1、第一节 高程测量概述高程测量概述第二节 水准测量原理水准测量原理第三节 水准测量的仪器及使用水准测量的仪器及使用第四节 水准测量的方法水准测量的方法第五节 水准测量的成果计算水准测量的成果计算第六节 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正第七节 水准测量的分析水准测量的分析第八节 精密水准仪精密水准尺精密水准仪精密水准尺第九节 电子水准仪简介电子水准仪简介1、水准测量的原理及DS3型水准仪的使用；2、四等水准测量的施测方法及成果计算(难点)；3、水准仪主要轴线应满足的几何条件；4、水准测量中应注意的问题。ABHA大地水准面大地水准面任意水准面任意水准面HBAHBH过过B点的点的水准面水准面ABh
2、1-1 高程测量概述高程测量概述 一、高程测量一、高程测量l l 高程测量高程测量：测量地面点高程的工作。测量地面点高程的工作。目的目的：获得未：获得未知点的高程。一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，知点的高程。一般是通过测出已知点和未知点之间的高差，再根据已知点的高程推算出未知点的高程。再根据已知点的高程推算出未知点的高程。l l 水准测量：利用水平视线来测量两点之间的高差。此方法此方法施测简单，且精度较高施测简单，且精度较高，所以是高程测量中最，所以是高程测量中最主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测主要的方法，被广泛应用于高程控制测量、工程勘测和各项施工测量中。和各项施工测量
3、中。二、高程测量的方法二、高程测量的方法l l 三角高程测量三角高程测量：是通过测量两点之间的水平：是通过测量两点之间的水平距离（或倾斜距离）和竖直角，然后利用三角公距离（或倾斜距离）和竖直角，然后利用三角公式计算出两点间的高差。此方法的精度受各种条式计算出两点间的高差。此方法的精度受各种条件的限制，一般只在适当的条件下才被采用。件的限制，一般只在适当的条件下才被采用。l l 气压高程测量、静力高程测量、摄影高程测气压高程测量、静力高程测量、摄影高程测量、量、GPS高程测量。高程测量。三、水准点及其等级三、水准点及其等级l l 水准点水准点（Bench Mark），），通过水准测量建立的高程通
4、过水准测量建立的高程控制点，工程上常用控制点，工程上常用BM来标记。来标记。l l 水准点的等级及埋设水准点的等级及埋设w w 国家水准点国家水准点分为一、二、三、四等四个等级，按规分为一、二、三、四等四个等级，按规范要求埋设永久性标石标记。三、四等水准点一般范要求埋设永久性标石标记。三、四等水准点一般用混凝土标石制成，深埋到地面冻结线以下，在标用混凝土标石制成，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的材料制成石的顶面设有用不锈钢或其它不易锈蚀的材料制成的半球状标志（的半球状标志（图图2-1a）。）。w w 墙上水准点墙上水准点（图图2-1b）w w 图根水准点和一些施工
5、测量使用的水准点图根水准点和一些施工测量使用的水准点 常采用常采用临时性标志临时性标志,例如例如:木桩（桩顶钉一半圆球状铁钉）木桩（桩顶钉一半圆球状铁钉）BMB45.331或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房或大铁钉打入地面，也可在地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。屋四周水泥面、台阶等处用红油漆标记。l l 水准点的位置水准点的位置：选在土质坚硬、便于长期保存和使：选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。埋设水准点后，应绘出水准点的用方便的地点。埋设水准点后，应绘出水准点的点之记点之记(水准点与附近固定建筑物或其他固定地物的关系图水准点与附近固定建筑物
6、或其他固定地物的关系图)。图图2-1一、基本原理一、基本原理1.水准测量的实质水准测量的实质:测量两点之间的高差。2.水准测量的基本原理水准测量的基本原理 利用水准仪建立一条水平视线，借助水准尺来测定两点间的高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。3.A、B两点的高差为两点的高差为：(利用水准仪提供的水平视线，分别读取A点水准尺上的读数a和B点的读数b)l l 如果如果A点是已知高程点，点是已知高程点，B点是待求高程点。则点是待求高程点。则B点高程为点高程为:)(baHhHHAABABbahAB 图图2-2B水准仪水准仪水准尺水准尺后视读数后视读数前视读数前视读数前进方向前进方向4.水准测
