水準(zhǔn)測量基礎(chǔ)教程.

1、水準(zhǔn)測量高程測量概述水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量的儀器和工具水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)測量的方法與成來整理水準(zhǔn)測量的誤差分析高程測量概述、地面點的高程:、高程測量方法1、水準(zhǔn)測量等級絕對高程地面點的高程一地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離。高程測量的方法用水準(zhǔn)儀進行高程測量的工作。 是高程測量的主要方法使用儀器：水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。其他高程測量方法：三角高程測量、氣壓高 程測量、GPS測量43水準(zhǔn)測量的等級分一、一等水準(zhǔn)測量:僅在國家等級中存在作為國家的高程控制，建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn);科學(xué)研究（地殼形變、地面沉降、精密測量） 二等水準(zhǔn)測量：作為大城市的高程控制；地面沉降；精密工程測量等水準(zhǔn)測量:作

2、為小地區(qū)的高程控制；普通工程測量圖根水準(zhǔn)（普通水準(zhǔn)）水準(zhǔn)測量原理耍求：測量A, B兩點間的高2i：h 思路：在A, B上豎立標(biāo)尺,用水準(zhǔn)儀構(gòu)筑一條水 平視線該視線在兩尺上截得 讀數(shù)次和b貝IjB比A高出注：咼羞h(yuǎn)右lF右負(fù)連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測量方法兩點間距離較長或高差較大時，在兩點間設(shè)若 干轉(zhuǎn)點，分段測量高差，取各分段高差的總和。hAB=hi+- hn=1一5)+ (a2-b2) +.+ (an-bn) (2-2-7)水準(zhǔn)尺和水準(zhǔn)儀=SaEb一水準(zhǔn)尺、尺墊直尺：雙面（黑、紅）水準(zhǔn)尺， 尺常數(shù)4687m、4. 787m,用 于三等以下水準(zhǔn)路線測量（含三筆塔尺：可伸縮，伸足為3米、5米，用于一般工程

3、測量。尺墊：轉(zhuǎn)點立尺用。二水準(zhǔn)儀等級（精度系列）：DS05 DS1 DS3 DS10 型號下標(biāo)：毫米數(shù)，表示 1公里往、返測量的高差平 均值的中謀差（山于儀器引 起的）。鏡器遠(yuǎn)準(zhǔn)架座 造望水支基望遠(yuǎn)鏡的卜字絲5.物鍛關(guān)加黔旗；6 口俊調(diào)加詵昭7十孑絲敢人俾測量望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。目鏡的作用：把十字絲（和日標(biāo)象）放大。十字絲固定不動。為了讓儀器適用于不同視力的人，1=1鏡 司*以前后調(diào)節(jié)，稱頭I遞狐霑。調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字 絲面上。移動調(diào)焦鏡稱為視差：如果冃標(biāo)象沒有落在十字絲血上，則當(dāng)觀測 員的眼睛上下左右移動時，

4、會感到冃標(biāo)彖與字絲 之間有相對錯動。這種現(xiàn)彖稱為視差。視差影響瞄 準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以。視差：塑遠(yuǎn)矗內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合?，F(xiàn)象：觀測時，改變眼睛耳目鏡的相對位鋌, 十字絲與目標(biāo)的像有相對移動。消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；物鏡調(diào)焦，使冃標(biāo)像最清晰，且無視差。4、用微傾螺旋 使水準(zhǔn)管氣泡居屮（符合氣泡符合）5、用十字絲的 橫絲在水準(zhǔn)尺上讀 數(shù)（先讀宅米數(shù)， 然后米，分米，厘 米數(shù)。每次讀四位 藪，“0”也是必須 記錄的數(shù)字。）水準(zhǔn)儀的使用1、川連接螺旋把儀器同定在 三腳架上2、使三腳架架頭人致水平;轉(zhuǎn) 動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中3、照準(zhǔn)明亮的物體（如白 色的墻）調(diào)節(jié)目鏡

