水準(zhǔn)測(cè)量教程

1、測(cè)量教程水準(zhǔn)測(cè)量1水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是利用一條水平視線，并借助水準(zhǔn)尺，來(lái)測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，這樣就可由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。 設(shè)后視A尺讀數(shù)為a ，前視B尺讀數(shù)為b ，則A、B兩點(diǎn)高差為 高差法： 視線高法： 2 水準(zhǔn)儀的基本結(jié)構(gòu)及其應(yīng)滿足的條件：為了照準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行讀數(shù)就必須有一個(gè)構(gòu)成視準(zhǔn)軸及可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的望遠(yuǎn)鏡；為使視準(zhǔn)軸整平至水平位置，要有一個(gè)與望遠(yuǎn)鏡相聯(lián)系的水準(zhǔn)器；為了整置水準(zhǔn)器，需要有與水準(zhǔn)器相聯(lián)系的腳螺旋和其他部件。所以水準(zhǔn)儀的基本部件為：望遠(yuǎn)鏡，水準(zhǔn)器，垂直軸和腳螺旋。這些部件所必需具備的基本條件為:a 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸平行b 水準(zhǔn)器軸與豎軸正交c圓水準(zhǔn)器軸

2、應(yīng)平行于儀器的豎軸； d十字絲的中絲（橫絲）應(yīng)垂直于儀器的豎軸； 3 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具 水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，工具為腳架，水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度可分為DS05、DSl、DS3和DSl0等四個(gè)等級(jí)。建筑工程測(cè)量廣泛使用DS3級(jí)水準(zhǔn)儀。因此，本章著重介紹這類(lèi)儀器。 3.1、水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu) 根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理，水準(zhǔn)儀的主要作用是提供一條水平視線，并能照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)。因此，水準(zhǔn)儀構(gòu)成主要有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器及基座三部分。 3.11望遠(yuǎn)鏡DS3水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、目鏡、對(duì)光透鏡和十字絲分劃板所組成。物鏡和目鏡多采用復(fù)合透鏡組，十字絲分劃板上刻有兩條互相垂直的長(zhǎng)線，

3、豎直的一條稱(chēng)豎絲，橫的一條稱(chēng)為中絲，是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)和談取讀數(shù)用的。在中絲的上下還對(duì)稱(chēng)地刻有兩條與中絲平行的短橫線，是用來(lái)測(cè)定距離的，稱(chēng)為視距絲。十字絲分劃板是由平板玻璃圓片制成的，平板玻璃片裝在分劃板座上，分劃板座固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。 十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線，稱(chēng)為視準(zhǔn)軸或視線。水準(zhǔn)測(cè)量是在視準(zhǔn)軸水平時(shí)，用十字絲的中絲截取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。 對(duì)光凹透鏡可使不同距離的目標(biāo)均能成像在十字絲乎面上。再通過(guò)目鏡，便可看清同時(shí)放大了的十字絲和目標(biāo)影像。從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的目標(biāo)影像的視角與肉眼直接觀察該目標(biāo)的視角之比，稱(chēng)為望遠(yuǎn)鏡的放大率。DS3級(jí)水準(zhǔn)僅望遠(yuǎn)鏡的放大率一般為28倍。 3.1.2

4、60;水準(zhǔn)器：分為管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器。 水準(zhǔn)器是用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。管水準(zhǔn)器用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平；圓水準(zhǔn)器用來(lái)指示豎軸是否豎直。 (1)管水準(zhǔn)器又稱(chēng)水準(zhǔn)管，是一縱向內(nèi)壁磨成圓弧形的玻璃管，管內(nèi)裝酒精和乙醚的混合液，加熱融封冷卻后留有一個(gè)氣泡。由于氣泡較輕，故恒處于管內(nèi)最高位置。 水準(zhǔn)管上一般刻有間隔為2mm的分劃線，分劃線的中點(diǎn)0，稱(chēng)為水準(zhǔn)管零點(diǎn)。通過(guò)零點(diǎn)作水準(zhǔn)管圓弧的切線，稱(chēng)為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管的氣泡中點(diǎn)與水準(zhǔn)管零點(diǎn)重合時(shí)，稱(chēng)為氣泡居中；這時(shí)水準(zhǔn)管軸工人處于水平位置。水準(zhǔn)管圓弧2mm所對(duì)的圓心角稱(chēng)為水準(zhǔn)管分劃值。安裝在DS3級(jí)

