3水准测量的仪器和工具

测绘技术中的常用量测工具与仪器介绍测绘技术是确定地球表面及其特征的方法和方式，在不同领域中都有广泛的应用。

为了精确测量和记录地球表面的各种信息，测绘技术使用了许多不同的工具和仪器。

本文将介绍测绘技术中常用的量测工具和仪器。

1. 全站仪：全站仪是现代测量仪器的重要组成部分。

它可以同时测量水平角、垂直角和斜距，并可以通过跟踪目标来确定位置。

全站仪广泛应用于道路、桥梁、建筑、隧道和其他工程项目中，用于测量和记录地面和建筑物的各种参数，如高度、距离和角度。

2. GPS 接收器：GPS（全球定位系统）接收器可以通过接收卫星信号来确定接收器的位置。

GPS 接收器在测绘技术中被广泛使用，用于确定点的经度、纬度和海拔高度。

它可以提供高精度的位置信息，常用于野外测量、地理信息系统和地图制作。

3. 钢尺：钢尺是测绘工作中最常用的工具之一。

钢尺通常由钢材制成，具有标准的长度和刻度，用于测量线段的长度。

钢尺适用于各种测量任务，从简单的建筑测量到复杂的地面测量，都可以使用钢尺进行准确的测量。

4. 经纬仪：经纬仪是一种用于测量点的经度和纬度的仪器。

它由一个基座和一个转动的仰角杆组成，可以根据天空中可见的特定恒星或行星的位置来确定点的经度和纬度。

经纬仪主要用于天文测量，但也可以用于地理定位和地图制作。

5. 水准仪：水准仪用于测量点之间的高度差。

它通常由一个平台和一个可调节的气泡水平仪组成，可以确定水平线的位置。

水准仪广泛应用于建筑工程、测量工程和地理测量中，用于确定点的高度。

6. 激光测距仪：激光测距仪利用激光技术测量点之间的距离。

它通过发射激光束并计算其中断的时间来确定距离。

激光测距仪在测绘技术中被广泛使用，用于测量建筑物、道路和其他地物的距离，以及地表的高程。

7. 高程仪：高程仪是用于测量地表高程的仪器。

它通常由一个高度调节杆和一个水平仪组成，可以确定点的高度差。

高程仪在土地测量、道路建设和城市规划中被广泛使用，用于确定点在垂直方向上的位置。

建筑工程测量水准测量仪器与工具一、水准测量的仪器和工具及其使用水准测量使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。

水准仪按其精度分为DS0.5、DS1、DS3和DS10等几种等级。

代号中的“D”和“S”是“大地”和“水准仪”的汉语拼音的第一个字母，其下标数值意义为：仪器本身每公里往返测高差中数能达到的精度，以毫米计。

工程测量一般使用DS3级水准仪。

如图2-2所示，为DS3型微倾式水准仪视图，它主要由远望镜、水准器和基座三个基本部分组成。

1.望远镜水准仪的望远镜是用来瞄准水准尺并读数的，主要由物镜、目镜、对光螺旋和十字丝分划板组成。

如图2-3所示，为DS3型微倾式水准仪内对光式倒像望远镜构造略图。

图2-4是望远镜成像原理，其中物镜的作用是使远处的目标在望远镜的焦距内形成一个倒立的缩小的实像。

当目标处在不同距离时，可调节对光螺旋，带动凹透镜使成像落在十字丝分划板上，这时，十字丝和物像同时被目镜放为虚像，以便观测者利用十字丝来瞄准目标。

当十字丝的交点瞄准到目标上某一点时，该目标点即在十字丝交点与物镜光心的连线上，这条线称为视准轴，也称为视线。

十字丝分划板是用刻有纵贯十字丝的平面玻璃制成，装在十字丝环上，再用固定螺丝固定在望远镜筒内，如图2-5所示。

2.水准器水准器用来指示仪器视线是否水平或竖轴是否竖直。

有管水准器和圆水准器两种。

（1）管水准器（水准管）水准管是一个封闭的玻璃管，管的内壁在纵向磨成圆弧形，内盛酒精和乙醚的混合液，经过加热、封闭、冷却后，管内形成一个气泡（图2-6）。

水准管内表面的中点0称为零点，通过零点作圆弧的纵向切线LL 称为水准管轴。

当气泡中心点与零点重合时，称为气泡居中，此时水准管轴水平。

自零点向两侧每隔2mm 刻一个分划，每2mm 弧长所对的圆心角称为水准管分划值：R''2ρτ=图2-3 望远镜构造略图图2-4 望远镜成像原理 图2-5 十字丝板装置520626''=ρ（2-4）分划值的实际意义，可以理解为当气泡移动2mm 时，水准管轴所倾斜的角度，如图2-7所示。

