第二章 水準(zhǔn)測(cè)量二

難點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量記錄與計(jì)算。水準(zhǔn)測(cè)量原理高程、高差水準(zhǔn)測(cè)量原理高程、高差水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理abhAB前進(jìn)方向大地水準(zhǔn)面HB（待定）水平視線HA（已知）AB計(jì)算待定點(diǎn)高程的方法

1.高差法A、B兩點(diǎn)間高差hAB為：高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)待定點(diǎn)B高程HB為：

2.視線高法

水準(zhǔn)儀的水平視線高程Hi:

待定B點(diǎn)高程HB:有時(shí)安置一次儀器須測(cè)算出較多點(diǎn)的高程，可先求出水準(zhǔn)儀的視線高程，然后再分別計(jì)算各點(diǎn)高程。

在實(shí)際工作中常常會(huì)碰到以下等情況：ab原因:兩點(diǎn)地勢(shì)起伏較大ba原因:兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)前后視距長(zhǎng)>

80m解決方法:

在兩點(diǎn)間設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn),安置多次儀器,進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。如圖示

轉(zhuǎn)點(diǎn)：傳遞高程的臨時(shí)立尺點(diǎn)。如圖中、等測(cè)站：安置儀器的地方。解決方法:

在兩點(diǎn)間設(shè)轉(zhuǎn)點(diǎn),安置多次儀器,進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。如圖示得出：各測(cè)站所得高差：……結(jié)論：

水準(zhǔn)測(cè)量原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，借助于帶有分劃的水準(zhǔn)尺，直接測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)高程和測(cè)得的高差,推算出未知點(diǎn)高程。因此，視線必須水平，是水準(zhǔn)測(cè)量中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。

水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器與工具水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)儀微傾式水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座組成。為了能精確地提供水平視線，在儀器構(gòu)造上安置了一個(gè)能使望遠(yuǎn)鏡上下作微小運(yùn)動(dòng)的微傾螺旋，所以稱微傾式水準(zhǔn)儀。DS3水準(zhǔn)儀物鏡；物鏡調(diào)焦螺旋；水平微動(dòng)螺旋；水平制動(dòng)螺旋； 微傾螺旋； 腳螺旋； 管水準(zhǔn)氣泡觀察窗； 管水準(zhǔn)器；圓水準(zhǔn)器泡；圓水準(zhǔn)器校正螺絲；目鏡；準(zhǔn)星；

照門；基座.S3型微傾式水準(zhǔn)儀組成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲中心(或稱十字絲交點(diǎn))和物鏡光心的連線視準(zhǔn)軸

十字絲分劃板是用來(lái)準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)用的，中間一根長(zhǎng)橫絲稱為中絲，與之垂直的一根絲稱為豎絲，在中絲上下對(duì)稱的兩根與中絲平行的短橫絲稱為上、下絲（又稱觀距絲）。在水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，用中絲在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行前、后視讀數(shù)，用以計(jì)算高差，用上、下絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，用以計(jì)算水準(zhǔn)儀至水準(zhǔn)尺的距離（視距）。S3型微傾式水準(zhǔn)儀組成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲中心(或稱十字絲交點(diǎn))和物鏡光心的連線視差及視差的消除

當(dāng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，眼睛在目鏡處上下左右作少量的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)十字絲和目標(biāo)有著相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。視差及視差的消除S3型微傾式水準(zhǔn)儀組成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲中心(或稱十字絲交點(diǎn))和物鏡光心的連線視差及視差的消除

當(dāng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，眼睛在目鏡處上下左右作少量的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)十字絲和目標(biāo)有著相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。水準(zhǔn)器S3型微傾式水準(zhǔn)儀組成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲中心(或稱十字絲交點(diǎn))和物鏡光心的連線視差及視差的消除

當(dāng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，眼睛在目鏡處上下左右作少量的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)十字絲和目標(biāo)有著相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。水準(zhǔn)器基座水準(zhǔn)尺是與水準(zhǔn)儀配合進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的工具。水準(zhǔn)尺分為直尺、折尺和塔尺。雙面水準(zhǔn)尺的分劃，一面是黑白相間的稱黑色面（主尺），黑面分劃尺底為零，另一面是紅白相間的稱紅色面（輔助尺），紅面刻劃尺底為一常數(shù)：4687mm或4787mm。尺墊是供支承水準(zhǔn)尺和傳遞高程所用的工具。中央突起放水準(zhǔn)尺作用：固穩(wěn)防動(dòng)傳遞高程應(yīng)用兩點(diǎn)地勢(shì)起伏較大兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)微傾式水準(zhǔn)儀的使用粗平微傾式水準(zhǔn)儀的使用粗平照準(zhǔn)微傾式水準(zhǔn)儀的使用粗平照準(zhǔn)精平微傾式水準(zhǔn)儀的使用粗平照準(zhǔn)精平讀數(shù)

