測(cè)量學(xué)第二章 水準(zhǔn)測(cè)量

1、第二章第二章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的原理及計(jì)算水準(zhǔn)測(cè)量的原理及計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具第四節(jié)第四節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的方法水準(zhǔn)測(cè)量的方法第五節(jié)第五節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法第六節(jié)第六節(jié) 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正復(fù)習(xí)知識(shí)復(fù)習(xí)知識(shí): :絕對(duì)高程或海拔絕對(duì)高程或海拔:地面點(diǎn)到地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離假定高程或相對(duì)高程假定高程或相對(duì)高程: :從某從某點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離高差高差: :兩點(diǎn)間的高程差兩點(diǎn)間的高程差 h hABAB=H=H2 2-H-H1 1=H=

2、H2 2-H-H1 1第一節(jié)第一節(jié) 概述概述水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量:高程測(cè)量是高程測(cè)量是三大基本測(cè)量工作之一，高程三大基本測(cè)量工作之一，高程是確定地面點(diǎn)位置的一個(gè)要素是確定地面點(diǎn)位置的一個(gè)要素。水準(zhǔn)測(cè)量是水準(zhǔn)測(cè)量是最基本、最基本、最精密的高程測(cè)量最精密的高程測(cè)量方法方法。水準(zhǔn)測(cè)量基本測(cè)法是：若有一個(gè)已知高程點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量基本測(cè)法是：若有一個(gè)已知高程點(diǎn)A A，首先測(cè)出，首先測(cè)出A A點(diǎn)到點(diǎn)到B B點(diǎn)的高程之差，簡(jiǎn)稱點(diǎn)的高程之差，簡(jiǎn)稱h hABAB，于是，于是B B點(diǎn)的高程點(diǎn)的高程H HB B= =H HA A+h+hABAB。以此計(jì)算出。以此計(jì)算出B B點(diǎn)的高程。點(diǎn)的高程。 三大基本測(cè)量工作：距離測(cè)量、高

3、程測(cè)量、角度測(cè)量三大基本測(cè)量工作：距離測(cè)量、高程測(cè)量、角度測(cè)量 地面點(diǎn)位置三要素：地面點(diǎn)位置三要素：X X、Y Y、H H后視尺前視尺水平視線 水準(zhǔn)測(cè)量：水準(zhǔn)測(cè)量： 確定地面點(diǎn)高程確定地面點(diǎn)高程 的的主要主要測(cè)量方法之一測(cè)量方法之一青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，H=72.260mH=72.260m，它，它以青島附近黃海以青島附近黃海海域平均海水面海域平均海水面作為零高程面作為零高程面后視尺前視尺水平視線HB=HA+hAB青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，青島水準(zhǔn)原點(diǎn)，H=72.260mH=72.260m，它，它以青島附近黃海以青島附近黃海海域平均海水面海域平均海水面作為零高程面作為零高程面第二節(jié)第二節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的原

4、理及計(jì)算水準(zhǔn)測(cè)量的原理及計(jì)算 測(cè)量并計(jì)算高差測(cè)量并計(jì)算高差 h hABAB=a-b=H=a-b=HB B-H-HA A 則則B B點(diǎn)高程點(diǎn)高程 ： H HB B= =H HA A+h+hABAB 也可以求出視線高：也可以求出視線高： H Hi i= =H HA A+a+a 再求再求B B點(diǎn)高程點(diǎn)高程: H: HB B= =H Hi i-b-b水準(zhǔn)測(cè)量的原理：借助水準(zhǔn)儀提供的水平視線，配合水水準(zhǔn)測(cè)量的原理：借助水準(zhǔn)儀提供的水平視線，配合水準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)的高程準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)已知點(diǎn)的高程來推求未知點(diǎn)的高程。來推求未知點(diǎn)的高程。 后視尺前視尺水平視線大

5、地水準(zhǔn)面hBA=b-a=HA-HB舉例舉例:已知：已知：H HA A =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m h hABAB= a-b = 0.461m H= a-b = 0.461m Hi i= =H HA A+a+a =34.248+2.145=36.393 =34.248+2.145=36.393則：則：H HB B=H=HA A+ + h hABAB = 34.248 + 0.461 = 34.709= 34.248 + 0.461 = 34.709 H HB B=H=Hi i- b = 36.39

6、3 - 1.684 = 34.709- b = 36.393 - 1.684 = 34.709后視尺前視尺水平視線大地水準(zhǔn)面水準(zhǔn)測(cè)量路線示意圖水準(zhǔn)測(cè)量路線示意圖后視尺前視尺水平視線第三節(jié)第三節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具 1.1.水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀是能夠提供水平視線的儀器，主要由基水準(zhǔn)儀是能夠提供水平視線的儀器，主要由基座、照準(zhǔn)部（包括望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器）構(gòu)成。座、照準(zhǔn)部（包括望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器）構(gòu)成。 望遠(yuǎn)鏡：瞄準(zhǔn)目標(biāo)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。望遠(yuǎn)鏡：瞄準(zhǔn)目標(biāo)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。 基座基座: :由軸座、腳螺旋和連接板組成由軸座、腳螺旋和連接板組成 ，支承儀支承儀器上部和連接三腳架。器上部和連接