5、水準(zhǔn)儀上的水準(zhǔn)管，其分劃值不大于202mm。 微傾式水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)管的上方安裝一組符合棱鏡，通過(guò)符合棱鏡的反射作用，使氣泡兩端的像反映在望遠(yuǎn)鏡旁的符合氣泡觀察窗中。若氣泡兩端的半像吻合時(shí)，就表示氣泡居中。若氣泡的半像錯(cuò)開(kāi)，則表示氣泡不居中，這時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡的半像吻合。 (2)圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器頂面的內(nèi)壁是球面，其中有圓分劃圈，圓圈的中心為水準(zhǔn)器的零點(diǎn)。通過(guò)零點(diǎn)的球面法線為圓水準(zhǔn)器軸線，當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，該軸線處于豎直位置。當(dāng)氣泡不居中時(shí)，氣泡中心偏移零點(diǎn)2mm，軸線所傾斜的角值，稱(chēng)為圓水準(zhǔn)器的分劃值，由于它的精度較低，故只用于儀器的概略整平。 (3)基座基座的作用是文承儀器的上部并

6、與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。 3.2、水準(zhǔn)尺和尺墊 a 水準(zhǔn)尺是水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)使用的標(biāo)尺。其質(zhì)量好壞直接影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度。因此，水準(zhǔn)尺需用不易變形且干燥的優(yōu)質(zhì)木材制成； 要求尺長(zhǎng)穩(wěn)定，分劃準(zhǔn)確。常用的水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面尺兩種。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。其長(zhǎng)度有2m和3m兩種，且兩根尺為一對(duì)。尺的兩面均有刻劃，一面為紅白相間稱(chēng)紅面尺；另面為黑白相間，稱(chēng)黑面尺(也稱(chēng)主尺)，兩面的刻劃均為1cm，并在分米處注字。兩根尺的黑面均由零開(kāi)始；而紅面，一根尺由4.687m開(kāi)始至6.687m或7.687m，另一根由4.787m開(kāi)始至6.787m或7.787m。 尺墊是在轉(zhuǎn)

7、點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺用的，它用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個(gè)支腳。用時(shí)將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點(diǎn)作為豎立水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)之用。 3.3 水準(zhǔn)尺應(yīng)滿足的基本要求：1 溫度濕度變化時(shí)標(biāo)尺的長(zhǎng)度變化很小2 水準(zhǔn)尺的分化間隔必須很準(zhǔn)確，分化的系統(tǒng)誤差和偶然誤差都應(yīng)該很小3 水準(zhǔn)尺的尺面應(yīng)該全長(zhǎng)筆直，且不易發(fā)生彎曲變形；4 為了能將標(biāo)尺垂直豎立，在標(biāo)尺上應(yīng)安裝有足夠精度的圓水準(zhǔn)器5 為使尺長(zhǎng)不應(yīng)標(biāo)尺底部磨損而改變，在標(biāo)尺底部應(yīng)安裝堅(jiān)固的金屬板。通過(guò)實(shí)踐證明，將控制方法應(yīng)用到實(shí)際工作中后，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)錯(cuò)誤，達(dá)到了“多干事、動(dòng)作快、效率好、省時(shí)間”的目的。4 水準(zhǔn)

8、儀及水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中誤差來(lái)源及校正方法4.1、圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正(1) 檢驗(yàn)：轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180°后，若氣泡仍居中，則說(shuō)明圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸。否則需要校正。(2) 校正：先稍松圓水準(zhǔn)器底部中央的固緊螺絲，再撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器的校正螺絲，使氣泡返回偏離量的一半，然后轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡居中。如此反復(fù)檢校，直到圓水準(zhǔn)器在任何位置時(shí)，氣泡都在刻劃圈內(nèi)為止。最后旋緊固緊螺旋。4.2、十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正(1) 檢驗(yàn)：以十字絲橫絲一端瞄準(zhǔn)約20m處一細(xì)小目標(biāo)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，若橫絲始終不離開(kāi)目標(biāo)點(diǎn)，則說(shuō)明十字絲橫絲垂直于儀器豎軸

9、。否則需要校正。(2) 校正：旋下十字絲分劃板護(hù)罩，用小螺絲刀松開(kāi)十字絲分劃板的固定螺絲，微略轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板，使轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋時(shí)橫絲不離開(kāi)目標(biāo)點(diǎn)。如此反復(fù)檢校，直至滿足要求。最后將固定螺絲旋緊，并旋上護(hù)罩。4.3水準(zhǔn)測(cè)量誤差主要有儀器誤差、觀測(cè)誤差和外界條件的影響。 4.3.1 視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)校正(i角誤差)檢驗(yàn) 在S1處安置水準(zhǔn)儀，從儀器向兩側(cè)各量40米，定出等距離的A、B兩點(diǎn)，打木樁或放置尺墊標(biāo)志之。 1）在S1處用變動(dòng)儀高法，測(cè)出A、B兩點(diǎn)的高差。若兩次測(cè)得的高差之差不超過(guò)3mm，則取其平均值hAB作為最后結(jié)果。由于距離相等，兩軸不平行的誤差h可在高差計(jì)算中自動(dòng)消除，故h

