水准仪及其测量方法
水准测量
基本知识
测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。
水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到
A B H a H b +=+ (2.1.1)
式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。
A 、
B 两点的高差ab h 也可以写为
ab h a b =- (2.1.2)
若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和可求出B 点高程为
()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3)
图2.1.1 水准测量原理
如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完
成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。
如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式：
(1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+?
∑∑∑ (2.1.4)
或
11122121A B n n
TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+?高程：高程：点高程： (2.1.5)
水准线路测量
水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。
实验目的
(1) 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用；
(2) 了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用；
(3) 掌握水准仪测量高差的基本步骤；
(4) 掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。
实验仪器
(1) 实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。
(2) 自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。
实验内容
熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。
实验步骤
(1) 安置仪器，熟悉水准仪基本构造、各部件名称和作用
1) 选择坚固、平坦、空阔的地方打开三角架，使三角架的三条腿近似等距，架设高度应该适中，架头应该大致水平，架腿制动螺旋应该固紧；
2) 打开仪器箱，双手取出水准仪，将仪器小心地安置到三角架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开三脚架中心连接螺旋，将仪器固定在三脚架上；
3) 对照教材，观察仪器的各个部件的构造，熟悉各螺旋的名称和作用，试着旋拧各个螺旋以了解其功能。
(2) 学习水准仪粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数的操作流程
1) 粗略整平
粗略整平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。如图2.1.3（a）所示，气泡未居中而位于a处；则先按箭头所指方向，用双手相对转动脚螺旋①和②，使气泡移动到b的位置（图（b））；再左手转动脚螺旋③，即可使气泡居中。在整平的过程中，气泡移动的方向与左手大拇指运动的方向一致。
(a) 两个脚螺旋转动方向 (b) 第三个脚螺旋转动方向
图2.1.3 概略整平方法
2) 瞄准水准尺
① 将望远镜对着明亮的背景，转动目镜螺旋，使十字丝清晰；
② 松开制动螺旋，转动望远镜，采用望远镜镜筒上面的照门和准星瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋； ③ 从望远镜中观察，转动物镜螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺； ④ 眼睛在目镜端上下微微移动，若十字丝与目标影响有相对移动，则应重新仔细地进行物镜对光，直到读数不变为止。
3) 精平
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。
4) 读数
观察十字丝的中丝在水准尺上的分划位置，读取读数。
(3) 进行闭合或附合水准路线测量
1) 选定一条闭合或附合水准路线，长度以安置4~6个测站为宜，确定起始点及水准路线的前进方向；
2) 在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距处安置仪器，按照粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数的操作流程，分别观测后视读数和前视读数，计算高差1h ，然后将仪器搬至第1和第2点的中间设站观测，得到2h ，依次推进测出3h 、4h 、…；
3) 根据已知点高程及各观测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限，如果超限，则应重新观测；如没有超限，则对闭合差进行分配，进而推算出各待测点的高程。
注意事项
(1) 立尺时应站在水准尺后面，双手扶尺，使尺身保持竖直；
(2) 前后视距可先由步数概量，使前、后视距大致相等；
(3) 读取读数前，应仔细对光以消除视差；
(4) 观测过程中不应进行粗平，若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后重新观测；每次读数时都应进行精平；
(5) 测量完毕后，应立刻检核，一旦误差超限，应立即重测；
(6) 实验中严禁专门化作业，小组成员应轮换操作每一项工作。
2.1.7 记录表格
基本信息
实验记录
水准测量计算成果表
点号距离/m测得高差/m改正数/m改正后高差/m高程/m BM1////
1
2
3
4
5
6
7
8
BM2
∑/
附1 微倾式水准仪基本构造和功能介绍
附图中为DS3微倾式水准仪的结构示意图，其主要由望远镜、水准器和基座3部分组成，附图为钟光DS3-Z微倾式水准仪各部件名称。
附图 DS3微倾式水准仪结构示意图
1. 连接压板；
2. 基座；
3. 管水准盒；
4. 瞄准器；
5. 水准气泡观察窗；
6. 目镜；
7. 圆水准器；
8. 水平微动螺旋；
9. 微倾螺旋；10. 调焦螺旋；11. 准星；12. 物镜；13. 水平制动螺旋；14. 脚螺旋
附图钟光DS3-Z微倾式水准仪的各部件名称
