《水准仪及水准测量》PPT课件.ppt

第 二 章 水 准 测 量 水 准 测 量 原 理水 准 仪 的 基 本 结 构 及 使 用 主 要 内 容12 第 二 章 水 准 测 量水 准 测 量 原 理 、 水 准 仪的 技 术 操 作 和 检 验 校 正水 准 仪 的 操 作 及 水 准 测量 实 施 程 序 与 成 果 检 核 2.1水 准 测 量 原 理知 识 回 顾 ：什 么 是 高 程 ？ 高 程 （ 标 高 ） 【 elevation】 指 的 是 某 点 沿铅 垂 线 方 向 到 绝 对 基 面 的 距 离 ， 称 绝 对 高程 。 简 称 高 程 。 某 点 沿 铅 垂 线 方 向 到 某 假 定水 准 基 面 的 距 离 ， 称 假 定 高 程 。 2.1水 准 测 量 原 理 A后 视 点 a后 视 读 数B前 视 点 b前 视 读 数 bHaHH BAi ABAB hHH 1、 A、 B两 点 间 高 差2. B点 的 高 程3.视 线 高 程 bahAB 大 地 水 准 面 hABA BH A H B=H A+hAB水 平 视 线水准尺 水准尺a b前 进 方 向 1 简 单 水 准 观 测 （ 基 本 高 差 段 的 距 离 较 短 或 高 差 较 小 ） -安 置 一 次 仪 器 测 出 基 本 高 差 段 的 高 差 hA1 A 1.3682.563点 号 后 视 前 视 高 差 高 程BMA 320.0651 12.563 1.1951.368 321.260 2.1水 准 测 量 原 理 水 准 测 量 是 利 用 一 条 水 平 视 线 ， 并 借 助 水 准尺 ， 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 A点 处 高 程 已 知 ， A为 已 知 点 ， A为 后 视 点 ， A处 水 准 尺 为 后 视 尺 ， A点 读 数 为 a， 称 后 视 读数 B为 待 测 高 程 点 ， B点 为 前 视 点 ， B处 水 准 尺 为前 视 尺 ， B点 读 数 为 b， 称 前 视 读 数 测 站 ： 每 安 置 一 次 仪 器 ， 称 为 一 个 测 站 。 2.1水 准 测 量 原 理a后 视 读 数 ； b前 视 读 数 高 差 等 于 后 视 读 数 减 去 前 视 读 数 。 高 程 测 量 的 实 质 就 是 测 量 。 注 意 ：1 高 差 hAB本 身 可 正 可 负 ， 当 a大 于 b时 hAB为 正 ， 此 时 B点 高 于 A点 ； 当 a小 于 b时 hAB为 负 ， 即 B点 低 于 A点 。2 高 差 hAB的 书 写 其 下 标 的 次 序 是 固 定 的 ，不 能 随 意 变 换 ， hAB表 示 从 A到 B的 高 差 ；h BA则 表 示 从 B到 A的 高 差 。 提 问 ： 如 果 已 知 A点 高 程 ， 怎 么 求 图上 其 它 点 的 高 程 ？ （ 要 求 尽 量 减 少 仪器 的 搬 运 ） b1ba b 2b3 B2B1A B3 当 仪 器 安 置 在 一 个 地 方 ,根 据 一 个 已 知高 程 的 后 视 点 A去 测 定 几 个 前 视 点 的 高 程时 ,用 这 种 计 算 各 点 的 高 程 要 比 分 别 计 算出 各 点 的 高 差 再 去 求 高 程 的 方 法 简 便 得 多 b1ba b 2b3 B2B B1A B3那 么 ： HB=HI b HB1=HIb1 HB2=HIb2 HB3=HIb3HI=HA+ a 2.2水 准 仪 的 基 本 结 构 及 使 用 水 准 测 量 所 使 用 的 仪 器 为 水 准 仪 ， 工 具为 水 准 尺 和 尺 垫 。 工 程 测 量 中 广 泛 使 用 的 是 DS3级 水 准 仪 。“ 3”表 示 该 仪 器 每 千 米 往 返 观 测 高 差 精度 为 3mm。 2.2.1 DS3微 倾 式 水 准 仪 的 构 造水 准 仪 是 能 够 提 供 水 平 视 线 的 仪 器 ， 主 要由 望 远 镜 、 水 准 器 和 基 座 三 部 分 组 成 。 