3.1.1

水準測量原理水準測量原理：利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立于兩個點上的水準尺上的讀數，通過計算求出地面上兩點間的高差，然后根據已知點的高程計算出待定點的高程。

待定點高程求解步驟：1、計算A、B兩點間高差：2、根據A點高程計算B點高程：3.1水準儀和水準測量1高差法a--后視讀數b--前視讀數視線高:Hi=HA+a=HB+b則hAB=HB-HA=a-b大地水準面

hABA

BHAHB=HA+hAB水平視線水準尺水準尺ab前進方向2視線高法視線高：A點的高程加上后視讀數等于水準儀的視線高程,簡稱視線高,

設為,即。視線高法：利用視線高計算待定水準點B高程的方法。

1、原理：

2、適用條件：特別適用于根 據一個后視點的高程同時測 定多個前視點的高程的工作。

3、測定高程的步驟

視線高法測定高程的步驟架設一次水準儀測多個前視點，…，點的高程：

1）將水準儀架設在適當的位置，對準后視點A，讀取中絲讀數；2）根據A點高程計算出視線高；3）用水準儀照準豎立在，，…，點上的 水準尺，并分別讀取讀數為，，…，

；4）計算點，，…，的高程：

3

轉點及測站條件：在水準測量工作中,若已知水準點到待定水準點之間距離較遠或高差較大,僅安置一次儀器無法測得兩點之間的高差。轉點與測站求解待定水準點高程

轉點與測站

設已知點A的高程為，要定B點的高程，必須在A、B兩點之間連續設置若干個測站。進行觀測時，每安置一次儀器觀測兩點間的高差，稱為一個測站；作為傳遞高程的臨時立尺點1，2，…，n－1稱為轉點（TP）。

求解待定水準點高程1)、計算各測站高差2)、計算A、B兩點間的高差3)、計算待定點B的高程二、連續水準測量轉點

P1、P2、P3，起傳遞高程的作用，必須保持穩定不動。3.1.2水準儀和水準尺D和S分別為“大地測量”和“水準儀”漢語拼音的第一個字母；字母后數字05，1，3，10指用該類型水準儀進行水準測量時每千米往、返測高差中數的偶然中誤差值，分別不超過±0.5mm，±1mm，±3mm，±10mm；DS05、DS1為精密水準儀，主要用于國家一、二等精密水準測量和精密工程測量，DS3主要用于國家三、四等水準測量和常規工程測量，建筑工程測量中常用的是DS3型水準儀，簡稱S3型水準儀。

望遠鏡物鏡目鏡十字絲水準器圓水準器管水準器基座水準儀的基本部件（1）.望遠鏡定義：構成水平視線、瞄準目標并對水準尺進行讀數的主要部件。分類：根據在目鏡端觀察到的物體成像情況，望遠鏡可分為：正像望遠鏡倒像望遠鏡

（微傾式水準儀的望遠鏡多采用內對光式的倒像望遠鏡

）倒像望遠鏡

組成：物鏡、物鏡調焦鏡、十字絲分劃板、目鏡等。

視準軸：

1、定義：物鏡光心與十字絲交點的連線稱為望遠鏡的視準軸；

2、作用：視準軸是瞄準目標和讀數的依據。

成像原理

十字絲分劃板十字絲分劃板：是一塊圓形平板玻璃，上面刻有相互正交的十字絲；十字絲組成及其功能：

1、縱絲（也叫豎絲）用來照準水準尺；

2、橫絲（又叫中絲）的中間來讀取讀數；

3、視距絲：與橫絲平行而等距的上下兩根短細線，用于測量距離。實用技巧：調節目鏡調焦螺旋，可使十字絲分劃板成像清晰。（2）.水準器定義：用來判斷望遠鏡視準軸是否水平及儀器數豎是否豎直的裝置。分類：

a、管水準器；b、圓水準器

（3）.基座組成：軸座、底板、三角壓板及三個腳螺旋。作用：

1、支撐儀器；

2、連接儀器與三腳架。實用技巧：由轉動三個腳螺旋可使水準器氣泡居中。

水準尺和尺墊水準尺分為黑面與紅面，黑紅面的零點差為4687或4787；尺墊：放置在轉點處，防止在觀測過程中水準尺下沉和移位

水準儀應滿足的條件主要條件：水準管軸LL∥視準軸CC視準軸位置不因調焦而變動次要條件：圓水準軸L’L’∥豎軸VV橫絲⊥VVCCLLVVL'L'2.3水準儀使用方法儀器安放整平

對光照準消除視差照準讀數三角架腳螺旋目、物鏡對光螺旋腳架張開角度勿太大或太小不可對準太陽水平微調螺旋刻度大小正、倒像注意：如何辨別及消除視差？

四、水準儀的使用步驟：安置、粗平、瞄準、精平、讀數1、粗平（調節腳螺旋，使圓水準器氣泡居中，儀器豎軸大致鉛垂）

a123b312c312規律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致。2、瞄準先調十字絲清晰，用粗瞄器粗瞄，儀器制動，轉動調焦螺旋至目標成像清晰消除視差，再用微動螺旋轉動望遠鏡使豎絲對準尺中間稍偏一點。3、精平