(1) 望远镜的构造
望远镜用来瞄准水准尺并在水准尺上进行读数，其构造如附图所示。
1. 物镜；
2. 齿条；
3. 调焦齿轮；
4. 调焦镜座；
5. 物镜调焦螺旋；
6. 十字丝分划板；8. 目镜组
附图 DS3微倾式水准仪的望远镜构造
为了精确瞄准目标进行读数，望远镜里都安置了十字丝分划板，如附图所示。竖丝用于瞄准目标，中间的横丝用来读取前、后视读数，上下两根与中丝平行的短丝用力测量视距，称为视距丝。
1. 十字丝横丝；
2. 十字丝竖丝；
3. 视距丝
附图十字丝分划板
为使不同视力的人都能观测到清晰的目标，首先将望远镜对准天空（或明亮背景），然后旋转目镜上的调焦螺旋，调节目镜与十字丝分划板的距离，即可使十字丝分划板清晰，如附图所示。
（a）十字丝调整前（b）十字丝调整后
附图十字丝调整前后对比
由于目标距仪器远近不同，所以成像位置有前有后，为了使远近目标的成像都落在十字丝分划板上，可通过旋转物镜调焦螺旋，移动调焦透镜，改变物镜的等效焦距，使目标的像清晰的落在十字丝分划板平面上，如图所示。
（a）调整前目标的像（b）调整后目标的像
附图调整前后目标像的对比
水准仪的望远镜可绕水准仪的竖轴在基座上水平转动，控制这一转动的是制动螺旋和微动螺旋。放松制动螺旋，望远镜便可转动，微动螺旋此时不起作用；旋紧制动螺旋，望远镜则被固定，此时，旋转微动螺旋可使望远镜在水平方向上做微小转动。利用制动螺旋和微动螺旋，可使望远镜精确地照准目标。
(2) 水准器
水准器包括圆水准器和管水准器。
圆水准器是一个内壁顶面为球面的玻璃圆盒，如附图所示。球面的正中有圆分划圈，分划圈的中线为圆水准器的零点，通过零点的球面法线称为圆水准器轴，当气泡居中时，圆水准器处于铅垂状态。圆水准''，精度较低，一般只用于粗略整平。
器的分化值一般为8~10
管水准器是将一个纵向内壁顶面磨成一定半径圆弧的玻璃管，管内装满酒精和乙醚的混合液，加热融封冷却后在管内形成一个空隙，如附图所示。水准管圆弧对称点O称为水准管的零点，当气泡两端以零点为中心对称时，称为气泡居中，此时水准管轴处于水平位置。如果视准轴与水准管轴平行，则视准轴亦处
''，精度较高，一般用于精确整平。
于水平位置。管水准器的分划值一般为20/2mm
附图圆水准器 附图管水准器
(3) 基座 基座由轴座、脚螺旋、三角压板和底板构成，其作用是支撑上部仪器并连接三脚架，通过旋转基座上的3个脚螺旋可整平仪器。
附2 自动安平水准仪基本构造和功能介绍
自动安平水准仪与微倾式水准仪外形相似，操作也十分相似，这里就不再一一介绍。两者区别在于：(1) 自动安平水准仪的机械部分采用了摩擦制动（无制动螺旋）控制望远镜的转动，(2) 自动安平水准仪的在望远镜的光学系统中装有一个自动补偿器代替了管水准器起到了自动安平的作用，当望远镜视线有微量倾斜时补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。
自动安平水准仪由于没有制动螺旋、管水准器和微倾螺旋，在观测时候，在仪器粗略整平后，即可直接在水准尺上进行读数，因此自动安平水准仪的优点是省略了“精平”过程，从而大大加快了测量速度。
附图为自动安平水准器的结构示意图，附图苏一光NAL124自动安平水准仪的各部件名称。
1. 物镜；
2. 物镜调焦透镜；
3. 补偿器棱镜组；
4. 十字丝分划板；
5. 目镜
附图自动安平水准器的结构示意图
1. 目镜；
2. 目镜调焦螺旋；
3. 粗瞄器；
4. 调焦螺旋；
5. 物镜；
6. 水平微动螺旋；
7. 脚螺旋；
8. 反光镜；
9. 圆水准器；10. 刻度盘；11. 基座
附图苏一光NAL124自动安平水准仪的各部件名称
附3 电子水准仪基本构造和功能介绍
电子水准仪又称数字水准仪，是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。目前照准标尺和调焦仍需目视进行。人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成象在光电传感器（又称探测器）上，即线阵CCD器件上，供电子读数。因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。
电子水准仪一般由基座、水准器、望远镜及数据处理系统组成，它的光学系统和机械系统及自动安平水准仪基本相同，其原理和操作方法也大致相同，只是读数系统不同。因各种电子水准仪操作方式大同小异，这里仅给出天宝DiNi电子水准仪的基本操作流程。
电子水准仪的主要特点是：
(1) 操作简捷，实现了观测读数、记录、计算、显示的一体化，避免了人为误差；
(2) 整个观测过程在几秒钟内即可完成，从而大大减少观测错误和误差；
(3) 仪器的中央处理器配有专用软件，可将观测结果通过I/O接口输入计算机进入后处理，实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高功效；
(4) 除进行高程测量外，数字水准仪还可以进行水平角测量、距离测量、坐标增量测量、水平网的平差计算等。
1. 天宝DiNi电子水准仪
(1) 各部件的名称
1. 基座；
2. 刻度盘；
3. 微动螺旋；
4. 圆水准器；
5. 调焦螺旋；
6. 测量快捷键；
7. 提手；
8. 物镜；
9. PCMCIA卡插槽；10. 脚螺旋；11. 电池锁扣；12. 显示屏；13. 目镜；14. 水平气泡观察窗；15. 操
作键
附图天宝DiNi电子水准仪的各部件名称
(2) 屏幕和键盘功能介绍
屏幕左上方：已测量的数据信息
屏幕右上方：下一个要测量点的信息
屏幕左下方：Line：水准路线测量模式
IntM：中间点测量模式
SOut：放样模式
F1~F6（功能键）：对应着按键上方显示的功能
F6（ON/OFF）：电源开/关
F7：屏幕背景光开/关
F8：屏幕对比度调节
F9：距离测量(不记录)
F10：测量并记录
当处于主测量显示屏时数字键有以下功能：
RPT：重复测量模式
INV：倒尺测量
INP：输入尺子读数
PNr：输入点号
REM：输入记忆代码
EDIT：编辑功能
Menu：仪器设置等
INFO：一般信息
DISP：相关显示
RPT (#1 key)：
(1) 设置每次测量重复次数；
(2) 设置重复次数测量后的最大标准误差。
注：如果测量时的误差超过用户设置的最大误差，仪器将会提示。
INV (#2 key)：
(1) 如果设置仪器立尺人把尺子倒过来，可以设置仪器读数并获得尺子上方的高程，屏幕变化如下所示。
INP (#3 key)：
(1) 允许手工输入数据。当立尺人扶尺时，操作仪器的人可以从照准部读出尺子的读数；然后估算出距离和读数，再像普通仪器记录一样手工输入到仪器内存中。
PNr (#4 key)：
(1) 允许输入点号。有两种类型：cPNo & iPNo。CPNo：输入当前点号并且可以自动增加点号；IPNo：输入点号但它是独立点，下一个继续CPNo输入的点号并自动增加。
REM (#5 key)：
(1) 允许使用者输入正在测量点的代码（用于记忆和保存）。