1物 镜 2目 镜 3物 镜 对 光 螺 旋 4管 水 准 器 5圆 水 准 器 6脚 螺 旋7制 动 螺 旋 8微 动 螺 旋 9微 倾 螺 旋 10轴 座 (一 ).望 远 镜 1、 望 远 镜 的 主 要 作 用 是 看 清 不 同 距 离的 目 标 和 提 供 照 准 目 标 的 视 线 。 它 包 括物 镜 、 十 字 丝 分 划 板 、 对 光 凹 透 镜 （ 调焦 透 镜 ） 和 目 镜 等 四 个 部 分 。 十 字 丝 分 划 板物 镜 物 镜 调 焦 螺 旋 十 字 丝 分 划 板目 镜调 焦 透 镜 C C （ 1） 构 成视 准 轴 （ 望 远 镜 提 供 的 一 条 视 线 ） 物 镜 光 心 与 十 字 丝 交 点 的 连 线 ， 称 为 视 准 轴 ，用 CC 表 示 ， 简 称 视 线 。 竖 丝 横 丝视 距 丝物 镜 、 目 镜 、调 焦 螺 旋 、调 焦 透 镜 、十 字 丝 分 划 板1、 望 远 镜 十 字 丝 交 点 2、 十 字 丝 十 字 丝 是 照 准 尺 子 和 读 数 用 的 。竖 丝横 丝 （ 中 丝 ）视 距 丝十 字 丝 中 心 (或 称 十 字 丝 交 点 )和 物 镜 光 心的 连 线 ， 称 为 视 准 轴 。 用 c-c表 示 。 物 镜 调 焦 螺 旋（ 又 称 物 镜 对 光 螺 旋 ）水 平 微 动 水 平 制 动微 倾 螺 旋（ 精 确 整 平 ）目 镜 调 焦 螺 旋 图 水 准 仪 主 要 螺 旋 脚 螺 旋（ 粗 略 整 平 ）制 动 ： 不 动微 动 ： 小 范围 动注 意 ： 先 制动 再 微 动 ，不 制 动 就 不能 微 动 (二 ) 水 准 器 水 准 器 是 用 来 指 示 视 准 轴 是 否 水 平 或 仪 器 竖 轴是 否 竖 直 的 装 置 。 水 准 器 分 为 圆 水 准 器 和 管 水准 器 两 种 。 圆 水 准 器 装 在 基 座 上 ， 供 粗 略 整 平之 用 ； 管 水 准 器 装 在 望 远 镜 旁 ， 供 精 确 整 平 视准 轴 之 用 。 管 状 水 准 器 （ 水 准 管 ） ： 精 平 ， 使 视 准 线 水 平 圆 水 准 器 ： 粗 平 ， 使 竖 轴 竖 直 管 水 准 器 管 水 准 器 又 称 水 准 管 ， 水 准 管 上 一 般 刻 有 间隔 为 2 mm的 分 划 线 ， 分 划 线 的 中 点 O， 称 为 水准 管 零 点 。 水 准 管 内 充 满 酒 精 或 乙 醚 ， 中 间有 一 气 泡 。 通 过 零 点 作 水 准 管 圆 弧 的 切 线 ，称 为 水 准 管 轴 。 水 准 管 上 每 2 mm分 划 所 对 应的 圆 心 角 ， 称 为 水 准 管 分 划 值 。 分 划 值 越 小 ，则 水 准 管 越 灵 敏 。 特 性 ： 气 泡 始 终 位 于 高 处 ， 气 泡 在 哪 处 ，说 明 哪 处 高 。 棱 镜 组 小 目 镜 微 倾 螺 旋 02、 水 准 器符 合 管 水 准 器 圆 水 准 器 粗 平 圆 水 准 器 分 划 值 ： 气 泡 由零 点 向 任 意 方 向 偏 2mm， 圆水 准 器 轴 相 对 铅 垂 线 偏 离的 角 值 。 水 准 仪 上 圆 水 准 器 的 角 值为 8 15 (R=0.460.86m)。 轴 座脚 螺 旋 连 接 螺 旋底 板（ 三 ） 、 基 座组 成 ： 轴 座 、 脚 螺 旋 （ 定 平 螺 旋 ） 、 连 接 螺 旋 、 底 板 。脚 螺 旋 -用 来 调 节 圆 水 准 气 泡 居 中 ， 使 仪 器 大 致整 平 。 2.2.3水 准 尺 和 尺 垫 1.水 准 尺 水 准 尺 通 常 用 干 燥 不 易 变 形 的 木 质 材 料 或 玻璃 钢 制 成 。 双 面 尺 多 用 双 面 尺 的 一 面 采 用 黑 白 相 间 刻划 ， 称 黑 面 尺 或 主 尺 ， 另 一 面 采 用 红 白 相 间刻 划 ， 称 红 面 尺 或 副 尺 。 