法、成果计算。水准测量原理、施测方法、成果计算。测定地面点高程的工作称为高程测量。测定地面点高程的工作称为高程测量。2-1.2-1.水准测量原理水准测量原理v水准测量是测出两
2、点间的高差。即在两个点上分水准测量是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的别竖立水准尺，利用水准测量的仪器提供的一条一条水平视线，水平视线，瞄准并在水准尺上读数，从而求得两瞄准并在水准尺上读数，从而求得两点间的高差。点间的高差。前进方向水平视线大地水准面HiHAHBAB后视尺前视尺bhabbahABAB ba 0 ba 0A B 0低于同高高于bahAB如图，已知HA，求HB？v（1 1）高差法：高差法：根据水准仪提供的水平视线在根据水准仪提供的水平视线在A A点水准尺上读数点水准尺上读数为为a a（后视读数），（后视读数），B B点水准尺上读数为点水准尺上读数
3、为b b（前视读数），则（前视读数），则 H HB B=H=HA A+hAB=H=HA A+(a-b)+(a-b)v 在计算高差在计算高差hAB时，一定要注意时，一定要注意hAB的下标：的下标：hAB表示表示A A点至点至B B点的高差。点的高差。2-1.2-1.水准测量原理水准测量原理前进方向水平视线HAHBA后视尺前视尺bh hABAB大地水准面B2-1.2-1.水准测量原理水准测量原理前 进 方 向图 2.1大 地 水 准 面HA+aHAAaHBhA BbB例例1 1：图中已知：图中已知A A点高程点高程HA=452.623mHA=452.623m，后视读数，后视读数a=1.571ma=
4、1.571m，前视读数，前视读数b=0.685mb=0.685m，求，求B B点高程。点高程。解：解：B B点对于点对于A A点高差：点高差：h hABAB=1.571=1.5710.685=0.886m0.685=0.886mB B点高程为：点高程为：H HB B452.623452.6230.8860.886453.509m453.509m2-1.2-1.水准测量原理水准测量原理v（2 2）视线高法：B B点高程也可以通过水准仪视线点高程也可以通过水准仪视线高程高程H Hi i（也称为仪器高程）来计算，即（也称为仪器高程）来计算，即 H Hi i=H=HA A+a+a 则则 HB=(H=(
5、HA A+a)-b=H+a)-b=Hi i-b-b水平视线HAHBA后视尺前视尺b大地水准面Bh hABAB前进方向前进方向Hi2-1.2-1.水准测量原理水准测量原理例例2 2：图：图2.32.3中已知中已知A A点高程点高程H HA A=423.518m=423.518m，要测出相邻，要测出相邻1 1、2 2、3 3点的点的高程。先测得高程。先测得A A点后视读数点后视读数a=1.563ma=1.563m，接着在各待定点上立尺，接着在各待定点上立尺，分别测得读数分别测得读数b b1 1=0.953m=0.953m，b b2 2=1.152=1.152，b b3 3=1.328m=1.328
6、m。解：先计算出视线高程解：先计算出视线高程H Hi i=H=HA A+a=423.518+a=423.5181.5631.563425.081m425.081m各待定点高程分别为：各待定点高程分别为：H H1 1H Hi ib b1 1425.081425.0810.9530.953424.128m424.128mH H2 2H Hi ib b2 2425.081425.0811.1521.15223.929m23.929mH H3 3H Hi ib b3 3425.081425.0811.3281.32823.753m23.753m高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计高差法和视线
7、高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便。点的高程时，视线高法比高差法方便。2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具v水准测量所使用的仪器为水准测量所使用的仪器为水准仪水准仪，所使用的工具为，所使用的工具为水准尺水准尺和和尺垫尺垫。v水准仪按其水准仪按其精度精度划分为四个等级划分为四个等级：精密水准仪DS05、DS1；普通水准仪DS3、DS10 下标的数字代表仪器的测量精度（每公里往返测高差中数的中误差n毫米，即精度）。v水准仪按其水准仪按其构造构造可分为三种：可分
8、为三种：微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪。v目前，普通工程测量中最常用的水准仪是：DS3微倾式水准仪（或DS3自动安平水准仪）2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造132765498101412131115161.微倾螺旋；2.分划板护罩；3.目镜；4.物镜调焦螺旋；5.制动螺旋；6.微动螺旋；7.底板；8.三角压板；9.脚螺旋；10.弹簧帽；11.望远镜；12.物镜；13.管水准器；14.圆水准器；15.连接小螺钉；16.轴座 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构
9、造微倾式水准仪的构造v作用：为测量高差提供一条水平视线作用：为测量高差提供一条水平视线 v 组成：组成：望远镜望远镜、水准器水准器、基座基座望远镜水准器基座 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜（1 1）组成：）组成：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板、物镜对光螺旋、目镜对光螺旋对光螺旋、目镜对光螺旋 （2 2）作用）作用:瞄准目标，提供水平视线瞄准目标，提供水平视线 CC视准轴视准轴CC：物镜光心与物镜光心与十字丝交点十字丝交点的连线。的连线。2-2.2-2.水准测量仪器