注：一旦代码被输入，它会一直保持，直到再次修改。EDIT (#6 key)：
(1) 一个单一的编辑功能。
Esc：退出这个屏幕
Disp：显示每行数据的信息
Del：从内存中删除信息
Inp：允许输入数据到内存
PRJ：项目键
MENU (#7 key)：
(1) 仪器设置和功能。
1）输入
Max dist：最大测量距离
Min sight：输入最小视高
Max diff：输入在线路测
量中一测站最大偏差
Refr coeff：允许用户输
入大气折射率参数
Vt offset：输入尺子读数
的改正数。
Date：设置日期
Time：设置时间
2) 调节
(1) 调节仪器选项可以让
用户运行“peg test”。
用户可以选择不同的方法来得到正确的改正数。3) 数据传输
Interface 1：选择端口1（可能是PC电脑）Interface 2：选择端口2（可能是打印机）
PC Demo：可以和电脑连接电脑显示屏和仪器显示将是同步的
Update / service：软件更新（须和特定的软件连接）
4) 记录
Recording of data：
○Remote Control：设置记录数据到外部电脑
○Record：记录数据到哪里
○Rod Readings: 当记录时，记录数据的那些选项,测量原始数据（RM），或者计算数据（RMC）
○Pno Increment：点号自动增加步长
○Time：测量时时间记录开关
Parameter settings：设
置数据记录时通讯参数
（协议和波特率）
5) 仪器设置
Height Unit：测量的高程
的单位和记录到内存的单
位
Input Unit：手工输入单
位
Display resolution：最
小显示单位
Shut Off：自动关机时间
Sound：蜂鸣开关
Language：语言设置
Date：日期格式
Time：时间格式
6) 测段平差
测段平差可以对闭合路线
和附和路线进行平差。
注：被平差过的信息会被
永久保存起来，因此在平
差之前要下载原始数据。
INFO (#8 key)：
(1) 一些和水准相关的信息。
DISP (#9 key)：
(1) 当有更多信息要显示时，用户可以按此键来显示
相关的不同的信息。
(3) 测量基本操作流程
1. 观测一条线段：Line
(1) 按下在线路测量 Line屏幕下的箭头所指的按键；
(2) 按下新建路线 new line；
(3) 输入路线号。一个路线号是项目文件下一个水准环的标
示，在一个项目文件下可以有不同的路线号；
(4) 选择需要的测量模式（BF、BFFB、BBFF、BFBF）；
(5) 输入后视点高程。如果想另外计算可以输入0；
(6) 输入点号BM；
(7) 根据需要，可以输入代码；
(8) 按下测量键MEASURE，可以开始测量；
(9) 测量的结果显示。
Rb：后视尺子的读数
水准仪测量高程的方法和步骤
水准仪测量高程的方法和步骤 内容：理解水准测量的基本原理；掌握DS3 型微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪和电子水准仪的构造及操作方法。 重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。 难点：水准仪的检验与校正。 §2.1 高程测量（Height Measurement ）的概念 测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为： （1）水准测量(leveling) （2）三角高程测量(trigonometric leveling) （3）气压高程测量(air pressure leveling) （4）GPS 测量(GPS leveling) §2.2 水准测量原理 一、基本原理 水准测量的原理是利用水准仪提供的“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 ——后视读数A ——后视点 b ——前视读数B ——前视点 1、A、B两点间高差： 2、测得两点间高差后，若已知A 点高程，则可得B点的高程：。 3、视线高程： 4、转点TP(turning point) 的概念：当地面上两点的距离较远，或两点的高差太大，放置一次仪器不能测定其高差时，就需增设若干个临时传递高程的立尺点，称为转点。 二、连续水准测量
如图所示，在实际水准测量中，A 、B 两点间高差较大或相距较远，安置一次水准仪不能测定两点之间的高差。此时有必要沿A 、B 的水准路线增设若干个必要的临时立尺点，即转点（用作传递高程）。根据水准测量的原理依次连续地在两个立尺中间安置水准仪来测定相邻各点间高差，求和得到A 、B 两点间的高差值，有： h 1 = a 1 －b 1 h 2 = a 2 －b 2 …… 则：h AB = h 1 + h 2 +…… + h n = Σ h = Σ a －Σ b 结论：A 、B 两点间的高差等于后视读数之和减去前视读数之和。 § 2.3 水准仪和水准尺 一、水准仪(level) 如图所示，由望远镜、水准器和基座三部分组成。
等水准测量步骤简述
四等水准测量步骤简述 一、目的和要求 （1）进一步熟练水准仪的操作，掌握用双面水准尺进行四等水准测量的观测、记录与计算方法。 （2）熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及线路的检核方法。 视线高度：三丝能读数；视线长度≤80m；前后视距差≤3m；前后视距累积差≤10m；红黑面读数差≤3mm ；红黑面高差之差≤5mm；观测次数：与已知点联测是往返各一次，闭合路线是往一次；附和或闭合路线闭合差往返较差：±20√L 二、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，对竖立的两观测点上的水准尺进行读数，来测定地面两点之间的高差，再由已知点推算出未知点的高程。如下图，欲测定A、B两点上的高差h，可在A、B两点上分别竖立水准尺，并在A、B两点之间安置一台水准仪。根据仪器的水平视线，在A尺上读数，设为a，在B尺上读数，设为b，则A、B两点之间的高差为 h=a-b 三、仪器和工具 水准仪1台，双面水准尺2支，尺垫2个 DS 3 四、方法与步骤 1、了解四等水准测量的方法 双面尺法四等水准测量是在小地区布设高程控制网的常用方法，是在每个测站上安置一次水准仪，但分别在水准尺的黑、红两面刻划上读数，可以测得两次高差，进行测站检核。除此以外，还有其他一系列的检核。 2、四等水准测量的实验 （1）从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度50m以内 （2）安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测： 后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；