双 面 尺 必 须 成 对 使用 。 1、 尺 面 分 划 为 1cm， 每 10cm处 （ E字 形 刻 划 的 尖 端 ）注 有 阿 拉 伯 数 字 。2、 双 面 尺 的 红 面 尺 底 刻 划 ： 一 把 为 4687mm， 另 一 把为 4787mm 从 小 数 向 大 数 读 ， 读 四 位 。 米 、 分 米 看 尺 面 上的 注 记 ， 厘 米 数 尺 面 上 的 格 数 ， 毫 米 估 读 。 0.730 水 准 仪 读 数 2.尺 垫 尺 垫 是 在 转 点 处 放 置 水 准 尺 用 的 。尺 垫 用 生 铁 铸 成 ， 一 般 为 三 角 形 ，中 间 有 一 突 起 的 半 球 体 ， 下 方 有 三个 支 脚 。 使 用 时 用 力 将 尺 垫 的 三 个支 脚 踩 入 土 中 ， 以 防 下 沉 ， 上 方 突起 的 半 球 形 顶 点 作 为 竖 立 标 尺 和 标志 转 点 之 用 。 2.2.4水 准 仪 的 使 用水 准 仪 的 正 确 操 作 程 序 ： 仪 器 安 置 粗 略 整 平 瞄 准水 准 尺 精 确 整 平 读 数 1.安 置 脚 架 （ 置 架 ） 打 开 三 脚 架 并 使 其 高 度 适 中 ， 目 估 使 架 头 大致 水 平 ， 然 后 将 三 脚 架 尖 踩 入 土 中 ， 将 水 准仪 用 中 心 螺 旋 固 定 于 三 脚 架 头 上 三 脚 架 头 大 致 水 平 ： 固 定 两 条 脚 ， 移 动 第 三条 脚 脚 架 要 踩 实 地 面 倾 斜 较 大 时 ， 可 调 节 位 于 上 坡 一 架 腿 长短 来 安 置 脚 架 。 2.粗 略 整 平 （ 粗 平 ） 用 脚 螺 旋 将 圆 水 准 气 泡 调 至 居 中 。 气 泡 移 动的 方 向 与 左 手 大 拇 指 旋 转 时 的 移 动 方 向 一 致 。 对 向 转 动 脚 螺 旋 1 、 2 使 气 泡 移 至 1 、 2 方 向 的 中 间 转 动 脚 螺 旋 3 ， 使 气 泡 居 中 。 粗 略 整 平 3.瞄 准 水 准 尺 目 镜 对 光 、 粗 瞄 将 望 远 镜 朝 向 明 亮 背 景 ， 使 十 字 丝 影 像 清晰 ， 然 后 松 开 制 动 螺 旋 ， 转 动 螺 旋 ， 使 用照 门 和 准 星 瞄 准 水 准 尺 ， 使 水 准 尺 进 入 望远 镜 视 场 ， 随 即 拧 紧 制 动 螺 旋 。 物 镜 对 光 、 精 瞄 调 焦 螺 旋 水 准 尺 影 像 清 晰 微 动 螺 旋 使 十 字 丝 竖 丝 与 水 准 尺 重 合 目 镜 对光 螺 旋 松 开 制 动 螺 旋 ， 转 动 望 远 镜 ， 通 过 镜 筒 上 部 准星 、 缺 口 概 略 瞄 准 标 尺 ， 然 后 拧 紧 制 动 螺 旋 。 概 略 照 准 物 镜 对 光 -转 动 物 镜 对 光 螺 旋 使 标 尺 成 像清 晰 精 确 照 准 -转 动 微 动 螺 旋 ， 使十 字 丝 竖 丝 贴 近 标 尺 中 央 。 视 差 为 了 检 查 对 光 质 量 ， 可 用 眼 睛 在 目 镜后 上 下 微 微 晃 动 ， 若 发 现 十 字 丝 与 目标 影 像 有 相 对 运 动 ， 则 说 明 物 像 平 面与 十 字 丝 平 面 不 重 合 ， 这 种 现 象 称 为视 差 。 消 除 方 法 是 重 新 对 光 ， 直 到 眼 睛 上 下移 动 ， 水 准 尺 读 数 不 变 。 视 差 ： 眼 睛 在 目 镜 一 端 上 下 移 动 时 ， 十 字 丝 和 目标 影 象 间 产 生 的 相 对 移 动 现 象 称 为 视 差 。视 准 轴 无 视 差 现 象 物 象目 镜产 生 视 差 的 原 因 是 对 光 不 完 善 。视 差 给 我 们 测 量 成 果 带 来 很 大 的 误 差 ， 因 此 一 定要 消 除 视 差 ！消 除 视 差 的 方 法 ： 精 确 对 光 （ 重 新 仔 细 对 光 ） 。 有 视 差 现 象视 准 轴 十 字 丝物 象 4.