7、三腳架。 水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡示意圖后視尺前視尺水平視線 Hi=HA+a HB=Hi- b 按照精度：按照精度：DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3等幾種，等幾種，“D”D”和和“S”S”分別是分別是“大地大地測(cè)量測(cè)量”和和“水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀”兩詞語的兩詞語的“大大”和和“水水”漢語拼音的首字母，漢語拼音的首字母，下標(biāo)數(shù)字表示該等級(jí)儀器下標(biāo)數(shù)字表示該等級(jí)儀器1 1千米往返水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差，以千米往返水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差，以mmmm為單位。為單位。 內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡 11微傾螺旋微傾螺旋 22符合水準(zhǔn)氣泡觀察鏡符合水準(zhǔn)

8、氣泡觀察鏡44物鏡調(diào)焦螺旋物鏡調(diào)焦螺旋 55水平制動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋 6 6微動(dòng)螺旋微動(dòng)螺旋 8 8三角壓板三角壓板 99角螺旋角螺旋 1010微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)軸微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)軸 1111準(zhǔn)星準(zhǔn)星1313管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器 1414圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器3 目鏡及目鏡調(diào)焦螺旋目鏡及目鏡調(diào)焦螺旋 1212物鏡物鏡 1616軸座軸座第三節(jié)第三節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量儀器和工具 2.2.水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊 常用雙面尺：尺長常用雙面尺：尺長3m3m或或2m,2m,優(yōu)質(zhì)木材加工而成，兩面均有厘優(yōu)質(zhì)木材加工而成，兩面均有厘米分劃。每分米處注有數(shù)字。米分劃。每分米處注有數(shù)字。 一面黑白相間分劃：黑面尺或主尺，

9、從零開始刻劃和注記。一面黑白相間分劃：黑面尺或主尺，從零開始刻劃和注記。 另一面紅白相間分劃：紅面尺或副尺，分別從另一面紅白相間分劃：紅面尺或副尺，分別從4.687m4.687m或或4.787m4.787m開始注記和刻劃開始注記和刻劃。4.6874.687和和4.7874.787稱為尺常數(shù)。稱為尺常數(shù)。 不同尺常數(shù)的兩根雙面尺組成一對(duì)使用。不同尺常數(shù)的兩根雙面尺組成一對(duì)使用。 尺墊：尺墊：生鐵制成，生鐵制成，在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊 hAB=a-b=HB-HA hAB=a-b=HB-HA后視尺前視尺水平視線在同一測(cè)站測(cè)量，黑面尺（主尺）在同一測(cè)站測(cè)量，黑面尺

10、（主尺）測(cè)量的高差是準(zhǔn)確的，它與紅面尺測(cè)量的高差是準(zhǔn)確的，它與紅面尺測(cè)量的高差相差測(cè)量的高差相差10cm10cm。原因原因: :黑面尺（主尺）從零開始黑面尺（主尺）從零開始刻劃和注記；紅面尺（副尺）刻劃和注記；紅面尺（副尺）分別從分別從4.687m4.687m或或4.787m4.787m開始刻開始刻劃和注記。劃和注記。當(dāng)?shù)卓虅潪楫?dāng)?shù)卓虅潪?.687m4.687m的紅面尺是的紅面尺是后后視尺，底刻劃為視尺，底刻劃為4.787m4.787m的紅面尺的紅面尺是是前前視尺時(shí)，黑面尺測(cè)得高差與視尺時(shí)，黑面尺測(cè)得高差與紅面尺測(cè)得高差相差紅面尺測(cè)得高差相差-10cm-10cm，反之，反之為為+10cm+10

11、cm。第四節(jié)第四節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的方法水準(zhǔn)測(cè)量的方法（一）一測(cè)站水準(zhǔn)儀的操作步驟（一）一測(cè)站水準(zhǔn)儀的操作步驟 儀器安置儀器安置 粗略整平粗略整平 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 精確整平精確整平 讀數(shù)讀數(shù)1 1 安置水準(zhǔn)儀安置水準(zhǔn)儀首先在首先在A A、B B兩點(diǎn)上各豎立一根水準(zhǔn)尺，然后盡可兩點(diǎn)上各豎立一根水準(zhǔn)尺，然后盡可能在距兩水準(zhǔn)尺等遠(yuǎn)處設(shè)置測(cè)站。能在距兩水準(zhǔn)尺等遠(yuǎn)處設(shè)置測(cè)站。打開三腳架并打開三腳架并使其高度適中，目估使架頭大致水平，三腳架架使其高度適中，目估使架頭大致水平，三腳架架腳與地面成腳與地面成7070左右，三個(gè)腳尖成等邊三角形，左右，三個(gè)腳尖成等邊三角形，并牢固地架設(shè)在地面上并牢固地架設(shè)在地面上

