1、测 量 学 基 础项目项目2 2 水水 准准 测测 量量2.12.22.32.4水准测量的原理及仪器工具水准仪的使用水准测量实施方法水准测量的成果处理2.5水准测量的检验与校正2.6水准测量误差的产生及控制学习目标学习目标 【知识目标】理解水准测量的原理；熟悉水准仪的构造及使用方法、检校方法；熟悉等外水准测量及三、四等水准测量的技术要求、施测方法与内业成果处理；了解水准测量的误差来源等。【技能目标】能够独立布设一条合理的水准路线，按照相应等级的水准测量标准完成水准路线的测量，正确地计算出各水准点高程。项目项目2 2 水水 准准 测测 量量2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及
2、仪器工具水准测量的原理 利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。高差法高差法仪高法仪高法前进方向2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具高差法利用高差计算高程。安置一次仪器测定一个前视点高程时采用仪高法利用视线高计算高程。安置一次仪器测定多个前视点高程时采用2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具注意注意2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具水准测量的仪器和工具微倾式水准仪微倾式水准仪1.2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具2.1 2.1 水准测量的
3、原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋微倾螺旋2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具用来瞄准远处的水准尺进行读数。由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为2530倍。1 1）望远镜）望远镜内对光望远镜的剖面结构及十字丝分划板2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具的作用：调节物镜与目镜筒的相对位置，使物像清晰。的作用：调节目镜位置，使我们能够看清十字丝。：用于视距测量。：在水平方向制动与微动望远镜。：使望远镜上下微动。2.1 2.
4、1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 水准器的作用是把望远镜的视准轴安置到水平位置。水准器有圆水准器、管水准器和符合式水准器。2 2）水准器）水准器2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 （2）管水准器。管水准器又称水准管，它是把玻璃管的纵向内壁磨成曲率半径很大的圆弧面，管壁上有刻画线，管内装有酒精和乙醚的混合液，加热密封留有气泡而成，如图25所示。水准管内壁圆弧的中心为水准管零点，过零点与内壁圆弧相切的直线称为水准管轴（LL）。当气泡两端与零点对称时气泡居中，这时的水准管轴处于水平位置，即水准仪的视准轴处于水平位置。管水准器2.1 2.1 水准测量的
5、原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 （1）圆水准器。圆水准器是一个玻璃圆盒，盒内装有化学液体，加热密封留有气泡而成。圆水准器的内表面是圆球面，中央画有一小圆，其圆心称为圆水准器的零点，过此零点的法线称为圆水准器轴。当气泡中心与零点重合时，即气泡居中。此时，圆水准器轴线位于铅垂位置，也就是说水准仪的竖轴处于铅垂位置，仪器达到基本水平状态。圆水准器2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 （3）符合式水准器。符合式水准器是提高管水准器置平精度的一种装置。在水准管上方装有一组符合棱镜组。气泡两端的半影像经过折光反射后，反映在望远镜旁的观测窗内，如果两端半影像重合，就表示水
6、准管气泡已居中，否则就表示气泡没有居中。符合式水准器2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具3 3）基座）基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成 轴座脚螺旋连接板2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 水准尺是与水准仪配合进行水准测量的工具。尺垫是供支承水准尺和传递高程所用的工具。水准尺和尺垫2.1 2.1 水准测量的原理及仪器工具水准测量的原理及仪器工具 使用水准仪时，首先打开三脚架，调节好三脚架的高度，使架头大致水平，以稳妥牢固地架设在地面上，然后用连接螺旋将水准仪固定在三脚架上。2.2 2.2 水
7、准仪的使用水准仪的使用目镜对光目镜对光2.根据观测者的视力，将望远镜先对向明亮背景，旋转目镜对光螺旋，进行目镜对光，使十字丝清晰。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用粗略整平粗略整平1.当气泡中心偏离圆点位于a处时，旋转1、2脚螺旋，使气泡移至b处。转动螺旋时，左、右两手应以相反的方向匀速旋转，并注意气泡的移动方向总是与左手大拇指旋转时的移动方向一致。接着再转动另一个脚螺旋3，使气泡居中。粗略整平2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用初瞄水准尺初瞄水准尺3.松开制动螺旋，水平旋转望远镜，利用望远镜后部上方的照门（缺口）和望远镜物镜端上方的准星，瞄准水准尺。当在望远镜视场内见到水准尺时，拧