精 确 整 平 （ 精 平 ） 调 节 微 倾 螺 旋 ， 使 符 合 水 准 器 气 泡 两 半 弧影 像 符 合 成 一 光 滑 圆 弧 缓 慢 地 转 动 微 倾 螺丝 ， 同 时 由 望 远 镜 旁 气泡 观 察 窗 中 进 行 观 察 ，当 水 准 管 气 泡 两 端 的 影像 吻 合 时 ， 则 水 准 管 气泡 居 中 ， 即 表 示 水 准 仪的 视 准 轴 已 精 确 水 平 。 气 泡 观 察 窗 微 倾 螺 旋精 确 整 平 5.读 数 在 标 尺 竖 直 、 气 泡 居 中 、 方 向 正 确 的 前 提下 读 取 中 横 丝 的 尺 面 读 数 。1.米 、 分 米 看 尺 面 上 的 注 记 ， 厘 米 数 尺 面 上的 格 数 ， 毫 米 估 读 。2 规 律 ： 读 数 在 尺 面 上 由 小 到 大 的 方 向 读 。故 仪 器 若 成 倒 像 的 ， 从 上 往 下 读 ； 若 成 正 像 ，即 从 下 往 上 读 。 补 充 ： 扶 尺 和 搬 站1.扶 尺 站 在 尺 后 ， 双 手 握 住 把 手 ， 两 臂 紧 贴 身 躯 ， 借 助 水准 尺 上 的 水 准 器 将 尺 铅 直 立 在 测 点 上 使 用 尺 垫 时 ， 应 事 先 将 尺 垫 踏 紧 ， 将 尺 立 在 半 球 顶端2.搬 站 短 距 离 搬 站 时 ， 先 检 查 仪 器 中 心 连 接 螺 旋 是 否 可 靠 ，将 脚 螺 旋 调 至 等 高 ， 然 后 收 拢 架 腿 ， 一 手 扶 着 基 座 ，一 手 斜 抱 着 腿 架 夹 在 腋 下 ,安 全 搬 站 地 形 复 杂 ， 应 将 仪 器 装 箱 搬 站 严 禁 将 仪 器 扛 在 肩 上 搬 站 2.3水 准 测 量 一 般 方 法 及 计 算 2.3.1 水 准 点 水 准 点 ： 国 家 测 绘 部 门 在 全 国 各 地 埋 设 且 测定 了 其 高 程 的 固 定 点 ， 用 BM表 示 。 有 永 久 性和 临 时 水 准 点 两 种 。 2.3.2水 准 路 线水 准 路 线 ： 水 准 测 量 进 行 的 路 径1 闭 合 水 准 路 线 (closed leveling line) 由 已 知 点 BM1 已 知 点 BM12 附 合 水 准 路 线 (annexed leveling line) 由 已 知 点 BM1 已 知 点 BM23 支 水 准 路 线 (spur leveling line) 由 已 知 点 BM1 某 一 待 定 水 准 点 A。 2.3.2水 准 路 线4.水 准 网 由 多 条 单 一 水 准 路 线 相 互 连 接 构 成 的 网 状 图形 2.3.3水 准 测 量 的 实 施 1.一 般 要 求 测 量 应 尽 可 能 采 用 中 间 法 ， 即 仪 器 安置 在 距 离 前 后 视 尺 大 致 相 等 的 地 方 简 单 水 准 观 测 （ 基 本 高 差 段 的 距 离 较 短 或 高 差 较 小 ） -安 置 一 次 仪 器 测 出 基 本 高 差 段 的 高 差 hA1 A 1.3682.563 点 号 后 视 前 视 高 差 高 程BMA 320.0651 12.563 1.1951.368 321.260 2.施 测 程 序 当 两 点 相 距 较 远 或 高 差 太 大 时 ， 则 可分 段 连 续 进 行bahh bah bah bah AB nnn 222 111 2.施 测 程 序 1） 第 一 测 站 ： 将 水 准 尺 立 于 已 知 高 程 的 水 准 点 上 作 为 后 视， 安 置 水 准 仪 和 前 视 点 。 圆 水 准 气 泡 居 中 粗平 ， 瞄 准 后 视 尺 ， 精 平 ， 读 数 。 旋 转 望 远 镜瞄 准 前 视 尺 ， 精 平 读 数 。 记 录 、 计 算 高 差 。 2） 第 二 测 站 ： 后 尺 和 测 站 向 前 移 动 ， 前 尺 不 动 并 转 为 第 二测 站 的 后 尺 ， 原 后 尺 变 为 前 尺 ， 同 第 一 站 的方 法 一 样 继 续 向 前 观 测 。 