测量学基础高程测量测量地面上各点高程的工作水准测量利用水准仪提供的水平视线测定两点间的高差，进而求得测点高程的方法。

它是高程测量中最基本、精度最高的一种方法，在国家高程控制测量、工程勘察和施工放样中得到广泛应用。

三角高程测量利用经纬仪测量倾角，按三角函数解算出测点高程的方法。

该方法精度不高，适于在山区进行低精度的高程测量。

气压高程测量根据大气压力随地面高程变化而改变的原理，用气压计测定测点高程的方法，其精度最低。

一、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，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。

水准测量的基本工具水准测量方法AB 大地水准面H AH Bh ABab前进方向后视水准尺前视水准尺水准测量基本原理大地水准面前进方向H A +a b h AB H AaH BAB 后视读数前视读数高差h AB 等于后视读数减前视读数h AB = a -bba H h H H A AB A B -+=+=B 点高程Attention高差的符号有正有负当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A当高差为负时，表示前视点B低于后视点A计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。

当需要根据一个已知高程的后视点，同时去测定多个未知点的高程时，可通过仪器的视线高H计算各点的高程，即：iH i=H A+a，H B=H i-b二、水准测量的仪器与工具2.1 水准测量的仪器与工具水准测量仪器、工具水准仪尺垫水准尺四等级：DS05、DS1、DS3、DS10字母D和S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，其后面的数字代表仪器的测量精度。

仪器的等级划分及其适用范围水准仪型号DS05 DS1 DS3DS10千米往返高差中数偶然中误差≤ 0.5mm≤1mm ≤3mm≤10mm主要用途国家一等水准测量及地震监测国家二等水准测量及精密水准测量国家三、四等水准测量及一般工程水准测量一般工程水准测量2.2 水准仪 基本组成望远镜水准器基座主要用途瞄准目标并在水准尺上读数组成1-物镜、2-十字丝、3-对光透镜和4-目镜1物镜和对光透镜的作用使物体在镜筒内十字丝平面上形成一个缩小的倒立实像a1b1 目镜的作用是将a1b1放大成为倒立虚像a2b21-物体; 2-物镜; 3-对光透镜; 4-十字丝平面; 5-目镜十字丝作用照准尺子和读数十字丝中心(十字丝交点)和物镜光心的连线，称为视准轴。

如何进行三角测量和水准测量三角测量和水准测量是测量学中常用的两种测量方法，它们在土木工程、建筑设计以及地理测量等领域中起着重要的作用。

本文将探讨如何进行三角测量和水准测量，包括测量方法、仪器设备以及测量误差的控制等方面。

一、三角测量的方法和仪器设备三角测量是通过测量三角形的边长和角度来确定三角形的形状和大小，进而确定目标点的位置。

在进行三角测量时，常用的方法有平面三角测量和空间三角测量两种。

平面三角测量是在水平平面上进行的测量，常用的仪器设备有全站仪和经纬仪。

全站仪是一种多功能的测量仪器，它可以同时测量水平角、垂直角和斜距，具有高精度和高效率的特点。

而经纬仪则主要用于测量水平角和斜距，适用于较小范围的平面三角测量。

空间三角测量是在三维空间中进行的测量，常用的仪器设备有全站仪和GPS。

全站仪在空间三角测量中同样具有重要的作用，可以通过测量水平角、垂直角和斜距来确定目标点的位置。

GPS则利用卫星信号进行定位，可以实现大范围的空间三角测量。

二、三角测量的过程和注意事项进行三角测量时，需要经过以下几个步骤：选择测量基准、设置测量仪器、测量目标点、计算结果及其精度控制。

在选择测量基准时，应选择稳定、易于观测的地点作为基准点，以确保测量的准确性。

设置测量仪器时，需要根据具体情况选择相应的仪器，并进行校准和调试，以保证测量的准确性和可靠性。

在测量目标点时，应根据实际情况选择合适的测量方法和仪器设备，并注意测量的顺序，确保测量的连续性和一致性。

同时，要注意观测条件，避免测量误差的产生。

在计算结果及其精度控制方面，应根据所测量的数据进行计算，并进行误差分析和数据处理，以确保测量结果的准确性和可靠性。

同时，在进行精度控制时，应注意误差的来源和传递，采取相应的措施来减小测量误差。

三、水准测量的方法和仪器设备水准测量是通过测量地面高程差来确定地形的起伏情况，常用的方法有直接水准测量和间接水准测量两种。

直接水准测量是利用水准仪或自动水准仪直接测量高程差的方法，适用于较小范围的水准测量。

水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器为水准仪，辅助工具为水准尺和尺垫。

水准仪按其精度高低可分为D S05、D S1、D S3和D S10等四个等级（D、S分别为“大地测量”和“水准仪”）的汉语拼音的第一个字母；数字05、1、3、10表示该仪器的标称精度，是指用该仪器进行水准测量时，往返测1公里高差中数中误差，其单位是m m）；按结构可分为微倾式水准仪和自动安平式水准仪；按构造可分为光学水准仪和电子水准仪。

