第3章_水準測量

1、 第二章第二章 水準測量水準測量&水準測量的原理水準測量的原理&水準儀及其使用水準儀及其使用&普通水準測量及其成果整理普通水準測量及其成果整理&水準儀的檢驗與校正水準儀的檢驗與校正&水準測量誤差分析及其注意事項水準測量誤差分析及其注意事項本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 ABABHHhn 絕對高程絕對高程BAHH ,AB大地水準面大地水準面AHBH假定水準面假定水準面AHBHn 相對高程相對高程BAHH ,ABABHHhn 高差高差A(yù)BABABHHHHh高程的概念高程的概念 高程測量高程測量v高程測量是測量工作的三項基本任務(wù)之一，通常確高程測量是測量工作的三項基本任務(wù)之一，通常確定點地面高程的方法有：

2、水準測量和三角高程測量。定點地面高程的方法有：水準測量和三角高程測量。v水準測量水準測量是利用水平視線來測量兩點間的高差。由是利用水平視線來測量兩點間的高差。由于水準測量的精度較高，所以是高程測量中最主要于水準測量的精度較高，所以是高程測量中最主要的方法。的方法。v三角高程測量三角高程測量是測量兩點間的水平距離或斜距和豎是測量兩點間的水平距離或斜距和豎直角直角(即傾斜角即傾斜角)，然后利用三角公式計算出兩點間，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)母卟?。三角高程測量一般精度較低，只是在適當?shù)臈l件下才被采用。的條件下才被采用。vGPS測高。測高。 水準測量的原

3、理水準測量的原理v水準測量是利用水準儀提供的水平視線，借助于帶水準測量是利用水準儀提供的水平視線，借助于帶有分劃的水準尺，直接測定地面上兩點間的高差，有分劃的水準尺，直接測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點高程和測得的高差，推算出未知點然后根據(jù)已知點高程和測得的高差，推算出未知點高程。高程。ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HA（已知）（已知）HB=？后視后視前視前視 水準測量的原理水準測量的原理ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HA（已知）（已知）HB=？后視后視前視前視bahAB A、B兩點間高差兩點間高差hAB為：為：A點為點為后視點后視點，A點尺上的讀

4、數(shù)點尺上的讀數(shù)a稱為稱為后視讀數(shù)后視讀數(shù)；B點為點為前視前視點點，B點尺上的讀數(shù)點尺上的讀數(shù)b稱為稱為前視讀數(shù)前視讀數(shù)。高差等于高差等于后視讀數(shù)后視讀數(shù)減去減去前視讀數(shù)前視讀數(shù)。 水準測量的原理水準測量的原理hABABab前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHBABABhHH bHHaHHiBAi視線高度視線高度v計算未知點的高程計算未知點的高程n高差法高差法n視線高法視線高法 水準測量的原理水準測量的原理hAB大地水準面大地水準面HB=?Av連續(xù)水準測量連續(xù)水準測量 hAB=h =h1+h2 + =(a1 b1)+(a2 b2 )+ = ab 水準儀水準儀v為水準測量提供水平視線的為

5、水準測量提供水平視線的儀器。儀器。v常用的水準儀常用的水準儀 精密水準儀精密水準儀 DS05 、 DS1 普通水準儀普通水準儀 DS3 、DS10 水準儀水準儀DS3型水準儀水準儀望遠鏡望遠鏡水準器水準器基基 座座v水準儀的結(jié)構(gòu)水準儀的結(jié)構(gòu) 水準儀水準儀目鏡目鏡微傾螺微傾螺旋旋物鏡調(diào)焦螺物鏡調(diào)焦螺旋旋物鏡物鏡水平水平微動微動螺旋螺旋水平水平制動制動螺旋螺旋腳螺腳螺旋旋準星準星v水準儀的結(jié)構(gòu)水準儀的結(jié)構(gòu) 水準儀水準儀物鏡物鏡對光透鏡對光透鏡目鏡目鏡視準軸視準軸上絲上絲下絲下絲中絲中絲豎絲豎絲十字絲分劃板十字絲分劃板v望遠鏡望遠鏡n望遠鏡是用來精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的。望遠鏡是用來精確

6、瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的。n它主要由它主要由: 物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板組成。物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板組成。n物鏡、目鏡調(diào)焦的目的。物鏡、目鏡調(diào)焦的目的。 水準儀水準儀圓水準器圓水準器圓水準器軸圓水準器軸長水準管長水準管長水準管軸長水準管軸v水準器水準器n是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。是用以指示視線水平或豎軸是否豎直的裝置。n水準器又分為圓水準器和管水準器。水準器又分為圓水準器和管水準器。 水準儀水準儀氣氣泡泡LLv水準器水準器n圓水準器圓水準器l用以粗平儀器。用以粗平儀器。l過零點的球面法線過零點的球面法線LL，稱，稱為圓水準器軸。為圓水準器軸。l圓水準

