第二章 水准测量 第二章 水准测量

高程测量概念高程测量概念

根据已知点高程，测定该点与未知点

的高差，然后计算出未知点的高程的

方法。

高程测量的方法高程测量的方法

1、水准测量

2、三角高程测量

3、气压高程测量

4、GPS测量

§2.1 水准测量原理

A

Ba b

hAB

大地水准面HA

HBHB

一 .基本原理

利用水准仪 “ ”提供的 水平视线 ，测量两点间高差，从而由已知点高程推算出未知点高程。

A(已知 )

B( 未知 )

a b

hAB

bahAB

A 、 B 两点间高差 hAB

为：

前进方向

高差等于后视读数减去前视读数。

HA

HB

大地水准面

后视点

后视读数前视点

前视 读数

后视尺前视尺

二、计算未知点高程 1．高差法

A

Ba b

hAB

前进方向

大地水准面HA

HBHB

如果已知 A点的高程 HA，求 B点的高程 HB：

B A ABH H h AB B Ah H H

2．视线高法 (仪高法 )

A

Ba b

hAB

前进方向

大地水准面HA

HBHB

Hi

水准仪的视线高程 Hi : 水准仪的水平视线到大地水准面的铅垂距离

i A

i B

H H a

H H b

B iH H b

例：图中已知 A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、 2、 3点的高程。先测得A点后视读数 a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m， b2=1.152，b3=1.328m 。

解：先计算出视线高程Hi=HA+a=423.518＋ 1.563＝ 425.081m各待定点高程分别为：H1＝ Hi－ b1＝ 425.081－ 0.953＝ 424.128mH2＝ Hi－ b2＝ 425.081－ 1.152＝ 423.929mH3＝ Hi－ b3＝ 425.081－ 1.328＝ 423.753m

水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10

等几种型号。 05、 1、 3和 10表示水准仪精度等

级。

§2.2 水准测量的仪器及工具

0.5mm、 1mm、 3mm和 10mm

水准测量常用的工具是： 水准仪、水准尺、尺垫

准星

照门物镜

水准管

圆水准器

圆水准器校正螺钉

制动螺旋

微动螺旋微倾螺旋

物镜调焦螺旋

脚螺旋

目镜调焦螺旋

目镜

基座

（一） DS3 水准仪组成： 望远镜、水准器、基座

作用：构成水平视线、精确瞄准远处目标

并对水准尺进行读数

物镜目镜十字丝（上、中、下丝）

视准轴CC 十字丝交点与物镜光心的连线

上丝

下丝

中丝 竖丝

1. 1. 望远镜

返回

圆水准器：用于整平

圆水准器轴 L’L’ 过圆水准器零点的球面法线

水准管： 用于精平

水准管轴 通过水准管零点与圆弧相切的纵向切线 LL

特性：气泡始终向高处移动。 返回

2、水准器

（二）水准尺和尺垫

水准尺主要有单面尺、双面尺和塔尺

（ 1 ）双面水准尺 黑红两面，成对使用，侧多装有圆水准器 黑面 起始 0，黑白相间，黑面尺（主尺） 红面 起始 4.687m和 4.787m，红白相间，红面尺 (辅尺 )

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 ）塔尺 2m~5m

尺的底部为零点，尺面上黑白格相间， 每格宽度为 1cm，有的为 0.5cm

尺垫 放在转点上，以防水准尺下沉。

操作程序： — — — —置仪 粗平 瞄准 精平 读数

（一）粗平

调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。

1．方法：对向转动脚螺旋 1、 2——使气泡移至 1、 2

——方向中间 转动脚螺旋 3，使气泡居中。

§2.3 水准仪的基本操作程序

图形：粗平的操作方法示意图图形：粗平的操作方法示意图

a

1 2

3

b

3

1 2c

3

1 2

2．规律： 气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。

（二） 瞄准

11．方法：．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。

22．视差：．视差：

概念：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标

像有相对运动。像有相对运动。

产生原因：产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。

消除方法：消除方法：反复交替调节目镜和物镜调焦螺旋。反复交替调节目镜和物镜调焦螺旋。

（三）精平

11、方法：、方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水如图所示，调节微倾螺旋，使水

准管气泡成像抛物线符合。准管气泡成像抛物线符合。

22、说明：、说明：自动安平水准仪自动安平水准仪

（（ compensator levelcompensator level），不需进行精），不需进行精

平。平。

（四）读数（四）读数

精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。

11．方法：．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数米、分米看尺面上的注记，厘米数

尺面上的格数，毫米估读。尺面上的格数，毫米估读。

22．规律：．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。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，故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，

即从下往上读。即从下往上读。

图形：水准仪读数实例3. 水准仪读数实例

6.252 1.477

0.725 b c

a