本章着重介绍D S3水准仪，简单介绍精密水准仪和电子水准仪。

一、D S3微倾式水准仪的构造根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。

因此，水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。

2-2所示是我国生产的D S3微倾式水准仪。

1、望远镜2-3是D S3微倾式水准仪望远镜的构造图，它主要由物镜1、目镜2、调焦透镜3和十字丝分划板4所组成。

物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，如2-3中的7，竖直的一条称为竖丝，横的较长那条称为中丝，是为了瞄准目标和读取读数用的。

在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝对称的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。

十字丝分划板是由平板玻璃圆片制成的，平板玻璃片在分划板座上，分划板座由固定螺丝固定在望远镜筒上。

十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴或视线（2-3）中的（C－C1）。

水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。

2-4为望远镜成像原理图。

远处目标A B发出的光线经过物镜1及调焦透镜3折射后，在十字丝平面4上形成一个倒立而缩小的实像a b；通过目镜2的放大，成虚相aˊbˊ，十字丝同时也被放大。

从望远镜内所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比，称为望远镜的放大率。

如2-4所示，从望远镜内看到目标的像所对的视角为β，用肉眼看目标所对的视角可近似地认为是a，故放大率V=β/a。

Hi HA a HB b 演示课件
大地水准面
4.转点TP(turning point)的概念
若A、B 两点间布设一些过渡点 （转点）1、2、3…，将其分为n段， 则用水准仪分别测得各段高差为h1， h2… hn，则有：
hAB=h1+ h2+ + hn =(a1-b1)+(a2-b2)+ =a-b
+(an-bn)
演示课件
二.水准测量的仪器与工具
（一）水准仪(level)组成
1、望远镜(telescope)
物镜 目镜 十字丝（上、中、下丝）
三个部分组成。
演示课件
2、水准器(bubble)
圆水准器(circular bubble) ：用于整平。 水准管(bubble tube) ： 用于精平。
故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像， 即从下往上读。
演示课件
图形：
水准仪
4. 水准仪读数实例
读数实 例
a
0.725
b
c
6.252
演示课件1.477
演示课件
图形：粗平的操作方法示意图
3
3
3
1
2
a
1
2
b
1
2
c
2．规律：
气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。
演示课件
（二） 瞄准
1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。 2．视差： 概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标
像有相对运动。 产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。 消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。
讲题:水准测量原理 与仪器操作
内容提要：
§2.1 水准测量原理与仪器操作