7、量术语水准测量术语如图如图2-2所示：所示：A后视点后视点、a后视读数，后视读数，B前视点前视点、b前视读数前视读数v 高差高差=后视读数后视读数前视读数前视读数 观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所立观测者站在仪器处，面向前进方向，前面所立尺为前视，背后所立尺为后视。尺为前视，背后所立尺为后视。v 高差的符号高差的符号：高差的正负号反映两点的高低；：高差的正负号反映两点的高低；高差的正负号又与测量前进的方向有关高差的正负号又与测量前进的方向有关：hAB=hBA 图图2-25、连续水准测量、连续水准测量 在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。在两点间连续地多次安置仪器所进行的水准测量。
8、图图 2-3 在图在图2-3中中：测站：安置仪器的点（测站：安置仪器的点（在图在图2-3中中、）转点：标识转点：标识为：为：TP或或ZD，是传递高程的点是传递高程的点(1、2 )。在转点上先有前视读数后有后视读数。在转点上先有前视读数后有后视读数。假设假设A点高程已知为点高程已知为HA，各测站测得的高差为各测站测得的高差为hi，则有：则有：bahhbahbahbahABnnn 222111 hAB为为A、B两点间测得的高差，两点间测得的高差，则：则：未知点未知点B的高程为的高程为：ABABhHH二、仪高法测量二、仪高法测量 l l 适用场合适用场合：根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高：
9、根据一个后视点的高程同时测定多个未知点的高程。常用于纵断面测量、土石方测量。程。常用于纵断面测量、土石方测量。l l 仪高法仪高法：仪器的视线高：仪器的视线高：H Hi i=H=HA A+a+a 待求点高程：待求点高程：H H B B=H=Hi i b=b=(H HA A+a+a)b b 中间点中间点(p1.P2等等)：在测量过程中不起传递高程作用的在测量过程中不起传递高程作用的高程待高程待求点求点，这些点上只有一个前视读数这些点上只有一个前视读数C,也称也称“中视读数中视读数”。其高程其高程:（转点：转点：TP1、TP2等）等）caHcHHAic)(图图 2-4 中间点高程中间点高程=仪器的
10、视线高仪器的视线高中视读数中视读数 HP1=（HA+a1）C1 ;HP2=（HA+a1）C2 HTP1=（HA+a1）b1（转点）转点）HP3=（HTP1+a2）C3；HP4=（HTP1+a2）C4；HTP2=（HTP1+a2）b2；（转点）转点）1-3 水准测量的仪器及其使用水准测量的仪器及其使用 一、水准仪的种类一、水准仪的种类1 1 按构造分按构造分：l l 光学水准仪光学水准仪 l l 微倾式水准仪微倾式水准仪：用水准管来获得水平视线；：用水准管来获得水平视线；l l 自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。自动安平水准仪：用补偿器来获得水平视线。l l 电子水准仪电子水准仪 2 2
11、按仪器精度按仪器精度：DS05、DS1、DS3、DS10 四个等级四个等级。DS05 和和DS1 用于精密水准测量，用于精密水准测量，DS3 用于一般水用于一般水准测量，准测量，DS10 则用于简易水准测量。则用于简易水准测量。工程常用工程常用DS3 水水准仪准仪。（一）水准尺（一）水准尺 用优质木材或用优质木材或合金合金制成，要求制成，要求尺长稳定，刻划准确。尺长稳定，刻划准确。l l 最常用的有双面尺和塔尺两最常用的有双面尺和塔尺两种。种。双面尺双面尺多用于三、四等及以下精度多用于三、四等及以下精度的水准测量（图的水准测量（图2-5）。）。其中其中:A:A尺尺和和 B B 尺 黑 面尺 黑
12、 面 0 0 3 m;A3 m;A 尺 红 面尺 红 面4.6 8 7 7.6 8 7 m,B,B 尺 红 面尺 红 面4.7877.787m。塔尺塔尺用两节或三节套接在一起，能用两节或三节套接在一起，能伸缩，携带方便。伸缩，携带方便。图图2-5 l l 尺垫是在转点上放置水尺垫是在转点上放置水准尺用的，准尺用的，尺垫可使转点尺垫可使转点稳固，防止下沉稳固，防止下沉。l l 用钢板或铸铁制成，一用钢板或铸铁制成，一般为三角形，中央有一突般为三角形，中央有一突出的半球体，下方有三个出的半球体，下方有三个尖脚（见图尖脚（见图2-6）。）。l l 用时把三个尖脚踩入土用时把三个尖脚踩入土中，把水准尺