12、，將水準(zhǔn)儀用中心螺旋固，將水準(zhǔn)儀用中心螺旋固定于三腳架上。定于三腳架上。2 2 粗略整平粗略整平( (粗平粗平) ) 用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器的氣泡調(diào)整居中。用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器的氣泡調(diào)整居中。左手拇指規(guī)則：左手拇指規(guī)則：“左手拇指旋轉(zhuǎn)腳螺旋的運(yùn)動(dòng)方左手拇指旋轉(zhuǎn)腳螺旋的運(yùn)動(dòng)方向，就是氣泡移動(dòng)的方向向，就是氣泡移動(dòng)的方向”3 3 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 目鏡對(duì)光目鏡對(duì)光 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋 精確瞄準(zhǔn)精確瞄準(zhǔn) 消除視差消除視差4 4 精確整平精確整平( (精平精平) ) 調(diào)整微傾螺旋，使氣泡兩端的影像符合調(diào)整微傾螺旋，使氣泡兩端的影像符合5 5 讀數(shù)讀數(shù) 利用中絲在尺上讀數(shù)，估

13、讀至毫米，讀數(shù)為利用中絲在尺上讀數(shù)，估讀至毫米，讀數(shù)為08600860上絲：上絲：07580758下絲：下絲：09590959（二）兩點(diǎn)間高差的測(cè)定（二）兩點(diǎn)間高差的測(cè)定 水準(zhǔn)測(cè)量通常是從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，水準(zhǔn)測(cè)量通常是從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，按照一定的水準(zhǔn)路線，引測(cè)出所需各點(diǎn)的高程。按照一定的水準(zhǔn)路線，引測(cè)出所需各點(diǎn)的高程。兩點(diǎn)距離較近時(shí)，設(shè)站一次進(jìn)行測(cè)量。兩點(diǎn)距離較近時(shí)，設(shè)站一次進(jìn)行測(cè)量。后視尺前視尺水平視線兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)，在中間設(shè)立若干轉(zhuǎn)點(diǎn)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)，在中間設(shè)立若干轉(zhuǎn)點(diǎn)（轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)1 1、轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)2 2等），等），A A、B B兩點(diǎn)間的高差是各高差之和兩點(diǎn)間

14、的高差是各高差之和 h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h hn n=a=an n- -b bn n h hABAB=h=h1 1+h+h2 2+ + +h hn n=h=h h hABAB=(a=(a1 1-b-b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+ )+ +(a+(an n- -b bn n) ) 可用下式進(jìn)行高差計(jì)算正確性的檢核：可用下式進(jìn)行高差計(jì)算正確性的檢核：h hABAB=(a=(a1 1+a+a2 2+ +a+an n)-(b)-(b1 1+b+b2 2+ + +b bn n)= a-b)= a-b 如果如果A A為已知高

15、程點(diǎn)，其高程為為已知高程點(diǎn)，其高程為H HA A，則，則B B點(diǎn)高程為：點(diǎn)高程為：H HB B= =H HA A+h+hABAB= =H HA A+a-b+a-b第五節(jié)第五節(jié): :水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法 高差閉合差高差閉合差 : :如圖所示，欲測(cè)定如圖所示，欲測(cè)定1 1、2 2、3 3、4 4等點(diǎn)等點(diǎn)的的高程，高程，選定水準(zhǔn)路線由已知水準(zhǔn)點(diǎn)選定水準(zhǔn)路線由已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMBM1 1開始，順序施測(cè)各點(diǎn)高程，最開始，順序施測(cè)各點(diǎn)高程，最后又由后又由4 4點(diǎn)測(cè)到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMBM2 2，各測(cè)段測(cè)得的高差總和各測(cè)段測(cè)得的高差總和h h測(cè)測(cè)理論上理論上應(yīng)與已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程

16、之差（應(yīng)與已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程之差（H HBM2BM2-H-HBM1BM1）相等。由于）相等。由于測(cè)量誤差測(cè)量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值f fh h, ,稱為高差閉合差。稱為高差閉合差。它的計(jì)算公式為它的計(jì)算公式為 f fh h =h =h測(cè)測(cè)- -（H H終終-H-H起起）。）。如果高差閉合差超如果高差閉合差超過允許值，即過允許值，即f fh h f fh h允允，必須重測(cè)。，必須重測(cè)。f fh h允允稱為高差閉和差限稱為高差閉和差限差差( (允許閉合差允許閉合差) )。 h hABAB= =后后中中- -前前中中0860（0859）第五節(jié)第五節(jié): :水準(zhǔn)測(cè)量的校