dinio3水准仪技术参数
Dinio3水准仪是一款专业测量高程差和地面曲率的测量仪器，其技术参数非常关键。

以下是详细的技术参数介绍：
1.测量范围
Dinio3水准仪的测量范围是-2000mm到+2000mm，能够满足大部分建筑或公路工程测量的需求。

2.精度
在双面测量的情况下，Dinio3水准仪的垂直准确度可以达到
0.3mm/km，水平准确度可以达到3.0mm/km。

这样的精度保证了测量的准确性和可靠性。

3.测量速度
Dinio3水准仪的测量速度为每小时40-70公里，可以快速完成大面积测量，大大提高了工作效率。

4.光学系统
Dinio3水准仪采用了高分辨率、低色散和光量子效应的光学系统，充分保证了测量的可靠性和精确性。

5.仪器重量
Dinio3水准仪整机重约6.5kg，携带方便，不会造成劳动强度过大。

6.供电方式
Dinio3水准仪可以通过电池供电，电池寿命长达10小时，大大提高了使用的便利性。

7.环境要求
Dinio3水准仪可以在-20℃到+50℃的不同温度范围内正常工作，适应各种气候环境。

综合来看，Dinio3水准仪的技术参数非常出色，可以适应各种需要。

对于测量工程师而言，每个参数都非常重要，全方位的技术参数可以提供更加精确的测量结果和更加便捷的工作体验。

4.554
∑
4.121
h a b
i
i
i
第1组
3班
记录：
李同学
高差
(m)
高程
(m)
备注
+0.385
54.206
A
+54.591
TP.1
+55.138
TP.2
+55.850
TP.3
+54.639
B
+0.547
+0.712
-1.211
+0.433
Hi =Hi-1 +hi
—
H B H A hi
1、2两个脚螺旋的中垂
线上；
2）调节脚螺旋3，使气泡
居中；
3）重复上述两个步骤，至
气泡居中。
3.瞄准
1）调节目镜调焦螺旋，使十字丝影像清晰。
2）松开制动螺旋，旋转望远镜，
利用瞄准器粗略瞄准水准尺。
3）旋紧制动螺旋，旋转水平微动螺旋，
使水准尺置于视窗中央。
令十字丝竖丝与水准尺一侧重合
4）调节物镜调焦螺旋，使水准尺影像清晰。
思考题1：迁站时水准尺如何移动？
尺1
A
尺1
尺2
尺1
TP1
尺2
尺2
TP2
尺1
尺1
尺2
尺1
A
TP1
TP2
水准尺误
差
尺2
尺1
A
TP1
TP2
尺1
尺1
尺2
尺1
A
TP1
TP2
思考题2：测站数宜为偶数还是奇数？
注意事项：
1）根据使用仪器、精度要求、气象条件等确定视线长度；

a2
a4
b4
a3
a1 b1
b2
b3
A
TP2
TP3
B
TP1
A、B两点高差计算的一般公式：hAB=
n
hi
= n（ai bi）
i 1
i 1
n—为测站数
例：
前进方向
2.142
1.258 0.928
1.664 1.235
1.672 1.431
2.074
B
A
TP3
Ⅰ
TP1
Ⅱ
TP2
Ⅲ
Ⅳ
HA=123.446m HB
注意：读数前必须精平， 精平后立即读数。
§3.4 水准测量外业工作
一、一个测站的工作
1、安置仪器于AB之间，
立尺于A、B点上；
2、粗略整平；
a
b
3、瞄准A尺，精平、读数a，
B
记录1.568m；
A
4、瞄准B尺，精平、读数b，
记录1.471m； 5、计算：hAB = a – b = 1.568-1.471=0.115m
三、支水准路线成果计算 (HA=186.785m)
1、计算闭合差：
fh h往 h返
1.375 1.396 0.021m
2、检核：
n = 16站
A hA（1 往） 1.357m
1
hA（1 返） 1.396m
fh允 12 n 12 16 48mm
fh fh允 ，故精度符合要求。
• 闭合水准路线：
∑h测= h1+h2+h3+ ······+ hn fh = ∑h测 - ∑h理= ∑h测
• 支水准路线：

第1篇一、实验目的1. 熟悉水准仪的基本构造和原理。

2. 掌握水准仪的正确操作方法，包括安置、瞄准、精平和读数。

3. 学习水准测量的基本步骤，包括观测、记录、计算和闭合差调整。

4. 通过实际操作，提高对水准测量原理和方法的实际应用能力。

二、实验原理水准测量是利用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。

其原理是通过水准仪观测水准尺上的读数，从而计算出两点之间的高差。

水准测量通常分为精密水准测量和普通水准测量，其中精密水准测量分为一、二、三、四等，普通水准测量分为一、二、三、四等。

三、实验仪器与工具1. 水准仪：DS3型水准仪1台2. 水准尺：双面水准尺2根3. 尺垫：2个4. 记录纸：2张5. 三角架：1个6. 铅笔：1根四、实验步骤1. 安置仪器- 将三脚架张开，调整高度，使架头大致水平，并将架腿踩实。