調節微傾螺旋，使水準管氣泡成像拋物線符合，視線水平（每次讀中絲讀數前都應進行精平）水準尺讀數方法：2.375m3.1.3水準點和水準路線1、水準點的含義2、水準點的埋設要求3、標石的埋設類型4、點之記（一）水準點水準點的含義：

為了統一全國高程系統和滿足科學研究、各種比例尺測圖和工程建設的需要，測繪部門在全國各地埋設了許多固定的測量標志，并用水準測量的方法測定了它們的高程，這些標志稱為水準點，一般用BM(BenchMark)表示。水準點的埋設要求：

1)、國家等級水準點：須按要求設置永久性固定標志；

2)、等外水準點：可在地面上打人木樁，或在堅硬的巖石、建筑物上設置固定標志，并用紅色油漆標注記號和編號。標石的埋設類型：四類水準點標石：

基巖水準標石、基本水準標石、普通水準標石、墻角水準標志。點之記： 定義：水準點埋設后，為便于以后使用時查找，需繪制說明點位的平面圖，稱為點之記。

圖4-17所示為水準點BM1點之記的示例。

2水準路線含義：水準測量施測時所經過的路線，稱為水準路線。布設要求：水準路線應盡量沿公路、大道等平坦地面布設，以保證測量精度。水準路線上兩相鄰水準點之間稱為一個測段。

布設形式：

1、單一水準路線

2、水準網

單一水準路線名稱路線定義觀測要求路線簡圖附合路線從一個已知高級水準點BM1出發，沿各待測高程的點1、2進行水準測量，最后附合到另一個已知高級水準點BM2上的水準路線。單程觀測。閉合路線從一個已知高級水準點BM3出發，沿環線上各待測高程的點1、2、3進行水準測量，最后仍回到原己知高級水準點BM3上的水準路線。單程觀測。支路線從一已知高級水準點BM4出發，沿各待測高程的點1、2進行水準測量，既不附合到另一高級水準點上，也不自行閉合的水準路線。往返觀測或單程雙線觀測。水準測量的技術要求3.1.4水準測量記錄與成果計算水準測量觀測程序：

從一個已知高級水準點出發，一般要用連續水準測量的方法，才能測量并計算出待定水準點的高程。具體工作步驟：

1水準測量的具體工作步驟、記錄、計算：

1)、在己知高程的水準點上立水準標尺，作為后視尺。

2)、在路線的前進方向上的適當位置放置尺墊，在尺墊上豎立水準標尺作為后視尺。

3)、把水準儀安置在到兩水準尺間的距離大致相等的地方，儀器到水準尺的最大視距不大于150m。使圓水準器氣泡居中。

4)、照準后視標尺并消除視差后，用微傾螺旋調節管水準氣泡并使其精確居中，用上、中、下三絲讀取后視讀數，并記入手簿，見表3-3。

5)、照準前視標尺后使水準管氣泡居中，用上、中、下三絲讀取前視讀數，并記入手簿，見表3-3

，比較前后視距差（一半不大于5m）。

6)、將儀器按前進方向遷至第二站，此時，第一站的前視尺不動，變成第二站的后視尺，第一站的后視尺移至前面適當位置成為第二站的前視尺，按第一站相同的觀測程序進行第二站測量。

7)、順序沿水準路線的前進方向觀測、記錄，直至終點。2水準測量的檢核方法

（1）計算檢核主要檢核每站高差計算中的錯誤。（2）測站檢核

儀器高法、雙面尺法。（3）成果檢核

測量結果與理論值的比較，一般用高差閉合差來反映。高差閉合差計算高差閉合差調整計算改正后高差高程計算3五等水準測量內業計算（1）高差閉合差——閉合水準路線閉合水準路線的高差閉合差：由于路線起閉于同一個水準點，因此，高差總和的理論值應等于零，但因測量誤差的存在使得實測高差的總和往往不等于零，其差值稱為閉合水準路線的高差閉合差。閉合差的計算：

高差閉合差計算（2）高差閉合差——附合水準路線附合水準路線的高差閉合差：附合水準路線是由一個已知高程的水準點測量到另一個已知高程的水準點，各段測得的高差總和應等于兩水準點的高程之差。但由于測量誤差的影響，使得實測高差總和與其理論值之間有一個差值，即附合水準路線的高差閉合差。閉合差的計算：（3）高差閉合差——支水準路線支水準路線的高差閉合差：通過往返觀測，得到往返高差的總和 和，理論上應大小相等，符號相反，但由于測量誤差的影響，兩者之間產生一個差值，這個差值稱為支水準路線差閉合差。閉合差的計算：高差閉合差調整