前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红色面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红色面，精平，读中丝读数 （3）记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~ ⒃为计算结果： 后视距离⑼=100×{ ⑴-⑵ } 前视距离⑽=100×{ ⑷-⑸ } 视距之差⑾=⑼-⑽ 前、后视距累积差⑿=上站⑿+本站⑾ 前视尺黑红面读数差（13）=K前+（6）-（7） 后视尺黑红面读数差（14）=K后+（3）-（8） 红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=或） ⒁=⑶+K-⑻ 黑面高差⒂=⑶-⑹ 红面高差⒃=⑻-⑺ 高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀± 平均高差⒅=1/2{ ⒂+⒃ } 每站读数结束( ⑴~⑻ )，随即进行各项计算( ⑼~⒃ )，并按技术指标进行检验，若各项满足限差要求，可搬站进行下一站的观测，否则，此测站必须进行重测。 （4）依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为±20√L mm，L为线路总长（单位：km）。当全路线施测完毕后，应进行计算与检核。 当测站总数为偶数时：∑（15）+∑（16）=2∑（18） 当测站总数为奇数时：∑（15）+∑（16）± =2∑（18） 末站视距累积差：末站（12）=∑（9）－∑（10） 水准路线总长：L=∑（9）+∑（10） ∑（3）-∑（6）=∑（15） ∑（8）-∑（7）=∑（16）
二等水准测量方法与步骤
二等水准测量方法与步骤Last revision on 21 December 2020
二等水准测量方法与步骤 （1）从实验场地的某一水淮点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水淮点，选定一条附合水准路线。路线长度为2000－3000m。 (2) 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该量距使其相等，其观测次序如下：往测奇数站的观测程序：后前前后；往测偶数站的观测程序：前后后前；返测奇数站的观测程序：前后后前；返测偶数站的观测程序：后前前后； （3）手薄记录和计算见表“二等水准测量记录”中按表头的次序次序(1)－(8)、(9)一(10)为计算结果：后视距离(9)＝100×（(1)-(2)) 前视距离(10)＝100×（(5)-(6)）视距之差(11)＝(9)－(10) 视距累计差（12）＝上站（12）十本站（11）基辅分划差（13）＝（4）＋K －（7），(k＝30155或60655视标尺而定) （14）＝（3）＋K －（8）基本分划高差（15）＝（3）－（4），辅助分划高差（16）＝（8）－（7）高差之差（17）＝（14）－（13）＝（15）－（16）平均高差（18）＝{（15）＋（16）}/2 每站读数结束记录（1）－（8），随即进行各项计算（9）一（10），并按上表进行各项检查后，满足如下限差后，才能搬站。 (4) 依次设站，用相同的方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差，按二等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值±4。 水准测量作业技术要求
之差 m m 点 高差 之 差 mm 段 往返测 高 差 不符值 二 DS1,D S05 <= 50 < =1 < =3 > <= <= < =1 ±4 注： K——测段、区段或路线长度，km；测自-______至________ 20 年月日时间始______时______分末______时______ 分成像_____________ 温度____________云量 ______________ 风向风速_____________ 天气____________土质______________ 太阳方向______________ 测 站编号后 视 下 丝前 视 下 丝 方 向 及 尺 号 标尺读数 基 ＋K 减 辅 备 注上 丝 上 丝 后距前距 基 本分划 辅助分划 视距差d 视距差累计 (1) (5) 后(3) (8) (13) (2) (6) 前(4) (7) (14) (9) (10) 后 －前 (15) (16) (17) (11) (12) h (18) 后 前 后 －前 h 后 前 后 －前 h （5）内业计算内业计算包括水准测量的概算与平差计算。其概算包括水准尺每米长度误差改正；正常水准面不平行改正；重力异常改正（一般不作
水准仪的使用方法及注意事项
水准仪的使用方法及注意事项 水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、保养与维修 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用； 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器； 3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片； 4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 S3水准仪的结构和使用方法 (一) 水准测量仪器 水准测量用的仪器、工具:水准仪、水准尺和尺垫。 1. 水准尺和尺垫 水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2 m，3 m，5 m等多种长度和整尺、折尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为精密水准尺和普通水准尺。 (1) 普通水准尺 材料：用木料、铝材和玻璃钢制成。 结构：尺长多为3 m，两根为一副，且为双面（黑、红面）刻划的直尺，每隔1 cm印刷有黑白或红白相间的分划。每分米处注有数字，对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺的红面尺底端分别从常数4687 mm和4787 mm开始，称为尺常数K。即K1=4.687 m，K2=4.787 m。设尺常数是为了检核用。 （2）精密水准尺 材料：框架用木料制成，分划部分用镍铁合金做成带状。 结构：尺长多为3 m，两根为一副。在尺带上有左右两排线状分划，分别称为基本分划和辅助分划，格值1 cm。这种水准尺配合精密水准仪使用。 （3）尺垫（尺台） 水准测量中有许多地方需要设置转点(中间点)，为防止观测过程中尺子下沉而影响读数的准确性，应在转点处放一尺垫。尺垫一般由平面为三角形的铸铁制成，下面有三个尖脚，便于踩入土中，使之稳定。上面有一突起的半球形小包，立水准尺于球顶，尺底部仅接触球顶最高的一点，当水准尺转动方向时，尺底的