- 将水准仪从箱中取出，固连在三脚架上。

2. 认识仪器- 观察水准仪的各个部件，包括望远镜、调整手轮、圆水准器、微调手轮、水平制动手轮、管水准器、水平微调手轮和脚架等。

- 了解各部件的名称、作用和使用方法。

3. 粗略整平- 通过旋转脚螺旋，使圆水准器气泡居中，从而使仪器大致水平。

- 注意气泡移动的方向与左手拇指或右手食指运动的方向一致。

4. 瞄准水准尺- 调节目镜，使十字丝清晰。

- 通过望远镜瞄准水准尺，使水准尺成像清晰。

5. 精平与读数- 通过微调手轮，使水准尺成像清晰。

- 读取水准尺上的读数，包括上、中、下三个读数。

6. 观测与记录- 在观测过程中，记录观测数据，包括观测点、读数、时间等。

- 注意记录的准确性，避免错误。

7. 计算与闭合差调整- 根据观测数据，计算两点之间的高差。

- 调整闭合差，使高差计算结果满足精度要求。

8. 实验结束- 整理实验仪器，清理实验场地。

五、实验结果与分析1. 通过本次实验，掌握了水准仪的基本构造和原理，熟悉了水准仪的正确操作方法。

2. 通过实际操作，提高了对水准测量原理和方法的实际应用能力。

2.自动安平水准仪的使用
使用自动安平水准仪时，首先将圆水 准器气泡居中，然后，瞄准水准尺，等待 2～4 s后，即可进行读数。
迁站时，一定要将自动补偿器控制钮 锁住；在使用、携带和运输中，严禁振动， 防止补自动安平水准仪不仅操作简便，而且 对于地面的微小震动、风力及三脚架不规 则下沉导致的视线微小倾斜，能迅速自动 安平仪器，有效地减弱外界的影响，有利 于提高观测精度。
（1）圆水准器
L′
圆水准器用于
粗略整平仪器。
圆水准器内 壁是一个球面，球 面中心刻有一个分 划圆圈，圆圈中心 O，称为圆水准器 零点。
L′
气泡
过零点的球面法线L'L'，称为 圆水准器轴。
当圆水准器气泡居中时，圆 水准器轴处于铅垂位置。
（2）管水准器
管水准器（亦称水准管）用于精确整
平仪器。
L
O
L
水准测量所使用的仪器为 水准仪，工具有水准尺和尺垫。
一 、DS3微倾式水准仪的构造
DS3主要由望远镜、水准器及基座 三部分组成。
1.望远镜
望远镜是用来精确瞄准远处目 标并对水准尺进行读数的。
它主要由物镜、目镜、对光透 镜和十字丝分划板组成。
（1）十字丝分划板
十字丝分划板是为了瞄准目标和读数 用的。
中丝
上丝
竖 丝
下丝
十字丝分划板
（2）物镜对光螺旋
转动物镜对光螺旋，可使对光透镜 前后移动，从而使目标影像清晰。
十字丝交点与物镜光心的连线，称为 视准轴CC。
视准轴的延长线即为视线。
当视准轴水平时，用十字丝的中丝在 水准尺上截取读数。
（3）目镜对光螺旋
转动目镜对光螺旋，可使十字丝影 像清晰。

B
A
hAB
Digital Surveying
数字测量学
a——后视读数
高差法
前进方向
b前视读数
a A
HA
Digital Surveying
大地水准面
B
b
hAB
HB
HB b HA a
数字测量学 第一节 水准测量原理
➢ 在A、B两点上竖立水准尺，读数分别为a、b， ∵Hi=HA+a= HB +b
➢ 则A，B两点的高差为： hAB= HB -HA =a-b
➢3、水准器
（1）管水准器 管水准器的作用是仪器正确整平。
①构造原理：管水准器是用内表面经过专门打磨的 园弧形玻璃管，内部填充乙醇或乙醚液体，在制成封 口前内腔形成一个气泡。当气泡居中时，仪器水平， 垂直轴也就处于铅垂位置。
Digital Surveying
数字测量学 第二节 水准测量的仪器和工具
间的高程之差——高差，一般适用于平坦地区；
(2)三角高程测量
利用三角学原理可确定两点间的高差；
(3)气压高程测量
利用空气压力随高程而变化的原理确定高程。
Digital Surveying
数字测量学 第一节 水准测量原理
水准高程测量 ➢ 在青岛水准原点的基础上，按统一的作业
标准在全国范围内测定一系列一、二、三、 四等水准点作为高程控制点。 ➢ 进行一般工程测量时，可在这些点的基础 上进行水准测量，以确定所用点的高程。
➢ 若水准测量是从A点向B点进行的，则称A点为后 视点，其水准尺读数为后视尺读数；称B点为前 视点，其水准尺读数为前视尺读数。
➢ 两点间的高差:hAB=后视读数a-前视读数b=a-b。