10、值不受視準(zhǔn)軸誤差的影響。 2）安置儀器于B點(diǎn)附近的S2處，離B點(diǎn)約3米左右，精平后讀得B點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為b2，因儀器離B點(diǎn)很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差可忽略不計(jì)。故根據(jù)b2和A、B兩點(diǎn)的正確高差h算出A點(diǎn)尺上應(yīng)有讀數(shù)為 然后，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)水準(zhǔn)尺，讀出水平視線讀數(shù) ，如果 與 相等，說(shuō)明兩軸平行，否則存在I角，其值為 對(duì)于DS3級(jí)微傾水準(zhǔn)儀，I值不得大于20。 校正 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)A點(diǎn)尺上正確讀數(shù)c2，此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置，但管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心。用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上、下兩個(gè)校正螺絲，使氣泡的兩個(gè)半象符合。 4.3.2儀器誤差之二是水準(zhǔn)尺誤差 主要包含尺長(zhǎng)誤差（尺子長(zhǎng)度不準(zhǔn)確）、

11、刻劃誤差（尺上的分劃不均勻）和零點(diǎn)差（尺的零刻劃位置不準(zhǔn)確），對(duì)于較精密的水準(zhǔn)測(cè)量，一般應(yīng)選用尺長(zhǎng)誤差和刻劃誤差小的標(biāo)尺。尺的零誤差的影響，控制方法可以通過(guò)在一個(gè)水準(zhǔn)測(cè)段內(nèi)，兩根水準(zhǔn)尺交替輪換使用（在本測(cè)站用作后視尺，下測(cè)站則用為前視尺），并把測(cè)段站數(shù)目布設(shè)成偶數(shù)，即在高差中相互抵消。同時(shí)可以減弱刻劃誤差和尺長(zhǎng)誤差的影響。 4.3.3觀測(cè)誤差之一是符合水準(zhǔn)管氣泡居中的誤差 由于符合水準(zhǔn)氣泡未能做到嚴(yán)格居中，造成望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸傾斜，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。讀數(shù)誤差的大小與水準(zhǔn)管的靈敏度有關(guān)，主要是水準(zhǔn)管分劃值的大小。此外，讀數(shù)誤差與視線長(zhǎng)度成正比。水準(zhǔn)管居中誤差一般認(rèn)為是0.1·，根據(jù)公式m居=0

12、.1··S/，DS3級(jí)水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)管的分劃值一般為20，視線長(zhǎng)度S為75m，=206265，那么，m居=0.4mm。由此看來(lái)，只要觀測(cè)時(shí)符合水準(zhǔn)管氣泡能夠認(rèn)真仔細(xì)進(jìn)行居中，且對(duì)視線長(zhǎng)度加以限制，與中間法一致，此誤差可以消除。 4.3.4觀測(cè)誤差之二是視差的影響 當(dāng)存在視差時(shí)，尺像不與十字絲平面重合，觀測(cè)時(shí)眼睛所在的位置不同，讀出的數(shù)也不同，因此，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。所以在每次讀數(shù)前，控制方法就是要仔細(xì)進(jìn)行物鏡對(duì)光，消除視差。 4.3.5觀測(cè)誤差之三是水準(zhǔn)尺的傾斜誤差 水準(zhǔn)尺如果是向視線的左右傾斜，觀測(cè)時(shí)通過(guò)望遠(yuǎn)鏡十字絲很容易察覺(jué)而糾正。但是，如果水準(zhǔn)尺的傾斜方向與視線方向一致，則不

13、易察覺(jué)。尺子傾斜總是使尺上讀數(shù)增大。它對(duì)讀數(shù)的影響與尺的傾斜角和尺上讀數(shù)的大?。匆暰€距地面的高度）有關(guān)。尺的傾斜角越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大；尺上讀數(shù)越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大。 所產(chǎn)生的讀數(shù)誤差為a=a（1-cos）。當(dāng)=3o，a=1.5m時(shí)，a=2mm，由此可以看出，此項(xiàng)影響是不可忽視的，通常我們立鏡高度是1.7m, 則a=2.33mm，。因此，在水準(zhǔn)測(cè)量中，立尺是一項(xiàng)十分重要的工作，一定要認(rèn)真立尺，使尺處于鉛垂位置。尺上有圓水準(zhǔn)的應(yīng)使氣泡居中。必要時(shí)可用搖尺法，即讀數(shù)時(shí)尺底置于點(diǎn)上，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動(dòng)，讀取最小的讀數(shù)。當(dāng)?shù)孛嫫露容^大時(shí)，尤其應(yīng)注意將尺子扶直，并應(yīng)限制尺