17、核方法水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法 1. 1. 水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求: : 不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量有不同的精度要求，對(duì)于普不同等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量有不同的精度要求，對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)定是：通水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)定是： f fh h允允= =12 mm12 mm或或40 mm40 mm。 式中式中n n測(cè)站數(shù)測(cè)站數(shù);L;L為水準(zhǔn)路線的長度，以為水準(zhǔn)路線的長度，以kmkm計(jì)。計(jì)。 上式中，前者用于起伏較大的山地。上式中，前者用于起伏較大的山地。 后者用于后者用于平坦地區(qū)。平坦地區(qū)。 nL D = k l后視尺前視尺水平視線大地水準(zhǔn)面 L1=D后后+ D前前l(fā)=后后上上-后后下下2.2.水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法可分

18、為測(cè)站校核水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法可分為測(cè)站校核和路線校核。和路線校核。（一）測(cè)站校核（一）測(cè)站校核 對(duì)每一測(cè)站的高差進(jìn)行校核，稱為測(cè)站校核，其對(duì)每一測(cè)站的高差進(jìn)行校核，稱為測(cè)站校核，其方法有：方法有：1 1雙儀高法：雙儀高法：在每一測(cè)站上測(cè)出高差后，在原地改在每一測(cè)站上測(cè)出高差后，在原地改變儀器的高度，重新安置儀器，再測(cè)一次高差。變儀器的高度，重新安置儀器，再測(cè)一次高差。如果兩次測(cè)得的高差之差在如果兩次測(cè)得的高差之差在限差限差之內(nèi)，則取其平之內(nèi)，則取其平均數(shù)作為這一測(cè)站的高差結(jié)果，否則需要重測(cè)。均數(shù)作為這一測(cè)站的高差結(jié)果，否則需要重測(cè)。在普通水準(zhǔn)測(cè)量中，該限差規(guī)定為在普通水準(zhǔn)測(cè)量中，該限差規(guī)定為1

19、0mm10mm。2 2雙儀器法：雙儀器法：在兩測(cè)點(diǎn)之間同時(shí)安置兩臺(tái)儀器，分別測(cè)在兩測(cè)點(diǎn)之間同時(shí)安置兩臺(tái)儀器，分別測(cè)得兩點(diǎn)的高差進(jìn)行比較，結(jié)果處理方法同上。得兩點(diǎn)的高差進(jìn)行比較，結(jié)果處理方法同上。3 3雙面尺法：雙面尺法：測(cè)量時(shí)不改變儀器高度，采用雙面尺的紅、測(cè)量時(shí)不改變儀器高度，采用雙面尺的紅、黑兩面兩次測(cè)量高差，以黑面高差為準(zhǔn)，與紅面高差比較，若黑兩面兩次測(cè)量高差，以黑面高差為準(zhǔn)，與紅面高差比較，若紅面高差比黑面高差大紅面高差比黑面高差大，則先將，則先將紅面高差減去紅面高差減去100mm100mm，再與黑，再與黑面高差比較，誤差在面高差比較，誤差在10mm10mm以內(nèi)取平均值以內(nèi)取平均值;

20、;反之，將反之，將紅面高差紅面高差加上加上100mm100mm，再與黑面高差比較，誤差在，再與黑面高差比較，誤差在10mm10mm以內(nèi)取平均值以內(nèi)取平均值。否則需要重測(cè)。否則需要重測(cè)。當(dāng)?shù)卓虅潪楫?dāng)?shù)卓虅潪?.687m4.687m的紅面尺是的紅面尺是后后視尺，底刻劃為視尺，底刻劃為4.787m4.787m的紅面尺是的紅面尺是前前視尺時(shí)，黑面尺測(cè)得高差與紅視尺時(shí)，黑面尺測(cè)得高差與紅面尺測(cè)得高差相差面尺測(cè)得高差相差-10cm-10cm，反之為，反之為+10cm+10cm。（二）水準(zhǔn)路線校核（二）水準(zhǔn)路線校核 1 1附合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線 ：如圖所示，欲測(cè)定如圖所示，欲測(cè)定1 1、2 2、3 3、4