施工现场常见三种测量仪器的使用方法（必须懂）▲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：设水准测量的前进方向为A点至B点,则称A点为后视点,其水准尺读数a为后视读数；称B点为前视点,其水准尺读数b为前视读数.因此,两点间的高差等于：hAB=后视读数-前视读数若后视读数大于前视读数,则高差为正,表示B点比A点高,hAB>0；若后视读数小于前视读数,则高差为负,表示B点比A点低,hAB<0.如果A、B两点相距不远,且高差不大,则安置一次水准仪,就可以测得高差hAB.此时B点高程为：当架设一次水准仪需要测量多个前视点B1,B2,…,Bn的高程时,采用视线高程计算这些点的高程就非常方便.设水准仪对竖立在B1,B2,…,Bn点上的水准尺读数分别为b1,b2,…,bn时,则高程计算公式为：如果A、B两点相距较远或高差较大,安置一次仪器无法测得其高差时,就需要在两点间增设若干个作为传递高程的临时立尺点,称为转点(简称TP点),如图中的TP1,TP2,…点,并依次连续设站观测,设测得的各站高差为：六、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.▲经纬仪的使用方法一、经纬仪经纬仪是测量工作中的主要测角仪器.由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成.测量时,将经纬仪安置在三脚架上,用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上,用水准器将仪器定平,用望远镜瞄准测量目标,用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角.按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪.此外,有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等.DJ6经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪.主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成.1、基座部分用于支撑基照准部,上有三个脚螺旋,其作用是整平仪器2、照准部照准部是经纬仪的主要部件,照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等.3、度盘部分DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘,均由光学玻璃制成.水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画,最小格值一般为1°或30′.二、经纬仪的安置方法1）三脚架调成等长并适合操作者身高,将仪器固定在三脚架上,使仪器基座面与三脚架上顶面平行.2）将仪器舞摆放在测站上,目估大致对中后,踩稳一条架脚,调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点）,用双手各提一条架脚前后、左右摆动,眼观对中器使十字丝交点与测站点重合,放稳并踩实架脚.3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器4）将水准管平行两定平螺旋,整平水准管.5）平转照准部90度,用第三个螺旋整平水准管.6）检查光学对中,若有少量偏差,可打开连接螺旋平移基座,使其精确对中,旋紧连接螺旋,再检查水准气泡居中.三、度盘读数方法光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分.水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为1°或30′,在读取不足一个格值的角值时,必须借助测微装置,DJ6级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和平行玻璃测微器两种.（1）测微尺读数装置目前新产DJ6级光学经纬仪均采用这种装置.在读数显微镜的视场中设置一个带分划尺的分划板,度盘上的分划线经显微镜放大后成像于该分划板上,度盘最小格值（60′)的成像宽度正好等于分划板上分划尺1°分划间的长度,分划尺分60个小格,注记方向与度盘的相反,用这60个小格去量测度盘上不足一格的格值.量度时以零零分划线为指标线.（2）单平行玻璃板测微器读数装置单平行玻璃板测微器的主要部件有：单平行板玻璃、扇形分划尺和测微轮等.这种仪器度盘格值为30′,扇形分划尺上有90个小格,格值为30′/90=20″.测角时,当目标瞄准后转动测微轮,用双指标线夹住度盘分划线影像后读数.整度数根据被夹住的度盘分划线读出,不足整度数部分从测微分划尺读出.（3）读数显微镜光学经纬仪读数显微镜的作用是将读数成像放大,便于将度盘读数读出.（4）水准器光学经纬仪上有2～3个水准器,其作用是使处于工作状态的经纬仪垂直轴铅垂、水平度盘水平,水准器分管水准器和园水准器两种.*管水准器管水准器安装在照准部上,其作用是仪器精确整平.*圆水准器圆水准器用于粗略整平仪器.它的灵敏度低,其格值为8″／2mm.四、经纬仪的角度测量原理1.水平角的测量原理水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角,角值为0°～360°.空间两直线OA和OB相交于点O,将点A,O,B沿铅垂方向投影到水平面上,得相应的投影点A′,O′,B′,水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角,即水平角.水平角的大小与地面点的高程无关.测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：（1）能给出一个水平放置的,且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水平度盘；（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜,且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转,以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B.图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a 2.垂直角的测量原理垂直角是指在同一铅垂面内,某目标方向的视线与水平线间的夹角α,也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°.视线与铅垂线的夹角称为天顶距,天顶距z的角值范围为0°～180°.当视线在水平线以上时垂直角称为仰角,角值为正；视线在水平线以下时为俯角,角值为负,如图所示.由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘,或称竖盘.▲全站仪的使用方法一、全站仪简介全站仪,即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）.是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统.因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪.广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域.全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器,与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘,将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数,使测角操作简单化,且可避免读数误差的产生.电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能,以及数据通讯功能,进一步提高了测量作业的自动化程度.全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘（或编码盘）和读数传感器进行角度测量的.根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,10″等几个等级.二、全站仪的组成全站仪几乎可以用在所有的测量领域.电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成.同电子经纬仪、光学经纬仪相比,全站仪增加了许多特殊部件,因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能,使用也更方便.这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点.1．同轴望远镜全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化.同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统,通过该系统实现望远镜的多功能,即既可瞄准目标,使之成像于十字丝分划板,进行角度测量.同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后,经同一路径反射回来,再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统,通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收,进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间,计算实测距离.同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能.加之全站仪强大、便捷的数据处理功能,使全站仪使用极其方便.2．双轴自动补偿在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理,作业时若全站仪纵轴倾斜,会引起角度观测的误差,盘左、盘右观测值取中不能使之抵消.而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜自动补偿系统,可对纵轴的倾斜进行监测,并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6'）,也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差,由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算,并加入度盘读数中加以改正,使度盘显示读数为正确值,即所谓纵轴倾斜自动补偿.双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡（该水泡不是从外部可以看到的,与检验校正中所描述的不是一个水泡）来标定绝对水平面,该水泡是中间填充液体,两端是气体.在水泡的上部两侧各放置一发光二极管,而在水泡的下部两侧各放置一光电管,用一接收发光二极管透过水泡发出的光.而后,通过运算电路比较两二极管获得的光的强度.当在初始位置,即绝对水平时,将运算值置零.当作业中全站仪器倾斜时,运算电路实时计算出光强的差值,从而换算成倾斜的位移,将此信息传达给控制系统,以决定自动补偿的值.自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外,还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆,把此轴方向上的偏移进行补正,从而使轴时刻保证绝对水平.3．键盘键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件,全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式,便于正、倒镜作业时操作.4．存储器全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来,再根据需要传送到其它设备如计算机等中,供进一步的处理或利用,全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种.全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM),存储卡是一种外存储媒体,又称PC卡,作用相当于计算机的磁盘.5．通讯接口全站仪可以通过BS—232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机,或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪,实现双向信息传输.三、全站仪的使用全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途.内置专用软件后,功能还可进一步拓展.全站仪的基本操作与使用方法：1、水平角测量（1）按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标A.（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃.（3）照准第二个目标B,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角.2、距离测量（1）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正.（2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化,15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为0ppm.实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值）,并对测距结果进行改正.（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪.（4）距离测量照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差.全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种.精测模式是最常用的测距模式,测量时间约2.5S,最小显示单位1mm；跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为1cm,每次测距时间约0.3S；粗测模式,测量时间约0.7S,最小显示单位1cm或1mm.在距离测量或坐标测量时,可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式.应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差.3、坐标测量（1）设定测站点的三维坐标.（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角.（3）设置棱镜常数.（4）设置大气改正值或气温、气压值.（5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪.（6）照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标.四、全站仪的数据通讯全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换.全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种,一种是利用全站仪配置的PCMCIA（personal computer memory card internation association）,个人计算机存储卡国际协会,简称PC卡,也称存储卡）卡进行数字通讯,特点是通用性强,各种电子产品间均可互换使用；另一种是利用全站仪的通讯接口,通过电缆进行数据传输.。