14、的最大讀數(shù)。最重要的是在轉(zhuǎn)點(diǎn)位置。4.3.6外界條件和下沉的影響 用水平面代替水準(zhǔn)面對(duì)高程的影響，可以用公式h=D2/（2R）表示，地球半徑R=6371Km，當(dāng)D=75m時(shí)，h=0.44cm；當(dāng)D=100m時(shí)，h=0.08cm；當(dāng)D=500m時(shí)，h=2cm；當(dāng)D=1Km時(shí)，h=8cm；當(dāng)D=2Km時(shí)，h=31cm；顯然，以水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)高程所產(chǎn)生的誤差要遠(yuǎn)大于測(cè)量高程的誤差。所以，對(duì)于高程而言，即使距離很短，也不能將水準(zhǔn)面當(dāng)作水平面，一定要考慮地球曲率對(duì)高程的影響。實(shí)測(cè)中采用中間法可消除。大氣折光使視線成為一條曲率約為地球半徑7倍的曲線，使讀數(shù)減小，可以用公式h=D2/（2x7R）表示，視

15、線離地面越近，折射越大，因此，視線距離地面的角度不應(yīng)小于0.3m，并且其影響也可用中間法消除或減弱。此外，應(yīng)選擇有利的時(shí)間，一日之中，上午10時(shí)至下午4時(shí)這段時(shí)間大氣比較穩(wěn)定，便于消除大氣折光的影響，但在中午前后觀測(cè)時(shí)，尺像會(huì)有跳動(dòng)，影響讀數(shù)，應(yīng)避開(kāi)這段時(shí)間，陰天、有微風(fēng)的天氣可全天觀測(cè)。 儀器下沉是指在一測(cè)站上讀的后視讀數(shù)和前視讀數(shù)之間儀器發(fā)生下沉，使得前視讀數(shù)減小，算得的高差增大。為減弱其影響，當(dāng)采用雙面尺法或變更儀器高法時(shí)，第一次是讀后視讀數(shù)再讀前視讀數(shù)，而第二次則先讀前視讀數(shù)再讀后視讀數(shù)。即“后、前、前、后”的觀測(cè)程序。這樣的兩次高差的平均值即可消除或減弱儀器下沉的影響。 水準(zhǔn)尺下沉的

16、誤差是指儀器在遷過(guò)程中，轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生下沉，使遷站后的后視讀數(shù)增大，算得的高差也增大。如果采取往返測(cè)，往測(cè)高差增大，返測(cè)高差減小，所以取往返高差的平均值，可以減弱水準(zhǔn)尺下沉的影響。最有效的方法是應(yīng)用尺墊，在轉(zhuǎn)點(diǎn)的地方必須放置尺墊，并將其踩實(shí)，以防止水準(zhǔn)尺在觀測(cè)過(guò)程中下沉。 根據(jù)誤差來(lái)源分析，嚴(yán)格執(zhí)行上述控制誤差的方法。就能夠有效的把誤差控制在精度要求內(nèi)。 4.4結(jié)語(yǔ) 減小和消除誤差的方法都是以增加時(shí)間或采取更多的步驟為代價(jià)。在測(cè)量中操作熟練，才能提高觀測(cè)的速度，采取規(guī)范的辦法，嚴(yán)格執(zhí)行正確步驟，司儀與立尺互相配合，才能得到正確結(jié)果。 5 水準(zhǔn)儀的使用 水準(zhǔn)儀的使用包括儀器的安置、粗略整平、

17、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平和讀數(shù)等操作步驟。 5.1、安置水準(zhǔn)儀 打開(kāi)三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊，然后打開(kāi)儀器箱取出水準(zhǔn)儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。 5.2、粗略整平 粗平是借助圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛垂，從而視準(zhǔn)軸粗略水平。在整平的過(guò)程中，氣泡的移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向致。 5.3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 首先進(jìn)行目鏡對(duì)光，即把望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。再松開(kāi)制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡筒上的照門(mén)和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋。然后從望遠(yuǎn)鏡中觀察；轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋進(jìn)行對(duì)

18、光，使目標(biāo)清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使豎絲對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。 當(dāng)眼睛在目鏡端上下微微移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)影像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為視差。產(chǎn)生視差的原因是目標(biāo)成像的平面和十字絲平面不重合。由于視差的存在會(huì)影響到讀數(shù)的正確性，必須加以消除。消除的方法是重新仔細(xì)地進(jìn)行物鏡對(duì)光，直到眼睛上下移動(dòng)，讀數(shù)不變?yōu)橹?。此時(shí)，從目鏡端見(jiàn)到十字絲與目標(biāo)的像都十分清晰。 5.4、精平與讀數(shù) 眼睛通過(guò)位于目鏡左方的符合氣泡觀察窗看水準(zhǔn)管氣泡，右手轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合，即表示水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸已精確水平。這時(shí)，即可用十字絲的中絲在尺上讀數(shù)。現(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多采用倒像望遠(yuǎn)鏡，因此讀數(shù)時(shí)應(yīng)從小往大，即從上往下讀