8、紧制动螺旋。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用对光与瞄准对光与瞄准4.目的：使目标和十字丝成像清晰。方法：目镜调焦（使十字丝清晰）初步瞄准（用瞄准器对准目标）物镜调焦（使目标成像清晰）精确瞄准（调微动螺旋使纵丝对准目标）注意：瞄准时应消除视差。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用对光与瞄准消除的方法是再旋转物镜对光螺旋，重复对光。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 读数：用十字丝横丝在水准尺上按从小到大的方向读数，读取米、分米、厘米、毫米（估读数）四位数字。注意：读数前必须精平，精平后立即读数。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用精平与读数精平与读数5.精平：使长水准管气泡
9、居中。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用水准仪使用小结一架设，高、角适宜架略平。二粗平，圆盒气泡居中心。三瞄准，三点一线调两镜。四精平，管泡吻合调微倾。五读尺，横丝截数尺立正。六记录，复念复视数记清。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个圆水准器。安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后，再借助一种称为“补偿器”的特别装置使视线自动处于水平状态即可。因此，使用自动安平水准仪不仅操作简便，而且能大大缩短观测时间，也可对由于水准仪放置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉等影响视线水平的因素做出迅速的调整，从而得到正确的读数值，提高水准测量的
10、精度。自动安平水准仪的使用2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用水准仪的检验与校正圆水准轴应平行于仪器竖轴十字丝横丝应垂直于仪器竖轴望远镜视准轴应平行于水准轴2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用粗平瞄准检查读数2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 电子水准仪又称数字水准仪，是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器，并采用条码标尺和图像处理电子系统而构成的光机电测一体化的高科技产品。电子水准仪的使用2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用电子水准仪的特点电子水准仪的特点1.（1）读数客观（3）速度快（2）精度高（4）效率高2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用电子
11、水准仪的使用方法电子水准仪的使用方法3.（1）安置好仪器，整平后开始外业水准测量。（2）按压开机键，仪器即可正常开机。按压程序键，即可进入应用程序菜单。应用程序菜单2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用电子水准仪的组成电子水准仪的组成2.徕卡数字水准仪的组成2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （3）选择“3 线路测量”，进入“线路测量”页面，选择“1 作业”，进入“选择作业”页面，然后把光标移到“增加”上，并按键盘上的Enter键，进行新建作业的操作。在Job中输入作业名（不能与已有的作业名相同），在Oper中输入作业员名称（可选），或激活最近已输入的名称，在Cmt1和Cmt2中输入关
12、于作业的注释，然后把光标移到上按Enter键，完成新建作业，程序自动返回上一级菜单。新建作业2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （4）进入“2 线路”选择或新建线路名称。图为“新线路”页面，在Name中输入线路名称（不能与已有的线路名相同）LINE00002，在Meth（观测方法）中选择BFFB，在PtID中输入水准起点的点名A1，在H0中输入水准起点的高程0.0000 m，Stf1和Stf2用来指定标尺1和标尺2（可选）。输入完成后把光标移到上并按Enter键，即可完成新线路的设置，程序自动返回上一级页面。新建线路2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （5）进入“3 设置”进行限差
13、的设置。打开“设置限差”页面，并按“Shift+PgDn”键进入第二个设置页面，设置Precise（限差检查）为On、DistBal（距离差）为On、DistEnds（标尺两端的最小距离）为On、StafEnds（高差读数到标尺两端的最小距离）为On、StatDif（单程双转点测量，转点差）为On、BB/FF（两次观测值的最大差）为OFF，将所有项都设置好后，把光标移到“值”上并按Enter键，进入输入限差页面。限差的设置2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （6）输入各个限差数值，一共两页。第一页输入完成后按“Shift+PgDn”键进入第二页。各项数值都输入完成后把光标移到上并按Ent