13、立在突出的中，把水准尺立在突出的圆顶上。圆顶上。图图2-6（二）尺垫（二）尺垫（一）（一）DSDS3 3微倾式水准仪的构造微倾式水准仪的构造 三、DS3微倾式水准仪的构造及使用v望远镜望远镜v水准器水准器v基座基座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 图图2-71、物镜、物镜 2、目镜、目镜 3、物镜对光螺旋、物镜对光螺旋 4、管水准器、管水准器 5、圆水准器、圆水
14、准器 6、脚螺旋、脚螺旋7、制动螺旋、制动螺旋 8、微动螺旋、微动螺旋 9、微倾螺旋、微倾螺旋 10、轴座、轴座 11、三角压板、三角压板 12、底版、底版 l l 作用：作用：它可以提供视线，它可以提供视线，并可读出远处水准尺上的读数并可读出远处水准尺上的读数 l l 构造：构造：物镜、目镜、对光物镜、目镜、对光 透镜和十字丝分划板。透镜和十字丝分划板。1）物镜：物镜：使目标的成像落在十字丝板前后。使目标的成像落在十字丝板前后。2）调焦透镜：调焦透镜：使目标的成像与十字丝重合。使目标的成像与十字丝重合。3）目镜：目镜：放大放大十字丝和目标的成像。十字丝和目标的成像。4）十字丝分划板：十字丝分
15、划板：竖丝竖丝是为了瞄准目标，是为了瞄准目标，中丝中丝（单丝或楔（单丝或楔形丝）形丝）读取读数。读取读数。视距丝视距丝：上、下短丝，用于测距。：上、下短丝，用于测距。1 1望远镜望远镜中丝（横丝）中丝（横丝）竖丝竖丝视距丝视距丝放大率放大率DS3：28倍倍/Vl l视准轴（即视线）：视准轴（即视线）：十字丝交十字丝交 点与物镜光心的连线。点与物镜光心的连线。它是水准仪的主要轴线之一。它是水准仪的主要轴线之一。望远镜的成像原理：望远镜的成像原理：（1）管水准器（水准管）：）管水准器（水准管）：反映视线是否水平，用于精平。反映视线是否水平，用于精平。l l 水准管的零点水准管的零点：管面上刻有间隔
16、为管面上刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的的分划线，分划线的对称中心对称中心O称。称。l l 水准管轴水准管轴LL：过零点与管内壁纵向相切的直线（见图过零点与管内壁纵向相切的直线（见图2-10）。）。l l 气泡居中：气泡居中：当当气泡的气泡的中心点中心点与与零点零点重合重合时，称时，称气泡居中气泡居中，此时，此时水准管轴位于水平位置，水准管轴位于水平位置，视线水平。视线水平。若气泡不居中，则水准管轴若气泡不居中，则水准管轴处于倾斜位置，视线不水平。处于倾斜位置，视线不水平。图图2-102-102 2水准器水准器（管水准器和圆水准器）管水准器和圆水准器）l 水准管分划值水准管分划值 定义定义
17、：水准管水准管2 mm 的弧的弧长所对圆心角长所对圆心角，即气泡即气泡每移动一格时，水准管轴所每移动一格时，水准管轴所倾斜的角值。倾斜的角值。水准管分划值的大小水准管分划值的大小反映反映了仪器置平精度的高低了仪器置平精度的高低。水准管纵向弧线半径水准管纵向弧线半径 R 越越大，大，值越小，则水准管值越小，则水准管灵敏度灵敏度越高。越高。DS3 型水准管分划值一型水准管分划值一般为般为20/2 mm。0 点 2mmRoLL2062652 Rl 符合水准器符合水准器 为了提高调整气泡居中的精度和速度，在水准管的上方安有符合棱镜系统。通过符合棱镜的折光作用，将气泡各半个影像反映在望远镜的观察窗中。图
18、图2-12l l 圆水准器：一个封闭的圆形玻璃容器，圆水准器：一个封闭的圆形玻璃容器，顶面内壁是球面，球面中央有一圆圈。顶面内壁是球面，球面中央有一圆圈。l l 水准器零点水准器零点:圆圈圆心称为圆圈圆心称为。l l 圆水准器轴圆水准器轴:通过零点的球面法线通过零点的球面法线。l l当当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，仪器竖轴竖直。竖直，仪器竖轴竖直。l l 圆水准器的分划值圆水准器的分划值:气泡中心偏离零气泡中心偏离零点点2 mm的弧长所对圆心角的大小。的弧长所对圆心角的大小。图图2-13（2）圆水准器：）圆水准器：反映竖轴是否竖直，用于粗平。反映竖轴是否竖
19、直，用于粗平。2mm LLDS3水准仪圆水准水准仪圆水准器分划值一般为器分划值一般为8 10/2 mm。由由于它的精度较低，于它的精度较低，故故只用于仪器的粗只用于仪器的粗略整平。略整平。3基座基座l l 用于用于置平仪器置平仪器，它支撑仪器，它支撑仪器的上部使其在水平方向上转的上部使其在水平方向上转动，并通过连接螺旋与三脚动，并通过连接螺旋与三脚架连接。架连接。l l 基座主要由基座主要由轴座、脚螺旋、轴座、脚螺旋、三角压板和底板三角压板和底板构成。构成。调节三个脚螺旋可使圆调节三个脚螺旋可使圆水准器的气泡居中，使仪器水准器的气泡居中，使仪器粗略整平粗略整平。望远镜基座三脚架VV水准器（二）
