第二章水准测量.doc

§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AB h ，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：b a h AB -= (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：AB A B h H H += （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AB h 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AB h 表示，其值为正；反之由B 向A 进行，则高差用BA h 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H i 来计算，即H i ＝H A ＋a (2－3)H B ＝H i －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：b a h h b a h b a h b a h ABnn n ∑-∑=∑=-=-=-=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；2．起点到闭点的高差等于各段高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和。

通常要同时用h ∑和()b a ∑-∑进行计算，用来检核计算是否有误。

第一节水准测量的基本原理[主选单] [上一节] [下一节]【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h ABB点高程计算公式为:1、高差法：H B=H A+h AB2、视线高程法：H I=H A+aH B=H I-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[主选单] [上一节] [下一节]【主要内容】一、DS3型微倾式水准仪二、DSZ3型自动安平水准仪三、水准尺和尺垫四、水准仪的使用【本节作业】简述水准仪在一个测站的使用过程。

一、DS3型微倾式水准仪微倾水准仪:通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平视线的水准仪。

型号主要有：DS05、DS1、DS3、DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数字表示以mm为单位的、表示仪器每公里往返测高差中数的中误差。

水准测量测量方法
水准测量是一种地理测量方法，用于测量地面或建筑物的高程。

以下是一些常用的水准测量方法：
1.简单水准线法：这是最基本的水准测量方法。

在平坦的地面上，通过测量起点点和终点点之间的水平距离，然后用水平仪测量两点之间的高差。

反复测量多个点，得到一条水准线。

2.平面三角测量法：适用于地形较复杂的区域。

在水平基线两端设置两个三角形，然后用测距仪测量基线的长度和倾斜角度。

再通过三角形比例关系计算其他点的高程。

3.测高仪法：使用精确的测高仪，如水准仪或汽车测高仪。

在起点上设置一个已知高程的基准点，然后沿着线路测量各个点的高程。

这种方法适用于大范围的高程测量。

4.南北方法：适用于大范围的水准差测量。

在两个南北方向的点上分别安装两个水准仪，然后通过观测两个仪器上的读数，计算出水准差。

以上是常用的水准测量方法，具体的选择取决于具体的测量需求和地理条件。

水准测量步骤（以四等水准测量为例）一、水准测量的概念水准测量：又叫几何水准测量。

是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。

在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。

通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。

本文以四等水准为例进行讲解。

二、水准测量的原理利用水准仪提供的水平视线，在两把水准尺上获取读数，来求得该两尺之间的高差，然后推算出高程。

高程—点到大地水准面的铅垂距离，一般用H A表示；高差—地面上两点的相对高程或绝对高程之差叫做高差，一般用h表示。

（高差用正负之分，而高程没有）h AB=a-b；H b=H A h AB视线高测量有时安置一次仪器须测算出较多点的高程，可先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高程，从下图中可以看视线高H i=H A aB/C点高程H B=H i-b ；H C=H i-C三、水准仪的构造（微倾式水准仪）1、物镜2、目镜3、调焦螺旋4、管水准器5、圆水准器6、脚螺旋7、制动螺旋8、微动螺旋9、微倾螺旋10、基座四、四等水准测量的主要技术要求四等水准路线一般沿道路布设，尽量避开土质松软地段，水准点间的距离一般为2-4km，在城市建筑区为1-2km。

水准点应选在地基稳固能长久保保存和便于观测的地点。

根据国家标准《工程测量规范》（GB50026－2007），四等水准测量基本技术要求如下表所示。

五、四等水准测量的方法（1）观测方法四等水准测量的观测应在通视良好、望远镜成像清晰、稳定的情况下进行。

（2）观测步骤引入K值的概念：K为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差(常数4.687m或4.787m)对于四等水准测量读数差不能超过3mm（3）观测时前、后视距离必须读取上、下丝读数计算，上、下丝读数应记录在手簿中。

（4）观测顺序按“后－后－前－前”进行，在没有换站时，后视尺不得移动。

（5）记录字迹工整、清晰，不得任意修改，记录者必须回报读数。

测量学试题及答案第二章水准测量IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】第二章水准测量一、名词解释视准轴水准管轴圆水准轴水准管分划值高差闭合差水准路线二、填空题1．高程测量按使用的仪器和测量方法的不同，一般分为、、、；2．水准测量是借助于水准仪提供的。