5、便Z適合口己 的視力（十字絲最清晰）；:轉(zhuǎn)動儀器，利用望遠(yuǎn)鏡外 殼上的準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)冃標(biāo)；:轉(zhuǎn)動調(diào)焦螺旋使H標(biāo)彖 淸晰，直至無“視差”。用微動螺旋慢慢轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，有至 精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)為止（卜字絲的縱 絲靠近水準(zhǔn)尺）1、安置水準(zhǔn)儀打開三腳架并使高度適屮，目估使架頭大 致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架 伸縮螺旋是否擰緊，然后打開儀器箱取出 水準(zhǔn)儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀 器牢固地固連在三腳架頭上。1416川連接螺旋把儀器固定在三腳 架上，固疋兩個腳架，動第二 個腳架，使二腳架架頭人致水 平;轉(zhuǎn)動腳使螺旋圓水準(zhǔn)器的氣 泡居中*圓水準(zhǔn)器腳螺旋#3、瞄準(zhǔn)物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。目鏡的作用：把十

6、字絲（和目標(biāo)彖）放大。十字絲固定不動。為了止儀器適用于不同視力的人, 自鏡口以前潔詢節(jié)，稱為門O調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的（3標(biāo)都能成象 于+字絲血上。移動調(diào)焦鏡稱另 $ ;.視差：如果冃標(biāo)象沒有落在十字絲而上，則 當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動時，會感到冃 標(biāo)象與十字絲之間有相對錯動。這種現(xiàn)彖稱 為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可 以稱I®鱷。4、精平把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則 I大I為玻璃有厚度，斜視時會產(chǎn) 生視差要同時觀察氣泡的兩端才能判 斷氣泡是否居中195、讀數(shù)普通水準(zhǔn)尺用觀察，可以避免上述缺點。判斷“氣泡 居中”的桔應(yīng)約可提高一倍。水準(zhǔn)尺的分劃不

7、是 線劃式而是的。區(qū)格的邊 緣是分劃的位置, 區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀” O區(qū)格式分劃便于從 遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。水準(zhǔn)測量的瞄準(zhǔn)與讀數(shù)b'歸口; 16. 2521.533/141、支水準(zhǔn)路線2、閉合水準(zhǔn)路線3、符合水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)測量的方法及成果處理一、水準(zhǔn)點和水準(zhǔn)路線（一）水準(zhǔn)點 埋設(shè)在永久、固定的地點（二）水準(zhǔn)路線二、水準(zhǔn)測量方法（一）兩次儀器高法已知1你，求Hbh|=a（-b|h-h?v=f= 土 5mm水準(zhǔn)測量記錄（兩次儀器法）二、水準(zhǔn)測量方法（一）雙而尺法己知求Hh|=arb|h-h°v=f=±5mm水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）三、水準(zhǔn)測量成果整理+2.33 lmA 1.6

8、km+2.813m-2.244m2. lkm1.7km3 2.0km+ 1.430m(一)、高差閉合差計算r o閉合水準(zhǔn)v Hb-Ha=H-H始附合水準(zhǔn)._u支水準(zhǔn)2.0km® BHB=49.579m+ 1.430m三、水準(zhǔn)測量成果整理HA=45.286m +2.33 lmA 1.6km(-)高差閉合差計算以公里為單位高羌閉合羌的允許值+2.813m-2.244m2.1km1.7km3 2.0kmHB=49.579m+ 1.430m三、水準(zhǔn)測量成果整理HA=45.286m +2.331 in® -A 1.6km（二）高差閉合差的分配31水準(zhǔn)測量成果整理32水準(zhǔn)測量的誤差分析

