水准测量原理、仪器和工具

1、水准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线和水准尺来测定地面两点间的高差，并由已知点的高程推算出未知点高程的一种测高方法。

（1）高差测量高差是指地面两点间的高程之差。

高程测量的原理如图2-1-1所示。

欲测A、B 两点间高差，可分别在A、B两点竖立水准尺，并在A、B两点间安置水准仪，当水准仪视线水平时，后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高差为：图2-1-1 水准测量原理（2）高程的计算如图2-1-1，根据已知点A的高程HA和测定的高差，可计算点B的高程H B，可用两种方法计算，即：1）高差法：即直接利用A、B两点间的高差h AB来计算B点高程的方法。

2）仪高法：即利用仪器视线高程H A来计算B点高程的方法。

2、水准测量的仪器和工具（1）水准仪水准测量所使用的仪器称为水准仪，辅助工具为水准尺和尺垫等。

水准仪按其精度可分为DS05、DS l、DS3和DSl0四个等级；按结构可分为微倾式水准仪和自动安平水准仪；按造构可分为光学水准仪和电子水准仪。

目前工程测量中，广泛使用DS3级水准仪。

因此，本章着重介绍这类仪器。

1）DS3微倾式水准仪的构造DS3微倾式水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。

如图2-1-2图2-1-2 DS3微倾式水准仪图2-1-2 DS3微倾式水准仪①望远镜如图2-1-3，DS3水准仪望远镜主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板所组成。

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，竖直的一条称竖丝，横的一条称为中丝，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平行的短横线，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，平板玻璃片装在分划板座上，分划板座固定在望远镜筒上。

图2-1-3 望远镜的构造十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴或视线。

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。

水准测量之一原理仪器和工具水准测量是一种测量地面高程的方法，广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中。