3．DS3型水准仪上的水准器分为和两种，可使水准仪概略水平，可使水准仪的视准轴精确水平。

4．水准尺是用干燥优质木材或玻璃钢制成，按其构造可分为、、三种。

5．水准点按其保存的时间长短分为和两种。

6．水准路线一般分为路线、路线、路线。

7．水准测量中的校核有校核、校核和校核三种。

8．测站校核的常用方法有和两种。

9．水准仪的轴线有、、、；各轴线之间应满足的关系、、。

10．自动安平水准仪粗平后，借助于仪器内部的达到管水准器的精平状态。

11．精密光学水准仪和普通水准仪的主要区别是在精密光学水准仪上装有。

12．水准测量误差来源于、、三个方面。

13．水准仪是由、和三部分组成。

三、单项选择题（）1．有一水准路线如下图所示，其路线形式为路线。

A闭合水准B附合水准C支水准D水准网（）2．双面水准尺同一位置红、黑面读数之差的理论值为mm。

A0B100C4687或4787D不确定（）3．用DS3型水准仪进行水准测量时的操作程序为：。

A粗平瞄准精平读数B粗平精平瞄准读数C精平粗平瞄准读数D瞄准粗平精平读数（）3．当A点到B点的高差值为正时，则A点的高程比B点的高程。

A高B低C相等D不确定（）4．水准仪的视准轴与水准管轴的正确关系为A垂直B平行C相交D任意（）5．水准管的曲率半径越大，其分划值，水准管的灵敏度。

A越小，越高B越小，越低C越大，越高D越大，越低（）6．下列哪一种水准路线不能计算高差闭合差？A闭合水准路线B附和水准路线C支水准路线D水准网（）7.此水准路线为A闭合水准路线B附和水准路线C支水准路线D水准网（）8．弧度与角度之间的换算系数ρ″的数值为A180/πB180/π×60C180/π×60×60D不是常数（）9．如图中要想使圆水准起跑移向中心零点位置，脚螺旋3应A顺时针旋转B逆时针旋转C任意方向旋转D不旋转（）10．如果A点到B点的高差值为正，则A点高程比B点高程A高B低C相等D不确定（）11．水准管A的分划值小于水准管B的分划值，则水准管A的灵敏度比水准管B的灵敏度A高B低C相等D不确定四、读数题1．读出下列水准仪在水准尺上的读数（上、中、下三丝）（上：m）（上：m）（上：m）（中：m）（中：m）（中：m）（下：m）（下：m）（下：m）五、简答题1.简述水准测量的基本原理。

B 点高于A 点，则高差为正，反之,第二章水准测量教学目的：1.掌握水准测量的原理。

2. 掌握水准仪、水准尺的结构及用法。

3. 学会高差测量及高程计算的方法，掌握水准路线测量的方法。

4. 学会水准仪的检验与校正方法。

教学重点：1、水准测量原理 2、 路线校核3、 水准仪的检验与校正方法教学难点：1、路线校核2、水准仪的检验与校正方法教学资料：测量学教材、教学课件。

教学方法：讲授法、演示法。

讲授新课：第二章水准测量高程是确定地面点位置的一个要素，水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。

第一节水准测量原理、水准测量原理水准测量的原理是借助水准仪提供的水平视线，配合水准 尺测定地面上两点间的高差，然后根据已知点的高程来推求未 知点的高程。

如右图所示，已知 A 点高程为H A ，要测岀B 点高程H B ， 在A 、B 两点间安置一架能提供水平视线的仪器一水准仪，并在A 、B 两点各竖立水准尺， 利用水平视线分别读岀 A 点尺子上的读数 a 及B 点尺子上的读数 b ，则A 、B 两点间的高差为H AB = a-b(2 — 1)如果测量是由 A ^B 的方向前进，则 A 点称为后视点，B 点称为前视点，a 及b 分别为后视读数和前视读数，两点间的高差就等于后视读数减去前视读数。

如果 高差为负二、计算高程的方法（一）由高差计算高程B 点（未知点）的高程等于A 点（已知点）的高程加上两点间的高差，即H B=H A+H AB=H A+（a-b）（2—2）（二）由视线高程计算高程由图可知，A点高程加后视读数等于仪器视线的高程，设视线高程为H”即H j=H A+a则B 点高程等于视线高程减去前视读数，即H B=H"=（H A+a）-b （2—3）（备注：利用课件采取启发式教学手段，调动同学分析问题、解决问题的能力）第二节水准仪和水准尺一、水准仪（结合水准仪讲授）主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。

第二章水准测量导语：复习第一章有关确定点的三要素和测量的三项基本工作，引出高程测量的概念。

重点：1、水准测量原理2、水准测量的仪器、工具及其使用3、水准测量的方法4、水准测量原成果计算.难点：水准测量成果计算。

教学要求：掌握：1、水准测量仪器及工具的使用方法2、水准测量的施测及计算方法3、规范水准测量的记录格式理解：水准测量原理应用：水准测量施测内容：高程测量常用方法:水准测量三角高程测量气压高程测量水准测量因其测量精度最高,所以在国家控制测量和工程勘测及施工测量中被广泛采用§2.1水准测量原理原理:利用水准仪提供的水平视线测定已知点和未知点间的高差,求出未知点高程的方法。