19、。先估讀毫米數(shù)，然后報(bào)出全部讀數(shù)。 精平和讀數(shù)雖是兩項(xiàng)不同的操作步驟，但在水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施過(guò)程中，卻把兩項(xiàng)操作視為一個(gè)整體；即精平后再讀數(shù)，讀數(shù)后還要檢查管水準(zhǔn)氣泡是否完全符合。只有這樣，才能取得準(zhǔn)確的讀數(shù)。 6 水準(zhǔn)測(cè)量的基本原則a 選擇有利的觀測(cè)時(shí)間。選擇有利的觀測(cè)時(shí)間，保證標(biāo)尺在望遠(yuǎn)鏡中的成像清晰，穩(wěn)定。水準(zhǔn)觀測(cè)應(yīng)在日出后半小時(shí)至正午前兩小時(shí)和正午兩小時(shí)半后至日落前半小時(shí)。氣溫突變，風(fēng)力大于四級(jí)時(shí)，均不得進(jìn)行觀測(cè)。b 儀器前后視標(biāo)尺至儀器的距離大致相等，視距差視線長(zhǎng)度視線高度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定這樣可以消除或減弱與距離有關(guān)的誤差影響如i角誤差等c 相鄰測(cè)站觀測(cè)順序應(yīng)按“后前前后或前后后

20、前”進(jìn)行，這樣可以消除或減弱i角變化儀器垂直升降等與時(shí)間有關(guān)的誤差影響。d 一個(gè)測(cè)段中的測(cè)站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)，以便消除標(biāo)尺0點(diǎn)差的影響，另外有往測(cè)轉(zhuǎn)為返測(cè)時(shí)兩標(biāo)尺應(yīng)互換位置。e 三四等水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)根據(jù)”水準(zhǔn)規(guī)范“的規(guī)定，采用往返測(cè)或單程雙轉(zhuǎn)點(diǎn)法觀測(cè)f 水準(zhǔn)測(cè)量中間歇時(shí)最好結(jié)束在固定點(diǎn)上，否則應(yīng)選擇兩個(gè)可靠的點(diǎn)便于放置水準(zhǔn)標(biāo)尺在間歇后應(yīng)對(duì)兩個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢核，其結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范的要求。7 水準(zhǔn)測(cè)量的限差要求項(xiàng)目等級(jí)視線長(zhǎng)度前后視距差（m）前后視距累計(jì)差（m）視線高度（m）紅黑面讀數(shù)之差（mm）紅黑面高差之差（mm）左右路線高差之差（mm）間歇點(diǎn)高差之差（mm）儀器類(lèi)型視距（m）三等S1,S051002

21、.05.0三絲讀數(shù)2.03.03.03.0S3 75四等S1,S051503.010.0三絲讀數(shù)3.05.05.05.0S31008 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作 1、水準(zhǔn)點(diǎn)（Bench Mark）及水準(zhǔn)測(cè)量路線形式 為了統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)和滿足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門(mén)在全國(guó)各地埋設(shè)并測(cè)定了很多高程點(diǎn)，這些點(diǎn)稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)(Bench Mark)，簡(jiǎn)記為BM。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)一般用石料或鋼筋混凝土制成，深埋到地面凍結(jié)線以下。在標(biāo)石的頂面設(shè)有用不銹鋼或其它不易銹蝕材料制成的半球狀標(biāo)志。有些水準(zhǔn)點(diǎn)也可設(shè)置在穩(wěn)定的墻腳上，稱(chēng)為墻上水準(zhǔn)點(diǎn)。

22、建筑工地上的永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用混凝土或鋼筋混凝土制成，臨時(shí)性的水準(zhǔn)點(diǎn)可用地面上突出的堅(jiān)硬巖石或用大木樁打入地下，校頂釘以半球形鐵釘。 埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后，應(yīng)繪出水準(zhǔn)點(diǎn)與附近固定建筑物或其它地物的關(guān)系圖，在圖上還要寫(xiě)明水準(zhǔn)點(diǎn)的編號(hào)和高程，稱(chēng)為點(diǎn)之記，以便于日后尋找水準(zhǔn)點(diǎn)位置之用。水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)前通常加BM字樣，作為水準(zhǔn)點(diǎn)的代號(hào)。水準(zhǔn)測(cè)量路線形式主要有：閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線。 2、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施 當(dāng)欲測(cè)的高程點(diǎn)距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)或高差很大時(shí)，就需要連續(xù)多次安置儀器以測(cè)出兩點(diǎn)的高差。為測(cè)A、B點(diǎn)高差，在AB線路上增加1、2、3、4、等中間點(diǎn)，將AB高差分成若干個(gè)水準(zhǔn)測(cè)站。其中間

