水准测量基础知识

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1、水准测量12021/3/11水准测量又名几何水准测量，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程。22021/3/11一、测量仪器水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度可分为DS05、DS1、DS2、DS3和DS10等五个等级。建筑工程测量广泛使用DS3级水准仪。320

2、21/3/11水准仪根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。水准仪构成主要有望远镜、水准器及基座三部分。42021/3/11水准尺水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量好坏直接影响水准测量的精度。水准尺一般分为塔尺和板尺。塔尺是可以伸缩的，一般塔尺长度为3米（三节）、5米（五节）；板尺一般为2米。52021/3/11尺垫尺垫是在转点放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。62021/3/11二、测量原理水准测量是利用一条水平视线，

3、并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。72021/3/11水准仪使用步骤水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。一、安置水准仪 打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。脚架长度不宜超过自己的鼻尖82021/3/11水准仪使用步骤二、粗略整平 粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。安装前注意将水准仪照准部的三个安装前注意将水准仪照准部的三个角螺旋大致旋转在中间角螺

4、旋大致旋转在中间)。圆水准。圆水准泡所在的方向说明那个方向高，这泡所在的方向说明那个方向高，这时只要将其中的一支脚架拿着（另时只要将其中的一支脚架拿着（另外两支不动）前后左右移动，直至外两支不动）前后左右移动，直至圆水准泡基本居中或者在圆水准泡圆水准泡基本居中或者在圆水准泡刻画线的圆圈内。刻画线的圆圈内。92021/3/11水准仪使用步骤精确调平 把三个脚螺旋命名为1、2、3，将望远镜转至与1-2连线垂直的角度上，首先调节1、2两个螺旋，使气泡在1、2连线方向上居中（图a），再调节3螺旋，使气泡在该方向居中即可（图b）。在整平的过在整平的过程中，气泡程中，气泡的移动方向的移动方向与左手大拇与左

5、手大拇指运动的方指运动的方向向-致。致。102021/3/11水准仪使用步骤三、瞄准水准尺 首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察;转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十目标成像的平面和十字丝平面不重合字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下

6、移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。112021/3/11 精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，却把两项操作视为一个整体;即精平后再读数，读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样，才能取得准确的读数。四、精平与读数 眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时，即可用十字丝的中丝在尺上读数。精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。从小数向大数读，读四位。米、分米看尺面上的注米、分米看尺面上的注记，厘米数尺记，厘米数尺 面上的格数，面上的格数，毫米估读。毫米估

7、读。水准仪使用步骤（读数为1373mm）122021/3/11水准测量施测水准路线布置水准路线布置 1.闭合水准路线 2.附合水准路线 3.支水准路线 4.结点水准网 观测与记录观测与记录 采用连续水准路线测量方法进行测量，点与点之间的距离大小取决于通视条件、读数清晰度以及保证视线在尺子读数范围内，一般为50-100米。注注意：待测点一定要立尺观测。意：待测点一定要立尺观测。对每一测站分别记录后视读数和前视读数。（记录见下页）（记录见下页）132021/3/11水准测量施测观测记录142021/3/11测量结果检核计算校核 检查计算结果有无错误，高差计算结果，采用公式是否正确；测站校核 对每一

8、站的观测和记录都及时的在现场进行校核。校核方法有：变动仪器高方法、双仪器法等；路线校核 根据计算的闭合差，与规定的允许误差进行比较判断观测精度是否合格。GBT_12898-2009GBT_12898-2009国家三、四等水准测量规范国家三、四等水准测量规范152021/3/11水准测量的高程计算1.高差闭合差计算 计算闭合差及闭合差允许值，写在“路线校核”栏内；2.高差闭合差分配和高程计算 当道线闭合差满足技术要求时，可进行闭合差分配。分配的原则：改正数V和测站数n（或线路长度L）成正比，与闭合差反号，即 各点高程值 162021/3/11水准测量的误差来源及消减措施仪器误差 （水准仪、水准尺）校正仪器 偶数测站数观测观测误差（视差、估读、气泡、尺倾斜）消除视差 相同人观测 严格调平仪器 立尺竖正外界条件影响（设备下沉、地球曲率、大气折光）往返观测取平均 控制前后视点距离 选择良好气候观测 视线尽量高于地面172021/3/11