7、器軸圓水準器軸LL平行于儀器平行于儀器豎軸豎軸VV。l氣泡中心偏離零點氣泡中心偏離零點2mm時時豎軸所傾斜的角值，稱為豎軸所傾斜的角值，稱為圓水準器的分劃值。圓水準器的分劃值。 水準儀水準儀OLLv水準器水準器n管水準器管水準器l管水準器（亦稱水準管）用管水準器（亦稱水準管）用于精確整平儀器。于精確整平儀器。l水準管上水準管上2mm2mm圓弧所對的圓圓弧所對的圓心角心角，稱為水準管的分劃，稱為水準管的分劃值，水準管分劃愈小，水準值，水準管分劃愈小，水準管靈敏度愈高，用其整平儀管靈敏度愈高，用其整平儀器的精度也愈高。器的精度也愈高。DSDS3 3型水型水準儀的水準管分劃值為準儀的水準管分劃值為2

8、020，記作記作2020/2mm/2mm。 水準儀水準儀v水準器水準器n符合管水準器符合管水準器l為了提高水準管氣泡居中的精度，采用符合水準器。為了提高水準管氣泡居中的精度，采用符合水準器。 水準儀水準儀v基座基座n基座的作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架基座的作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接。連接。n基座主要由軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板構(gòu)成?；饕奢S座、腳螺旋、底板和三腳壓板構(gòu)成。n轉(zhuǎn)動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。轉(zhuǎn)動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。 水準尺和尺墊水準尺和尺墊v尺墊是由生鐵鑄成。一般尺墊是由生鐵鑄成。一般為三角形板座，其下方有為三角形板座，其下方有

9、三個腳，可以踏入土中。三個腳，可以踏入土中。尺墊上方有一突起的半球尺墊上方有一突起的半球體，體，水準尺立于半球頂面水準尺立于半球頂面。 尺墊用于轉(zhuǎn)點處。尺墊用于轉(zhuǎn)點處。v尺的雙面均有刻劃，一面尺的雙面均有刻劃，一面為黑白相間，稱為黑面尺為黑白相間，稱為黑面尺（也稱主尺）；另一面為（也稱主尺）；另一面為紅白相間，稱為紅面尺紅白相間，稱為紅面尺（也稱輔尺）。（也稱輔尺）。立尺點立尺點 v尺常數(shù)尺常數(shù) 兩面的刻劃均為兩面的刻劃均為1cm，在分米處注有數(shù)字。，在分米處注有數(shù)字。 兩根尺的黑面尺尺底均從零開始，而紅面尺尺底，兩根尺的黑面尺尺底均從零開始，而紅面尺尺底，一根從一根從4.687m開始，另一根

10、從開始，另一根從4.787m開始。在視線開始。在視線高度不變的情況下，同一根水準尺的紅面和黑面讀高度不變的情況下，同一根水準尺的紅面和黑面讀數(shù)之差應(yīng)等于常數(shù)數(shù)之差應(yīng)等于常數(shù)4.687m或或4.787m，這個常數(shù)稱為，這個常數(shù)稱為尺常數(shù)尺常數(shù)，用，用K來表示。來表示。 水準尺和尺墊水準尺和尺墊 水準儀的使用水準儀的使用v安置：安置三腳架和水準儀；安置：安置三腳架和水準儀；v粗平：使圓水準器氣泡居中；粗平：使圓水準器氣泡居中；v瞄準：粗瞄和精瞄；瞄準：粗瞄和精瞄；v精平：使長水準管氣泡居中；精平：使長水準管氣泡居中；v讀數(shù)：用中絲讀數(shù)；讀數(shù)：用中絲讀數(shù)； 水準儀的使用水準儀的使用v安置儀器安置儀器

11、n在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調(diào)整在測站上松開三腳架架腿的固定螺旋，按需要的高度調(diào)整架腿長度，再擰緊固定螺旋，張開三腳架將架腿踩實，并架腿長度，再擰緊固定螺旋，張開三腳架將架腿踩實，并使使三腳架架頭大致水平三腳架架頭大致水平。n從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳架架頭上。架架頭上。 水準儀的使用水準儀的使用v粗平粗平n使圓水準器氣泡居中使圓水準器氣泡居中b312c312 a13 2氣泡移動方向與氣泡移動方向與左手大拇指左手大拇指運動的方向一致。運動的方向一致。 水準儀的使用水準儀的使用缺口缺口準星準星水平微動螺

12、旋水平微動螺旋水平制水平制動螺旋動螺旋對光螺旋對光螺旋消除視差消除視差v瞄準目標瞄準目標n粗瞄、對光、精瞄和消除視差粗瞄、對光、精瞄和消除視差 水準儀的使用水準儀的使用微傾螺旋微傾螺旋每次讀中絲讀數(shù)前都要精平每次讀中絲讀數(shù)前都要精平v精平精平n使長水準管氣泡居中使長水準管氣泡居中 水準儀的使用水準儀的使用v讀數(shù)讀數(shù)l 儀器精確整平后，即可用十字絲橫絲（即中絲）儀器精確整平后，即可用十字絲橫絲（即中絲）在水準尺上讀數(shù)。在水準尺上讀數(shù)。l讀數(shù)按由小到大的方向，讀出米、分米、厘米、讀數(shù)按由小到大的方向，讀出米、分米、厘米、并仔細估讀毫米數(shù)。并仔細估讀毫米數(shù)。l讀數(shù)記錄一般均不加小數(shù)點，讀記四位數(shù)，以