23、點(diǎn)僅起傳遞高程的作用，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)（Turning Point），簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)P。轉(zhuǎn)點(diǎn)無(wú)固定標(biāo)志，無(wú)需算出高程。 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄表測(cè)自： 2010年 月 日時(shí)間 始： 時(shí) 分 天氣：終： 時(shí) 分 成像： 第 頁(yè)共 頁(yè)測(cè)站測(cè)點(diǎn)后 尺上絲前 尺上 絲目 標(biāo)標(biāo) 尺 讀 數(shù)K加黑減紅高差中數(shù)備注下絲下 絲后 距前 距黑 面紅 面視距d視距d后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前測(cè)量單位： 測(cè)量： 記錄： 復(fù)核：顯然，每安置一次儀器，便可測(cè)得一個(gè)高差，即 將各式相加，得 則B點(diǎn)的高程為 9、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核 1計(jì)算檢核 B點(diǎn)對(duì)A點(diǎn)的高差等于各轉(zhuǎn)點(diǎn)之間高差的代數(shù)和，也等于后視讀數(shù)之和

24、減去前視讀數(shù)之和，因此，此式可用來(lái)作為計(jì)算的檢核。但計(jì)算檢核只能檢查計(jì)算是否正確，不能檢核觀測(cè)和記錄時(shí)是否產(chǎn)生錯(cuò)誤。 2測(cè)站檢核 B點(diǎn)的高程是根據(jù)A點(diǎn)的已知高程和轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的高差計(jì)算出來(lái)。若其中測(cè)錯(cuò)任何一個(gè)高差，B點(diǎn)高程就不會(huì)正確。因此，對(duì)每一站的高差，都必須采取措施進(jìn)行檢核測(cè)量。 1）變動(dòng)儀器高法：同一測(cè)站用兩次不同的儀器高度，測(cè)得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。 2）雙面尺法：儀器高度不變，立在前視點(diǎn)和后視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測(cè)得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。 3成果檢核 測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差超限。由于溫度、風(fēng)力、大氣折光、尺墊下沉和儀器下沉等到外界條件

25、引起的誤差，尺了傾斜和估讀的誤差，以及水準(zhǔn)儀本身的誤差等，雖然在一個(gè)測(cè)站上反映不很明顯，但隨著測(cè)站數(shù)的增多使誤差積累，有時(shí)也會(huì)超過(guò)規(guī)定的限差。 1）附合水準(zhǔn)路線檢核 2）閉合水準(zhǔn)路線檢核 3）支水準(zhǔn)路線檢核10 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè) 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)式作結(jié)束后，要檢查手簿，再計(jì)算各點(diǎn)間的高差。經(jīng)檢核無(wú)誤后，才能進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整高差閉合差。最后計(jì)算各點(diǎn)的高程。 一、附合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算和調(diào)整 ,附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算。 1高差閉合差的計(jì)算 高差閉合差可用來(lái)衡量測(cè)量成果的精度，三四等水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值，規(guī)定為 等級(jí)檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差的差（mm）路線測(cè)段區(qū)段往返測(cè)高差不符值（mm）左

26、右路線高差不符值（mm）符合路線閉合差或三四等環(huán)線閉合差（mm）平原山區(qū)三等±20R±12K±8K±12L±15L四等±30R±20K±14K±20L±25L注: 表中的R、L分別為測(cè)段、路線長(zhǎng)度,以KM為單位,K為路線或區(qū)段、測(cè)段長(zhǎng)度,以KM為單位. 表中”檢測(cè)已測(cè)高差之差”的限查對(duì)單程檢測(cè)和雙程(往、返)檢測(cè)均適用. 當(dāng)一測(cè)段長(zhǎng)度小于一公里時(shí),按一公里計(jì)算.2閉合差的調(diào)整在同一條水準(zhǔn)路線上，假設(shè)觀測(cè)條件是相同的，可認(rèn)為各站產(chǎn)生的誤差機(jī)會(huì)是相同的，故閉合差的調(diào)整按與測(cè)站數(shù)（或距離）成正比反符號(hào)

27、分配的原則進(jìn)行。 3高程計(jì)算 二、閉合水準(zhǔn)路線閉合差的計(jì)算與調(diào)整 閉合水準(zhǔn)路線各段高差的代數(shù)和應(yīng)等于零，即 由于存在著測(cè)量誤差，必然產(chǎn)生高差閉合差 閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整方法、容許值的計(jì)算，均與附合水準(zhǔn)路線相同。第八節(jié) 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正 一、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件 根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理，水準(zhǔn)儀必須提供一條水平視線，才能正確地測(cè)出兩點(diǎn)間高差。為此，水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件是： 1）圓水準(zhǔn)器軸LL應(yīng)平行于儀器的豎軸VV； 2）十字絲的中絲（橫絲）應(yīng)垂直于儀器的豎軸； 3）水準(zhǔn)管軸LL平行于視準(zhǔn)軸CC。 二、檢驗(yàn)與校正 1圓水準(zhǔn)軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn) 用腳螺旋使圓水