水准仪及其使用方法
水准仪及其使用方法 高程测量是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器4．微调手轮5．水平制动手轮6．管水准器7.水平微调手轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间,摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就是平水。将望远镜对准未知点（１)上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺
的读数（后视），把望远镜旋转到未知点(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视)，记到记录本上。 计算公式:两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为ａ’、b ’。计算如果a－b≠ａ’－b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。 四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 粗平?粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准?瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 ４. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气
水准仪使用方法及注意事项
水准仪使用方法及注意事项 水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、保养与维修 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用； 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器； 3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片； 4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 S3水准仪的结构和使用方法 (一) 水准测量仪器 水准测量用的仪器、工具:水准仪、水准尺和尺垫。 1. 水准尺和尺垫 水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2 m，3 m，5 m等多种长度和整尺、折尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为精密水准尺和普通水准尺。 (1) 普通水准尺 材料：用木料、铝材和玻璃钢制成。 结构：尺长多为3 m，两根为一副，且为双面（黑、红面）刻划的直尺，每隔1 cm印刷有黑白或红白相间的分划。每分米处注有数字，对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数，两尺的红面尺底端分别从常数4687 mm和4787 mm开始，称为尺常数K。即K1=4.687 m，K2=4.787 m。设尺常数是为了检核用。 （2）精密水准尺 材料：框架用木料制成，分划部分用镍铁合金做成带状。 结构：尺长多为3 m，两根为一副。在尺带上有左右两排线状分划，分别称为基本分划和辅助分划，格值1 cm。这种水准尺配合精密水准仪使用。 （3）尺垫（尺台）
水准仪的使用方法及注意事项
水准仪的使用方法及注意事项 令狐采学 水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。现介绍水准仪的使用方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重
复以上做法，直到相等为止。 四、保养与维修 1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用； 2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器； 3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片； 4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理； 5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥。 S3水准仪的结构和使用方法 (一) 水准测量仪器 水准测量用的仪器、工具:水准仪、水准尺和尺垫。 1. 水准尺和尺垫 水准尺是水准测量中用于高差量度的标尺，水准尺制造用材有优质木材、合金材和玻璃钢等几种，有2 m，3 m，5 m等多种长度和整尺、折尺、塔尺等多种类型。水准尺按精度高低可分为精密水准尺和普通水准尺。 (1) 普通水准尺 材料：用木料、铝材和玻璃钢制成。 结构：尺长多为3 m，两根为一副，且为双面（黑、红面）刻划的直尺，每隔1 cm印刷有黑白或红白相间的分划。每分米处注有数字，对一对水准尺而言，黑、红面注记的零点不同。黑面尺
等水准测量记录方法
.实训三四等水准测量 （双面尺法） 一、目的和要求 （1）进一步熟练水准仪的操作，掌握用双面水准尺进行四等水准测量的观测、记录与计算方法。 （2）熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及线路的检核方法。 视线高度>；视线长度≤80m；前后视视距差≤3m；前后视距累积差≤10m；红黑面读数差≤3mm ；红黑面高差之差≤5mm。 二、仪器和工具 DS3水准仪1台，双面水准尺2支，记录板1块。 三、方法与步骤 1、了解四等水准测量的方法 双面尺法四等水准测量是在小地区布设高程控制网的常用方法，是在每个测站上安置一次水准仪，但
分别在水准尺的黑、红两面刻划上读数，可以测得两次高差，进行测站检核。除此以外，还有其他一系列的检核。 2、四等水准测量的实验 （1）从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度30m左右。 （2）安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测： 后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红色面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红色面，精平，读中丝读数 （3）记录者在“四等水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，⑼~ ⒃为计算结果： 后视距离⑼=100×{ ⑴-⑵ } 前视距离⑽=100×{ ⑷-⑸ }