H B =HA+a-b, H=a-bH B =HA+hAB前进方向注: a—后视读数：后视方向的读数b—前视读数: 前视方向的读数测量前进的方向称为前视方向 (已知点—未知点)§2.2水准测量的仪器和工具本节重点:1、DS3水准仪的构造2、水准尺及其使用一、DS3微倾式水准仪的构造照准部:望远镜、水准器基座1、望远镜:物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板.十字丝分划板:竖丝、横丝是为瞄准目标和读数用的.在横丝的上、下还有对称的两根短横丝,用来测量距离,称为视距丝.视准轴:十字丝交点与物镜光心的连线.物体在目镜中看到的是放大的、倒立的虚象.2、水准器①圆水准器:粗平圆水准器的主要功能是当圆水准气泡居中时,表明圆水准器轴处于铅垂位置,望远镜大致水平。

②管水准器:精平管水准器的主要功能是当水准器气泡居中是,表明管水准器轴处于水平位置,从此判断望远镜的视线是否处于水平位置.衡量水准器精确程度的指标:水准管分划值。

一般管水准器20”/2mm，圆水准器8~10’/2mm。

水准管分划值:水准管上2mm圆弧所对的圆心角“て”て越小,精度越高.水准管轴:管水准器水准管内圆弧中点的水平切线.圆水准管轴: 管水准器内圆圈中点与球心的连线.为了使管水准器精确水平，加一组棱镜系统，称为复合水准器。

第二章水准测量-多选题1-38姓名： [填空题] *_________________________________1.根据水准测量的原理，仪器的视线高等于（）。

*A.后视读数+后视点高程(正确答案)B.前视读数+后视点高程C.后视读数+前视点高程D.前视读数+前视点高程(正确答案)E.前视读数+后视读数2.水准器的分划值越大，说明（）。

*A.内圆弧的半径大B.其灵敏度低(正确答案)C.气泡整平困难D.整平精度低(正确答案)E.整平精度高3.四等水准测量中测站检核应包括（）检核。

*A.前后视距差(正确答案)B.视距累积差(正确答案)C.红黑面中丝读数差(正确答案)D.红黑面高差之差(正确答案)E.高差闭合差4.在水准测量中，由于仪器产生的误差包括（）。

*A.水准管轴不平行于视准轴引起的(正确答案)B.水准尺分划不精确(正确答案)C.水准尺底部磨损(正确答案)D.水准尺没有直立E.水准管气泡没有居中5.测站校核常用的方法是（）。

*A.双面尺法(正确答案)B.双仪高法(正确答案)C.往返测法D.闭合测法E.附合测法6.微倾式水准仪由（）组成。

*A.望远镜B.水准器C.照准部(正确答案)D.基座(正确答案)E.三角架(正确答案)7.高程测量按使用的仪器和方法不同分为（）。

*A.水准测量(正确答案)B.闭合路线水准测量C.附合路线水准测量D.三角高程测量(正确答案)E.气压高程测量(正确答案)8.在水准测量中，采用前后视距相等的方法可以消除或减弱（）。

*A.水准管轴不平行于视准轴引起的误差(正确答案)B.水准尺分划不准确引起的误差C.地球曲率和大气折光引起的误差(正确答案)D.尺垫下沉引起的误差E.水准尺零点误差9.在水准测量过程中，下列属于观测者的原因引起误差的有（）。