當高差閉合差在允許值范圍之內時，可調整閉合差。 附合水準路線或閉合水準路線高差閉合差分配的原則是將閉合差按距離或測站數成正比例反號改正到各測段的觀測高差上。 高差改正數計算公式為：或 高差改正數的總和應與高差閉合差大小相等，符號相反，即，用該式可以檢核上述改正數計算的正確性。計算改正后高差1)、閉合（或附合）水準路線： 將各段高差觀測值加上相應的高差改正數，求出各段改正之后的高差值，即:

2)、支水準路線： 對于支水準路線，當其閉合差符合要求時，可按下式計算各測段的平均高差：計算高程 方法：

1)、對于附合或閉合水準路線，需根據改正后的高差，由起點高程逐一推算出其他各點的高程；

2)、對于支水準路線，需根據各測段往、返兩次高差平均值，由起點高程逐一推算其他各點的高程。 注意：對于附合或閉合水準路線而言，最后一個已知點的推算高程應等于它的已知高程，以此檢查計算是否正確。3.1.5水準測量注意事項1觀測2扶尺3記錄3.1.7電子水準儀的特點

電子水準儀是以自動安平水準儀為基礎，在望遠鏡光路中增加了分光鏡和探測器（CCD），并采用條碼標尺和圖像處理電子系統而構成的光電測量一體化的高科技產品。采用普通標尺時，又可像一般自動安平水準儀一樣使用。 與傳統儀器相比，電子水準儀具有以下特點：

1)、讀數客觀；

2)、精度高；

3)、速度快；

4)、效率高；

5)、儀器菜單功能豐富，內置功能強、操作界面友好，有各種信息提示，大大 方便了實際操作。3.1.7電子水準儀的基本原理

電子水準儀又稱數字水準儀，它是在自動安平水準儀的基礎上發展起來的。當前電子水準儀采用原理不同的三種自動電子讀數方法。

1)、幾何法（德國蔡司DiNi12/12T/22）

2)、相關法（瑞士徠卡NA3002/3003/DNA03）

3)、相位法（日本拓普康DL-101C/102C/103）。 由于各廠家采用條碼標尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準標尺和調焦仍需人工目視進行。人工完成照準和調焦之后，標尺條碼一方面被成像在望遠鏡分劃板上，供目鏡觀測，另一方面通過望遠鏡的分光鏡，標尺條碼又被成像在光電傳感器(又稱探測器)上，即線陣CCD器件上，供電子讀數。五、五等水準測量水準點：采用水準測量方法測得的高程控制點用BM表示。分為永久性水準點和臨時水準點。水準路線：從一個水準點到另一個水準點所經過的水準測量路徑稱為水準路線。水準路線的布設形式一般有閉合水準路線、附和水準路線、支水準路線等。水準測量工作施測包括：水準路線的設計、水準點標石的埋設、水準測量外業觀測數據采集、水準內業處理等過程。§五等水準測量外業施測

一、水準測量的主要技術要求等級水準儀型號后前視距差K+黑-紅mm紅、黑面所測高差之差mm視線長度m檢測間歇點高差之差mmdm∑dm三DS3≤3≤6≤2≤3≤65≥3.0四DS3≤5≤10≤3≤5≤80≥5.0五DS3大致相等——≤100—二、五等水準測量的主要步驟將水準尺立于高級水準點上，作為后視A；在施測路線前進方向上合適的位置（如TP1）作為前視點，放置尺墊，在A與TP1之間放置水準儀I，其中I距離A與TP1的距離大致相等；以上稱為第一測站，采用水準測量的方法讀取前后視讀數，計算高差，視距等記錄于手簿；將TP1作為下一測站的后視點，重復前面步驟，尋找TP2作為第二測站的前視點，將相關數據記錄于手簿中；按照相同的方法和操作程序，完成整條水準路線的數據采集工作。檢查水準儀、水準尺符合要求方可使用每次讀數前后均應檢查水準管氣泡是否居中前后視距要大致相等，視線距離不超過75m為宜相鄰站轉站過程中，轉點尺位嚴格保持不動；讀數時，記錄員要復述，以便核對每條水準路線測站數應為偶數，以消除兩根水準尺的零點差。三、五等水準測量注意事項測站數為偶數消除水準尺零點誤差標尺的零點差可用一測段中使測站為偶數的方法予以消除。計算檢核測站檢核（單站檢核）儀器高法、雙面尺法成果檢核（整條路線檢核）高差閉合差（三種不同水準路線的高差閉合差P37）四、五等水準測量檢核方法測站檢核方法1、兩次儀器高法2、雙面尺法a2a1b2b1測站測點水準尺讀數mm高差mm平均值mm后視前視1A1240a11393a2B2045b1-0805h′-0804h12196b2-0803h″AB高差閉合差計算（注意布設形式）；高差閉合差調整（與測站成正比反號分配或者與測段長度成正比反號分配）；計算各待定點的高程；內業計算實例P38五、五等水準測量內業計算高程測設什么叫高程測設？高程測設的任務是什么？高程測設的幾種方法？實習一水準儀的認識一、實習內容1、了解水準儀的基本構造，各部件名稱和作用2、學會水準儀的使用（安置、粗平、瞄準、精平）；3、練習讀數（