14、er键，完成限差数值的设定，程序自动返回上一级页面。输入限差2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （7）进入“4 开始”开始线路测量，仪器将提示当前已设置的项目，按Enter 键确认。当前设置2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （8）按仪器上的提示照准后视点上的条码尺中间的条码，并调清物镜后，按仪器右侧面的红色测量按钮即可进行测量。瞄准后视测量2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用瞄准前视测量 （9）同理，按照仪器屏幕上方的指示键 ，再次瞄准前视测量。依次瞄准后视B、前视F、前视F、后视B进行测量，直到本站测量结束。如果有某项误差不满足以上所设限差的要求，则应按限差要求重测直至满足
15、要求。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用 （10）每站测完后，将光标移到“测站”上按Enter键进入“测站数据”页面（共2页）查看本站的测量结果，如图220所示。其中，Stat.No为测站号，StatDif为本测站两次读数的高差之差，dH为高差，H为前视点高程，StatDist为前视加后视的距离，B1-B2为同一测站两次后视读数之差，F1-F2为同一测站两次前视读数之差。查看完成后，将光标移到屏幕上的符号处，按Enter键返回上一级页面。查看测量结果2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用水准点和水准路线的确定水准点水准点1.2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法水准点：高
16、程控制点称水准点(BM)。水准点有永久性和临时性两种。标石水准点、墙脚水准点、简易标志水准点。水准测量通常是从水准点引测其他点的高程。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法（11）如果当前的测站数据不符合要求，则应按“Shift+Backspace”键退回至前一个目标点进行重测，直至符合要求。（12）重复上面的第（8）第（11）步直至线路测量完成。2.2 2.2 水准仪的使用水准仪的使用国家高程控制网是确定地貌地物绝对高程（海拔）的坐标系统，按控制等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的1985国家高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为416619公里。
17、国家水准原点（山东青岛）。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法一般用石料或钢筋混凝土制成，深埋到地面冻结线以下。在标石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀材料制成的半球状标志。有些水准点也可设置在稳定的墙脚上，称为墙上水准点。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法国家等级永久性水准点（单位：mm）2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法建筑工地上的永久性水准点一般用混凝土或钢筋混凝土制成，临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球形铁钉。埋设水准点后，应绘出水准点与附近固定建筑
18、物或其他地物的关系图，在图上还要注明水准点的编号和高程，称为点之记，以便于日后寻找水准点的位置。在水准点的编号前通常加BM字样，作为水准点的代号。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 附合水准路线是从一个已知水准点BMA出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其他各点高程，最后附合到另一个已知水准点BMB的路线。2 2）附合水准线路）附合水准线路附合水准路线2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 闭合水准路线是从一个已知水准点BMA出发，经过测量各测段的高差，求得沿线其他各点的高程，最后又闭合到BMA的环形路线。1 1）闭合水准线路）闭合水准线路水准路线水准路线2.闭
19、合水准路线2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 支水准路线是从一个已知水准点BMA出发，沿线往测其他各点的高程到终点3，又从3点返测到BMA，其路线既不闭合又不附合，但必须是往返施测的路线。3 3）支水准线路）支水准线路支水准路线2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 等外水准测量（普通水准测量）通常用经检校后的DS3级水准仪施测。水准尺采用塔尺或单面尺。受水准仪放大倍率和水准尺长度所限，当地面上两点之间的距离较长或地面坡度较陡时，在水准测量实施时不可能只架设一次仪器就可测出两点之间的高差，而是要分段施测，在两点