20、二）DSDS3 3微倾式水准仪的使用微倾式水准仪的使用 微倾式水准仪的使用包括微倾式水准仪的使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准水准安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数尺、精平与读数等操作步骤。等操作步骤。1 1安置仪器安置仪器 l l 在测站上安置三脚架，架头大致水平。在测站上安置三脚架，架头大致水平。l l 用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。用连接螺旋将仪器牢固地连接在三脚架头上。2 2粗略整平（粗平）粗略整平（粗平）l l 粗平概念：粗平概念：用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖用脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而使视准轴粗略水平。轴大致铅直，从而使视准轴粗略
21、水平。l l 气泡的移动方向气泡的移动方向 与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致 操作操作：如如图图2-14所示所示（脚螺旋顺时针转动该端升高，逆时针脚螺旋顺时针转动该端升高，逆时针转动该端降低转动该端降低，气泡向高处移动气泡向高处移动）图图2-14l操作：操作：（气泡的移动方向气泡的移动方向与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致与左手大拇指（右手的食指）运动的方向一致）w气泡未居中而位于气泡未居中而位于a 处，则先按图上箭头所指的方向用处，则先按图上箭头所指的方向用两手相两手相对转动脚螺旋和，对转动脚螺旋和，使气泡移到使气泡移到b的位置（如图的位
22、置（如图b）。）。w然后然后单独转动脚螺旋单独转动脚螺旋使气泡居中。如有偏差可重复进行使气泡居中。如有偏差可重复进行。3 3瞄准水准尺瞄准水准尺 l l 目镜对光目镜对光：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像：旋转目镜调焦螺旋，使十字丝成像清晰。清晰。l l 粗略瞄准粗略瞄准：缺口、准星、目标（尺）三点一线，：缺口、准星、目标（尺）三点一线，制动望远镜。制动望远镜。l l 物镜调焦物镜调焦（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目（对光）：转动物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。标成像清晰。l l 精确照准：精确照准：转动水平微动螺旋使目标的对称中转动水平微动螺旋使目标的对称中心与竖丝重合（或在竖丝附近）心与竖丝重
23、合（或在竖丝附近）注意：注意：瞄准水准尺时必须消除瞄准水准尺时必须消除视差视差。图图 2-15 2-15 视差视差：观测者的眼睛在目镜端上下移动时，物观测者的眼睛在目镜端上下移动时，物像与十字丝间有相对运像与十字丝间有相对运动的现象，叫十字丝视差，动的现象，叫十字丝视差，简称视差。简称视差。产生视差的原因及消除的方法产生视差的原因及消除的方法：l产生视差的原因产生视差的原因:尺像与十字丝分划板不重合。尺像与十字丝分划板不重合。l消除的方法：消除的方法：重新调焦（物镜）重新调焦（物镜）定义：目镜端上下所看读数不一致。定义：目镜端上下所看读数不一致。原因：目标成像的平面和十字丝平面不重合。原因：目
24、标成像的平面和十字丝平面不重合。视差视差消除：重新仔细地进目镜和物镜对光，直到眼睛上下移动消除：重新仔细地进目镜和物镜对光，直到眼睛上下移动读数不变为止。读数不变为止。l l 精平：精平：转动转动微倾螺旋微倾螺旋使使符合水准管气泡居中。符合水准管气泡居中。l l 读数：读数：用用十字丝横丝切十字丝横丝切尺上的刻划尺上的刻划直接读出米、直接读出米、分米和厘米数，并估读出分米和厘米数，并估读出毫米数，保证每个读数均毫米数，保证每个读数均为四位数，即使某位数是为四位数，即使某位数是零也不可省略。零也不可省略。读数方法：读数方法：由小到大的读（倒像仪器从上到下）。由小到大的读（倒像仪器从上到下）。图图