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只有一個(gè)圓水準(zhǔn)器，安置儀器時(shí)，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助一種“補(bǔ)償器”的特別裝置，使視線自動(dòng)處于水平狀態(tài)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀后面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀反面自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀正面永久性水準(zhǔn)點(diǎn)臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量方法與成果處理水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線1.水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)記為BM(BenchMark),用“

”符號(hào)表示。。根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)的重要程度及使用時(shí)間可把水準(zhǔn)點(diǎn)分為：（1）永久性水準(zhǔn)點(diǎn)關(guān)鍵詞語(yǔ)：永久保存，固定標(biāo)志，國(guó)家等級(jí)（2）臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)關(guān)鍵詞語(yǔ)：臨時(shí)使用，簡(jiǎn)易標(biāo)志

（3）水準(zhǔn)點(diǎn)的“點(diǎn)之記”

便于以后使用查找，需繪制說(shuō)明點(diǎn)位的平面圖，稱之為點(diǎn)之記。燭光小區(qū)BM5靈雨寺街三豐路78.56m136.78m88.66m鑫豐市場(chǎng)農(nóng)大2.水準(zhǔn)路線

在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線，稱為水準(zhǔn)路線。按照已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)的分布情況和實(shí)際需要，水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式有：

（1）附合水準(zhǔn)路線（2）閉合水準(zhǔn)路線（3）支水準(zhǔn)路線

從一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)BM1開(kāi)始，沿各待測(cè)高程C、D、E等點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到另一水準(zhǔn)點(diǎn)BM2，這種水準(zhǔn)路線稱為附合水準(zhǔn)路線

結(jié)論:

各站所測(cè)高差之和的理論值應(yīng)等于由兩已知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算出的高差，即：

（1）附合水準(zhǔn)路線BM1(已知)BM2(已知)h1h2h3h4CDE（2）閉合水準(zhǔn)路線

從一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)BM3開(kāi)始，沿各待測(cè)高程點(diǎn)1、2、3等點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原水準(zhǔn)點(diǎn)BM3，這種水準(zhǔn)路線稱為閉合水準(zhǔn)路線

BM3（已知）h1h2h3h4h51234提出問(wèn)題：結(jié)論：各站所測(cè)高差之和理論值應(yīng)為零。

（3）支水準(zhǔn)路線

從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，進(jìn)行待定高程水準(zhǔn)點(diǎn)A的水準(zhǔn)測(cè)量，這種既不閉合又不附合的水準(zhǔn)路線，稱為支水準(zhǔn)路線。BM1Ah往h返

由于支水準(zhǔn)路線不具檢校功能，因此要進(jìn)行往返測(cè)量，以資檢核。水準(zhǔn)測(cè)量方法在進(jìn)行連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，如果任何一測(cè)站的后視讀數(shù)或前視讀數(shù)有錯(cuò)誤，都將影響所測(cè)高差的正確性。 在每一測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量中，為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用兩次儀器高法或雙面尺法進(jìn)行觀測(cè)，以檢核高差測(cè)量中可能發(fā)生的錯(cuò)誤，這種檢核稱測(cè)站檢核。兩次儀器高法立尺，尺中間安置水準(zhǔn)儀，粗平照準(zhǔn)后視尺，精平，讀數(shù)照準(zhǔn)前視尺，精平，讀數(shù)計(jì)算高差變動(dòng)儀器高（升或降大于10cm）再觀測(cè)高差互差不大于±5mm時(shí)，取平均值水準(zhǔn)測(cè)量記錄表（兩次儀器高法）測(cè)站點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)(mm)高差(m)平均高差(m)高程(m)備注后視前視1BMA1134

13.428

TP1

1677-0.543

BMA1011

(0.000)

TP1

1554-0.543-0.543

2TP11444

TP2

1325+0.119

TP11624

(0.003)

TP2

1508+0.116+0.118

3TP21822

TP3

0876+0.946

TP21710

(0.000)

TP3

0764+0.946+0.946

4TP31820

TP4

1435+0.385

TP31923

(0.002)

TP4

1540+0.383+0.384

5TP51.422

BMD

1.308+0.114

TP51.604

(0.002)

BMD

1.488+0.116+0.11514.448檢核計(jì)算∑15.51413.475+2.039+1.020

雙面尺法（黑面、紅面）：用雙面尺，每尺均讀黑、紅面讀數(shù) 立尺，尺中間安置水準(zhǔn)儀，粗平瞄準(zhǔn)后視尺黑面，精平，讀數(shù)瞄準(zhǔn)前視尺黑面，精平，讀數(shù)瞄準(zhǔn)前視尺紅面，精平，讀數(shù)瞄準(zhǔn)后視尺紅面，精平，讀數(shù)黑面：以零開(kāi)始刻劃紅面：一尺從4687開(kāi)始刻劃，另一尺從4787開(kāi)始水準(zhǔn)測(cè)量的成果處理檢核水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh是否超限高差閉合差的計(jì)算公式：附合水準(zhǔn)路線：

fh=∑h均測(cè)–

（H終–H始）閉合水準(zhǔn)路線：

fh=∑h均測(cè)支水準(zhǔn)路線：

fh＝h均往測(cè)+h均返測(cè)

校核方法：如果fh≤fh容，說(shuō)明外業(yè)觀測(cè)成果合格，否則須進(jìn)行重測(cè)。對(duì)于不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量其fh容是不同的,以等外水準(zhǔn)為例fh容=±40√Lmm或12√nmm,前者適用于平原地區(qū),后者適用于山區(qū).