13、毫讀數(shù)記錄一般均不加小數(shù)點，讀記四位數(shù)，以毫米為單位。米為單位。 水準儀的使用水準儀的使用1213111.251m0.717mv讀數(shù)讀數(shù) 水水準準尺尺讀讀數(shù)數(shù)1 1123121314 水準點和水準路線水準點和水準路線v水準點：我們將用水準測量的方法測定的高程控制水準點：我們將用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點。水準點記為點，稱為水準點。水準點記為BM (Bench Mark)。v水準點有水準點有永久性水準點永久性水準點和和臨時性水準點臨時性水準點兩種。兩種。國家等級永久性水準點國家等級永久性水準點 水準點和水準路線水準點和水準路線BM23BM24BM259.0m9.8m8.4mH23

14、56.437mH2458.392mH2553.168m水準點的水準點的“點之記點之記”建筑工程水準點建筑工程水準點臨時性水準點臨時性水準點v水準點水準點 水準點和水準路線水準點和水準路線單一單一水準路線水準路線附和附和水準路線水準路線閉合閉合水準路線水準路線支支水準路線水準路線水準網(wǎng)水準網(wǎng)v水準路線水準路線 相鄰兩水準點間的路線稱為測段。相鄰兩水準點間的路線稱為測段。水準路線水準路線 在水準點間進行水準測量所經(jīng)過的路線，稱為水準路線。BMABMBh1h2h3h4123 水準點和水準路線水準點和水準路線v附和水準路線附和水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BM1出發(fā)，沿待定高程的出發(fā)，

15、沿待定高程的水準點水準點1、2、進行水準測量，最后附合到另進行水準測量，最后附合到另一已知高程的水準點一已知高程的水準點BM2所構(gòu)成的水準路線，所構(gòu)成的水準路線，稱為附合水準路線。稱為附合水準路線。BM1BM2)(始始終終測測HHhfh 水準點和水準路線水準點和水準路線v水準路線水準路線n閉合水準路線閉合水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BM1出發(fā)，沿各待定高程的水準出發(fā)，沿各待定高程的水準點點1、2、3、4進行水準測量，最后又回到原出發(fā)點進行水準測量，最后又回到原出發(fā)點BM1的環(huán)形路線，稱為閉合水準的環(huán)形路線，稱為閉合水準 路線。路線。BM0 測測hfh 水準點和水準路線水準點和

16、水準路線v水準路線水準路線n支水準路線支水準路線l從已知高程的水準點從已知高程的水準點BM0出發(fā)，沿待定高程的水準點出發(fā)，沿待定高程的水準點1，2進行水準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，進行水準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量，以資稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量，以資檢核。檢核。 BM0 返返往往hhfh 水準點和水準路線水準點和水準路線BM3BM1BM2結(jié)點通過平差方法求得各待定點的高程v水準路線水準路線n水準網(wǎng)水準網(wǎng) 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHB 水準測量的外業(yè)水準測

17、量的外業(yè)BMABDAB50mhAB12.500mAHACHChAC大地水準面大地水準面D1000m 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)v當已知高程的水準點距欲測定高程點較遠或高差較當已知高程的水準點距欲測定高程點較遠或高差較大時，不能安置一次儀器即可測得兩點間的高差。大時，不能安置一次儀器即可測得兩點間的高差。這時需要在兩點間加設(shè)若干個立尺點，分段設(shè)站，這時需要在兩點間加設(shè)若干個立尺點，分段設(shè)站，連續(xù)進行觀測。連續(xù)進行觀測。v加設(shè)的這些立尺點并不需要測定其高程，它們只起加設(shè)的這些立尺點并不需要測定其高程，它們只起傳遞高程的作用，故稱之為轉(zhuǎn)點，用傳遞高程的作用，故稱之為轉(zhuǎn)點，用TP（Turning P

18、oint）表示。）表示。v轉(zhuǎn)點上需放置尺墊。轉(zhuǎn)點上需放置尺墊。 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)v已知水準點已知水準點BMA的高程的高程 HA19.153m，現(xiàn)欲測定，現(xiàn)欲測定B點的高程點的高程HB，由于，由于A、B兩點相距較遠，需分段設(shè)站兩點相距較遠，需分段設(shè)站進行測量，具體施測步驟如下。進行測量，具體施測步驟如下。HAHBhAB大地水準面大地水準面AB 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP1h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向1.2711.632測站測站 測點測點水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù)/m高差高差/m高程高程/m備注備注后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)+

19、-19.153已知已知1BMATP11.6321.2710.36119.514 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP11h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向2 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)AHABHBhAB大地水準面大地水準面TP11h1后視點后視點前視點前視點進行方向進行方向0.95221.862測站測站 測點測點水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù)/m高差高差/m高程高程/m備注備注后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)+-1 1BMA1.6320.36119.153已知已知TP11.27119.5142 2TP11.8620.91020.424TP20.952 水準測