25、2-16的读数为的读数为:1.258m。图图2-164 4精平与读数精平与读数水准仪的使用按以下五个步骤进行：水准仪的使用按以下五个步骤进行：安置仪器安置仪器 粗平粗平 瞄准瞄准 精平精平 读数读数 bc水准测量的瞄准与读数 a d b a0.7250.7256.2526.2521.5331.533l用设置在望远镜内的用设置在望远镜内的自动补偿器自动补偿器代替水准管而能代替水准管而能自动获得水平视线的水准仪。自动获得水平视线的水准仪。l观测时，用圆水准器使仪器粗略整平后，即可直观测时，用圆水准器使仪器粗略整平后，即可直接读取水平视线读数。接读取水平视线读数。l具有具有观测速度快观测速度快、精度
26、高等优点，被广泛应用在、精度高等优点，被广泛应用在各种等级的水准测量中。各种等级的水准测量中。l补偿器有一定的补偿器有一定的补偿范围补偿范围，应特别注意圆水准器，应特别注意圆水准器的气泡居中。的气泡居中。l要防止补偿器贴靠周围的部件，保证其处于要防止补偿器贴靠周围的部件，保证其处于正常正常工作状态工作状态。用自动用自动安平安平补偿器代替水准管，只需将水准仪上补偿器代替水准管，只需将水准仪上的圆水准器气泡居中，便可通过中丝读到水平视线在水的圆水准器气泡居中，便可通过中丝读到水平视线在水准尺上的读数。准尺上的读数。一、水准路线的布设形式一、水准路线的布设形式 l l 附合水准路线（附合水准路线（a
27、 a）l l 闭合水准路线（闭合水准路线（b b）l l 支水准路线（支水准路线（c c）l l 水准网水准网 （d d、e e）水准路线水准路线:水准测量所水准测量所经过的路线。经过的路线。图图2-211-4水准测量的方法水准测量的方法二、水准测量的施测方法二、水准测量的施测方法图图2-22中：中：v水准点水准点A为已知点，为已知点，高程为高程为51.903 m；vB为待定高程的点为待定高程的点；v施测过程施测过程 （见表见表2-1）图图 2-22点号点号水准尺读数水准尺读数高高 差差高高 程程备备 注注后视后视前视前视+BMA1.339 51.903已知高程点已知高程点TP11.4181.
28、402 0.063 TP21.5191.1870.231 TP31.2420.9840.535 TP41.2671.347 0.105 BMB 0.8710.396 6.7855.7911.1620.168 计算检核计算检核ab=+0.994 h=+0.994 HBHA=+0.994表表2-1水准测量记录手簿（水准测量记录手簿（记录、计算记录、计算）图图 2-22点号点号水准尺读数水准尺读数高高 差差高高 程程备备 注注后视后视前视前视+BMA1.339 51.903已知高程点已知高程点TP11.4181.402 0.063 TP21.5191.1870.231 TP31.2420.9840.
29、535 TP41.2671.347 0.105 BMB 0.8710.396 52.897 6.7855.7911.1620.168 计算检核计算检核ab=+0.994 h=+0.994 HBHA=+0.994表表2-1 水准测量记录手簿水准测量记录手簿 为了保证水准测量成果的正确可靠，为了保证水准测量成果的正确可靠，必须进行检核。检核的方法主要有以下必须进行检核。检核的方法主要有以下几种：几种：1.1.计算检核计算检核2.2.测站检核测站检核3.3.成果检核成果检核1.1.计算检核计算检核在每一测段结束后或手簿上每一页之末，必须进在每一测段结束后或手簿上每一页之末，必须进行计算检核。行计算检
30、核。表表2-1中中:（1）a b=h=0.994 说明说明高差的计算高差的计算是正确的。是正确的。（2）HB HA=h 说明说明高程的计算高程的计算也是正确的。也是正确的。如不相等，则计算中必有错误，应进行检查。如不相等，则计算中必有错误，应进行检查。2.2.测站检核测站检核通常采用以下两种方法：通常采用以下两种方法：（1）变动仪器高法：）变动仪器高法：在一个测站上在一个测站上两次置镜两次置镜(变动变动仪高仪高0.1m0.1m)所得高差之差不超过容许值所得高差之差不超过容许值（例如图根例如图根水准测量容许值为水准测量容许值为6 mm），），则认为符合要求，并则认为符合要求，并取其平均值作为最后