20、中间加点，高程依次由各点传递过来，这些传递高程的点称为转点。转点既有前视读数又有后视读数，由于转点的选择会影响水准测量的观测精度，因此转点要选在坚实、凸起、明显的位置上，在一般土地上应放置尺垫。每站测量时，水准仪应置于两把水准尺中间，使前视和后视的距离尽可能相等。等外水准测量的实施 （1）置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的处，并选择好前视转点ZD1，将水准尺置于A点和ZD1点上。等外水准测量2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 （2）将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读取后视读数值a1，并记入等外水准测量记录表中，见表2-1。（3）平转望远镜照准前视尺，精平后，
21、读取前视读数值b1，并记入表2-1中。至此便完成了普通水准测量一个测站的观测任务。（4）将仪器搬迁到第站，把第站的后视尺移到第站的转点ZD2上，把原第站前视变成第站的后视。（5）按第（2）、第（3）步测出第站的后视、前视读数值a2、b2，并记入表2-1中。（6）重复上述步骤测至终点B。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 B点高程的计算是先计算出各站高差，即 hi=a i-bi （i=1，2，3，n）（2-3）再用点的已知高程推算各转点的高程，最后求得点的高程。即2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法三、四等水准
22、测量的实施 三、四等水准测量被广泛地应用于工程中，三、四等水准路线的布设形式多采用附合水准路线。当进行独立测区的首级高程控制时，可采用闭合水准路线的形式；而在山区、带状工程测区，可采用支水准路线。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 后视距离（4）=100（1）（2），前视距离（8）=100（5）（6），前、后视距差值（10）=（4）（8），此值应符合表22的规定。视距累积差（11）=前站的（11）+本站的（10），此值应符合表2-2的规定。1 1）视距计算）视距计算计算与校核计算与校核2.2.3 2.3 水准测量的实施方法水
23、准测量的实施方法测站观测程序测站观测程序1.（1）（2）（3）照准后视水准尺黑面，按上、下、中丝读数。照准前视水准尺黑面，按上、下、中丝读数。照准前视水准尺红面，按中丝读数。（4）照准后视水准尺红面，按中丝读数。2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 前视黑、红读数差（13）=K106+（7）（12），后视黑、红读数差（15）=K105+（3）（14）。（13）和（15）的计算值应满足表2-2的要求，否则重新观测。黑面高差（9）=（3）（7），红面高差（16）=（14）（12），黑、红面高差之差（17）=（9）（16）0.100。（后105、前106取“+”，后106、前105取
24、“-”。）计算校核（17）=（15）（13）。（17）栏内的值应满足表22的规定，否则应重新测量。平均高差（18）=（9）+（16）0.100/2。式中，0.100为单、双号两尺常数K值之差。2 2）高差计算）高差计算2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法2.3 2.3 水准测量的实施方法水准测量的实施方法 水准测量的成果处理就是当外业观测成果的高差闭合差（f h）在容许范围内时所进行的调整，使调整后的各测段高差值等于应有值，也就是使f h=0。最后用调整后的高差计算各测段水准点的高程。2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理 实测高差的总和与始、终已知水准点高差的差
25、值称为附合水准路线的高差闭合差，即 f h=h-（HzHs）式中，Hz、Hs分别为始、终已知水准点的高差（m）。附合水准路线高差闭合差的计算附合水准路线高差闭合差的计算1.2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理 实测高差的代数和不等于零，其差值为闭合水准路线的高差闭合差，即 f h=h闭合水准路线高差闭合差的计算闭合水准路线高差闭合差的计算2.2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理 实测往、返高差的绝对值之差称为支水准路线的高差闭合差，即 f h=|h w|h f|式中，h w、h f分别为往、返高差（m）。如果水准路线的高差闭合差f h小于或等于其容许的高差闭合差
26、fc，即f h fc，就认为外业观测成果合格，可以进行内业计算。否则须进行重测。支水准路线高差闭合差的计算支水准路线高差闭合差的计算3.2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理1 1）按测站数调整高差闭合差）按测站数调整高差闭合差高差闭合差的分配高差闭合差的分配4.若按测站数进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改正数Vi为 式中，n为水准路线各测段的测站数总和；ni为某一测段的测站数 改正后高差为 h i=hi+Vi 待定点的高程为 Hi=Hi-1+hi2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理某一附合水准测量示例2.4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理2.