21、 4等點(diǎn)高程，等點(diǎn)高程，選定水準(zhǔn)路線由已知水準(zhǔn)點(diǎn)選定水準(zhǔn)路線由已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMBM1 1開始，順序施測(cè)各點(diǎn)高程，最后又開始，順序施測(cè)各點(diǎn)高程，最后又由由4 4點(diǎn)測(cè)到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)測(cè)到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMBM2 2，形成形成的水準(zhǔn)路線稱為的水準(zhǔn)路線稱為附合水準(zhǔn)路附合水準(zhǔn)路線線。各測(cè)段測(cè)得的高差總和。各測(cè)段測(cè)得的高差總和h h測(cè)測(cè)應(yīng)與已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程之差（應(yīng)與已知水準(zhǔn)點(diǎn)高程之差（H HBM2BM2- -H HBM1BM1）相等。由于測(cè)量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值）相等。由于測(cè)量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值f fh h, ,稱稱為高差閉合差。為高差閉合差。它的計(jì)算公式為它的計(jì)算公式為 f fh

22、 h=h=h測(cè)測(cè)- -（H H終終-H-H起起）。）。如果高差如果高差閉合差超過允許值，即閉合差超過允許值，即f fh hf fh h允允，必須重測(cè)。，必須重測(cè)。fh允允=12 mm或或40 mmnLnL2 2閉合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線 如圖示從一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)如圖示從一個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMBM1 1開始，測(cè)開始，測(cè)定定1 1、2 2、3 3等點(diǎn)的高程，最后回到等點(diǎn)的高程，最后回到BMBM1 1點(diǎn)，形成一個(gè)點(diǎn)，形成一個(gè)閉合水準(zhǔn)路閉合水準(zhǔn)路線線。此時(shí)，高差代數(shù)和在理論上應(yīng)等到于零，即。此時(shí)，高差代數(shù)和在理論上應(yīng)等到于零，即h h理理=0=0，由，由于測(cè)量誤差的存在，于測(cè)量誤差的存在，h h測(cè)測(cè)0 0，則

23、閉合水準(zhǔn)路線的，則閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差高差閉合差f fh h =h =h測(cè)測(cè)。同樣要求同樣要求f fh hffh h允允，否則應(yīng)重測(cè)。閉合水準(zhǔn)路線的，否則應(yīng)重測(cè)。閉合水準(zhǔn)路線的f fh h允允與附合水與附合水準(zhǔn)路線相同。準(zhǔn)路線相同。 3 3支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線 由已知水準(zhǔn)點(diǎn)開始，測(cè)定由已知水準(zhǔn)點(diǎn)開始，測(cè)定1 1、2 2、3 3等點(diǎn)間等點(diǎn)間的高程，沒有條件附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)，這種路線叫做的高程，沒有條件附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)，這種路線叫做支水準(zhǔn)支水準(zhǔn)路線路線。支水準(zhǔn)路線必須沿同一路線進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，往、返。支水準(zhǔn)路線必須沿同一路線進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，往、返測(cè)的高差絕對(duì)值應(yīng)相等，而符號(hào)相反。如不相等，便產(chǎn)

24、生了測(cè)的高差絕對(duì)值應(yīng)相等，而符號(hào)相反。如不相等，便產(chǎn)生了閉合差，即閉合差，即 f fh h= h= h往往+h+h返返往返測(cè)高差閉合差的允許值與附合水準(zhǔn)路線相同，而測(cè)站數(shù)往返測(cè)高差閉合差的允許值與附合水準(zhǔn)路線相同，而測(cè)站數(shù)n n或路線長或路線長L L以單程計(jì)。以單程計(jì)。( (三三) )水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算 1.1.高差閉合差的調(diào)整原則高差閉合差的調(diào)整原則上面講了附合水準(zhǔn)路線上面講了附合水準(zhǔn)路線 、閉合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)、閉合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線的高差閉合差路線的高差閉合差f fh h以及高差閉合差限差以及高差閉合差限差f fh h允允的計(jì)的計(jì)算方法

25、和公式，即在算方法和公式，即在f fh hf fh h允允的情況下的情況下, ,可進(jìn)行高差可進(jìn)行高差閉合差的分配和調(diào)整，即給每段高差加一個(gè)改正數(shù)閉合差的分配和調(diào)整，即給每段高差加一個(gè)改正數(shù)v vi i, ,改正數(shù)之和應(yīng)與高差閉合差絕對(duì)值相等，符號(hào)改正數(shù)之和應(yīng)與高差閉合差絕對(duì)值相等，符號(hào)相反，即相反，即v=-v=-f fh h。( (三三) )水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算2 2. . 高差改正數(shù)的計(jì)算高差改正數(shù)的計(jì)算在同一條水準(zhǔn)路線上，認(rèn)為各測(cè)站條件大致相同，各在同一條水準(zhǔn)路線上，認(rèn)為各測(cè)站條件大致相同，各測(cè)站測(cè)站（或（或相等距離水準(zhǔn)路線相等距離水準(zhǔn)路線）