31、结果，否则，必须重测。取其平均值作为最后结果，否则，必须重测。（2）双面尺法：）双面尺法：利用同一水准尺利用同一水准尺红面与黑面两次红面与黑面两次测得测得高差高差，扣除一对尺常数差后，较差，扣除一对尺常数差后，较差均在容许值均在容许值范围内范围内,则取其平均值作为该测站观测高差。否则，则取其平均值作为该测站观测高差。否则，需要检查原因，重新观测。需要检查原因，重新观测。3.3.成果检核成果检核l l 将整个水准路线的成果与理论值进行比较：将整个水准路线的成果与理论值进行比较：能检测出多个测站的累计误差能检测出多个测站的累计误差如：温度、如：温度、风力、仪器、大气折光、尺子倾斜及转点风力、仪器、
32、大气折光、尺子倾斜及转点位置移动等误差的影响。位置移动等误差的影响。l l 方法方法：是按水准路线的布设形式求出：是按水准路线的布设形式求出高差高差闭合差闭合差并与并与限差限差比较：比较：高差闭合差高差闭合差=实测高差理论高差实测高差理论高差 限差限差l l 其大小在一定程度上反映了测量成果的质量其大小在一定程度上反映了测量成果的质量（1）附合水准路线）附合水准路线 l l 此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。l l 高差闭合差高差闭合差（2 2）闭合水准路线）闭合水准路线 l l 此种布设形式亦可对成果进行此种布设形式亦可对成果进行可靠的检核可靠的检核
33、。l l 高差闭合差高差闭合差）起终测HHhfh(hfh 高差闭合差高差闭合差（3 3）支水准路线）支水准路线 l l 此种布设形式此种布设形式没有可靠的成果检核条件没有可靠的成果检核条件 l l 进行往返测或两组并行测量进行往返测或两组并行测量 l l高差闭合差高差闭合差：往返测往返测：两组并行测量：两组并行测量：返往hhfh 21hhfh水准测量记录手簿水准测量记录手簿观测日期观测日期 天气状况天气状况 仪器编号仪器编号观测者观测者 记录者记录者 校核者校核者水准尺读数高 差测站 测点后视中视前视+仪器高程计算高程调整高程备注BMA1.339往TP11.4181.4020.063TP21.
34、5191.1870.231测BMB0.9840.5354.2763.5730.7660.0630.703BMB1.615返TP30.7622.1530.538TP41.5880.9920.230测BMA1.5260.0623.9654.6710.0620.768-0.706mmfmhmhh 3 706.0 703.0返往mhHHmhmmfABh 607.52 704.0 223.040平均平均容 高差闭合差容许值高差闭合差容许值限差限差 l l 其大小在一定程度上反映了测量成果的等级其大小在一定程度上反映了测量成果的等级 l l 闭合差的数值应该在容许值范围内，否则应检查原闭合差的数值应该在容
35、许值范围内，否则应检查原因，返工重测因，返工重测 l l 高差闭合差的容许值，一般用高差闭合差的容许值，一般用 fh容容表示。如表示。如 图根水准测量图根水准测量：四等水准测量四等水准测量：要求：要求：)(12 )(40 mmnfmmLfhh容容山地：平地：)(6 )(20 mmnfmmLfhh容容山地：平地：式中：式中：L水准路水准路线 长 度，以线 长 度，以KM为单位为单位n为测站总为测站总数数容hhff 表示观测成果满足精度要求，可分配。表示观测成果满足精度要求，可分配。反之，应检查外业资料，甚至重测。反之，应检查外业资料，甚至重测。1-5 水准测量的成果计算水准测量的成果计算1）计算
36、闭合差）计算闭合差2）判断闭合差是否超限）判断闭合差是否超限3）计算各测段观测高差的改正数）计算各测段观测高差的改正数5）计算各测段的改正后的高差）计算各测段的改正后的高差6）计算各点的高程值）计算各点的高程值4）检查闭合差是否分配完）检查闭合差是否分配完BAhHhhhHf321）（容许nffhh12hfviihiihinnfSSfviiivhh；2212111vhHHvhHHA一、附合水准测量路线的成果计算一、附合水准测量路线的成果计算l按图根水准测量的方法按图根水准测量的方法测得各测段的观测高测得各测段的观测高差和水准路线的长度差和水准路线的长度lBMA、BMB为已知高程的水准点为已知高程
37、的水准点;lBM1、BM2、BM3为待定高程的水准点。为待定高程的水准点。图图2-23 表表2-3 附合水准路线成果计算附合水准路线成果计算(例：填表例：填表)测测 段段点点 号号路线长度路线长度（km）测站测站数数实测高实测高差差（m）改改 正正 数数（mm）改正后改正后高差高差（m）高高 程程（m）1BMA2.3+0.748 46.216BM1 21.2-0.423 BM2 32.4+0.298 BM3 42.1-1.476 BMB45.3318.0-0.853-32-0.885 辅辅助助计计算算mm113840容hfm032.0)216.46331.45(853.0)(ABhHHhf1.