27、4 2.4 水准测量的成果处理水准测量的成果处理2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 水准仪在检校前，首先应进行视检，其内容包括：顺时针和逆时针旋转望远镜，看竖轴转动是否灵活、均匀；微动螺旋是否可靠；瞄准目标后，再分别转动微倾螺旋和对光螺旋，看望远镜是否灵敏，有无晃动等现象；望远镜视场中的十字丝及目标能否调节清晰；有无霉斑、灰尘、油迹；当脚螺旋或微倾螺旋均匀升降时，圆水准器及管水准器的气泡移动是否有突变现象；当仪器的三脚架安放好后，适当用力转动架头时，是否有松动现象。2 2）按测段长度调整高差闭合差）按测段长度调整高差闭合差 若按测段长度进行高差闭合差的调整，则某一测段高差的改
28、正数i 为2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 水准仪的轴线及应满足的几何条件 水准仪的轴线如图所示，图中CC为视准轴，LL为水准管轴，LL为圆水准轴，VV为仪器旋转轴（纵轴）。根据水准测量原理，微倾式水准仪各轴线间应具备的几何关系是：圆水准轴平行于纵轴（LLVV），横丝垂直于纵轴，水准管轴平行于视准轴（LLCC）。水准仪的轴线2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正水准仪主要部件的检验与校正 1）检验和校正目的 检验和校正目的是使圆水准轴平行于纵轴（LLVV）。圆水准器的检验和校正圆水准器的检验和校正1.2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 旋转脚
29、螺旋，使圆水准气泡居中，如图（a）所示。将仪器绕纵轴旋转180，如果气泡偏于一边，如图（b）所示，则说明LL不平行于VV，需要校正。2 2）检验方法）检验方法圆水准器的检验和校正2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 转动脚螺旋，使气泡向圆水准中心移动偏距的一半。用校正针拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，使气泡居中。在圆水准器底下，除了有三个校正螺丝以外，中间还有一个较大的松紧螺丝，如图所示。在拨动各个校正螺丝之前，应先稍转松一下松紧螺丝，然后再拨动校正螺丝。旋进某个校正螺丝时，气泡即往该螺丝的方向移动。校正完毕后，应将松紧螺丝再旋紧。3 3）校正步骤）校正步骤2.5 2.5 水准
30、仪的检验与校正水准仪的检验与校正圆水准器的校正原理2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 设圆水准轴不平行于纵轴，两者的交角为。转动脚螺旋，使圆水准气泡居中，则圆水准轴位于铅垂方向，而纵轴倾斜了一个角，如图（a）所示。当仪器绕纵轴旋转180后，圆水准器已转到纵轴的另一边，而圆水准轴与纵轴的夹角未变，故此时圆水准轴相对于铅垂线就倾斜了2的角度，如图（b）所示，气泡偏离中心的距离相应于2的倾角。因为仪器的纵轴相对于铅垂线仅倾斜了一个角，所以，旋转脚螺旋使气泡向中心移动偏距的一半，纵轴即可处于铅垂位置，如图（c）所示。然后再拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡居中，此时圆水准轴也处于铅垂位置
31、，从而达到使圆水准轴平行于纵轴的目的，如图（d）所示。4 4）校正原理）校正原理2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 1）检验和校正目的 当水准仪整平后，十字丝的横丝应该水平，竖丝应该铅垂，即横丝应该垂直于仪器的纵轴。十字丝的检验和校正十字丝的检验和校正2.2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 旋下靠目镜处的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝组的四个固定螺丝，如图所示，按横丝倾斜的反方向转动十字丝组，再进行检验。如果P点始终在横丝上移动，则表示横丝已水平（竖丝自然铅垂），最后旋紧十字丝组的固定螺丝。3 3）校正步骤）校正步骤2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪
32、的检验与校正检验和校正目的是使水准管轴平行于视准轴（LLCC）。1 1）检验和校正目的）检验和校正目的水准管轴平行于视准轴的检验和校正水准管轴平行于视准轴的检验和校正3.2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 如果水准管轴不平行于视准轴，设它们之间的交角为i，如图2-32所示。当水准管气泡居中时，视准轴不在水平线上而倾斜了i角，水准仪至水准尺的距离越远，由此引起的读数偏差也就越大。当仪器至尺子的前、后视距离相等时，在两根尺子上的读数偏差x也相等，因此不会对所求高差产生影响。当仪器至尺子的前、后视距离相差很大时，i角对高差的影响也
33、会非常大。水准仪的视准轴不平行于水准管轴的误差也称i角误差。2 2）检验方法）检验方法水准管轴平行于视准轴的检验水准管轴平行于视准轴的检验2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 将水准仪搬到与B点相距约2 m处，精平仪器后分别读取A、B点水准尺的读数a2、b2，又测得高差h2=a2-b2。如果h2=h1，则说明水准管轴平行于视准轴，否则，按式（2-5）和式（2-6）计算A尺上的应有读数a2及水准管轴与视准轴的交角（视线的倾角）i。a2=h1+b2 （2-5)i=|a2-a2|/DAB (2-6)式中，=206 264.80620