视距之差⑾=⑼-⑽ ∑视距差⑿=上站⑿+本站⑾ 红黑面差⒀=⑹+K-⑺，（K=或） ⒁=⑶+K-⑻ 黑面高差⒂=⑶-⑹ 红面高差⒃=⑻-⑺ 高差之差⒄=⒂-⒃=⒁-⒀ 平均高差⒅=1/2{ ⒂+⒃ } 每站读数结束( ⑴~⑻ )，随即进行各项计算( ⑼~⒃ )，并按技术指标进行检验，满足限差后方能搬站。 （4）依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为±20√L mm，L为线路总长（单位：km）。 四、注意事项 （1）四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：前后视距相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反）
水准仪使用方法
水准仪、经纬仪、全站仪的使用方法 水准仪及其使用方法 高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。 一、水准仪器组合： 1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮 8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。
重复以上做法，直到相等为止。 四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪，在水准管上部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的象将符合成一抛物线型，说明视线水平。若气泡两端的象不相符合，说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准测量基本原理的要求。注意？气泡左半部份的移动方向，总与右手大拇指的方向不一致。 5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。 注意，水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒，特别是读数前的符合水泡调整，一定要在读数前进行。 五、水准仪的测量 测定地面点高程的工作，称为高程测量。高程测量是测量的基本工作之一。高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可以分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量和气压高程测量。水准测量是目前精度最高的一种高程测量方法，它广泛应用于国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中。 水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两个点上的水准尺上的读数，来测定两点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程。 如下图所示，在地面上有A、B两点，已知A点的高程为HA、为求B点的高程HB，在A、B两点之间安骨水准仪，A、B两点亡各竖立一把水准尺，通过水准仪的望远镜读取水平视线分别在A、B两点水准尺上截取的读数为a和b，可以求出A、B两点问的高差为：
四等水准测量步骤
三、四等水准测量(2008-10-10 23:27:42) 三、四等水准测量 控制测量除了要完成平面控制测量外，还要进行高程控制测量。小区域地形测图或施工测量中，多采用三、四等水准测量作为高程控制测量的首级控制。 一、三、四等水准测量(leveling)的技术要求 1、高程系统：三、四等水准测量起算点的高程一般引自国家一、二等水准点，若测区附近没有国家水准点，也可建立独立的水准网，这样起算点的高程应采用假定高程。 2、布设形式：如果是作为测区的首级控制，一般布设成闭合环线；如果进行加密，则多采用附合水准路线或支水准路线。三、四等水准路线一般沿公路、铁路或管线等坡度较小、便于施测的路线布设。 3、点位的埋设：其点位应选在地基稳固，能长久保存标志和便于观测的地点，水准点的间距一般为1—1．5km，山岭重丘区可根据需要适当加密，一个测区一般至少埋设三个以上的水准点。 4、三、四等及五等水准测量的精度要求和技术要求列于表中。 二、三、四等水准测量的观测方法 三、四等水准测量观测应在通视良好、望远镜成像清晰及稳定的情况下进行。一般采用一对双面尺。 1、三等水准一个测站的观测步骤：（后-前-前-后；黑-黑-红-红）
（1）照准后视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（1）、（2）、（3）。 （2）照准前视尺黑面，精平，分别读取上、下、中三丝读数，并记为（4）、（5）、（6）。 （3）照准前视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（7） （4）照准后视尺红面，精平，读取中丝读数，记为（8） 这四步观测，简称为“后一前一前一后(黑一黑一红一红)”，这样的观测步骤可消除或减弱仪器或尺垫下沉误差的影响。对于四等水准测量，规允许采用“后一后一前一前（黑一红一黑一红)”的观测步骤。 2、一个测站的计算与检核： 观测记录参看书本表7-11。 ①视距的计算与检核 后视距(9)=[(1)—(2)]X100m 前视距(10)=[(4)—(5)]Xl00m 三等≯75m，四等≯l00m 前、后视距差(11)=(9)—(10) 三等≯3m，四等≯5m 前、后视距差累积(12)=本站(11)+上站(12) 三等≯6m，四等≯l0rn
水准仪及其测量方法
水准测量 1.1 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和(2.1.2)可求出B 点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+? ∑∑∑ (2.1.4) 或
11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+ ?高程：高程：点高程： (2.1.5) 1.2 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。 1.2 实验目的 (1) 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用； (2) 了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用； (3) 掌握水准仪测量高差的基本步骤； (4) 掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。 1.3 实验仪器 (1) 实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。 (2) 自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。 1.4 实验内容 熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。 1.5 实验步骤