38、高差闭合差和限差的计算：高差闭合差和限差的计算：（见（见表表2-3的辅助计算）的辅助计算）2.2.高差闭合差的调整高差闭合差的调整 l l 当闭合差在容许值范围内时，可把闭合差分配当闭合差在容许值范围内时，可把闭合差分配到各测段的高差上。到各测段的高差上。l l 分配的原则分配的原则：将闭合差反号按测站数或水准路将闭合差反号按测站数或水准路线长度成正比分配到各测段的高差上。线长度成正比分配到各测段的高差上。（各测段各测段的改正数与测站数或水准路线的长度成正比的改正数与测站数或水准路线的长度成正比）1）计算各测段高差改正数）计算各测段高差改正数:(表表2-3中第中第6列）列）ihiLLfv ih
39、innfv或或 ）起终测HHhfh(式中:vi分配给第 i 测段高差的改正数；Li，ni第i测段路线的长度和测站数；L，n水准路线的总长度和总测站数。检核检核：各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符：各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符号相反，即号相反，即 vi=-fh 。例：如表例：如表2-22-2中中 v v1 1=-=-（32/832/8）2.3=-9 mm 2.3=-9 mm 记于表中第记于表中第6 6列列相应行中。相应行中。检核：-9-5-10-8=-32mm（vi=-fh）2 2）计算改正后高差（计算改正后高差（见见 表表2-3中第中第7 7列）列）3、计算待定点高程
40、、计算待定点高程（见（见 表表2-3中第中第8列）列）表表2-3 附合水准路线成果计算附合水准路线成果计算(例例图图2-23)测测 段段点点 号号路线长度路线长度（km）测站测站数数实测高实测高差差（m）改改 正正 数数（mm）改正后改正后高差高差（m）高高 程程（m）1BMA2.3+0.748-9+0.73946.216BM146.95521.2-0.423-5-0.428BM246.52732.4+0.298-10+0.288BM346.81542.1-1.476-8-1.484BMB45.3318.0-0.853-32-0.885 辅辅助助计计算算mm113840容hfm032.0)21
41、6.46331.45(853.0)(ABhHHhfiihiLmmLLfv832l闭合水准路线是附合水准路线的特例闭合水准路线是附合水准路线的特例l闭合水准路线成果计算与附合水准路线相同闭合水准路线成果计算与附合水准路线相同hfh闭合高差闭合差：闭合高差闭合差：附合高差闭合差附合高差闭合差：）起终HHhfh(闭合水准路线闭合水准路线测 段点 号测站数实测高差（m）改 正 数（mm）改正后高差（m）高 程（m）BMA62.318110+0.12912+0.141BM162.45928-0.0659-0.056BM262.40336+1.2367+1.243BM363.64649-1.46511-1
42、.454BM462.192512+0.11214+0.126BMA62.31845-0.053530辅助计算mmhfh53mmfh804512容如图为一条闭合水准路线的观测成果，试求：（1）高差闭合差fh；（2）若fh在误差允许范围内时，试求出各点高程。测 段 点 号 路线长度（km）实测高差（m）改 正 数（mm）改正后高差（m）高 程（m）BMA 40.112 1 2.0+1.692 9+1.701 1 41.813 2 1.8-1.634 8-1.626 2 40.187 3 1.6-1.413 7-1.406 3 38.781 4 2.5+1.321 10+1.331 BMA 40.1
43、12 7.9-0.034+0.034 0 辅助计算 mmfh34 mmfh1129.740容 三、支水准测量路线的成果计算三、支水准测量路线的成果计算l l支水准路线（往返或两组并测）是闭合支水准路线（往返或两组并测）是闭合水准路线特例（两点）水准路线特例（两点）l l支水准路线，应将闭合差反号平均分配支水准路线，应将闭合差反号平均分配在往测和返测的实测高差上在往测和返测的实测高差上 当高差闭合差小于限差时，亦可当高差闭合差小于限差时，亦可 hi=（hi往往 hi返返）2【例题例题】在在A、B间进行往返水准测量间进行往返水准测量,已知已知HA=53.218 m,h往往=+0.165 m,h返返
44、=0.183 m,AB间路线长间路线长L=2 km,求改正后求改正后B点的高程点的高程(按图根水准测量精度要求计算按图根水准测量精度要求计算)。m018.0183.0165.0返往hhfh，容容hhhfffmm57240m174.0009.0165.0)2(hfhh往往m174.0009.0183.0)2(hfhh返返m392.53174.0218.53返往hHhHHAAB【解】【解】高差闭合差：高差闭合差：容许高差闭合差：容许高差闭合差：改正后往测高差：改正后往测高差：改正后返测高差：改正后返测高差：B点高程：点高程：水准测量记录手簿水准测量记录手簿观测日期观测日期 天气状况天气状况 仪器编
