1、章章本章节讲授的重点与要求本章节讲授的重点与要求本章节的重点：本章节的重点：重点水准测量的方法，难点水准测量点的高程计算。重点水准测量的方法，难点水准测量点的高程计算。学习本章节的要求学习本章节的要求: : 会使用一般水准仪会使用一般水准仪, ,进行地面两点间高差的测定进行地面两点间高差的测定, ,并计算并计算水准路线上各点的高程。水准路线上各点的高程。 水准测量原理水准测量原理水准测量仪器构造及使用水准测量仪器构造及使用水准测量方法及成果整理水准测量方法及成果整理影响水准测量的因素及注意事项影响水准测量的因素及注意事项水准测量的概述水准测量的概述过点的水准面过点的水准面任意水准面任意水准面大
2、地水准面大地水准面水准测量的概述水准测量的概述一、高程测量概念一、高程测量概念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( )( )。二、高程测量方法二、高程测量方法高程测量按所使用的仪器和施测方法的不高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可以分为同，可以分为水准测量水准测量()、三角高程测量三角高程测量( )、高程测量高程测量( )和气压高程测量和气压高程测量( )。水准测量是目前精度较高的一种高程测量水准测量是目前精度较高的一种高程测量方法。方法。水准测量的基本原理水准测量的基本原理 ABhAB 大地水准面大地水准面HA（已知）（已知）HB=？ab两点间高差测定
3、两点间高差测定如图所示：如图所示：测定、两点之间的高差测定、两点之间的高差、安置水准仪与、安置水准仪与、 两点之间的两点之间的中间位置中间位置, , 在、在、 两点上各竖水两点上各竖水准尺一根。准尺一根。、当仪器视线水平、当仪器视线水平, ,分别读取尺分别读取尺读数尺读数。读数尺读数。、将尺读数和尺读数记录在规定、将尺读数和尺读数记录在规定的测量记录本的相应位置。的测量记录本的相应位置。高程计算高程计算已知点的高程，求算点高程。已知点的高程，求算点高程。第一种方法（利用高差直接计算点高程）。第一种方法（利用高差直接计算点高程）。、此法适用于仪器在两点中间一次便测得高差。此法适用于仪器在两点中间
4、一次便测得高差。第二种方法：（利用仪器视线高计算点高程）第二种方法：（利用仪器视线高计算点高程）、 此法适用于安置一次仪器，仪器安置的位置可在第一至二点之间也可在后此法适用于安置一次仪器，仪器安置的位置可在第一至二点之间也可在后视已知水准点上。此法适用于道路、管线等工程的高程放样工作视已知水准点上。此法适用于道路、管线等工程的高程放样工作安置一次仪器与两点之间的水准测量方法称简单水准测量或中间法水准测安置一次仪器与两点之间的水准测量方法称简单水准测量或中间法水准测量。量。前进方向前进方向水准测量仪器构造及使用水准测量仪器构造及使用水准测量仪器叫水准仪水准测量仪器叫水准仪,工具有水准尺、尺垫。工
5、具有水准尺、尺垫。水准仪简介水准仪简介 水准仪的作用水准仪的作用:为两点间高差测定提供为两点间高差测定提供一条水平视线。一条水平视线。常用的水准仪常用的水准仪 精密水准仪精密水准仪 、 普通水准仪普通水准仪 、按类型分普通、精密、自动安平、数字水准仪等。按类型分普通、精密、自动安平、数字水准仪等。仪器的精度：每公里可达到的精度。仪器的精度：每公里可达到的精度。一 水准仪结构目镜目镜微倾螺旋微倾螺旋物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋物镜物镜左右微左右微动螺旋动螺旋水平制水平制动螺旋动螺旋脚螺旋脚螺旋准星准星、望 远 镜物镜物镜调焦透镜调焦透镜十字丝分划板十字丝分划板目镜目镜、水准器、水准器是用以指示视线水