注 意 （ 1） 起 始 点 只 有 后 视 读 数 ， 结 束 点 只 有 前视 读 数 ， 中 间 点 既 有 后 视 读 数 又 有 前 视 读数 。 （ 2） a-b=h 只 表 明 计 算 无 误 ， 不表 明 观 测 和 记 录 无 误 。 2.3.4水 准 测 量 检 核 1.计 算 检 核 2.测 站 检 核 .双 仪 高 法 .双 面 尺 法 3.成 果 检 核 1.计 算 检 核 在 水 准 测 量 计 算 手 簿 辅 助 计 算 栏 中 进 行计 算 B A AB A iH H h H h B A iH H h 2.测 站 检 核 变 动 仪 器 高 法 变 更 仪 器 高 法 （ 双 仪 高 法 ) 在 一 个 测 站 上 ， 观 测 一 次 高 差 h a b后， 将 仪 器 升 高 或 降 低 10cm左 右 ， 再 观 测 一次 高 差 h a b。 当 两 次 高 差 之 差 （ 较差 ） 满 足 h h h h容取 平 均 值 作 为 本 站 高 差 ， 否 则 应 重 测 。 h容 容 许 值 ， 在 相 应 规 范 中 查 。 等 外水 准 测 量 中 容 许 值 为 6mm。 2.测 站 检 核 双 面 尺 法 在 一 个 测 站 上 ， 用 同 一 仪 器 分 别 观 测 水 准 尺黑 面 和 红 面 的 读 数 ， 获 得 两 个 高 差 h黑 =a黑 -b黑 h红 =a红 -b红 若 满 足 ： h h容 取 平 均 值 作 为 结 果 ， 否 则 重 测 若 同 一 水 准 尺 红 面 与 黑 面 读 数 （ 加 常 数 后 ）之 差 ， 不 超 过 3mm， 且 两 次 高 差 之 差 ， 不 超过 5mm， 取 其 平 均 值 作 为 该 测 站 观 测 高 差 。 黑 面 均 以 00为 起 点红 面 474687 484787 K尺 常 数 3.成 果 检 核 通 过 测 站 检 核 和 计 算 检 核 ， 只 能 检 核 读 数 误 差 和计 算 错 误 ， 不 能 排 除 其 他 诸 多 误 差 对 观 测 成 果 的影 响 。 高 差 闭 合 差 1、 闭 合 水 准 路 线 ： 2、 附 合 水 准 路 线 ： hf h h 理测 h hf h h f 理测 容hf h 测 ( )h B Af h H H 测 容 许 高 差 闭 合 差 对 于 普 通 水 准 测 量 ， 有 ： 适 用 于 平 原 区 适 用 于 山 区 式 中 ， fh容 高 差 闭 合 差 限 差 ， 单 位 ： mm L 水 准 路 线 长 度 ， 单 位 ： km ； n 测 站 数 4012h hf mm Lf mm n容容 2.3.5水 准 测 量 的 内 业 1.高 差 闭 合 差 的 计 算 与 检 核 2.高 差 改 正 数 的 计 算 与 高 差 闭 合 差 调 整 3.高 程 计 算 4.算 例 hf 2.高 差 改 正 数 的 计 算 与 高 差 闭 合 差 调 整 .高 差 改 正 数 计 算 改 正 条 件 ： 改 正 原 则 ： 将 反 号 按 测 程 L或 测 站 n成 正 比 例 分 配。 （ 各 站 产 生 误 差 机 会 相 同 ） 设 路 线 有 i个 测 段 （ 两 水 准 点 间 的 水 准 路 线 ， i 1，2， 3） ， 第 i测 段 的 水 准 路 线 长 度 为 （ 以 km计 ）， 或 测 站 数 为 ， 总 里 程 或 总 测 站 数 为 L或 n， 则测 段 高 差 改 正 数 为 ：ih hf f 容hf iLin ihi LLfihi nnf 高 差 改 正 数 计 算 注 意 ： 改 正 数 凑 整 至 mm， 按 进 行 验 算 。 如 因 凑 整 引 起 的 微 小 不 符 值 ， 可 将 其 加 分 配在 任 一 测 段 上 。 i if .调 整 后 高 差 计 算 iih h 测 i i 1 ihH H .高 程 计 算 4.