第二章水準測量工程測量水準測量的儀器及工具2水準儀的使用3水準測量原理1第二章水準測量水準測量的實施4微傾式水準儀的檢驗與校正6水準測量的誤差及注意事項7水準測量的內業處理5自動安平水準儀8精密水準儀與電子水準儀9第一節水準測量原理圖2-1水準測量原理hAB=a-b(2-1)HB=HA+Hab=HA+(a-b)(2-2)第一節水準測量原理儀器的視線高程：Hi=HA+a待定點的高程：HB=Hi–b=HA+a–b（2-3）圖2-2視線高法水準測量第一節水準測量原理hAB=h1+h2+h3…hn==-(2-4)

（2-5）圖2-3連續水準測量第二節水準測量的儀器及工具12DS3型微傾式水準儀的構造水準尺和尺墊第二節水準測量的儀器及工具表2-1水準儀分級及主要用途一、DS3型微傾式水準儀的構造工程測量中一般常使用DS3級水準儀其外形及各部件名稱如圖2-4所示，主要由望遠鏡、水準器、基座三大部分組成。圖2-4DS3型水準儀一、DS3型微傾式水準儀的構造1．望遠鏡圖2-5望遠鏡的構造1－物鏡；2－目鏡；3－物鏡調焦透鏡；4－十字絲分劃板；5－物鏡調焦螺旋；6－目鏡調焦螺旋

一、DS3型微傾式水準儀的構造（2-6）

圖2-6望遠鏡的成像原理一、DS3型微傾式水準儀的構造2．水準器(1)管水準器(2)圓水準器圖2-7管水準器的構造與分劃值一、DS3型微傾式水準儀的構造

τ=2mm·ρ

（2-7）圖2-8符合水準器棱鏡系統一、DS3型微傾式水準儀的構造圖2-9圓水準器構造圖2-10水準尺一、DS3型微傾式水準儀的構造3．基座基座由軸座、腳螺旋和連接板組成。儀器上部結構通過豎軸插入軸座中，由軸座支承，用三個腳螺旋與連接板連接。整個儀器用中心連接螺旋固定在三腳架上。二、水準尺和尺墊水準尺又稱標尺是水準測量的主要工具，在水準測量作業時與水準儀配合使用，缺一不可。圖2-11尺墊第三節水準儀的使用1．安置水準儀2.粗略整平3．瞄準水準尺4．精平與讀數圖2-12圓水準氣泡整平圖2-13視差現象第三節水準儀的使用圖2-14精平后讀數第四節水準測量的實施12水準點及其埋設水準路線3水準測量外業的實施一、水準點及其埋設為了統一全國的高程系統，國家有關專業測繪部門在全國各地埋設了許多固定的高程控制點，并根據1985年確定的黃海高程系——青島水準原點，采用水準測量的方法測定其高程，這些點稱為水準點（BenchMark）,簡記BM。水準測量通常是從水準點引測其它點的高程。水準點有永久性和臨時性兩種。水準點的位置應選在土質堅硬、便于長期保存和使用方便的地點。一、水準點及其埋設圖2-15永久性水準點一、水準點及其埋設圖2-16臨時性水準點二、水準路線1．閉合水準路線2．附合水準路線3．支水準路線圖2-17水準路線的布設三、水準測量外業的實施1．一般要求作業前應選擇適當的儀器、水準標尺，并對其進行檢驗和校正。三、四等水準測量和圖根控制測量用DS3型儀器和雙面尺，等外水準配單面尺。一般性水準測量采用單程觀測，作為首級控制或支水準路線測量必須進行往返測量。等級水準測量的視距長度、路線長度等必須符合規范要求。測量時應盡可能采用中間法，即儀器安置在距離前、后視尺大致相等的位置。三、水準測量外業的實施2．實施過程（一個測站為例）圖2-18水準測量外業實施三、水準測量外業的實施表2-2水準測量手簿日期：

2010年9月20日

天氣：

晴

小組：第2小組儀器：

DS3觀測者：

張寧

記錄者：

王小明

單位（m）測站測點水準尺讀數高差

高程

備注后視讀數a前視讀數b1BMA2.036+0.48948.145

TP.11.5472TP.11.743+0.307

TP.21.4363TP.21.676+0.642

TP.31.0344TP.31.244-0.52149.062

B1.765

+0.917

計算檢核

6.699-5.782=0.917m0.917m0.917m三、水準測量外業的實施3．水準測量檢核（1）測站檢核

′″≤（2-7）

100mm≤（2-8）（2）計算檢核（3）成果檢核

（2-9）

≤

（2-10）二、水準路線三等水準測量：平地=±12mm；山地=±4mm（2-11）四等水準測量：平地=±20mm；山地=±6mm（2-12）圖根水準測量：平地=±40mm；山地=±12mm（2-13）第五節水準測量的內業處理1．高差閉合差的計算（1）閉合水準路線