9、測量誤差主要有三種:儀器誤差操作誤差外界的影響其它水準(zhǔn)測量也具有這些課差水準(zhǔn)測量的儀器誤差1 ）岡水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱 軸 lLvv2）十字絲的橫絲不水平3）水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行LL/CC33水準(zhǔn)測量的操作誤差1氣泡居中不準(zhǔn)引起的誤差2水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差3瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差分析討論：1，設(shè)氣泡居中不準(zhǔn)引起的讀數(shù)誤差為則342,水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差與水平視線離尺底的高度h,尺子的傾斜度 ，以及尺底的厚度b和 尺子安放的情況有關(guān)。1 丫 】n n2 !對策-梢密水準(zhǔn)測量時，尺上要裝水準(zhǔn)器-普通水準(zhǔn)測量時盡雖把尺扶直或扶尺員慢慢地把尺前右搖動，觀察員収尺上最小的讀數(shù)3,瞄準(zhǔn)

10、和讀數(shù)的誤差對丁區(qū)格式的水準(zhǔn)尺，最小一位讀數(shù)是估讀的。 一般說來估讀的誤差約為1毫米。十孚絲粗約為0.005毫米。望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距約為 300毫米。當(dāng)S=60m時,投影在尺面上十字絲的 象粗為所以當(dāng)視線長度大：60米時，讀數(shù)誤差會增加。37外界條件對水準(zhǔn)測量的影響1地球曲率的影響2大氣折光的影響3大氣抖動的影響4溫度對儀器的影響1、地球曲率的影響A列曲處rt毎帰颯匸作時水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸是水平苴線，I佃大地水準(zhǔn)面是曲面。曲此, 在讀數(shù)中就有誤差當(dāng)S=100米時，對策：如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測站的距 離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含 有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測站時耍

11、爭収 “ ”2、大氣折光的影響接近地向的空氣溫度不 均勻，所以空氣的密度 也不均勻。光線密度 不勻的介質(zhì)中沿曲線傳 布。這稱為“總體上說，白天近地面 的空氣溫度高，密度低, 彎曲的光線凹面向上；晚上近地而的空氣溫度 低，密度高，彎曲的光 線凹面向下。接近地面的溫度梯度人 大氣折光的曲率大曲于空氣的溫度不同時 刻不同的地方一直處于 變動Z'po所以很難描 述折光的規(guī)律。對策：避免川接近地向的視線 工作盡量抬高視線用前后視等距的方濃進 行水冷測量3、大氣抖動的影響除了規(guī)律性的人氣折光以外，還仃不規(guī)律的部分: 白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣 下降補充。因此，這里的空氣處于頻繁的運

12、動之 中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會使視線抖動，從 而增加讀數(shù)誤差。對策：在沙地，水泥地湍流強的地區(qū)，一 般只在上午10點之前作水準(zhǔn)測量。高精 度的水準(zhǔn)測量也只在上午1()點/前進行。4、溫度對儀器的影響溫度會引起儀器的部件漲縮, 從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件 （物鏡，I 字絲和調(diào)焦鏡） 相對位置的變化，或者引起 視準(zhǔn)軸相對與水準(zhǔn)管軸位置 的變化。山于光學(xué)測量儀器 是箱密儀器，不大的位移帰 町能使軸線產(chǎn)生兒秒偏差， 從而使測暈結(jié)果的誤差增大O不均勻的溫度對儀器的性能 影響尤其大。例如從前方或 后方口光照射水準(zhǔn)管，就能 使氣泡"趨向太陽” -水準(zhǔn) 管軸的零位置改變了。對策：儀器制作時采収保護描施: llZeiss004在望遠(yuǎn)鏡尙外 面還有一個保護筒。量筒 之間靜止的空氣起隔熱作 用粘密水準(zhǔn)測晝時必須撐傘稻密水準(zhǔn)儀從箱中型出來 后要靜克半小時后再開始 工作避免日光直接照射水準(zhǔn)管其他影響轉(zhuǎn)點的唯一性問題： 水準(zhǔn)測W常需多次設(shè)站把