10、和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜2.水准器（1 1）管水准器）管水准器：用于仪器精平用于仪器精平（2 2）圆水准器）圆水准器：用于仪器粗平用于仪器粗平 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜2.水准器（1 1）管水准器：）管水准器：用来指示视准轴是否水平用来指示视准轴是否水平水准管轴水准管轴LLLL：过水准管零点所作圆过水准管零点所作圆 弧面的纵切线。弧面的纵切线。水准管分划值水准管分划值 ：是水准管表面是水准管表面2mm2mm圆圆 弧所对应的圆心角。弧所对
11、应的圆心角。气泡居中：气泡居中：气泡零点与水准管零点重气泡零点与水准管零点重 合。合。RoLL2062652 R2mm0点点 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具v 常采用符合水准管系统常采用符合水准管系统 目的是提高水准管气泡居目的是提高水准管气泡居 中的精度中的精度微倾螺旋微倾螺旋 符合气泡符合尚未符合 2mm 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜2.水准器（1 1）管水准器）管水准器（2 2）圆水准器）圆水准器：用来指示仪器竖轴是否竖直圆水准器轴圆水准器轴 ：过圆水准器零点所 作圆球面的法线
12、LLLL 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具一、一、DS3DS3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造1.望远镜2.水准器3.基座 基座通过连接螺旋与三脚架相连。基座通过连接螺旋与三脚架相连。基座用于支承水准仪上部，水准基座用于支承水准仪上部，水准 仪旋转轴插入基座轴套可自由旋转。仪旋转轴插入基座轴套可自由旋转。基座上的三个脚螺旋用于调节圆水准气泡。基座上的三个脚螺旋用于调节圆水准气泡。仪器竖轴仪器竖轴VVVV：就是水准仪的旋转轴。：就是水准仪的旋转轴。基座三脚架VV 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具二、水准尺和尺垫二、水准尺和尺垫 水准尺有水准尺有双面尺双
13、面尺和和塔尺塔尺两种两种 标准水准尺为一对双面尺，标准水准尺为一对双面尺，其中其中:A:A尺和尺和B B尺黑面尺黑面0 03m;3m;A A尺红面尺红面4.6874.6877.687m,B7.687m,B尺红面尺红面4.7874.7877.787m7.787m。尺垫半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点尺垫半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点 位置。位置。2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具三、水准仪的使用三、水准仪的使用 水准仪的使用包括水准仪的使用包括仪器的安置仪器的安置、粗略整平粗略整平、瞄瞄准水准尺准水准尺、精平精平和和读数读数等操作步骤等操作步骤1.1.安置水准仪安置水
14、准仪2.2.粗略整平：调节三个脚螺旋使圆水准器气泡粗略整平：调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，气泡移动的方向始终与左手大拇指的运居中，气泡移动的方向始终与左手大拇指的运动方向一致。动方向一致。a ab bc c 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具三、水准仪的使用三、水准仪的使用1.1.安置水准仪安置水准仪2.2.粗略整平粗略整平3.3.瞄准水准尺：瞄准水准尺：首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。注意望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。注意消除消除视差！视差！什么是视差？什么是视
15、差？产生的原因？如何消除？产生的原因？如何消除？当眼睛在目镜端上下微微移动时，若当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标像有相对运动，这发现十字丝与目标像有相对运动，这种现象称为种现象称为视差视差。2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具三、水准仪的使用三、水准仪的使用1.1.安置水准仪安置水准仪2.2.粗略整平粗略整平3.3.瞄准水准尺瞄准水准尺4.4.精平与读数精平与读数 在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中。倾螺旋使水准管气泡居中。读数：仪器精确整读数：仪器精确整平后，即可用十字丝平
16、后，即可用十字丝横丝（即中丝）在水横丝（即中丝）在水准尺上读数。准尺上读数。微倾螺旋微倾螺旋 2-2.2-2.水准测量仪器和工具水准测量仪器和工具三、水准仪的使用三、水准仪的使用1.1.安置水准仪安置水准仪2.2.粗略整平粗略整平3.3.瞄准水准尺瞄准水准尺4.4.精平与读数精平与读数 读数：读数：0.7302-3 2-3 水准测量的实施及成果整理水准测量的实施及成果整理一、水准点及水准路线一、水准点及水准路线1.1.水准点水准点使用方便，便于保存。设置：永久性；临时性表示：法建立的高程控制点。定义：用水准测量的方(3)2()1(AB 12BM国家等级水准点 一般水准点2-3 2-3 水准测量的实施及成果整理水准测量的实施及成果整理v一、水准点及水准路线一、水准点及水准路线1.1.水准点水准点2.2.水准路线：在两水准点之间进行水准测量所经过的路线称为水准路线。水准路线的布设形式：闭合水准路线、附合水准路线、支水准路线。2-3 2-3 水准测量的实施及成果整理水准测量的实施及成果整理v一、水准点及水准路一、水准点及水准路1.1.水准点水准点2.2.水准路线：1BM.ABM.A234闭合