26、產(chǎn)生的產(chǎn)生的誤差是相等的誤差是相等的，因此在調(diào)整閉合差時(shí)，應(yīng)因此在調(diào)整閉合差時(shí)，應(yīng)將閉合差以相反符號(hào)，按測(cè)將閉合差以相反符號(hào)，按測(cè)站數(shù)（或距離）成正比例地分配到各測(cè)段的實(shí)測(cè)高差站數(shù)（或距離）成正比例地分配到各測(cè)段的實(shí)測(cè)高差中中。即某測(cè)段高差改正數(shù)即某測(cè)段高差改正數(shù)v vi i= = 或者某測(cè)段或者某測(cè)段高差改正數(shù)高差改正數(shù)v vi i= =inhfiLLfh( (三三) )水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算3.3.高程計(jì)算高程計(jì)算 各點(diǎn)高程的計(jì)算根據(jù)改正后的高差，由起始點(diǎn)各點(diǎn)高程的計(jì)算根據(jù)改正后的高差，由起始點(diǎn)BMBM1 1的高程逐一推算出其他各點(diǎn)的高程，如計(jì)

27、算無的高程逐一推算出其他各點(diǎn)的高程，如計(jì)算無誤，則最后推算得的誤，則最后推算得的BMBM2 2高程應(yīng)與已知高程相等。高程應(yīng)與已知高程相等。 閉合水準(zhǔn)路線的高程計(jì)算與附合水準(zhǔn)路線相同。閉合水準(zhǔn)路線的高程計(jì)算與附合水準(zhǔn)路線相同。支水準(zhǔn)路線采用往返測(cè)，每一測(cè)段的高差取往返支水準(zhǔn)路線采用往返測(cè)，每一測(cè)段的高差取往返測(cè)的平均值測(cè)的平均值, ,符號(hào)與往測(cè)符號(hào)相同即可。符號(hào)與往測(cè)符號(hào)相同即可。第六節(jié)第六節(jié) 水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀各軸線之間應(yīng)滿足以下幾何條件：水準(zhǔn)儀各軸線之間應(yīng)滿足以下幾何條件： 圓水準(zhǔn)器軸圓水準(zhǔn)器軸L LL L應(yīng)平行于儀器的豎軸應(yīng)平行于儀器的豎軸VVVV望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲應(yīng)垂直

28、于儀器的豎軸望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器的豎軸VVVV水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸LLLL應(yīng)平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸應(yīng)平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸ZZZZ圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)校正（一）檢校目的（一）檢校目的使圓水準(zhǔn)器軸使圓水準(zhǔn)器軸L LL L平行于儀器的豎軸平行于儀器的豎軸VVVV 。就是當(dāng)圓水準(zhǔn)器。就是當(dāng)圓水準(zhǔn)器的氣泡居中時(shí)的氣泡居中時(shí), ,儀器的豎軸基本處于豎直狀態(tài)儀器的豎軸基本處于豎直狀態(tài), ,使儀器轉(zhuǎn)至任使儀器轉(zhuǎn)至任何位置都易于導(dǎo)致水準(zhǔn)管的氣泡居中何位置都易于導(dǎo)致水準(zhǔn)管的氣泡居中. . （二）檢驗(yàn)方法（二）檢驗(yàn)方法將儀器安置于腳架上，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然

29、將儀器安置于腳架上，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將望遠(yuǎn)鏡在水平方向旋轉(zhuǎn)后將望遠(yuǎn)鏡在水平方向旋轉(zhuǎn)180180，此時(shí)，若氣泡不居中，偏，此時(shí)，若氣泡不居中，偏于一邊，說明于一邊，說明LLLL不平行于儀器豎軸不平行于儀器豎軸VVVV，需要校正。，需要校正。( (三）校正方法三）校正方法轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡向中間移動(dòng)偏離量的一半，如轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡向中間移動(dòng)偏離量的一半，如圖中氣泡由虛線位置移動(dòng)到實(shí)線位置；然后，用圖中氣泡由虛線位置移動(dòng)到實(shí)線位置；然后，用校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器底下的三個(gè)校正螺旋，使氣校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器底下的三個(gè)校正螺旋，使氣泡達(dá)到如圖中完全居中的位置。檢驗(yàn)和校正應(yīng)反泡達(dá)到如圖中完全居中

30、的位置。檢驗(yàn)和校正應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直至儀器轉(zhuǎn)至任何位置氣泡始終居中為復(fù)進(jìn)行，直至儀器轉(zhuǎn)至任何位置氣泡始終居中為止，此時(shí)，止，此時(shí)， L LL L/VV/VV的條件得到滿足。的條件得到滿足。 水準(zhǔn)管軸平行于望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)校正水準(zhǔn)管軸平行于望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)校正（一一）檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康? (i i角檢驗(yàn)角檢驗(yàn) ) )使水準(zhǔn)管軸使水準(zhǔn)管軸LLLL平行于視準(zhǔn)軸平行于視準(zhǔn)軸ZZZZ十字絲交點(diǎn)和物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸十字絲交點(diǎn)和物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸ZZZZ，是人們通過望，是人們通過望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)目標(biāo)時(shí)的視線。遠(yuǎn)鏡觀測(cè)目標(biāo)時(shí)的視線。水準(zhǔn)管圓弧的中點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)管零點(diǎn)；過水準(zhǔn)管零點(diǎn)的切線水準(zhǔn)管圓弧的中點(diǎn)，稱為