算 例 【 例 】 如 图 为 按 图 根 水 准 测 量 要 求 施 测 某 附合 水 准 路 线 观 测 成 果 略 图 。 BM-A 和 BM-B 为 已 知 高 程 的 水 准 点 ， 图 中 箭 头 表 示 水 准 测量 前 进 方 向 ， 路 线 上 方 的 数 字 为 测 得 的 两 点间 的 高 差 ( 以 m 为 单 位 ) ， 路 线 下 方 数 字 为该 段 路 线 的 长 度 ( 以 km 为 单 位 ) ， 试 计 算待 定 点 1 、 2 、 3 点 的 高 程 。 第 一 步 计 算 高 差 闭 合 差 ： 第 二 步 计 算 限 差 ： 因 为 ， 可 进 行 闭 合 差 分 配 。 第 三 步 计 算 每 km 改 正 数 ： 第 四 步 计 算 各 段 高 差 改 正 数 ： 。 四 舍 五 入 后 ， 有 ： V 1 =- 8mm ， V 2 =- 11mm ， V 3 =- 8mm ， V 4 =- 10mm 。 第 五 步 计 算 各 段 改 正 后 高 差 后 ， 计 算 1 、 2 、 3 各 点 的高 程 。 改 正 后 高 差 = 改 正 前 高 差 + 改 正 数 V i H 1 =H BM-A +(h 1 +V 1 )=45.286+2.323=47.609(m) H 2 =H 1 +(h 2 +V 2 )=47.609+2.802=50.411(m) H 3 =H 2 +(h 3 +V 3 )=50.411-2.252=48.159(m) HBM-B =H 3 +(h 4 +V 4 )=48.159+1.420=49.579(m) 例 题 ： 一 闭 合 水 准 路 线 ， 顺 序 为A123A， 其 中 A-1之 间 有 12站 ， 高差 h1=+1.428m， 1-2之 间 有 14站 ，高 差 h2=-2.346m， 2-3之 间 有 10站 ，高 差 h3=+2.487m， 3-A之 间 有 9站 ，高 差 h4=-1.509m， 已 知 A点 高 程Ha=40.238m， 试 进 行 闭 合 水 准 路线 成 果 的 计 算 。 练 习 ： 下 图 为 某 附 合 水 准 路 线 测 量 示 意 图 ，A、 B为 高 程 已 知 点 ， 1、 2、 3为 高 程 待测 点 ， HA=50.000m,HB=40.210m， h1、h2、 h3、 h4为 各 测 段 观 测 高 程 ， n1、n2、 n3、 n4为 各 测 段 测 站 数 ， 请 完 成附 合 水 准 路 线 成 果 计 算 表 。 ,n为 测 站 数和 。 练 习 ： 在 下 表 中 进 行 附 合 水 准 测 量 成 果 整 理 ， 计 算 高差 改 正 数 、 改 正 后 高 差 和 高 程 。点 号 路 线 长L(km ) 观 测 高 差 hi(m ) 高 差 改 正 数 (m ) 改 正 后 高差 (m ) 高 程 H (m ) 备注BM.A 1.5 +4.362 7.967 已知1 0.6 +2.4132 0.8 -3.1213 1.0 +1.2634 1.2 +2.7165 1.6 -3.715BM.B 11.819 已知 6.7 2.4.1水 准 测 量 误 差误 差 ： 由 于 人 眼 鉴 别 能 力 有 限 ， 仪 器 构 造 不 完善 ， 以 及 外 界 环 境 变 化 ， 使 得 观 测 值 与 真 值之 间 存 在 一 定 差 值 ， 即 误 差 。 误 差 存 在 是 不可 避 免 的 。测 量 的 误 差 来 源 ： 仪 器 误 差 ： 仪 器 构 造 可 能 不 完 善观 测 条 件 观 测 误 差 ： 感 觉 器 官 鉴 别 能 力 有 限 外 界 环 境 影 响 ： 风 、 温 度 等 2.4水 准 测 量 误 差 及 仪 器 检 校 2.4.1.1 仪 器 误 差 1.视 准 轴 不 平 行 水 准 管 轴 的 误 差 （ i角 ） 前 后 视 距 相 等 （ 中 间 法 ） 2.