28、準(zhǔn)器氣泡居中，將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180度，如果氣泡不居中，表明圓水準(zhǔn)軸不平行于豎軸，而離開(kāi)零點(diǎn)弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的圓心角為兩倍的。 校正 調(diào)整圓水準(zhǔn)三個(gè)校正螺絲，使氣泡向居中位置移動(dòng)偏離量的一半。校正工作一般都難于一次完成，需反復(fù)進(jìn)行直至儀器旋轉(zhuǎn)到任何位置圓水準(zhǔn)器氣泡皆居中時(shí)為止。 2十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正 檢驗(yàn) 安置儀器后，先將橫絲一端對(duì)準(zhǔn)一個(gè)明顯的點(diǎn)狀目標(biāo)M，固定制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，如果標(biāo)志點(diǎn)M不離開(kāi)橫絲，說(shuō)明橫絲垂直于豎軸，否則需要校正。 校正 用螺絲刀松開(kāi)分劃板座固定螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)分劃板座，改正偏離量的一半。 九 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析一、儀器誤差 1儀器校正后的殘余誤差

29、I角校正殘余誤差，這種影響與距離成正比，只要觀測(cè)時(shí)注意前、后視距離相等，可消除或減弱此項(xiàng)的影響。 2水準(zhǔn)尺誤差 由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、彎曲等影響，水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能使用。標(biāo)尺的零點(diǎn)差可在一水準(zhǔn)段中使測(cè)站為偶數(shù)的方法予以消除。 二、觀測(cè)誤差 1水準(zhǔn)管氣泡居中誤差 設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為，居中誤差一般為±0.15，采用符合式水準(zhǔn)器時(shí)，氣泡居中精度可提高一倍，故居中誤差為 2讀數(shù)誤差 在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線長(zhǎng)度有關(guān)，通常按下式計(jì)算 3視差影響 當(dāng)視差存在時(shí)，十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，因而也會(huì)

30、產(chǎn)生讀數(shù)誤差。 4水準(zhǔn)尺傾斜影響 水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。 三、外界條件的影響 1儀器下沉 由于儀器下沉，使視線降低，從而引起高差誤差。采用“后、前、前、后”的觀測(cè)程序，可減弱其影響。 2尺墊下沉 如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀測(cè)，取平均值的方法可以減弱其影響。 3地球曲率及大氣折光影響用水平視線代替大地水準(zhǔn)面地尺上讀數(shù)產(chǎn)生的誤差為C，則 由于大氣折光，視線并非是水平，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的7倍，其折光量的大小對(duì)水準(zhǔn)讀數(shù)產(chǎn)生的影響為 折光影響與地球曲率影響之和為 如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測(cè)站的距離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含有相同的 。

31、這樣在高差中就沒(méi)有這誤差的影響了。因此，放測(cè)站時(shí)要爭(zhēng)取“前后視相等”接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介質(zhì)中沿曲線傳布。這稱(chēng)為“大氣折光”。總體上說(shuō)，白天近地面的空氣溫度高，密度低，彎曲的光線凹面向上；晚上近地面的空氣溫度低，密度高，彎曲的光線凹面向下。接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大，由于空氣的溫度不同時(shí)刻不同的地方一直處于變動(dòng)之中。所以很難描述折光的規(guī)律。對(duì)策是避免用接近地面的視線工作，盡量抬高視線，用前后視等距的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量除了規(guī)律性的大氣折光以外，還有不規(guī)律的部分：白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣下降補(bǔ)充。因此，這里的空氣處于頻繁的運(yùn)動(dòng)

32、之中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會(huì)使視線抖動(dòng)，從而增加讀數(shù)誤差。對(duì)策是夏天中午一般不做水準(zhǔn)測(cè)量。在沙地，水泥地湍流強(qiáng)的地區(qū)，一般只在上午10點(diǎn)之前作水準(zhǔn)測(cè)量。高精度的水準(zhǔn)測(cè)量也只在上午10點(diǎn)之前進(jìn)行。4，溫度對(duì)儀器的影響溫度會(huì)引起儀器的部件漲縮，從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件（物鏡，十字絲和調(diào)焦鏡）相對(duì)位置的變化，或者引起視準(zhǔn)軸相對(duì)與水準(zhǔn)管軸位置的變化。由于光學(xué)測(cè)量?jī)x器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線產(chǎn)生幾秒偏差，從而使測(cè)量結(jié)果的誤差增大。不均勻的溫度對(duì)儀器的性能影響尤其大。例如從前方或后方日光照射水準(zhǔn)管，就能使氣泡“趨向太陽(yáng)”-水準(zhǔn)管軸的零位置改變了。溫度的變化不僅引起大氣折光的變化，而且當(dāng)烈日照射