31、水準(zhǔn)管零點(diǎn)；過水準(zhǔn)管零點(diǎn)的切線LLLL稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)氣泡兩端與零點(diǎn)成對(duì)稱，稱為氣泡居中，稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)氣泡兩端與零點(diǎn)成對(duì)稱，稱為氣泡居中，這時(shí)水準(zhǔn)管軸水平。如果水準(zhǔn)管軸與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行，氣這時(shí)水準(zhǔn)管軸水平。如果水準(zhǔn)管軸與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行，氣泡居中時(shí)，視準(zhǔn)軸就處于水平位置。泡居中時(shí)，視準(zhǔn)軸就處于水平位置。十字絲交點(diǎn)和物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸十字絲交點(diǎn)和物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸ZZZZ，是人們通過望，是人們通過望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)目標(biāo)時(shí)的視線。遠(yuǎn)鏡觀測(cè)目標(biāo)時(shí)的視線。后視尺前視尺水平視線大地水準(zhǔn)面( (二）檢驗(yàn)方法二）檢驗(yàn)方法如上圖如上圖: :選取相距約選取相距約606080m80m的的A A、B

32、B兩點(diǎn)，各打一木樁，豎立水兩點(diǎn)，各打一木樁，豎立水準(zhǔn)尺，先將水準(zhǔn)儀安置在離兩點(diǎn)等距離處，如上圖所示。準(zhǔn)尺，先將水準(zhǔn)儀安置在離兩點(diǎn)等距離處，如上圖所示。若水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，其夾角若水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，其夾角i i，此時(shí)，因水準(zhǔn)，此時(shí)，因水準(zhǔn)儀在兩點(diǎn)中央，故在兩尺上產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為。設(shè)儀在兩點(diǎn)中央，故在兩尺上產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為。設(shè)A A、B B兩尺上的讀數(shù)分別為兩尺上的讀數(shù)分別為a a1 1和和b b1 1，因，因 a a1 1=a=a1 1+ +, b, b1 1=b=b1 1+ +，則則a a1 1-b-b1 1= = （aa1 1+ +）- -（bb1 1+ +）= a= a1

33、1- -bb1 1 =H=HABAB=0.325=0.325( (假設(shè)假設(shè)) )這說明儀器本身雖有誤差，但只要將儀器安置在距兩尺這說明儀器本身雖有誤差，但只要將儀器安置在距兩尺等距離處，所測(cè)得的兩點(diǎn)的高差是正確的。等距離處，所測(cè)得的兩點(diǎn)的高差是正確的。( (二）檢驗(yàn)方法二）檢驗(yàn)方法把水準(zhǔn)儀搬到離把水準(zhǔn)儀搬到離B B點(diǎn)約點(diǎn)約3-5m3-5m處，先讀取近尺讀數(shù)處，先讀取近尺讀數(shù)b b2 2，設(shè)為設(shè)為1.452m1.452m，由于儀器距，由于儀器距B B點(diǎn)很近，可將點(diǎn)很近，可將b b2 2近似地看近似地看作視線水平時(shí)的讀數(shù)作視線水平時(shí)的讀數(shù)bb2 2，由此算出視線水平時(shí)遠(yuǎn)尺，由此算出視線水平時(shí)遠(yuǎn)尺讀

34、數(shù)讀數(shù)aa2 2=b=b2 2+h+hABAB=1.452+0.325=1.777m=1.452+0.325=1.777m。( (讀數(shù)均為讀數(shù)均為假設(shè)假設(shè)) )如果遠(yuǎn)尺的實(shí)際讀數(shù)不是如果遠(yuǎn)尺的實(shí)際讀數(shù)不是aa2 2，而是而是a a2 2，設(shè)為，設(shè)為1.797m1.797m，比，比aa2 2大大0.020m0.020m，說明水準(zhǔn)管軸不平行于視，說明水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，且視準(zhǔn)軸向上傾斜，需要校正。準(zhǔn)軸，且視準(zhǔn)軸向上傾斜，需要校正。 （三）校正方法（三）校正方法轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使遠(yuǎn)尺讀數(shù)從轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使遠(yuǎn)尺讀數(shù)從a a2 2=1.797m=1.797m改變成改變成1.777m1.777m。此。此