6、平或竖轴是否竖直的装置。是用以指示视线水平或竖轴是否竖直的装置。水准器水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器长水准管长水准管圆水准器圆水准器圆水准器轴圆水准器轴长水准管轴长水准管轴基基 座座基座：基座：作用支撑仪器作用支撑仪器三个脚螺旋作用：三个脚螺旋作用：粗略整平仪器用。粗略整平仪器用。水平制动（左右动）水平制动（左右动）水平微动水平微动微倾螺旋（旋转该螺旋使管微倾螺旋（旋转该螺旋使管水准器泡居中，此时仪器视线水准器泡居中，此时仪器视线水平）。水平）。二、水 准 尺黑面起点黑面起点和米和米红面起点红面起点和米和米三、水准仪的使用 安置：安置三脚架和水准仪安置：安置三脚架和水准仪 粗平：使圆水
7、准器气泡居中粗平：使圆水准器气泡居中 瞄准：粗瞄和精瞄瞄准：粗瞄和精瞄 精平：使长水准管气泡居中精平：使长水准管气泡居中 读数：用中丝读数读数：用中丝读数水准测量方法及成果整理水准测量方法及成果整理一、水准测量的步骤一、水准测量的步骤分以下四步进行：分以下四步进行：、选择水准点、选择水准点、布设水准路线、布设水准路线、水准路线的测量（外业）、水准路线的测量（外业）、水准路线各点的高程计算（内业）、水准路线各点的高程计算（内业）水准路线布设形式水准路线布设形式闭合水准路线闭合水准路线附合水准路线附合水准路线支水准路线支水准路线单一水准路线单一水准路线水准网水准网水准路线布设形式附合水准路线附合水
8、准路线 BM1BM2 测测 （终始（终始)水准路线布设形式、闭合水准路线、闭合水准路线BM0 测测水准路线布设形式、支水准路线、支水准路线BM0 往往 返返水准路线布设形式、水准网BM3BM1BM2结点结点、水准路线的测量方法（外业）、水准路线的测量方法（外业） 有：两次仪器高法：有：两次仪器高法： 双面尺法：双面尺法：两者的区别：两者的区别：一个是利用仪器升高和降低的方法检查读数有错一个是利用仪器升高和降低的方法检查读数有错误否。误否。另一个是用两个不同颜色面的尺子，分别测两个另一个是用两个不同颜色面的尺子，分别测两个高差比较，尺底的起始刻划差一个长数，来检查高差比较，尺底的起始刻划差一个长
9、数，来检查读数有错误否。读数有错误否。目的保证观测的精度。目的保证观测的精度。测站的概念：测站的概念：仪器安置的位置叫测站。仪器安置的位置叫测站。两次仪器高法两次仪器高法两次仪器高概念：两次仪器高概念：仪器升降约公分左右。仪器升降约公分左右。两次仪器高的测设方法：两次仪器高的测设方法：即在一个测站上变换仪器高两次，用即在一个测站上变换仪器高两次，用两次不同的仪器水平视线测得两次高两次不同的仪器水平视线测得两次高差，如果两次高差相等说明测的正确。差，如果两次高差相等说明测的正确。下面看施测的过程和记录及高差计算下面看施测的过程和记录及高差计算以及高差检核计算。以及高差检核计算。HA=13.428
10、h2=+0.118h1=-0.543?h3=+0.946h4=0.384h5=+0.117进行方向大地水准面两次仪器高法水准测量1011 15541624 15081444 13241822 08761710 07641923 15401820 14351604 14881422 13041134 1677R2R1R2R1R2观测程序观测程序:后视尺黑面前视尺黑面前视尺后视尺黑面前视尺黑面前视尺红面后视尺红面红面后视尺红面 即即: 黑黑红红黑黑红红.、水准测量成果整理、水准测量成果整理 、计算高差闭合差和允许闭合差、计算高差闭合差和允许闭合差 附合路线附合路线 测（终测（终 始）始） 闭合路线
11、闭合路线 测测 支水准路线支水准路线 往往 返返闭合差允许值：闭合差允许值： 允允 （平坦地区）（平坦地区） 允允 （丘陵地区）（丘陵地区）、计算各点的高程、计算各点的高程 i i = - f = - f h h L L i i / / LL i i = - f = - f h h n n i i / / nnL L 线路总长线路总长；L L i i 第第 i i 段长度（段长度（i=1i=1、2 2、3 3、）nn 测站总数；测站总数；n n i i 为第为第 i i 测段测站数。测段测站数。 i i 各测段高差改正各测段高差改正、满足、满足 允计算高差改正数允计算高差改正数注：注： 与与