水准测量主要包括直接水准测量和间接水准测量两种方法。

直接水准测量是通过观测水平仪的读数来获取地面高程差，而间接水准测量则是通过测量高差的方法来计算高程差。

在进行水准测量时，需要使用一系列的仪器和工具来确保测量的准确性和精度。

直接水准测量的原理是利用水平仪的气泡在测量过程中保持在中心位置，通过观测气泡的位置来判断地面的高低。

水平仪是水准测量的主要仪器之一，它通常由一个具有水平刻度的圆盘和一个被液体填充的圆筒组成。

观测水准仪时，需要调整水平仪的气泡位置，将其调整到中心位置上，然后读取刻度，以获得地面的高程。

在进行水准测量时，还需要使用水准桶、水准尺和三脚架等工具来辅助测量。

水准桶是储存液体用于填充水平仪的圆筒的容器，通常使用玻璃或塑料材料制成。

水准尺是用来测量地面高程差的工具，通常由一系列刻度组成，可以直接读取地面的高程。

三脚架是用来固定水准仪的支架，可以使水准仪保持水平，确保测量的准确性。

间接水准测量的原理是通过测量高差来计算地面的高程差。

在进行间接水准测量时，需要使用水准仪、测距仪和水平仪等仪器来辅助测量。

水准仪是用来测量高差的主要仪器，它通常由一个具有水平刻度的圆盘和一个可移动的望远镜组成。

通过观测水准仪上的刻度和目标点上的刻度，可以计算出地面的高程差。

测距仪是用来测量距离的仪器，通常使用激光或电波等技术来测量目标点的距离。

水平仪是用来辅助测量水准仪的水平状态，确保测量的准确性。

除了以上提到的仪器和工具外，还需要使用标杆、尺子和标志物等辅助工具来进行水准测量。

标杆通常是一个由金属或木材制成的直线杆，用来标示目标点的位置。

尺子用来测量标杆上的刻度，以计算出地面的高程差。

标志物通常是一个具有明显标记的物体，用来标示目标点的位置。

总之，水准测量是一种测量地面高程的方法，它使用了一系列的仪器和工具来确保测量的准确性和精度。

水准测量实验报告实验目的，通过实验测量水准仪的精度，了解水准测量的基本原理和方法。

一、实验仪器和设备。

本次实验所用仪器设备包括水准仪、测量杆、三脚架、标尺等。

二、实验原理。

水准测量是利用重力的平衡状态来确定水平面的一种测量方法。

在水准测量中，我们利用水准仪来测量地面的水平位置，以此来确定地面的高程。

水准仪是一种光学仪器，利用其内部的气泡来确定水平位置，从而实现测量目的。

三、实验步骤。

1. 将三脚架放置在需要测量的地面上，并调整使其稳定水平。

2. 将水准仪放置在三脚架上，并调整使其处于水平状态。

3. 利用测量杆在需要测量的地面上标记出若干点，并用标尺测量这些点的高程。

4. 在每个测点上使用水准仪进行测量，并记录下水准仪的读数。

5. 根据水准仪的读数和标尺的高程数据计算出每个点的实际高程。

四、实验数据记录与处理。

在实验中，我们记录下了每个测点的水准仪读数和标尺的高程数据，通过计算得到了实际高程数据。

在数据处理过程中，我们注意到了一些误差，如水准仪读数的波动、标尺读数的不精确等。

为了减小这些误差，我们进行了多次测量，并取平均值作为最终结果。

五、实验结果分析。

通过实验数据的处理与分析，我们得出了每个测点的实际高程数据，并对比了不同测量结果之间的差异。

通过分析，我们发现了一些误差的来源，如水准仪的精度、测量杆的标定等。

这些误差对于水准测量的精度有一定的影响，因此在实际测量中需要注意这些因素，以提高测量的精度。

六、实验总结。

本次实验通过水准测量的实践操作，使我们更加深入地了解了水准测量的原理和方法。

在实验中，我们也发现了一些问题和不足，如测量误差的存在、仪器精度的影响等。

因此，在今后的实际应用中，我们需要注意这些问题，并采取相应的措施来提高水准测量的精度和准确性。

七、实验感想。

通过本次实验，我们不仅学习了水准测量的基本原理和方法，还提高了实际操作的能力。

在今后的工作和学习中，我们将继续努力，不断提高自己的专业技能，为科学研究和工程实践做出更大的贡献。

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。

水准测量的基本原理水准测量是一种用来测量地球表面上不同点之间相对高度差的方法。

它基于测量点的水平线，并利用重力的垂直方向来确定高度差。

水准测量的基本原理可以概括为以下几点：1. 水准仪的使用：水准仪是水准测量的基本工具。

它通过观测水平线的位置来确定测量点的高度差。

水准仪的核心部件是一个具有液面平稳性的管道，管内装有液体（通常是水或硅油）。

当水准仪放置在水平面上时，液面会保持水平。

通过观察液面的位置，可以确定测量点的高度。

2. 参考基准面：水准测量需要一个参考基准面，用来作为高度测量的起点。

通常选择的参考基准面是海平面，因为海平面是地球上高度变化最小的地方。

通过将测量点的高度与海平面作比较，可以确定其相对高度差。

3. 线性传递原理：水准测量中的一个重要原理是线性传递原理。

根据这个原理，当水准仪放置在水平面上时，液面的高度差会在管道中传递，保持相对高度差不变。

这意味着，无论测量点之间的距离有多远，测量结果都是准确可靠的。

4. 线路选择和测量：水准测量需要选择一条合适的线路来连接测量点。

线路的选择应考虑到地形的变化和测量的精度要求。

在进行测量时，需要在每个测量点上设置水准仪，并观测液面的位置。

通过记录每个测量点的高度差，可以计算出相对高度差。

5. 数据处理和分析：在水准测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析。

这包括对测量误差的校正、计算相对高度差的精度等。

处理后的数据可以用来制作高程图或用于其他地理信息系统的应用。

水准测量是地理测量学中重要的一部分，广泛应用于土地测量、建筑工程、地质勘探等领域。

它为我们提供了准确的地面高度信息，为各种工程项目的规划和设计提供了基础数据。

水准测量的基本原理简单易懂，但实际操作中需要注意仪器的使用和测量误差的控制，以保证测量结果的准确性。

普通水准测量实验报告一、实验目的1、掌握普通水准测量的原理和方法。

2、熟悉水准仪的使用和操作步骤。

3、学会进行水准测量的外业观测和内业数据处理。

4、培养团队合作精神和严谨的科学态度。

二、实验仪器和工具1、水准仪一台。

2、水准尺两根。

3、尺垫两个。

三、实验原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两点上的水准尺的读数，来测定两点间的高差，进而由已知点高程推算出未知点高程。