水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算附合水準(zhǔn)路線測(cè)量成果計(jì)算⑴高差閉合差的計(jì)算fh=Σh測(cè)-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地及圖根水準(zhǔn)精度計(jì)算閉合差容許差為：fh容=±12n1/2=±12×241/2=±58mm|fh|<|fh容|，符合圖根水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求。32.509⑵閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測(cè)站數(shù)成正比例反符號(hào)分配到各測(cè)段高差中。第i測(cè)段高差改正數(shù)按下式計(jì)算：式中：n——路線總測(cè)站數(shù)；ni——第i段測(cè)站數(shù)；

L——路線總長(zhǎng)；Di——第i段距離。由式(2-1)算出第一段(A～1)的改正數(shù)為：(2-1)(2-2)其他各測(cè)段改正數(shù)按式(2-1)算出后列入表中。改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號(hào)相反。每測(cè)段實(shí)測(cè)高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改正后的高差。⑶計(jì)算各點(diǎn)高程用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)A開(kāi)始，逐點(diǎn)算出各點(diǎn)高程，列入表中。由計(jì)算得到的B點(diǎn)高程應(yīng)與B點(diǎn)的已知高程相等，以此作為計(jì)算檢核。

總測(cè)站數(shù)實(shí)測(cè)高差高差閉合差閉合差容許按2-1、2-2計(jì)算調(diào)整值實(shí)測(cè)高差加改正數(shù)A點(diǎn)已知高程B點(diǎn)已知高程42.365+改正后高差32.509微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲。各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是:圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸(L′L′∥VV)；十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于儀器視準(zhǔn)軸(LL∥CC)。圓水準(zhǔn)器儀器旋轉(zhuǎn)180°(1)檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)合格不合格需校正1、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正：目的是使VV∥L′L′

（2）校正方法（1）檢驗(yàn)方法MMM檢驗(yàn)合格不合格,需校正二、十字絲橫絲的檢驗(yàn)與校正（2）校正方法（1）檢驗(yàn)方法

1）在C點(diǎn)處安置水準(zhǔn)儀，用變動(dòng)儀器高法，連續(xù)兩次測(cè)出A、B兩點(diǎn)的高差，若兩次高差之差不超過(guò)3mm，則取兩次高差的平均值hAB作為最后結(jié)果。a1b1x1x1iiABCDAC=80~100mDAC=DBC2）在離B點(diǎn)大約3m左右的D點(diǎn)處安置水準(zhǔn)儀，精平后讀得B點(diǎn)尺上的讀數(shù)為b2,然后，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)水準(zhǔn)尺，讀出中絲的讀數(shù)a2。ABia2b2a2′xD1~3m三、水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于儀器視準(zhǔn)軸

（水準(zhǔn)儀i角檢驗(yàn)與校正）根據(jù)上述b2和高差hAB算出A點(diǎn)尺上視線水平時(shí)的應(yīng)讀讀數(shù)為：如果a2′與a2相等，表示兩軸平行。否則存在i角，其角值為：水準(zhǔn)測(cè)量誤差及其消減方法儀器誤差儀器校正后的殘余誤差

水準(zhǔn)尺誤差觀測(cè)誤差水準(zhǔn)管氣泡居中誤差讀數(shù)誤差視差影響

水準(zhǔn)尺傾斜影響水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大外界條件的影響儀器下沉：采用“后、前、前、后”的觀測(cè)程序，可減弱其影響。尺墊下沉大氣折光的影響溫度對(duì)儀器的影響注意事項(xiàng)測(cè)量過(guò)程中應(yīng)盡量用目估或步測(cè)保持前、后視距基本相等。儀器腳架要踩牢，觀測(cè)速度要快，以減少儀器下沉。估數(shù)要準(zhǔn)確，讀數(shù)時(shí)要仔細(xì)對(duì)光，消除視差。檢查塔尺相接處是否嚴(yán)密。保證扶尺豎直。記錄要原始，字跡整齊、清楚，端正。讀數(shù)時(shí)，記錄員要復(fù)誦，以便核對(duì)。測(cè)量者要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，工作要細(xì)心，加強(qiáng)校核?；疽螅好鞔_水準(zhǔn)測(cè)量原理，水準(zhǔn)儀的組成部分及其名稱、功能、作用及使用。掌握普通水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)和內(nèi)業(yè)工作。重點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量原理，水準(zhǔn)測(cè)量方法與成果處理。

難點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量記錄與計(jì)算。本章小結(jié)本