20、量的外業(yè)水準測量的外業(yè)測站測站點號點號水準尺讀數(shù)（水準尺讀數(shù)（m）高差高差高程高程(m)備注備注后視后視前視前視1 1BM.A1.6321.6320.36119.153TP.1TP.11.2711.27119.5142 2TP.1TP.11.8621.8620.910TP.2TP.20.9520.95220.4243 3TP.2TP.21.3461.3460.094TP.3TP.31.2521.25220.5184 4TP.3TP.30.9310.9310.547TP.4TP.41.4781.47819.9715 5TP.4TP.40.8360.8360.389B1.2251.22519.58

21、2計算檢計算檢核核 6.6076.1781.3650.936 a b0.429 h0.429HBHA0.429 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)校核校核a= b= a b = h= 高程高程高差高差前視讀數(shù)前視讀數(shù)后視讀數(shù)后視讀數(shù)測點測點測站測站BM1TP111BM1TP11.5630.986+0.57719.43122TP1AA1.7621.8280.0663.3252.814 +0.511+0.511 水準測量的外業(yè)水準測量的外業(yè)v注意事項：注意事項：n架儀器要注意前后視距大致相等；架儀器要注意前后視距大致相等；n儀器不能架在路中央；儀器不能架在路中央；n尺墊只在轉(zhuǎn)點處使用；尺墊只在轉(zhuǎn)點處使用

22、；n讀數(shù)前要精平；讀數(shù)前要精平；n后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，（但切記不后視完畢轉(zhuǎn)向前視，一定要重新精平再讀數(shù)，（但切記不能動腳螺旋）；能動腳螺旋）；n視線要小于視線要小于100米。米。課間實習時我要求大家視距控制在課間實習時我要求大家視距控制在30304040米之間。米之間。 水準測量的內(nèi)業(yè)計算水準測量的內(nèi)業(yè)計算v測站校核：測站校核：n在一個測站上觀測兩次高差，兩次高差不符值應(yīng)在允許范在一個測站上觀測兩次高差，兩次高差不符值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。方法有圍內(nèi)。方法有n變儀器高法變儀器高法（例如普通水準測量容許值為（例如普通水準測量容許值為5mm）,取其取其平均值作為該測站最后結(jié)果平均值作

23、為該測站最后結(jié)果n雙面尺法。雙面尺法。v線路校核：線路校核：n把已知高程點和待測點布設(shè)成路線，線路觀測高差和理論把已知高程點和待測點布設(shè)成路線，線路觀測高差和理論高差不符值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。高差不符值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。v線路方式主要有閉合水準路線線路方式主要有閉合水準路線 、附合水準路線、附合水準路線 、往、往返水準路線返水準路線 水準測量的內(nèi)業(yè)計算水準測量的內(nèi)業(yè)計算v計算高差閉合差計算高差閉合差(closing error) 理測hhfh公式：公式：v對于閉合水準路線，有：對于閉合水準路線，有：測理測hhhfhv對于附合水準路線，有：對于附合水準路線，有：)(始終測理測HHhhhfh返往hhfh

24、v對于支水準路線，有：對于支水準路線，有： 水準測量的內(nèi)業(yè)計算水準測量的內(nèi)業(yè)計算v高差閉合差的容許值（高差閉合差的容許值（tolerance）對于普通水準測量：對于普通水準測量：適用于山區(qū)適用于平原區(qū)容容nfLfhh1240式中，式中，fh容容高差閉合差限差，單位：高差閉合差限差，單位：mm； L水準路線長度，單位：水準路線長度，單位：km ； n測站數(shù)測站數(shù) 。 一、附合水準路線的計算 下圖是一附合水準路線等外水準測量示意圖，下圖是一附合水準路線等外水準測量示意圖，A、B為已知高程的水準點，為已知高程的水準點，HA65.376m，HB68.623m，1、2、3為待定高程的水準點。為待定高程的

25、水準點。h11.575mh22.036mh31.742mh41.446mn18L11.0kmn212L21.2kmn314L31.4kmn416L42.2kmB MA123B MB 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789輔助輔助計算計算1填寫觀測數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù) 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789BMA1.081.57565.376BMA11.2122.0361221.4141.7423

26、3BMB2.2161.44668.623BMB 2計算高差閉合差點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789BMA1.081.57565.376BMA11.2122.0361221.4141.74233BMB2.2161.44668.623BMB5.8503.315mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( ABmhHHhW 根據(jù)附合水準路線的測站數(shù)及路線長度求出每公里測站數(shù)，以便確定采用平地或山地高差閉合差容許值的計算公式。 在本例題中在本例題中6 . 8km8 .