假设已知点 A 的高程为 HA，要测定未知点 B 的高程 HB。

在 A、B 两点之间安置水准仪，在 A、B 两点上分别竖立水准尺。

通过水准仪的望远镜瞄准水准尺，读取 A 点上水准尺的读数 a 称为后视读数，读取 B 点上水准尺的读数 b 称为前视读数。

则 A、B 两点间的高差 hAB 为：hAB ＝ a b若 A 为已知高程点，则 B 点的高程 HB 为：HB ＝ HA ＋ hAB四、实验步骤1、水准路线的布设根据实验场地的地形条件，选择闭合水准路线或附合水准路线。

闭合水准路线是从已知高程的点出发，经过一系列的测量点，最后又回到起始点；附合水准路线是从一个已知高程的点出发，经过一系列的测量点，最后附合到另一个已知高程的点上。

2、观测站点的设置在水准路线上，每隔一定距离设置一个观测站点。

观测站点应选择在地面坚实、视野开阔、便于立尺和观测的地方。

3、水准仪的安置（1）打开三脚架，使其高度适中，架头大致水平，并将三脚架的脚尖踩入土中，使之稳固。

（2）将水准仪从仪器箱中取出，用连接螺旋将水准仪固定在三脚架上。

（3）调节三脚架的三条腿，使圆水准器气泡居中。

4、粗略整平通过调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中，使仪器大致水平。

5、瞄准水准尺（1）目镜对光：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。

（2）初步瞄准：松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的准星和照门大致瞄准水准尺。

（3）物镜对光：转动物镜调焦螺旋，使水准尺的成像清晰。

（4）精确瞄准：转动微动螺旋，使十字丝的竖丝瞄准水准尺的边缘或中央。

《建筑工程测量》教案课题：水准测量原理、仪器和工具课型：讲授教学目的与要求：1、了解高程测量的方法；自动安平水准仪与DS3级水准仪的区别；尺垫的作用及设置的位置。

2、理解水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；水准尺刻划注记规律。

3、掌握高差法、仪高法计算未知点高程的方法；视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念；教学重点、难点：重点：1、水准测量原理；DS3级水准仪的构造及各部件的作用；2、高差法、仪高法计算未知点高程的方法；难点：视准轴、水准管轴、圆水准器轴、仪器竖轴、水准管分划值的概念采用教具、挂图：多媒体课件、DS3级水准仪、自动安平水淮仪、水准尺、尺垫、三脚架。

复习、提问：1、hAB 与hBA的含义？2、水平面代替水准面在距离与高程方面有何影响？3、绝对高程、相对高程、高差的定义？五、教学过程：一、高程测量（测定地面点高程）的方法按所使用的仪器和施测方法分：水准测量（水准尺、水准仪）、三角高程测量（经纬仪、水准尺）、气压高程测量（气压计）和GPS高程测量（GPS接收机）。

建筑装饰施工中常用水平管和水平尺进行抄平。

二、水准测量原理1.水准测量：水平视线（水准仪）+水准尺→待定点与已知点高差+已知点高程→未知点高程。

2.推导计算未知点高程的公式：①高差法（由一点求另一点）：直接利用高差计算未知点高程。

b a h AB -=（后视读数－前视读数）；AB A B h H H +=②视线高法（仪高法，由一点求多点）：用仪器视线高程Hi 计算未知点B 点高程。

⎭⎬⎫-=+=b H H a H H i B A i3.注意事项①区别仅在与计算方法不同；②视线必须水平；③水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差无影响。