45、号仪器编号观测者观测者 记录者记录者 校核者校核者水准尺读数高 差测站 测点后视中视前视+仪器高程计算高程调整高程备注BMA1.339往TP11.4181.4020.063TP21.5191.1870.231测BMB0.9840.5354.2763.5730.7660.0630.703BMB1.615返TP30.7622.1530.538TP41.5880.9920.230测BMA1.5260.0623.9654.6710.0620.768-0.706mmfmhmhh 3 706.0 703.0返往mhHHmhmmfABh 607.52 704.0 223.040平均平均容l检校的时间检校的时
46、间：l购进仪器之后购进仪器之后l长途运输之后长途运输之后l项目开工之后项目开工之后l出现问题之后出现问题之后l检校目的检校目的：使仪器各种轴系关系处于正常状态。：使仪器各种轴系关系处于正常状态。1-6 水准仪的检验和校正水准仪的检验和校正CCLLVVLLl水准仪的主要轴、线：水准仪的主要轴、线：v视视准轴准轴CCv水准管轴水准管轴LLv仪器竖仪器竖轴轴VVv圆水准器圆水准器轴轴L L v十字丝横丝（中丝）十字丝横丝（中丝）l轴线之间应满足的几何条件轴线之间应满足的几何条件vL L VVv横丝横丝VVvLLCC（最重要）最重要）图图 2-24（一）圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正（一）圆水准
47、器轴平行于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使使L L VV，圆水准器气泡居中时，圆水准器气泡居中时，竖轴位于铅垂位置。竖轴位于铅垂位置。l检验检验 （1）旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中 （2）将望远镜水平方向绕竖轴旋转将望远镜水平方向绕竖轴旋转180，若，若气泡仍居中，则气泡仍居中，则L L VV，若气泡偏离，则若气泡偏离，则需进行校正。需进行校正。l校正校正 v先用脚螺旋使气泡向中先用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量的一央方向移动偏离量的一半；半；v稍松中间的固定螺丝稍松中间的固定螺丝（有的仪器无此螺丝）；（有的仪器无此螺丝）；v再用校正针拨动圆水准再用校正针拨动圆
48、水准器的三个校正螺丝使气器的三个校正螺丝使气泡居中。泡居中。l重复上述的检验和校正重复上述的检验和校正，使仪器上部旋转到任何位使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。置气泡都能居中为止。l最后应注意旋紧固定螺丝最后应注意旋紧固定螺丝。图图 2-25（二）十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正（二）十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验和校正l目的目的 使使横丝横丝VV，当当仪器粗略整平后，横丝仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任基本水平，用横丝上任意位置所得读数均相同。意位置所得读数均相同。l 检验检验 水准仪整平后，先用十字丝横丝的一端切准水准仪整平后，先用十字丝横丝的一端切准一个点状目标一个点
49、状目标P，若若P点始终在横丝上移动，说明横点始终在横丝上移动，说明横丝已与竖轴垂直；若丝已与竖轴垂直；若P点移动的轨迹离开了横丝点移动的轨迹离开了横丝，则则说明横丝与竖轴不垂直，需要校正。说明横丝与竖轴不垂直，需要校正。图图2-27l校正校正 v打开十字丝分划板的护打开十字丝分划板的护罩，可见到三个或四个罩，可见到三个或四个分划板的固定螺丝分划板的固定螺丝v松开这些固定螺丝松开这些固定螺丝v用手转动十字丝分划板用手转动十字丝分划板座，使横丝的另一端与座，使横丝的另一端与目标相切。目标相切。v反复试验使横丝的两端反复试验使横丝的两端都能与目标相切，则校都能与目标相切，则校正完成。正完成。v最后旋
50、紧所有固定螺丝。最后旋紧所有固定螺丝。图图2-28（三）（三）i i角误差的检验和校正角误差的检验和校正 l l i角：角：水准管轴和视准轴水准管轴和视准轴在垂直面上的投影的夹在垂直面上的投影的夹角。角。l l 交叉误差：交叉误差：上述两轴在水平面上投影上述两轴在水平面上投影的夹角。的夹角。在等外水准在等外水准 测量中可忽略其影响测量中可忽略其影响 为使为使LLCC，两轴在水平面和垂直面的投影都两轴在水平面和垂直面的投影都应平行。应平行。l l i角检验：角检验：是水准仪检校中是水准仪检校中最重要最重要的一项，的一项，l i角检验目的角检验目的 当水准管气泡符合时，视准轴就当水准管气泡符合时，