27、 550站Ln站站/km16站站/km 故高差閉合差容許值采用平地公式計算。故高差閉合差容許值采用平地公式計算。 等外水準測量平地高差閉合差容許值等外水準測量平地高差閉合差容許值Whp的計的計算公式為算公式為LWhp40 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789BMA1.081.57565.376BMA11.2122.0361221.4141.74233BMB2.2161.44668.623BMB5.8503.315mm68m068. 0m)376.65m623.68(m315. 3)( AB

28、mhHHhWmm96km8 . 54040 LWhphphWW成果合格成果合格 3調(diào)整高差閉合差 高差閉合差調(diào)整的原則和方法是：高差閉合差調(diào)整的原則和方法是： 按與測站數(shù)或測段長度成正比例的原則，將高差閉合差反號分配到各相應(yīng)測段的高差上，得改正后高差。即ihinnWv ihiLLWv 式中式中 vi 第第i測段的高差改正數(shù)（測段的高差改正數(shù)（mm）；）； 、 水準路線總測站數(shù)與總長度；水準路線總測站數(shù)與總長度； 、 第測段的測站數(shù)與測段長度。第測段的測站數(shù)與測段長度。 n LiniL 在本例中，各測段改正數(shù)為：mm12km0 . 1km8 . 5mm6811LLWvhmm14km2 . 1km

29、8 . 5mm6822 LLWvhmm16km4 . 1km8 . 5mm6833 LLWvhmm26km2 . 2km8 . 5mm6844 LLWvh計算檢核：計算檢核：hiWv 7 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789BMA1.081.575 1265.376BMA11.2122.036 141221.4141.742 1633BMB2.2161.446 2668.623BMB5.8503.31568將各測段高差改正數(shù)填入計算表第5欄內(nèi)。912 4計算各測段改正后高差 各測段改正后高

30、差等于各測段觀測高差加上各測段改正后高差等于各測段觀測高差加上相應(yīng)的改正數(shù)，即相應(yīng)的改正數(shù)，即iimivhh 式中式中 第第 i 段的改正后高差（段的改正后高差（m）。）。ih 本例題中，各測段改正后高差為：m563. 1m)012. 0(m575. 1111 vhhm022. 2m)014. 0(m036. 2222 vhhm758. 1m)016. 0(m742. 1333 vhhm420. 1m)026. 0(m446. 1444 vhh計算檢核：計算檢核：ABiHHh 10 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號

31、點號備備注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA11.2122.036 142.0221221.4141.742 161.75833BMB2.2161.446 261.42068.623BMB5.8503.315683.247將各測段改正后高差填入計算表第6欄內(nèi)。12 5計算待定點高程 根據(jù)已知水準點根據(jù)已知水準點A的高程和各測段改正后高差，的高程和各測段改正后高差，即可依次推算出各待定點的高程，即即可依次推算出各待定點的高程，即m939.66m563. 1m376.6511 hHHAm961.68m022. 2m939.66212 hHHm203.67

32、m)758. 1(m961.68323 hHH)(43)(m623.68m420. 1m203.67已知已知推算推算BBHhHH 計算檢核：計算檢核：最后推算出的B點高程應(yīng)與已知的B點高程相等，以此作為計算檢核。 點號點號距離距離/km測站測站數(shù)數(shù)實測高實測高差差/m改正改正數(shù)數(shù)/mm改正后高改正后高差差/m高程高程/m點號點號備備注注123456789BMA1.081.575 121.56365.376BMA11.2122.036 142.02266.9391268.96121.4141.742 161.758367.2033BMB2.2161.446 261.42068.623BMB5.8

33、503.315683.247將推算出各待定點的高程填入計算表第7欄內(nèi)。 三、四等水準測量三、四等水準測量v1、應(yīng)用、應(yīng)用 主要用于測區(qū)或工程的首級高程控制，為測區(qū)或主要用于測區(qū)或工程的首級高程控制，為測區(qū)或工程提供高精度高程控制點。工程提供高精度高程控制點。 2 水準測量主要技術(shù)指標水準測量主要技術(shù)指標1等等級級水準儀水準儀型型 號號前后視距不等差前后視距不等差mK+黑黑-紅紅mm紅黑面所紅黑面所測測高差之差高差之差mm視視 線線最長距離最長距離m中絲最小中絲最小讀數(shù)值讀數(shù)值m前后視前后視距差距差 dm累積差累積差dm二二DS1130.50.7500.5三三DS13611.51000.3DS3

34、2365四四DS3510351000.2注：二等水準視線長度小于注：二等水準視線長度小于20m時，其視線高度不應(yīng)低于時，其視線高度不應(yīng)低于0.3m； 三、四等水準采用變儀高法觀測單面水準尺時，所測兩次高差三、四等水準采用變儀高法觀測單面水準尺時，所測兩次高差之之差，應(yīng)與差，應(yīng)與黑面、紅面所測高差之差的要求相同。黑面、紅面所測高差之差的要求相同。 2 水準測量主要技術(shù)指標2 等外水準測量高差閉合差容許誤差：山地：平地：mmnfh12容mmLfh40容 國家四等水準測量高差閉合差容許誤差：山地：平地：mmnfh6容mmLfh20容 3 一個測站上的觀測記錄程序一個測站上的觀測記錄程序1架水準儀器架