34、6 265；DAB为A、B两点间的距离（m）。2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 检验时，在平坦地面上选定相距100 m的A、B两点（打木桩或安放尺垫），竖立水准尺。先将水准仪安置于A、B两点间的中点C，精平仪器后分别读取A、B点上水准尺的读数a1、b1；改变水准仪高度10 cm以上，再重读两尺的读数a1、b1。前后两次分别计算高差，高差之差如果不大于5 mm，则取其平均数，作为A、B两点间不受i角影响的正确高差，即 h1=(a1-b1)+(a1-b1)/2 （1）校正水准管。转动微倾螺旋，使横丝在A尺上的读数从a2移到a2，此时，视准轴已水平，但水准管气泡已不居中（符合），
35、用校正针拨动水准管位于目镜一端的上、下两个校正螺丝，如图2-33所示，使水准管两端的影像符合（居中），即水准管轴也处于水平位置，满足 LLCC的条件。3 3）校正步骤）校正步骤水准管的校正螺丝2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 校正水准管前，应首先弄清楚要抬高还是降低水准管有校正螺丝的一端（目镜端），以决定校正螺丝的转动方向。如图2-34（a）所示的气泡影像，表示水准管的目镜一端需要抬高，应先旋进上面的校正螺丝，让出一定空隙，然后旋出下面的校正螺丝，使其抬高。图2-34（b）所示的气泡影像则相反，需要降低目镜一端，即先旋进下
36、面的校正螺丝，然后再旋出上面的校正螺丝，使其降低。对这种上下（或左右）成对的校正螺丝，在校正时必须遵循先松后紧的原则；否则，非但不能达到校正的目的，还容易损坏校正螺丝。图图2-34 水准管的校正水准管的校正2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 （2）校正十字丝。使水准管气泡保持居中位置，旋下十字丝环外罩，转动十字丝的上、下两个校正螺丝，十字丝的横丝就会上、下移动，使横丝对准A尺上的正确读数，使视准轴水平，满足LLCC的条件。转动十字丝校正螺丝前，必须先看清是需要抬高十字丝的横丝还是降低十字丝的横丝，然后遵循先松后紧的原则转动校正螺丝。例如，若需要抬高横丝，则应先旋出上面的校正螺
37、丝，让出一定空隙，然后旋进下面的校正螺丝，使十字丝环抬高。2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正 （1）水准仪的检验和校正过程要认真细心，不能马虎。原始数据不得涂改。（2）校正螺丝时应精细操作，拨动螺丝时要慢、稳、均。（3）各项检验和校正的顺序不能颠倒，在检校过程中填写实训报告。（4）各项检校都需要重复进行，直到符合要求为止。（5）对于100 m长的视距，一般要求是检验远尺的读数与计算值之差不大于5 mm。进行i角检验时，要求用两次变换仪器高度的方法来测量，以保证精度，才能把仪器误差与观测误差区分开来。（6）每项检校完毕后，应拧紧各个校正螺丝，上好护盖，以防脱落，保证仪器的正常使
38、用。注意事项注意事项4.2.5 2.5 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制观测误差1.整平误差 水平气泡和符合气泡没有切实居中。在观测时必须使符合气泡居中，视距线不能太长（三、四等水准测量视距分别小于或等于75 m、100 m），后视观测完毕转向前视时，要注意重新转动微倾螺旋令气泡居中才能读数，但不能转动脚螺旋，否则会因仪器高度的改变而产生误差。用放大镜照准水准尺，由于放大镜的精度有限，水准尺距离仪器越远，误差越大，因此，前、后视距必须在三、四等水准测量要求的视距范围之内。照准误差照准误差2.2.6 2.6 水准测量误差的产生及
39、控制水准测量误差的产生及控制 在读数时，毫米读数需要估读，它与十字丝的粗细、望远镜的放大倍数和视线长度有关。若望远镜的放大倍数较小或视线较长，尺子成像小，显得不够清晰，则照准误差和估读误差都将增大。因此，对各等级的水准测量规定了仪器应该具有的放大镜倍率及视线的极限长度。估读误差估读误差3.2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制仪器误差1.仪器本身误差 仪器虽经校正，但却不完善，还会存在一些误差，如水准管轴不平行于视准轴的误差。观测时，只要将仪器安置于距前、后视距等距离处，就可消除仪器本身的误差。由于仪器制
40、造加工工艺不够完善，当转动对光螺旋调焦时，对光透镜会产生非直线移动而改变视线位置，产生对光误差，即调焦误差。观测时，只要将仪器安置于前、后视尺等距离处，就可消除这项误差。调焦误差调焦误差2.2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制 水准尺误差是指因水准尺刻度和尺底零点不准确等产生的误差。观测前应对水准尺进行检验。尺子的零点误差，当单程观测站数为偶数时，即可消除。水准尺误差水准尺误差3.2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制1.仪器升降误差 由于土壤的松散度和仪器自重，可能引起仪器上升或下沉，从而产生误差。因此，整平前要将三脚架固定牢固。2.天气情况的影响 大风、下雨、阴天、能见度等都会影响测量精度，产生测量误差，因此，应该在晴朗的日子里测量。外界条件的影响2.6 2.6 水准测量误差的产生及控制水准测量误差的产生及控制THANK YOU
