水准仪原理和使用方法

第一节 水准测量的原理

确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。高程测量又是测量三项基本工作之一。根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。

水准测量的原理：

水准测量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，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。

1．高差法

如图2-1所示，若已知A点的高程，欲测定B点的高程。在、两点上竖立两根尺子，并在、两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为尺（后视）读数为，尺（前视）读数为 ，则、两点之间的高程差（简称高差）为

（2-1）

于是点的高程为

（2-2）

（2-3）

这种利用高差计算待测点高程的方法，称高差法。这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。

图2-1 水准测量原理

2．仪高法

由式2-3可以写为 （2-4）

如图2-2所示，即 上式中是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。仪高法是，计算一次仪高，就可以测算出几个前视点的高程。即放置一次仪器，可以测出数个前视点的高程。

综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。必须注意

①前视与后视的概念一定要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。

②两点间高差是有正负的，计算高程时，高差应连其符号一并运算。在书写时，注意的下标，是表示点相对于点的高差；则表示是点相对于点的高差。与的绝对值相等，但符号相反。

第一节 水准测量的原理

确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。高程测量又是测量三项基本工作之一。根据使用仪器和施测方法的不同，高程测量可分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。用水准仪测量高程，称为水准测量，它是高程测量中最常用、最精密的方法。

水准测量的原理：

水准测量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，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。测定待测点高程的方法有高差法和仪高法两种。

1．高差法

如图2-1所示，若已知A点的高程AH，欲测定B点的高程BH。在A、B两点上竖立两根尺子，并在A、B两点之间安置一架可以得到水平视线的仪器。假设水准仪的水平视线在尺子上的位置读数分别为A尺（后视）读数为a，B尺（前视）读数为b ，则A、B两点之间的高程差（简称高差ABh）为

bahAB （2-1）

于是B点的高程BH为

ABABhHH （2-2）

baHhHHAABAB （2-3）

这种利用高差计算待测点高程的方法，称高差法。这种尺子称为水准尺，所用的仪器称为水准仪。

图2-1 水准测量原理

2．仪高法

由式2-3可以写为 baHHAB)( （2-4）

如图2-2所示，即 bHHiB

上式中iH是仪器水平视线的高程，常称为仪器高程或视线高程。仪高法是，计算一次仪高，就可以测算出几个前视点的高程。即放置一次仪器，可以测出数个前视点的高程。

综上所述，高差法和仪高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。必须注意

①前视与后视的概念一定要清楚，不能误解为往前看或往后看所得的水准尺读数。

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第三节 水准测量的实施

一、水准点

测绘部门在全国各地建立用水准测量方法获得其高程的控制点—水准（BM）。

水准点有永久水准点和临时水准点。

水准点标志后，在水准记录本绘制“点之记”，绘制水准点的草图、对周围附近情况加以说明，注明水准点的编号。

图5 水准点 (单位：cm)

二、水准路线

水准测量所经过的路线，称为水准路线。

按照已知水准点布设情况,水准路线一般有以下几种形式：

图6 水准路线的形式 第 2 页 共 5 页

A：闭合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后又闭合到原来点的环形路线。

B：附合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后符合到另一高级水准点的路线。

C：往返水准路线（支水准路线）：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程到终点，又从终点返测到原来高级点的往返路线。

支水准路线长度为1~2Km。

三、水准测量的实施

水准测量采用往返测量法、改变仪器高法或双面尺法进行测量。

往返测量法步骤：

设定已知一水准点BM高程（123.446m），要测定B点的高程。

如图所示：

图7 水准测量的实施

1、置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的I处，并选择好前视转点ZD1，将尺置于A点和ZD1点上。测站在后视点与前视点的中间。

2、将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读出后视读数a。

3、转过望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数b。至此完成了一个测站第 3 页 共 5 页

的观测任务。（架一次仪器叫一个测站）

4、将仪器搬迁到下站II站，把第I站的后视尺移到第II站的转点ZD2上，此时第一站的前视成了第二站的后视。

5、按2．3步骤测出第II站的后、前视读数。如此重复至B点。

表2-1 水准测量记录表

第四节 水准测量的成果整理

水准测量的外业测量数据经检核后，如果满足了精度要求，就可以进行内业成果计算，即调整高差闭合差（将高差闭合差按误差理论合理分配到各测段的高差中去），最后求出未知点的高程。

关于水准仪的使用和校验方法分析

[摘要]从水准仪的构成出发，根据笔者对水准仪的使用经验，总结了水准仪的使用技巧，并给出了一种具体校验水准仪的方法。

【关键词】水准仪；使用；校验

一、绪论

兴修水利是一件功在当代、利在千秋的事业，可以达到强国富民的效果。在水利工程的兴建过程中，经常需要地面两点的高差，渠道的比降，水平方位角等等进行精密的测定，这一系列测量工作都要使用到测量仪器—水准仪。为了使工程质量得到良好的保障，将工程建设工作又快又好的完成，在使用水准仪的过程中就必须要做到认真准确地按照流程进行，在使用前一定要将校验工作认真完成，千万不可以忽视省略。

二、水准仪的构成

水准仪的组成部分主要有望远镜，管水准器，垂直轴，基座，脚螺旋等，这些部分组成了一个严密的整体。通常情况下，水准仪还附带两个配件，一个是三脚架，一个是水准尺。

三、水准仪的使用

3.1选择水准仪的安放位置

在对水准仪进行安放位置的选择时，要遵循一切从实际出发的原则，一定要切实符合工程现场施工的实际情况，通常可以采取简单易行的目测方法，把水准仪安放在距后视点和前视点距离二者相比较大致相等中间位置；对于安放水准仪的位置要求很简单，就是必须可以直视到两点：前视点和后视点。

3.2支撑三脚架

支撑三角的工作，可以按照如下的步骤来进行：

（1）首先将三脚架采取横放的姿势，把它于胸前进行横放，左手同时牢牢将三脚架抓稳，此时右手将三脚架三条腿上的固定螺栓迅速松开；（2）将三脚架自身的延长腿抽出来，再把三脚架进行直立放置，放置的位置是测量者的胸前，三脚架的高度要遵循规定的标准，通常要与测量者鼻尖齐平，这样方可在测量的过程中得心应手的对水准仪进行使用；（3）左手将三脚架抓住，右手迅速转移到三条腿的位置上，将上面的固定螺栓全部旋紧；（4）同时将三脚架两条腿全部分开，把三脚架的两脚准确无误地插入到安放点的地面上，这里要注意的是插的时候力气一定要大，要将双脚牢牢插入才可以。之后再摆动三脚架的第三条腿，促