35、水準儀器-粗平粗平-立標尺立標尺-粗讀視距粗讀視距-保持保持前后視距符合限差要求前后視距符合限差要求雙面尺法雙面尺法一個測站上的觀測順序為（簡稱為一個測站上的觀測順序為（簡稱為后、后、后、前、前）后、前、前）：v 照準后視尺黑面，讀取照準后視尺黑面，讀取上、下、中絲上、下、中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 照準后視尺紅面，讀取照準后視尺紅面，讀取中絲中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 照準前視尺黑面，讀取照準前視尺黑面，讀取上、下、中絲上、下、中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 照準前視尺紅面，讀取照準前視尺紅面，讀取中絲中絲讀數(shù)（每次讀數(shù)讀數(shù)（每次讀數(shù)前，注意精平）。前，注意精平）?？偣灿^測記錄總共觀測記錄8個數(shù)據(jù)。至此，觀測程序完成，

36、個數(shù)據(jù)。至此，觀測程序完成，應(yīng)立即進行測站計算，共計算應(yīng)立即進行測站計算，共計算10個數(shù)據(jù)。個數(shù)據(jù)。5項限差項限差檢核無誤后方可進行下一測站的工作。檢核無誤后方可進行下一測站的工作。 觀測記錄觀測記錄8個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)：v 后視尺黑面，后視尺黑面，上、下、中絲上、下、中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 前視尺黑面，前視尺黑面，上、下、中絲上、下、中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 前視尺紅面前視尺紅面中絲中絲讀數(shù)；讀數(shù)；v 后視尺紅面后視尺紅面中絲中絲讀數(shù)。讀數(shù)。10 個數(shù)據(jù)計算：個數(shù)據(jù)計算：后視距后視距前視距前視距前、后視前、后視距差距差前、后視距累計差前、后視距累計差后視尺黑、紅面讀數(shù)后視尺黑、紅面讀數(shù)差差前視尺黑、紅面讀數(shù)

37、差前視尺黑、紅面讀數(shù)差黑面高差黑面高差紅面高紅面高差差黑、紅面高差之差黑、紅面高差之差高差中數(shù)高差中數(shù)5 項檢核項檢核: 視距不超限視距不超限(80m) 前、后視距前、后視距差不超限差不超限(5m) 前、后視距累計差不超限前、后視距累計差不超限(10m) 黑、紅面讀數(shù)差不超限黑、紅面讀數(shù)差不超限(3mm) 黑、紅面所黑、紅面所測高差之差不超限測高差之差不超限(5mm) 一個測站上的觀測記錄程序一個測站上的觀測記錄程序2-1+1+1-1+1-1+0. 6-0. 16. 6111. 825前前K21. 6700. 580-1. 190-1. 091后后-前前30. 930. 8+0. 7+1. 3

38、6. 0281. 340前前K11. 2251. 333+0. 215+0. 116后后-前前23. 224. 5-0. 6-0. 65. 9971. 209前前K21. 0931. 646+0. 450+0. 551后后-前前23. 522. 9dd上絲上絲上絲上絲下絲下絲下絲下絲紅面紅面黑面黑面前視距前視距m后視距后視距m-1. 090505. 4210. 734后后K11. 9790. 888ZD2 ZD33+0. 115506. 2431. 456后后K21. 4571. 578ZD1 ZD22K1=4. 687K2=4. 787+0. 550506. 4471. 760后后K11.

39、3281. 875A ZD11備備注注高差高差中數(shù)中數(shù)(m)黑紅面黑紅面讀數(shù)差讀數(shù)差K+黑黑-紅紅(mm)水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù)方向方向及及尺號尺號前前尺尺后后尺尺點點 號號測測站站編編號號=3mm=80m=5m=10m20時，就須校正。校正時首先要求出時，就須校正。校正時首先要求出B尺正確的前視讀數(shù)尺正確的前視讀數(shù)b正。正。 3校正校正hAB正 轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲對準轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲對準b正正，此時水準管氣泡必定偏歪。此時水準管氣泡必定偏歪。ABab正正hAB正正 a bb正正=a hAB正正 微傾螺旋微傾螺旋hAB正 l用校正針撥動水準管一端的校正螺絲使氣泡居中用校正針撥動水準管一端的校正

40、螺絲使氣泡居中，則水準管軸，則水準管軸也處于水平位置，從而使水準管軸平行于視準軸。水準管的校也處于水平位置，從而使水準管軸平行于視準軸。水準管的校正螺絲，校正時先松動左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺正螺絲，校正時先松動左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一個絲使氣泡符合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一個逐漸改正，當最后校正完畢時，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。逐漸改正，當最后校正完畢時，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。以上檢驗校正要反復(fù)進行，直到以上檢驗校正要反復(fù)進行，直到i角小于角小于20為止。為止。 水準儀的檢驗與校正水準儀的檢驗與校正 v