BMA
TP2
TP3
TP1
前进方向
普通水准测量记录表
标尺读数（m） 测点 后 视 前视 + – 高 差 高 程 （m） 50.000 1.268 0.672 0.583 0.753 ZD2 ZD3 0.863 1.219 51.336 50.583 备 注
A
ZD1
1.851 1.425
HA=50.000m


b
i
施测方法
§2-3
水准测量的实施及成果整理
二、水准测量的实施 施测方法
h4=+0.385 h5=+0.118
h1=-0.543
1.422 1.304 1.820 1.435 h3=+0.946 h2=+0.120 1.822 0.876 TP4
BMB
1.134 1.677 1.444 1.324
0.718
1.581 0.346 5.358 3.867 2.209 0.718 0.873 50.618 51.491
B
Σ
计算 检核
∑a–∑b=5.358 – 3.867=1.491 ∑h=2.209 – 0.718=1.491 HB – HA=51.491 – 50.000=1.491 HB – HA=∑h=∑a – ∑b (计算无误)

b B Hi hab H B
大地水准面
A
HA
§2-1.水准测量原理
水平视线
前进方向 前视尺
如图， 已知HA， 求HB？
后视尺

A HA
大地水准面
b
B HB
hAB
（1）高差法：根据水准仪提供的水平视线在A点水准尺上读数 为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则

《土建工程测量》
2.5 水准测量的检核方法
1. 计算检核：
一测站观测1次时：
a b h HB H A h
a b h
2
一测站观测2次时：
2. 测站检核：
(1)变动仪器高法：
在同一测站上用两次不同的仪器高度，测得两次
高差进行校核，即第一次测得高差之后，改变仪器高 度重新安置，再测一次。两次测量高差之差不大于 8mm（对等外水准测量）。
2.6水准测量内业：附合水准路线高程的计算（附图）
点号 BM1 1 2 3 测站数 高 观测值 ＋8.364 －1.433 －2.745 ＋4.661 ＋8.847 差 改正值 －0.014 －0.005 改正后的高差 高程 39.833 48.183 46.745 43.993
☆用圆水准器进行粗平☆
通过水准器零点与1、2 两脚螺旋连线的垂线上
两手相对转动
《土建工程测量》
左手大拇指的运动方向和气泡：先旋转脚螺旋①，使气泡a 向刻划圆圈移动，实际移到b处 第2步：再用两手转脚螺旋②、③， 使气泡居中。 反复操作使气泡完全居中。
脚螺旋
(2)闭合水准路线
从水准点BMA出发，沿 环线逐站进行水准测量，经 过各高程待定点，最后返回 BMA点，称为闭合水准路线。
限差同符合水准路线。
f h hi
(3)支水准路线 若从一水准点出发，既没有 符合到另一水准点，也没有闭合 到原来的水准点，就称其为支水 准路线。
A 返 测 往 测 P
f h往 对于支水准路线其高差闭合差的计算公式为 ： h《土建工程测量》h返
｛
圆水准器 管水准器（精平用） 《土建工程测量》
（粗平用）
水准管