水 准 尺 误 差 包 括 尺 长 误 差 、 分 划 误 差 、 零 点 误 差 检 定 合 格 才 能 使 用 精 度 要 求 高 时 进 行 尺 长 误 差 改 正 零 点 误 差 设 偶 数 站 消 除 2.4.1.2 观 测 误 差1.水 准 管 气 泡 居 中 的 误 差 -水 准 管 分 化 值 ， DS3一 般 为 20 D-视 线 长 ， 以 mm为 单 位 ， =206265 由 上 式 可 知 该 误 差 随 视 距 增 大 而 增 大 ， 观 测 时 应 使 用 微 倾螺 旋 使 气 泡 两 个 半 像 严 格 重 合 。2.估 读 误 差 V-望 远 镜 放 大 率 ， 一 般 为 28323.水 准 尺 倾 斜 的 误 差 倾 斜 将 使 读 数 增 大 ， 可 安 装 圆 水 准 器 ， 读 数 时 取 水准 尺 上 最 小 读 数 。0.152m D 60 vm DV 2.4.1.3外 界 环 境 因 素 的 影 响1.地 球 曲 率 和 大 地 折 光 的 影 响 。2.仪 器 和 水 准 尺 升 降 的 影 响 。3.大 气 温 度 和 风 力 的 影 响 1.地 球 曲 率 和 大 地 折 光 的 影 响22Dc R 217 14Dr c R 1.地 球 曲 率 对 高 程 的 影 响 地 球曲 率 差 c：2.大 气 折 光 差 r：共 同 影 响 为 ：1 可 以 用 “ 中 间 法 ” 消 除 或 减弱2 可 以 选 择 良 好 的 观 测 时 间 ，并 控 制 视 线 高 出 地 面 一 定 的 高 度 和 视 线 长 度 20.43 Df c r R 2.仪 器 和 水 准 尺 升 降 的 影 响 在 观 测 过 程 中 ， 由 于 仪 器 的 自 重 随 时 间 下 沉， 或 由 于 土 壤 的 弹 性 会 使 仪 器 上 升 ， 使 读 数减 小 或 增 大 。 按 “ 后 、 前 、 前 、 后 ” 或 “ 前 、 后 、 后 、 前” 的 观 测 程 序 ， 取 平 均 值 消 弱 其 影 响 。 观 测 时 选 择 坚 实 的 地 面 作 为 测 站 和 转 点 ， 踏实 脚 架 和 尺 垫 ， 缩 短 测 站 观 测 时 间 ， 采 取 往返 观 测 等 ， 可 以 减 小 此 项 影 响 。 仪 器 下 沉 ： 后 前 前 后 观 测 尺 垫 下 沉 ： 往 返 观 测 取 中 值 3.大 气 温 度 和 风 力 的 影 响选 择 有 利 的 观 测 时 间撑 伞 遮 阳 2.4水 准 测 量 误 差 及 仪 器 检 校 水 准 仪 轴 线 应 满 足 的几 何 条 件 是 ： 1、 圆 水 准 轴 L L / 竖 轴 VV 2、 十 字 丝 中 横 丝 应 垂直 于 竖 轴 （ 即 ： 竖轴 VV ） 3、 水 准 管 轴 LL/ 视准 轴 CC 1） 、 圆 水 准 器 的 检 验 与 校 正 1、 检 验 ： 气 泡 居 中 后 ， 再 将 仪 器 绕 竖 轴 旋 转 180 ， 看 气 泡 是 否 居 中 。 2、 校 正 ： 用 脚 螺 旋 使 气 泡 向 中 央 移 动 一 半 , 用校 正 针 梢 松 圆 水 准 器 背 面 中 心 固 紧 螺 旋 ， 再 用 拨 针拨 动 三 个 “ 校 正 螺 旋 ” ， 使 气 泡 居 中 。 最 后 将 中 心固 紧 螺 旋 拧 紧 。 1） 、 圆 水 准 器 的 检 验 与 校 正 检 验 原 理 若 圆 水 准 器 的 水 准 轴 不 与 竖 轴 平 行 而 有 一 夹角 ， 则 将 仪 器 绕 竖 轴 旋 转 180， 圆 水 准 器 的水 准 轴 将 偏 离 竖 轴 2角 度 。 2） 、 十 字 丝 横 丝 的 检 验 与 校 正 1、 检 验 ： 整 平 后 ， 用 横 丝 的 一 端 对 准 一 固 定 点 P ， 转 动微 动 螺 旋 ， 看 P 点 是 否 沿 着 横 丝 移 动 。 2、 校 正 ： 用 螺 丝 刀 松 开 目 镜 筒 固 定 螺 钉 ， 转动 目 镜 筒 （ 十 字 丝 座 连 同 一 起 转 动 ） ， 使 横 丝 向 P点 移 动 偏 移 值 的 一 半 ， 然 后 拧 紧 固 定 螺 旋 。 