12、大小相等，符号相反。大小相等，符号相反。. .计算改正后高差计算改正后高差()()改正后高差每段实测高差每段高差改正数改正后高差每段实测高差每段高差改正数改正后高差总和应等于理论值改正后高差总和应等于理论值( (四四) )高程计算高程计算()()水准路线的前点高程后点高程改正后高差水准路线的前点高程后点高程改正后高差 例：已知水准点的高程始 ，点的高程终 ，求各点平差后高程。123n1 =5h1=3.748n2=10h2=-12.365n3=6h3=11.430n4=4h4=0.715IV1IV2例：水准测量的内业计算自动安平水准仪简介自动安平水准仪简介、自动安平水准仪与一般水准仪的区别、自动
13、安平水准仪与一般水准仪的区别区别，粗平一样，精平靠自动补尝器来实区别，粗平一样，精平靠自动补尝器来实现。现。、安平原理及安平的精度、安平原理及安平的精度同普通水准仪一样同普通水准仪一样、基本构造、基本构造同普通水准仪基本一样同普通水准仪基本一样、使用方法、使用方法同普通水准仪基本一样同普通水准仪基本一样 水准测量误差注意事项水准测量误差注意事项一、水准面曲率对水准测量的影响一、水准面曲率对水准测量的影响如教材图如教材图 所示：理论上前后尺和水准仪应该在同所示：理论上前后尺和水准仪应该在同一水准面，由于地面有起伏，前后尺和水准仪不在一水准面，由于地面有起伏，前后尺和水准仪不在同一水准面所以水准面
14、曲率对水准测量有一定的影同一水准面所以水准面曲率对水准测量有一定的影响。响。 通过公式可以看出前后距离相等可以消除水准面曲通过公式可以看出前后距离相等可以消除水准面曲率对水准测量的影响。测量时注意前后视距。率对水准测量的影响。测量时注意前后视距。22aDR22bDR222abABDDhabR二二. . 水准测量误差水准测量误差 ( (一一) 仪器误差仪器误差 ( (二二) ) 观测误差观测误差 ( (三三) ) 外界条件影响外界条件影响三注意事项三注意事项架仪器要注意前后视距大致相等架仪器要注意前后视距大致相等尺垫只在转点处使用尺垫只在转点处使用读数前要精平读数前要精平后视完毕转向前视，一定要
15、重新精平再读数，（切记不能动后视完毕转向前视，一定要重新精平再读数，（切记不能动脚螺旋）脚螺旋）视线要小于米视线要小于米观测时消除视差，仪器要安值在两点中间，消除角的影响。观测时消除视差，仪器要安值在两点中间，消除角的影响。水准测量实习安排水准测量实习安排时间：本周五（节课）时间：本周五（节课）地点：建工院楼附近地点：建工院楼附近内容：水准仪认识与水准测量实习内容：水准仪认识与水准测量实习要求：要求：、每组实测由两个已知的水准点和个未知点组成的水准路线的高差、每组实测由两个已知的水准点和个未知点组成的水准路线的高差测定，并进行水准路线的成果整理。测定，并进行水准路线的成果整理。、各项限差按教材
16、的规范执行。、各项限差按教材的规范执行。、每人写出实习报告并上交实习成果（记录、计算、水准路线图）。、每人写出实习报告并上交实习成果（记录、计算、水准路线图）。报告的内容：时间；地点；实习内容；实习步骤；实习成果；实习报告的内容：时间；地点；实习内容；实习步骤；实习成果；实习的收获和建议。的收获和建议。BMiBMi 1312号教学楼 2 4 5 64 4、领取仪器的地点：、领取仪器的地点：建工楼二楼建工楼二楼227227对面测绘工程实验室。领取仪器时间对面测绘工程实验室。领取仪器时间1 1点点3030分，由薛树强全面负责仪器领取，次序分，由薛树强全面负责仪器领取，次序123456123456班
17、班（123456123456组），其他组在实验室外等待，组），其他组在实验室外等待，每组领取水准仪一台，脚架一个，水准尺两根，记录每组领取水准仪一台，脚架一个，水准尺两根，记录本两页，铅笔自备。所测数据不能用象皮檫，测量不本两页，铅笔自备。所测数据不能用象皮檫，测量不允许涂改数据。测错划掉，从新测。允许涂改数据。测错划掉，从新测。5 5、每个组、每个组5-65-6人，组长全面负责实习任务，并在实习人，组长全面负责实习任务，并在实习结束后给出本组每个人的实习成绩按结束后给出本组每个人的实习成绩按10%10%给定。给定。6 6、实习中爱护仪器，损坏要赔偿。、实习中爱护仪器，损坏要赔偿。7 7、指导教师郝玉亭，程景东，曹俊茹。、指导教师郝玉亭，程景东，曹俊茹。