红 面 ： 一 尺 从 4687 开 始 刻 划 ， 另 一 尺 从 4787 开 始，故红黑面计算高差理论上相差0.1m。
双面尺法可以同时进行两项检核： 1）同一根水准尺黑面读数（加常数后）与红面
读数之差，不超过3mm。 2）在普通水准测量中，如两尺测得高差之差不
超过5mm，取平均值作为该站观测高差，否则 重新观测。
（2）圆水准器 圆水准器分划值较大，精度比较低，
主要用来进行粗平。
2.2.1.3 基座
由轴座、脚螺旋和连接板组成。主要 起固定仪器和调平仪器的作用。
2.2.2 水准尺及尺垫
2.2.2.1 水准尺
直尺：单面尺和双面尺。单面尺尺底为零，其分划为黑 白刻划。双面尺：一面黑白相间刻划：黑面尺或主尺， 另一面红白相间刻划：红面尺或副尺。
（2）改变仪器高法
• 立尺，尺中间安置水准仪，粗平
• 照准后视尺，精平，读数 • 照准前视尺，精平，读数 • 计算高差 • 变动仪器高（升或降大于10cm）再观测
高差互差不大于±5mm，则取平均值， 否则重新观测。
（3）双面尺法 用双面尺，每尺均读黑、红面读数 • 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 • 瞄准后视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺黑面，精平，读数 • 瞄准前视尺红面，精平，读数 • 瞄准后视尺红面，精平，读数 黑面：以零开始刻划
2.1 水准测量原理
水准测量是利用仪器提供的一条水平视 线，借助水准尺，测定地面上两点之间 的高差，由已知点高程推算待求点高程 的工作。
2.1 水准测量原理
已知HA,求HB？ 测量并计算高差：hAB=a-b 水准测量由已知向未知方向前进．
后视尺
前视尺
水平视线
计算高程的方法有两种： 一是高差法，即由高差计算高程： HB=HA+hAB=HA+（a-b） HA，HB为后视点高程和前视点高程；a, b为后视 读数和前视读数。

①附合水准路线的成果检核
由图可知，在附合水准路线中，各待定高程点间高 差的代数和应等于两个水准点间的高差。如果不相等，
两者之差称为高差闭合差 fh ，其值不应超过容许值。
用公式表示为
fh h测 -（H终 H始）
②闭合水准路线的成果检核
在闭合水准路线中，各待定高程点之间的高差 的代数和应等于零。由于测量误差的影响，实测高 差总和不等于零，它与理论高差总和的差数即为高 差闭合差。用公式表示为
第3章 水准测量
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及测量方法的不同， 分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。 水准测量方法在国家高程控制测量、工程勘测和 施工测量中被广泛采用。各种方法的特点及适用 范围见表3-1。
表3-1
特点
适用范围
水准测量 测量精度最高 多用于水准控制网点高程测量
（2） 十字丝的横丝应垂直于仪器竖轴 当此条件满足时，可不必用十字丝的交点而用
交点附近的横丝进行读数，故可提高观测速度。 （3） 水准管轴应平行于视准轴
2. 自动安平水准仪的主要检验项目 （1）圆水准器轴应平行于仪器竖轴； （2）十字丝的横丝应垂直于仪器竖轴； （3）补偿器误差的检验； （4）望远镜视准轴位置正确性的检验。
fh h测 h理 h测
其高差闭合差亦不应超过容许值。
③支水准路线的成果检核
在支水准路线中，理论上往测与返测高差的绝对值应
相等，即
h返 h往
两者如不相等，其差值即为高差闭合差。故可通过往
返测进行成果检核。
3.5 水准测量的内业
水准测量内业计算的目的是调整整条水准路线的高差 闭合差及计算各待定点的高程。
况和需要，可布置成单一水准路线和水准网。 （1）单一水准路线 单一水准路线又分为附合水准路线、闭合水准路线