水准仪及其测量方法
水准测量 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和可求出B
点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图 2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+?∑∑∑L (2. 1.4)
或 11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+?M 高程：高程：点高程： (2. 1.5) 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、
水准仪的使用方法
水准仪的使用 水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪，在水准管上部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的象将符合成一抛物线型，如图9-1（a）所示，说明视线水平。若气泡两端的象不相符合，如图9-11（b）所
示，说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准测量基本原理的要求。注意？气泡左半部份的移动方向，总与右手大拇指的方向不一致。 5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。 注意，水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行，不能颠倒，特别是读数前的符合水泡调整，一定要在读数前进行。
水准仪及其测量方法
水准测量 基本知识 测量地面上各点高程的工作，称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS 高程测量等，其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2.1.1所示，设在地面A 、B 两点上竖立水准尺，在A 和B 两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点视距尺上的读数a 、b ，可以得到 A B H a H b +=+ (2.1.1) 式中，A 点水准尺读数a 称为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。 A 、 B 两点的高差ab h 也可以写为 ab h a b =- (2.1.2) 若A 点高程A H 已知， 则由式(2.1.1)和可求出B 点高程为 ()B A A ab H H a b H h =+-=+ (2.1.3) 图2.1.1 水准测量原理 如果A 、B 两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路中间设置一些转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫）来完
成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。 如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式： (1,2,,)i i i ab B A ab h a b i n h h a b H H h =-=??==-??=+? ∑∑∑ (2.1.4) 或 11122121A B n n TP H H h TP H H h B H H h -=+??=+????=+?高程：高程：点高程： (2.1.5) 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪，它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分，有DS 05、DS l 、DS 3、DS l0等四种型号的仪器。D 和S 分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DS 05、DS l 型适用于精密水准测量，DS 3、DS l0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。(1) 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2) 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3) 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。
水准仪测量原理
水准测量 水准测量原理 一、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。 如图所示，在地面点A 、B 两点竖立水准尺，利用水准仪提供的水平视线，截取尺上的读书a 、b ，则A 、B 两点间的高差h AB 为：b a h AB -= 高差等于后视读数减去前视读数。 水准测量原理 二、计算未知点高程 1．高差法 高差法—直接利用高差计算未知点B 高程的方法。 测得A 、B 两点间高差h AB 后，如果已知A 点的高程H A ， 则B 点的高程H B 为：H B =H A +h AB 2．仪高法 仪高法—利用仪器视线高程H i 计算未知点B 点高程的方法。 如图所示，B 点高程也可以通过水准仪的视线高程H i 来计算， 即： H i = H A +a H B = H i - b 在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用仪高法就比较方便。