*A.读数误差(正确答案)B.尺垫下沉C.仪器下沉D.视差(正确答案)E.水准尺倾斜(正确答案)10.在水准测量过程中，下列属于外界条件的影响引起误差的是（）。

水准测量的测量方法
水准测量是一种测量地面或其他物体的高程的方法。

以下列出了一些常见的水准测量方法：
1. 光水准测量：通过使用光学仪器，如水准仪和准直器，测量高程差。

该方法适用于较小的区域和较短的测量距离。

2. 精密水准测量：使用高精度的水准仪进行测量，以获得更精确的结果。

该方法适用于需要高精度的工程测量或科学研究。

3. 差值水准测量：通过在两个已知高程点之间进行测量，并计算它们之间的高程差来确定其他点的高程。

这种方法常用于较大范围的测量。

4. GPS水准测量：使用全球定位系统（GPS）接收器来确定物体的高程。

该方法适用于需要快速高效的测量，但精度较低的应用。

5. 电子水准测量：使用电子水准仪或激光水平仪等电子设备进行测量。

这些设备通常结合了精确的测距和水平功能，可提供快速而准确的高程测量结果。

6. 大地水准测量：通过在不同的地理位置上测量高程，以确定不同地点之间的大地水准曲线。

这种方法用于建立地形和地图的高程模型。

这些方法可以根据具体的测量需求和场景选择使用，以获得准确和可靠的高程数据。

常见问题解答第二章水准测量1、何谓视准轴？何谓水准管轴？何谓圆水准器轴？答：物镜的光学中心（即光心）与十字丝交点的连线CC 称为望远镜的视准轴。

过管水准器零点所作弧面的纵向切线LL 称为水准管轴。

过圆水准器圆圈中点即零点的球面法线称为圆水准轴 (L L '')。

2、微倾式水准仪有哪几条主要轴线？它们应满足的几何条件是什么？其中应满足的主要条件是什么？答：DS3型水准仪的主要轴线有望远镜视准轴CC 、水准管轴LL 、圆水准轴L L ''，此外还有仪器的竖轴VV 。

它们之间应满足以下几何条件：1 ) 圆水准轴平行于仪器的竖轴，即L L '' //VV ；2 ) 十字丝横丝垂直于竖轴，即十字丝横丝⊥VV ；3 ) 水准管轴平行于视准轴，即LL //CC 。

其中第3项为主要条件。

3、什么是视差？产生原因？有何影响？如何消除视差？答：所谓“视差”，是当眼睛在目镜端上、下微动时，看到十字丝与目标的影像相互移动的现象。

其产生的原因是目标的实象未能刚好成在十字丝平面上。

视差的存在会增大标尺读数的误差，消除的方法是再旋转物镜对光螺旋，重复对光，直到眼睛上、下微动时标尺的影像不再移动为止。

4、水准仪的使用步骤？粗平、精平如何操作？水准尺如何读数？答：水准仪的使用步骤是：粗略整平、瞄准标尺、精确整平、标尺读数四个步骤。

粗略整平就是通过旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，从而使仪器的竖轴竖直。

精确整平就是注视符合气泡观测窗，同时转动微倾螺旋，使气泡两半边影像下端符合成半圆形，即使管水准器气泡居中，表明水准管轴水平，视线亦精确水平。

5、什么是转点？有何作用？答：所谓转点是临时设置，用于传递高程的点，其上应放置尺垫。

转点的作用就是传递高程。

6、水准测量数据检测的依据是什么？答：水准测量数据检测的依据是[h ]＝[a ]－[b ]，即∑h=∑a －∑b 。

7、水准测量测站检核方法有哪些？答：测站检核的方法有：1) 变仪高法。

水准测量实验报告。

水准测量实验报告首先，介绍水准测量是一种用水准仪和水准尺测量地面两点之间高度差的方法。

在地面两点之间放置水准仪，观察两点上架设的水准标尺，根据标尺上的读数计算两点之间的高差。

每个点的高程通常从水准原点或任何已知的高程点开始，沿选定的水准路线逐站测量。

由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测量的两个点之间的高程差会不同。

因此，在整理国家水准成果时，应根据采用的正常高程系统进行必要的校正，以获得正确的高程，如图1和图2所示。

图1水准测量原理示意图中国国家水准测量分为一、二、三、四等。

一、二级水准称为“精密水准”，是国家高程控制的综合基础，可为研究地壳形变等提供数据。

三、四级水准测量直接为地形测绘和各种工程建设提供必要的高程控制。

图2调平转折点示意图二.实践的目的1.通过对同济大学四平路校区的高程测量，掌握二等精密水准测量的观测和记录，熟悉用电子水准仪测量二等水准测量，并将所学知识应用于实践。

2、熟悉精密水准测量操作组织和一般操作规程。

三、练级流程3.1团队成员及工作步骤团队成员:工作步骤:精密水准测量观测组由5人组成，具体分工如下:观察一个人，记录一个人，支持两个人，测量一个人。

3.2液位计的使用液位计的使用包括操作步骤，如仪器放置、粗调平、瞄准液位计、调平和读数。

我们实验中使用的主要仪器是电子水准仪SDL30。

其他操作与普通级别相同。

SDL30的分级调平功能用于国家1、2、三、四级水准测量。

测量作业中的测站观测程序及其公差检查符合状态一、二等水准测量规范首先，介绍水准测量是一种用水准仪和水准尺测量地面两点之间高度差的方法。

在地面两点之间放置水准仪，观察两点上架设的水准标尺，根据标尺上的读数计算两点之间的高差。

每个点的高程通常从水准原点或任何已知的高程点开始，沿选定的水准路线逐站测量。

由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测量的两个点之间的高程差会不同。

因此，在整理国家水准成果时，应根据采用的正常高程系统进行必要的校正，以获得正确的高程，如图1和图2所示。