41、1.圓水準器的檢驗與校正圓水準器的檢驗與校正 檢驗：安置儀器后，用腳螺旋調(diào)節(jié)圓水準氣泡居中。旋檢驗：安置儀器后，用腳螺旋調(diào)節(jié)圓水準氣泡居中。旋轉(zhuǎn)照準部轉(zhuǎn)照準部180后，如氣泡仍居中，則滿足；否則需校后，如氣泡仍居中，則滿足；否則需校正。正。n校正：用腳螺旋校正偏離長度的一半，再用圓水準校正：用腳螺旋校正偏離長度的一半，再用圓水準器下面的三個校正螺絲校正另一半。反復(fù)檢驗與校器下面的三個校正螺絲校正另一半。反復(fù)檢驗與校正。正。v 2.十字絲分劃板的檢驗與校正十字絲分劃板的檢驗與校正n檢驗：用十字絲橫絲對準一個點狀目標，水平制動檢驗：用十字絲橫絲對準一個點狀目標，水平制動螺旋制動后，用微動螺旋使十字

42、絲橫絲左右移動，螺旋制動后，用微動螺旋使十字絲橫絲左右移動，若點偏離，則需校正。若點偏離，則需校正。n校正：打開目鏡端護蓋，松固定螺絲后，旋轉(zhuǎn)十字校正：打開目鏡端護蓋，松固定螺絲后，旋轉(zhuǎn)十字絲分劃板到正確位置。反復(fù)檢驗與校正。絲分劃板到正確位置。反復(fù)檢驗與校正。v 3. 水準管的檢驗與校正水準管的檢驗與校正n檢驗：在高差不大的相距約檢驗：在高差不大的相距約80米左右的地方固定米左右的地方固定A、B兩點，用變儀高法或雙面尺法精確測出兩點高差；兩點，用變儀高法或雙面尺法精確測出兩點高差；然后將儀器搬至距其中一點最近的地方，再測兩點然后將儀器搬至距其中一點最近的地方，再測兩點高差，計算高差，計算i角

43、，若角，若i角大于限差角大于限差20，則需校正。，則需校正。n校正：根據(jù)近尺讀數(shù)和正確高差計算遠尺正確讀數(shù)，校正：根據(jù)近尺讀數(shù)和正確高差計算遠尺正確讀數(shù)，用微傾螺旋使遠尺為正確讀數(shù)后，此時水準管氣泡用微傾螺旋使遠尺為正確讀數(shù)后，此時水準管氣泡偏離中心位置，調(diào)節(jié)水準管校正螺絲使氣泡居中。偏離中心位置，調(diào)節(jié)水準管校正螺絲使氣泡居中。 水準測量的誤差分析水準測量的誤差分析 為了保證測量成果的精度，需要分析研究產(chǎn)生為了保證測量成果的精度，需要分析研究產(chǎn)生誤差的原因，并采取措施消除或減小誤差的影響。誤差的原因，并采取措施消除或減小誤差的影響。 主要的誤差來源：主要的誤差來源：v儀器儀器-水準儀、標尺水準

44、儀、標尺v觀測者觀測者-觀測誤差觀測誤差v外界條件外界條件 一、儀器誤差一、儀器誤差- -儀器制造誤差、儀器制造誤差、i i角殘余差及水準角殘余差及水準尺誤差尺誤差 l l 儀器校正后的殘余誤差儀器校正后的殘余誤差（i角誤差角誤差 ） 此項誤差與儀器至立尺點的距離成正比。此項誤差與儀器至立尺點的距離成正比。 l l 在測量中，保持前視和后視的距離相等，可消除該項誤差。在測量中，保持前視和后視的距離相等，可消除該項誤差。 l l 因某種原因某一測站的前視（或后視）距離較大，那么就因某種原因某一測站的前視（或后視）距離較大，那么就在下一測站上使后視（或前視）距離較大，可使誤差得到補償。在下一測站上

45、使后視（或前視）距離較大，可使誤差得到補償。 l l 水準尺的誤差水準尺的誤差 l l 尺長誤差尺長誤差 ：尺長變化、彎曲引起的誤差，通常限制彎曲度、尺長變化、彎曲引起的誤差，通常限制彎曲度、施加改正數(shù)消除。施加改正數(shù)消除。 l l 刻劃誤差：刻劃誤差：刻劃不準確引起的誤差，可施加改正數(shù)消除?？虅澆粶蚀_引起的誤差，可施加改正數(shù)消除。 l l零點誤差：零點誤差：尺底的刻劃值與理論值之差，可采用每一測段尺底的刻劃值與理論值之差，可采用每一測段站數(shù)均為偶數(shù)的方法加以消除。站數(shù)均為偶數(shù)的方法加以消除。 二二 觀測誤差觀測誤差水準管氣泡居中誤差水準管氣泡居中誤差水準管氣泡居中誤差一般為水準管氣泡居中誤差

46、一般為0.15。符合水準器，氣泡居中。符合水準器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠鏡估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：式中：式中：V望遠鏡放大率；望遠鏡放大率；D視線長視線長； 60人眼能分人眼能分辨的最小角度；辨的最小角度；206265；水準管分劃值。水準管分劃值。Dvmv60為保證讀數(shù)精度，各等水準測量對望遠鏡放大率和最大視線長為保證讀數(shù)精度，各等水準測量對望遠鏡放大率和最大視線長有相應(yīng)規(guī)