3．中间法 当欲测点B 离已知点A 较远，安置一次仪器就不可能测出它们的高差，这时，选择一条施测路线，在A 、B 之间加设一些转点，每相邻两点测一测站，求出它们的高差，则AB 的高差即为这些高差的总和。 转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫） 测站：每安置一次仪器，称为一个测站。 对于精度较高的测量，必须将仪器置于前后视点之间大致等距离处B A D D ≈,利用地球曲率等距等影响B A h h ?=?的原则，使测站高差计算中自动消除曲率对前后视读数的影响，这种方法称为中间法，是精密测量中常用的方法。 2.2 水准仪和水准尺 仪器：水准仪 DS 3（D —大地测量，S —水准仪，下标05、1、3、10表示每公里往、返测得高差中数的偶然中误差值）。 工具：水准尺、尺垫。 水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。 1、望远镜 两大功能：提供一条找准目标的视准轴；看清不同距离的目标。 （1）物镜和目镜
水准仪认识与使用实训报告
实训1 水准仪的认识与使用 一、实训目的 熟悉水准仪的基本构造，初步掌握水准仪的使用方法。 二、仪器及工具 DS 3型水准仪1台，自动安平水准仪（自定），水准尺2根，尺垫2块，自备计算器、铅笔、小刀、记录板、记录表格等。 三、实训方法及步骤 实训时数建议安排为2学时，实训小组由5—6人组成 1．安置仪器 先将仪器的三脚架张开，使其高度适中，架头大致水平，并将脚架踩实；再开箱取出仪器，将其固连在三脚架上。 2．认识仪器 对照仪器，指出准星、缺口、目镜及其调焦螺旋、物镜、对光螺旋、管水准器、圆水准器、制动和微动螺旋、微倾螺旋、脚螺旋等，了解其作用并熟悉其使用方法。对照水准尺，熟悉其分划注记并练习读数。 3．观测练习 （1）粗平 双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时以相反的方向转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一只脚螺旋，使圆气泡居中。若一次不能居中，可反复进行（观察左手拇指转动脚螺旋的方向与气泡移动方向之间的关系）。 （2）瞄准 在离仪器不远处选一点A ，并在其上立一根水准尺；转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用缺口和准星大致瞄准A 点水准尺，拧紧制动螺旋；转动对光螺旋看清水准尺；转动微动螺旋使水准尺位于视线中央；再转动对光螺旋，使目标清晰并消除视差（观察视差现象，练习消除方法）。 （3）精平 转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（成圆弧状），即水准管气泡居中（观察微倾螺旋转动方向与气泡移动方向之间的关系）。 （4）读数 从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位置，读取4位数字，即直接读出m 、dm 、cm 的数值，估读mm 的数值，记为后视读数a 。注意读数完毕时水准管气泡仍需居中。若不居中，应再次精平，重新读数。 （5）分别在B 、C 、D 等点立尺，按（2）～（4）步读取前视读数b ，记录。 （6）计算高差，b a h -= （7）改变仪器高度或搬站再次观测A 与B 、C 、D 等的高差，进行比较。 四、注意事项 1．水准尺应专人扶持，保持竖直，尺面正对仪器。 2．中心连接螺旋不宜拧得太紧，以防破损。水准仪上各部位螺旋操作时用力不得过猛。
水准仪的使用方法.
第二章测量学基础实验指导 本章根据非测量学专业教学大纲的要求, 对部分实验内容进行了删减, 将有些实验内容合并到了一起,共列出 9项实验。每项实验的教学一般为 4个学时,每个实验小组可分为 3~5人,但应根据实验的具体内容以及实验设备条件灵活安排,以保证每个成员都能进行观测、记录及辅助工作等实践。 每项实验的记录表格均列在每次实验的后面, 在实验中应做到随时观测、随时记录、随时计算检核,实验完成后,应将填写完整的观测记录表格裁剪下来,上交指导教师。 2.1 水准测量 2.1.1 基本知识 测量地面上各点高程的工作, 称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和 GPS 高程测量等,其中水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法。 水准测量就是利用一条水平视线, 并借助水准尺, 来测定地面两点间的高差, 进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图 2.1.1所示,设在地面、两点上竖立水准尺,在和两点间安置水准仪, 利用水准仪提供一条水平视线, 分别截取、两点视距尺上的读数 a 、 b , 可以得到 (2.1.1 式中,点水准尺读数称为后视读数,点水准尺读数为前视读数。 、两点的高差也可以写为 (2.1.2 若点高程已知,则由式 (2.1.1和 (2.1.2可求出点高程为
(2.1.3 图 2.1.1 水准测量原理 如果、两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻, 不能安置一站仪器完成观测任务时,可采取分段、连续设站的方法施测,在线路中间设置一些转点(临时高程传递点,须放置尺垫来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。如图 2.1.2所示,可容易得到高程计算公式: (2.1.4 或 (2.1.5 2.1.2 水准线路测量 水准测量的工具是水准仪,它主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器精度分,有 DS05、 DSl 、 DS3、 DSl0等四种型号的仪器。 D 和 S 分别为 " 大地测量 " 和 " 水准仪 " 的汉语拼音第一个字母; 数字 05、 1、 3、 10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差, 单位为毫米。 DS05、 DSl 型适用于精密水准测量, DS3、 DSl0型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪和激光水准仪。 (1 微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管 水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰,符合水准器居中,视线水平。 (2 自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时, 补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动, 从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。 (3 电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶,即可进行水准测量。 2.1.2 实验目的 (1 熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用;