3） 、 水 准 管 轴 平 行 于 视 准 轴 的 检 验 与 校正 （ i角 ） 1、 检 验 ： （ 1） 平 坦 地 上 选 A 、 B 两 点 ， 约 80100m 。 在 两 端 钉木 桩 或 放 尺 垫 A、 B， 并 立 上 标 尺 。 （ 2） 在 中 点 I架 上 仪 器 ， 变 动 仪 高 两 次 测 定 A、 B间 的 高差 h1和 h2， 若 较 差 h h1 h2 3mm， 取 其 平 均 值 作 为 两 点 间 的 正 确 高 差 。（ 3） 将 仪 器 搬 至 前 视 尺 B附 近 （ 约 3米 ） ， 精 平 仪 器 后 在A、 B尺 上 读 数 、 ， 得 （ 4） 若 , 则 水 准 管 轴 不 平 行 于 视 准 轴 ， 有 i 角 。 因 为 hAB为 正 确 高 差 b3 的 误 差 可 忽 略 不 计 ， 故有 ： 对 于 S 3 水 准 仪 ， 若 i 角 大 于 20时 ， 需 校 正 。 3 3 3h a b 3a 3b1 2( )ABh h h 3ABh h3 ABABh hi D 3） 、 水 准 管 轴 平 行 于 视 准 轴 的 检 验 与 校 正仪 器 位 于 A、 B处 中 点 时 ， 由 i角 影 响 产 生 的 读数 相 等 ， 可 以 抵 消 。当 仪 器 位 于 B点 附 近 时 ， 由 于 i和 DB都 很 小 ， i角 对 b的 读 数 影 响 可 以 忽 略 不 计 ， 而 对 a的 读数 影 响 随 DA的 增 大 而 随 之 增 大 ， 在 高 差 计 算中 无 法 消 除 其 影 响 。 2.校 正 正 确 读 数 为 ： 转 动 微 倾 螺 旋 ， 使 横 丝 对 准 ， 此 时 ， CC处 于水 平 ， 而 水 准 管 轴 气 泡 必 不 居 中 。 用 校 正 针 松 动 符 合水 准 器 左 右 两 校 正 螺 丝 ， 拨 动 上 下 两 校 正 螺 丝 使 气 泡严 密 居 中 ， 而 后 拧 紧 左 右 校 正 螺 丝 。 先 松 后 紧 ， 边 松 边 紧 ， 最 后 固 紧 。3a 3 3a b h AB 3a 2.6三 、 四 等 水 准 测 量 2.6.1主 要 技 术 指 标等级 水准仪 水准尺 视 线高 度（ m） 视 线长 度（ m） 前 后 视距 差（ m） 前 后 视距 累 计差 m 红 黑面 读数 差mm三 DS3 双 面 0.3 75 3.0 6.0 2四 DS3 双 面 0.2 100 5.0 10.0 3 红 黑 面 高 差 之 差 ： 三 等 3mm， 四 等 5mm每 测 站 观 测 次 序 三 等 ： 后 前 前 后 四 等 ： 后 后 前 前 ； 也 可 ： 后 前 前 后 2.6.2一 个 测 站 的 观 测 程 序 三 、 四 等 水 准 测 量 采 用 成 对 双 面 尺 观 测 。 安 置 水 准 仪 ， 粗 平 。 1.瞄 准 后 视 尺 黑 面 ， 读 取 下 、 上 、 中 丝 ， 记 入 手 簿（ 1） 、 （ 2） 、 （ 3） 栏 。 2.瞄 准 前 视 尺 黑 面 ， 读 取 下 、 上 、 中 丝 ， 记 入 手 簿（ 4） 、 （ 5） 、 （ 6） 栏 。 3.瞄 准 前 视 尺 红 面 ， 读 取 中 丝 的 读 数 ， 记 入 手 簿 （ 7） 栏 。 4.瞄 准 后 视 尺 红 面 ， 读 取 中 丝 的 读 数 ， 记 入 手 簿 （ 8） 栏 。 “ 后 、 前 、 前 、 后 ” 三 四 等 水 准 测 量 手 簿 第 二 章 总 结水 准 测 量 注 意 事 项 1.仪 器 检 核 三 项 （ i角 最 重 要 ） 仔 细 消 除 视 差 2.视 线 不 宜 长 后 长 3.观 测 双 面 尺 后 前 前 后 读 数 前 最 后 一 个 动 作 居 中 气 泡 4.测 站 偶 数 站 往 返 测 5.尺 必 要 时 检 定 直 6.记 录 计 算 ： 严 格 检 核 作 业 P39 1 3 6 7 10