例：设A 点高程为101.352m ，当后视读数为1.154m ，前视读数为1.328m 时，问高差是多少，待测点B 的高程是多少？试绘图示意。

分析：高差为后视读数减去前视读数，B 点高程可用仪高法或高差法，高差已求，故用后者。

水准测量知识点总结一、引言水准测量是一种用于测量地表高程的测量方法。

它在工程、地理和地质领域都有广泛的应用。

本文将总结水准测量的基本知识点，包括水准测量的原理、仪器与设备、测量方法、误差源与精度要求等方面。

二、水准测量原理水准测量是利用重力垂直方向的性质，通过对水准仪上的测量标尺进行观测，从而确定被测点的高程值。

水准测量的基本原理包括测量点的高程转换、测高仪的基本原理、高程测量的误差分析等。

1. 测量点的高程转换水准测量中常用的高程基准面包括理论基准面、实际基准面和相对基准面。

通过对测量点的高程进行转换，将其转换为统一的基准面，从而实现高程数据的比较和分析。

2. 测高仪的基本原理测高仪是水准测量中常用的仪器，其基本原理是通过光学测量或者电子测量来测定被测点的高程值。

测高仪的主要构成包括测量标尺、望远镜、水平气泡管和水准仪座等部分。

3. 高程测量的误差分析水准测量中的误差源主要包括仪器误差、观测误差和环境因素等。

通过对这些误差源进行分析，可以评估高程测量的精度和可靠性。

三、水准测量仪器与设备水准测量中常用的仪器包括水准仪、测高仪、水准线、水准点等。

这些仪器和设备在水准测量中发挥着重要的作用，不同的仪器和设备适用于不同的测量任务。

1. 水准仪水准仪是水准测量中常用的仪器，它通过观测水准线上的目标点，从而确定被测点的高程值。

根据其结构和原理的不同，水准仪可以分为：气泡管水准仪、激光水准仪和电子水准仪等。

2. 测高仪测高仪是水准测量中常用的仪器，其主要作用是通过光学或者电子测量来确定被测点的高程值。

常见的测高仪包括：自动水准仪、全站仪和高程仪等。

3. 水准线、水准点水准线是一条用于观测的直线，通常由高程值已知的水准点组成。

水准点是在水准观测时测定高程的点，通常由固定的基准点和临时的观测点组成。

四、水准测量方法水准测量方法包括直接观测法、闭合回程法、三角测高法和高程变换法等。

这些方法在实际水准测量中结合使用，可以满足不同测量任务的需求。

水准测量原理第一节水准测量原理§2-1 水准测量原理利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，可由已知点高程推求未知点高程。

如图：当a > b时，hAB 为正，B高于A ；当a < b时，hAB 为负，B低于A。

高差法：利用高差计算高程。

（安置一次仪器测定一个前视点高程时采用）视线高法：利用视线高计算高程。

（安置一次仪器测定多个前视点高程时采用）水准测量所使用的仪器、工具：水准仪水准尺尺垫第二节水准测量的仪器与工具§2-2 水准测量的仪器与工具1、水准仪的等级DS05、DS1、DS3、DS10、DS20D—大地测量仪器S—水准仪数字—表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。

水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器的标称精度为：±3mm/km。

一、DS3型微倾式水准仪的构造主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。

（1）望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；结构：由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。

视准轴：物镜中心与十字丝交点的连线。

（2）水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。

①圆水准器作用：粗略整平结构：如图所示精度：一般为8＇~ 10＇/2mm（气泡中心偏离零点2mm所对的圆心角）②管水准器作用：精确整平结构：如图所示精度：一般τ= 20″/2mm水准管的分划值τ：气泡中心偏离零点2mm(1格)所对的圆心角。

公式：分析：R越大，τ越小，灵敏度越高。

DS3 : R=20.6265米τ=20″符合水准器作用：调整水准仪观测视线处于水平状态的精密整平装置。

构成：由一个管水准器和一个棱镜组构成。

应用原理：利用光学反射原理，使水准气泡A端半影像按1、2、3、4 的方向反映在显示窗上，B 端半影像从另一个棱镜开始按A端同样方式反映在显示窗上。

（3）基座轴座：承托仪器上部组成脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架二、水准尺和尺垫1、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，作用: 防止点位移动和水准尺下沉。