（2-14）（2）附合水準路線（2-15）（2-16）（3）支線水準路線

=0（2-17）（2-18）第五節水準測量的內業處理2．改正數v的計算（高差閉合差的調整）（2-19）

（2-20）3．改正后高差的計算

′（2-21）第五節水準測量的內業處理4．高程的計算′（2-22）圖2-19附合水準路線第五節水準測量的內業處理表2-3附合水準路線測量成果內業計算

測點測站數實測高差(m)高差改正數(m)改正后的高差(m)高程(m)備注BMA

42.365

山地等外水準測量6-2.515-0.011-2.526139.8396-3.227-0.011-3.238236.6014+1.378-0.008+1.370337.9718-5.447-0.015-5.462BMB32.50924-9.8110.045-9.856輔助計算第六節微傾式水準儀的檢驗與校正12圓水準器軸平行儀器豎軸的檢驗校正十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正3水準管軸平行視準軸的檢驗與校正第六節微傾式水準儀的檢驗與校正水準儀有以下主要軸線：視準軸、水準管軸、儀器豎軸和圓水準器軸，以及十字絲橫絲，見圖2—20。圖2-20

水準儀的主要軸線一、圓水準器軸平行儀器豎軸的

檢驗校正(1)檢驗方法：圖2—21

圓水準器檢驗校正原理一、圓水準器軸平行儀器豎軸的

檢驗校正(2)校正方法：圖2-22

圓水準器校正螺釘圖2-23

十字絲的校正二、十字絲橫絲垂直儀器豎軸的

檢驗與校正(1)檢驗方法(2)校正方法

圖2-24

十字絲的檢驗

三、水準管軸平行視準軸的

檢驗與校正(1)檢驗方法：

(2-23)

(2-24)圖2—25

水準管軸平行視準軸的檢驗三、水準管軸平行視準軸的

檢驗與校正(2)校正方法：圖2—26水準管的校正第七節水準測量的誤差及注意事項12儀器誤差觀測誤差3外界條件影響一、儀器誤差(1)儀器校正后的殘余誤差例如水準儀的水準管軸與視準軸不平行，雖經過校正但仍然殘存少量誤差，因而使讀數產生誤差。(2)水準尺誤差由于水準尺刻劃不準確、尺長變化、彎曲等影響，都會影響水準測量的精度。二、觀測誤差(1)水準管氣泡居中誤差

(2-25)(2)讀數誤差

(2-26)(3)視差影響(4)水準尺傾斜誤差三、外界條件影響(1)儀器下沉(2)尺墊下沉(3)地球曲率的影響

(2-27)(4)大氣折光影響

(2-28)

(2-29)(5)溫度的影響第八節自動安平水準儀12視線自動安平原理自動安平補償器3自動安平水準儀的使用一、視線自動安平原理(2-30)圖2-28自動安平原理二、自動安平補償器

(2-31)圖2-29DSZ3自動安平水準儀構造二、自動安平補償器圖2-30平面鏡全反射原理圖2-31補償器工作原理三、自動安平水準儀的使用使用自動安平水準儀時，首先將圓水準器氣泡居中，然后瞄準水準尺，等待2～4秒后，即可進行讀數。有的自動安平水準儀配有一個補償器檢查按鈕，每次讀數前按一下該按鈕，確認補償器能正常作用再讀數。第九節精密水準儀與電子水準儀12精密水準儀及水準尺電子水準儀一、精密水準儀及水準尺1．精密水準儀的結構特點（1）水準器具有較高的靈敏度。（2）望遠鏡具有良好的光學性能。（3）具有光學測微器裝置。（4）視準軸與水準軸之間的聯系相對穩定。一、精密水準儀及水準尺圖圖2-32精密水準儀一、精密水準儀及水準尺2．精密水準儀的構造原理圖2—33

光學測微器構造與讀數一、精密水準儀及水準尺精密水準儀必須配有精密水準尺。這種尺一般是在木質尺身的槽內，安有一根銦瓦合金帶。帶上標有刻劃，數字注在木尺上。精密水準尺上的分劃注記一般有兩種形式：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃（0——300cm注記），左邊為輔助分劃(300——600cm注記)。另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。一、精密水準儀及水準尺4．精密水準儀的操作方法與讀數圖2-34精密水準尺圖2-35精密水準尺讀數二、電子水準儀圖2-36DINI12電子水準儀及條碼尺水平微動螺旋水平氣泡電池鎖扣鍵盤和顯示面板PCMCIA卡插槽條碼尺圖例提

把對焦目鏡、

二、電子水準儀1.電子水準儀的原理：圖2-37DINI12電子水準儀的結構望遠鏡二、電子水準儀2.電子水準儀的特點（1)讀數客觀。（2)精度高。（3)速度快。（4)效率高。二、電子水準儀3.