水准测量基本原理

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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 --

-- ﻫ

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。 --

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DＳ3 微倾式水准仪 自动安平水准仪

１、望远镜 (tｅｌescope) ——由物镜、目镜和十字丝（上、中、下丝)三部分组成。

2、水准器 (ｂubbｌe) 有两种:

圆水准器 （circｕlａr ｂｕbble) ——精度低,用于粗略整平;水准管 (bubble --

-- tube） ——精度高，用于精平。

特性:气泡始终位于高处，气泡在哪处，说明哪处高。

3、基座 (ｔribrａｃｈ)

§2－1 水准测量的原理

一、几种常见的水准测量方法

1．几何水准测量（简称水准测量）；

2．三角高程测量；

3．气压高程测量（物理高程测量）。

二、水准测量原理

水准测量是利用水平视线来求得两点的高差。例如图2－1中，为了求出A、B两点的高差ABh，在A、B两个点上竖立带有分划的标尺——水准尺，在A、B两点之间安置可提供水平视线的仪器——水准仪。当视线水平时，在A、B两个点的标尺上分别读得读数a和b，则A、B两点的高差等于两个标尺读数之差。即：

bahAB (2－1)

如果A为已知高程的点，B为待求高程的点，则B点的高程为：

ABABhHH （高差法） (2－2)

读数a是在已知高程点上的水准尺读数，称为“后视读数”；b是在待求高程点上的水准尺读数，称为“前视读数”。高差必须是后视读数减去前视读数。高差ABh的值可能是正，也可能是负，正值表示待求点B高于已知点A，负值表示待求点B低于已知点A。此外，高差的正负号又与测量进行的方向有关，例如图2－2中测量由A向B进行，高差用ABh表示，其值为正；反之由B向A进行，则高差用BAh表示，其值为负。所以说明高差时必须标明高差的正负号，同时要说明测量进行的方向。

图 2－1

由图2－1可以看出，B点高程还可以通过仪器的视线高程Hi来计算，即

Hi＝HA＋a (2－3)

HB＝Hi－b （仪高法） (2－4)

三、转点、测站

当两点相距较远或高差太大时，则可分段连续进行，从图2－2中可得：

bahhbahbahbahABnnn222111 (2－5) 图 2－2

从公式2－5就可以看出来：

1．每一站的高差等于此站的后视读数减去前视读数；

第1篇

一、实验背景与目的

水准测量是工程测量中一项基础且重要的工作，其主要目的是通过测量地面两点间的高差，进而推算出待测点的高程。本次实验旨在通过实际操作，使学生了解水准测量的基本原理、方法及操作步骤，提高学生对工程测量的实际操作能力。

二、实验原理与方法

1. 实验原理

水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助带有分划的水准尺，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。实验中，水准仪的视线高程（Hi）和水准尺上的读数（a、b）是计算高差的关键参数。

2. 实验方法

（1）水准仪的认识与使用：了解水准仪各部件的名称、作用及操作方法，包括安置、瞄准、精平和读数等。

（2）水准测量操作：根据实验要求，进行水准测量操作，包括安置水准仪、粗略整平、瞄准、精平、读数等步骤。

（3）数据记录与计算：将实验过程中获取的数据进行记录，并按照水准测量公式计算高差和高程。

三、实验过程与结果

1. 实验过程

（1）分组：将学生分成若干小组，每组由操作、记簿和扶尺人员组成。

（2）仪器准备：检查水准仪、水准尺、脚架等设备的完好性。

（3）水准测量操作：按照实验要求，进行水准测量操作，包括安置水准仪、粗略整平、瞄准、精平、读数等步骤。

（4）数据记录与计算：将实验过程中获取的数据进行记录，并按照水准测量公式计算高差和高程。

2. 实验结果 通过本次实验，各组成功完成了水准测量任务，并计算出各待测点的高程。实验结果如下：

- A点高程：1960.000米

- B点高程：1975.500米

- C点高程：1990.000米

- D点高程：2005.500米

- E点高程：2010.000米

四、实验总结与心得

1. 实验总结

本次实验使学生掌握了水准测量的基本原理、方法和操作步骤，提高了学生对工程测量的实际操作能力。实验过程中，学生们积极参与，相互协作，取得了良好的实验效果。

2. 心得体会

第一节 水准测量的基本原理

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【主要内容】

一、水准测量基本原理

二、连续中间水准测量

【本节作业】

简述水准测量基本原理。

一、水准测量基本原理

基本原理:利用水准仪(level)提供的水平视线(horizontal sight)，读取竖立于两个点上的水准尺(leveling staff)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。

设水准测量的前进方向为A点到B点，则称A点为后视点，其水准尺读书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；两点间的高差等于“后视读数a”-“前视读数b”。

如果后视读数大于前视读数,则高差为正,表示B点比A点高,如果后视读数小于前视读数,则高差为负,表示B点比A点低。

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hAB

B点高程计算公式为:

1、高差法： HB=HA+hAB 2、视线高程法：HI=HA+a

HB=HI-b

二、连续中间水准测量

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（缩写为TP），如下图中的TP1、TP2„..点，并依次连续设站观测，设测出的各站高差为h1,h2....则A、B两点间的高差的计算公式为：

上式表明，A、B两点间的高差等于各测站后视读数之和减去前视读数之和,它可以用来检核高差计算的正确性。

第二节 水准测量的仪器和工具及其使用

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【主要内容】

一、DS3型微倾式水准仪

二、DSZ3型自动安平水准仪