47、定。有相應(yīng)規(guī)定。D215. 0m 二二 觀測誤差觀測誤差視差影響視差影響視差對水準尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細調(diào)視差對水準尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。焦，避免出現(xiàn)視差。水準尺傾斜水準尺傾斜誤差水準尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小誤差水準尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。 1 1 儀器下沉或上升和尺墊下沉或上升儀器下沉或上升和尺墊下沉或上升 在土質(zhì)較松軟的地面上進行水準測量時，易引起儀器和在土質(zhì)較松軟的地面上進行水準測量時，易引起儀器和尺墊的下沉或上升。尺墊的下沉或上升。 外界條件的影響外界條件的影響儀器下

48、沉或上升：可能使觀測視線降低或升高，造成測量高差儀器下沉或上升：可能使觀測視線降低或升高，造成測量高差的誤差，若采用的誤差，若采用“后后-前前-前前-后后”的觀測順序的觀測順序可可減弱減弱其影響。儀器放在堅實地面，儀器腿架踩其影響。儀器放在堅實地面，儀器腿架踩實實。尺墊下沉或上升：轉(zhuǎn)點處的尺墊，尺墊下沉或上升使下一測站尺墊下沉或上升：轉(zhuǎn)點處的尺墊，尺墊下沉或上升使下一測站的后視讀數(shù)增大或減少，高差增大或減少，造成的后視讀數(shù)增大或減少，高差增大或減少，造成高程傳遞誤差。為此，實際測量時，轉(zhuǎn)點設(shè)在堅高程傳遞誤差。為此，實際測量時，轉(zhuǎn)點設(shè)在堅實地面，尺墊要踏實。實地面，尺墊要踏實。 外界條件的影響外

49、界條件的影響2 2 氣候的影響氣候的影響v溫度的變化引起大氣折光變化造成尺像跳動；溫度的變化引起大氣折光變化造成尺像跳動；v烈日直曬儀器和大風影響水準管氣泡的整平。烈日直曬儀器和大風影響水準管氣泡的整平。盡量選擇無風的陰天進行測量。盡量選擇無風的陰天進行測量。 v 地球曲率的影響地球曲率的影響 水準測量應(yīng)根據(jù)水準面來求出水準測量應(yīng)根據(jù)水準面來求出兩點的高差，但視準軸是一直線，因此使讀數(shù)中含兩點的高差，但視準軸是一直線，因此使讀數(shù)中含有由地球曲率引起的誤差有由地球曲率引起的誤差 “p”。 P=D2 (2R)v 大氣折光的影響大氣折光的影響 在一般大氣情況下，大氣折光誤在一般大氣情況下，大氣折光誤

50、差差 “ ”是地球曲率誤差是地球曲率誤差“p”的的1/7; = D2 (14R)v 地球曲率與大氣折光的共同影響地球曲率與大氣折光的共同影響 ： f = p - =0.43D2 Rv 若前后視距相等若前后視距相等,該誤差可在計算高差時自行消除該誤差可在計算高差時自行消除。3 3、地球曲率和大氣折光的影響、地球曲率和大氣折光的影響(圖圖a) 圖圖 a 地球曲率的影響地球曲率的影響P=D2 (2R)；大氣折光大氣折光 = D2 (14R) 地球曲率與大氣折光的共同影響：地球曲率與大氣折光的共同影響： f = p - = 0.43D2 R 四四 水準測量誤差及其消減方法水準測量誤差及其消減方法1 1

51、 儀器誤差儀器誤差儀器校正后的殘余誤差儀器校正后的殘余誤差水準儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準管軸平行視準軸的條水準儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準管軸平行視準軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響與距離成正比與距離成正比，只要觀只要觀測時注意測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。水準尺誤差水準尺誤差包括包括水準尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差水準尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等等。精密水準測量應(yīng)對水準尺進行精密水準測量應(yīng)對水準尺進行檢定檢定，并對讀數(shù)進行，并對讀數(shù)進行尺長誤差改尺長

52、誤差改正正。零點誤差零點誤差在成對使用水準尺時，可采取設(shè)置在成對使用水準尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站偶數(shù)測站的方法來的方法來消除；也可在前、后視中消除；也可在前、后視中使用同一根水準尺使用同一根水準尺來消除。來消除。 2、觀測誤差、觀測誤差l氣泡居中的誤差氣泡居中的誤差 氣泡居中的精度即水準管的靈敏度，它主要決定于水氣泡居中的精度即水準管的靈敏度，它主要決定于水準管的分劃值。為了減小氣泡居中誤差的影響，準管的分劃值。為了減小氣泡居中誤差的影響，應(yīng)對視應(yīng)對視線長加以限制，觀測時應(yīng)盡量使氣泡精確地居中或符合線長加以限制，觀測時應(yīng)盡量使氣泡精確地居中或符合。l讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差 估讀的誤差與人眼的分辨能力、望遠鏡的放大率以及估讀的誤差與人眼的分辨能力、望遠鏡的放大率以及視線的長度有關(guān)。視線的長度有關(guān)。消除視差、控制視線長