35、時(shí)視準(zhǔn)軸水平了，但氣泡不居中了。撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上下時(shí)視準(zhǔn)軸水平了，但氣泡不居中了。撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上下兩個(gè)校正螺絲，先松后緊，使水準(zhǔn)管氣泡居中，此時(shí)水準(zhǔn)管兩個(gè)校正螺絲，先松后緊，使水準(zhǔn)管氣泡居中，此時(shí)水準(zhǔn)管軸也在水平位置，于是水準(zhǔn)管與視準(zhǔn)軸就平行了。此項(xiàng)工作軸也在水平位置，于是水準(zhǔn)管與視準(zhǔn)軸就平行了。此項(xiàng)工作要反復(fù)進(jìn)行幾次，直至檢驗(yàn)遠(yuǎn)尺的讀數(shù)與計(jì)算值之差不大于要反復(fù)進(jìn)行幾次，直至檢驗(yàn)遠(yuǎn)尺的讀數(shù)與計(jì)算值之差不大于3-5mm3-5mm為止。為止。 望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)（一）（一）檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康氖故纸z橫絲垂直于儀器的豎軸，即當(dāng)儀器豎軸使十字絲

36、橫絲垂直于儀器的豎軸，即當(dāng)儀器豎軸處于鉛垂位置時(shí)，橫絲應(yīng)在水平位置。處于鉛垂位置時(shí)，橫絲應(yīng)在水平位置。 （二）檢驗(yàn)方法（二）檢驗(yàn)方法整平儀器后，用橫絲的一端瞄準(zhǔn)墻上一固定點(diǎn)，整平儀器后，用橫絲的一端瞄準(zhǔn)墻上一固定點(diǎn)，如圖轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，如果點(diǎn)子離開橫絲，表如圖轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，如果點(diǎn)子離開橫絲，表示橫絲不水平，需要校正；如果點(diǎn)子始終在橫絲示橫絲不水平，需要校正；如果點(diǎn)子始終在橫絲上移動(dòng)，則表示橫絲水平。上移動(dòng)，則表示橫絲水平。（三）校正方法（三）校正方法由于十字絲裝置的形式不同，校正方法也有所不同，由于十字絲裝置的形式不同，校正方法也有所不同，如圖的形式，則需要卸下目鏡處的外罩，用螺絲刀如圖

37、的形式，則需要卸下目鏡處的外罩，用螺絲刀松開四個(gè)十字絲的固定螺絲，然后撥正十字絲環(huán)。松開四個(gè)十字絲的固定螺絲，然后撥正十字絲環(huán)。最后再旋緊校正螺絲，此項(xiàng)檢校也須反復(fù)進(jìn)行，直最后再旋緊校正螺絲，此項(xiàng)檢校也須反復(fù)進(jìn)行，直到條件滿足為止到條件滿足為止。第七節(jié)第七節(jié)自動(dòng)安平自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是利用安裝在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的自動(dòng)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是利用安裝在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的自動(dòng)補(bǔ)償器，自動(dòng)獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器，自動(dòng)獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀 。自自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用與微傾水準(zhǔn)儀的基本操作動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用與微傾水準(zhǔn)儀的基本操作大致相同。大致相同。 但省去了調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中的步但省去了調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡

38、居中的步驟驟?？s短了水準(zhǔn)測(cè)量的時(shí)間縮短了水準(zhǔn)測(cè)量的時(shí)間。實(shí)習(xí)一實(shí)習(xí)一：水準(zhǔn)儀的使用與高差測(cè)定水準(zhǔn)儀的使用與高差測(cè)定一、實(shí)習(xí)目標(biāo)一、實(shí)習(xí)目標(biāo): :學(xué)會(huì)使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量并會(huì)學(xué)會(huì)使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量并會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算. .二、實(shí)習(xí)內(nèi)容二、實(shí)習(xí)內(nèi)容: :測(cè)一閉合水準(zhǔn)路線并進(jìn)行平差計(jì)算測(cè)一閉合水準(zhǔn)路線并進(jìn)行平差計(jì)算, ,假定已知點(diǎn)的高程為假定已知點(diǎn)的高程為50.000m.50.000m.三、方法與過程三、方法與過程: :采用雙面尺法進(jìn)行測(cè)量。每一測(cè)采用雙面尺法進(jìn)行測(cè)量。每一測(cè)站按下面的順序觀測(cè)，并記錄讀數(shù)。一測(cè)站為一站按下面的順序觀測(cè)，并記錄讀數(shù)。一測(cè)站為一觀測(cè)和記錄單元。觀測(cè)和記錄單元。四、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果四、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果: :把每一測(cè)站的記錄數(shù)據(jù)把每一測(cè)站的記錄數(shù)據(jù)和平差計(jì)算過程、計(jì)算結(jié)果報(bào)上來（以組為單和平差計(jì)算過程、