33、水準(zhǔn)管時(shí)，由于水準(zhǔn)管本身和管內(nèi)液體溫度升高，氣泡向著溫度高的方向移動(dòng)，影響儀器水平，產(chǎn)生氣泡居中誤差，觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意撐傘遮陽(yáng)。精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量，在各項(xiàng)工程的不同建設(shè)階段的高程控制測(cè)量中，極少進(jìn)行一等水準(zhǔn)測(cè)量，故在工程測(cè)量技術(shù)規(guī)范中，將水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四等三個(gè)等級(jí)，其精度指標(biāo)與國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量的相應(yīng)等級(jí)一致。 下面以二等水準(zhǔn)測(cè)量為例來(lái)說(shuō)明精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施。 一 精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)的一般規(guī)定 在前一節(jié)中，分析了有關(guān)水準(zhǔn)測(cè)量的各項(xiàng)主要誤差的來(lái)源及其影響。根據(jù)各種誤差的性質(zhì)及其影響規(guī)律，水準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)精密水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施作出了各種相應(yīng)的規(guī)定，目的在于盡可能消除或減弱各

34、種誤差對(duì)觀測(cè)成果的影響。 （ 1 ）觀測(cè)前 30 分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測(cè)時(shí)應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光；遷站時(shí)應(yīng)罩以?xún)x器罩。 （ 2 ）儀器距前、后視水準(zhǔn)標(biāo)尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準(zhǔn)測(cè)量中規(guī)定，一測(cè)站前、后視距差應(yīng)小于 1.0m ，前、后視距累積差應(yīng)小于 3m 。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如 i角誤差和垂直折光等影響。 （ 3 ）對(duì)氣泡式水準(zhǔn)儀，觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)，并作標(biāo)記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的圓水準(zhǔn)器，須嚴(yán)格置平。 （ 4 ）同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)

35、動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)，以避免傾斜螺旋和測(cè)微器隙動(dòng)差對(duì)觀測(cè)成果的影響。 （ 5 ）在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)于往測(cè)奇數(shù)測(cè)站按“后前前后”、偶數(shù)測(cè)站按“前后后前”的觀測(cè)程序在相鄰測(cè)站上交替進(jìn)行。返測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站與偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序與往測(cè)時(shí)相反，即奇數(shù)測(cè)站由前視開(kāi)始，偶數(shù)測(cè)站由后視開(kāi)始。這樣的觀測(cè)程序可以消除或減弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響，如i角的變化和儀器的垂直位移等影響。 （ 6 ）在連續(xù)各測(cè)站上安置水準(zhǔn)儀時(shí)，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準(zhǔn)路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。 （ 7 ）每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)

36、，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測(cè)轉(zhuǎn)向返測(cè)時(shí)，兩水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準(zhǔn)路線上每一測(cè)段儀器測(cè)站安排成偶數(shù)，可以削減兩水準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差等誤差對(duì)觀測(cè)高差的影響。 （ 8 ）每一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線應(yīng)進(jìn)行往測(cè)和返測(cè)，這樣，可以消除或減弱性質(zhì)相同、正負(fù)號(hào)也相同的誤差影響，如水準(zhǔn)標(biāo)尺垂直位移的誤差影響。 （ 9 ）一個(gè)測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線的往測(cè)和返測(cè)應(yīng)在不同的氣象條件下進(jìn)行，如分別在上午和下午觀測(cè)。 （ 10) 使用補(bǔ)償式自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀觀測(cè)的操作程序與水準(zhǔn)器水準(zhǔn)儀相同。觀測(cè)前對(duì)圓水準(zhǔn)器應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)與校正，觀測(cè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 （ 11 ）水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的

37、水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則，應(yīng)選擇兩個(gè)堅(jiān)穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置水準(zhǔn)標(biāo)尺的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)加以標(biāo)記，間歇后，應(yīng)對(duì)兩個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如符合限差要求（對(duì)于二等水準(zhǔn)測(cè)量，規(guī)定檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差應(yīng) 1.Omm ），就可以從間歇點(diǎn)起測(cè)。若僅能選定一個(gè)固定點(diǎn)作為間歇點(diǎn)，則在間歇后應(yīng)仔細(xì)檢視，確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生任何位移，方可由間歇點(diǎn)起測(cè)。 二 精密水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè) 1. 測(cè)站觀測(cè)程序 往測(cè)時(shí)，奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?后視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的基本分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃； 后視標(biāo)尺的輔助分劃； 往測(cè)時(shí)，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)?前視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的基本分劃； 后視標(biāo)尺的輔

38、助分劃； 前視標(biāo)尺的輔助分劃。 返測(cè)時(shí)，奇、偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇數(shù)測(cè)站相同。 按光學(xué)測(cè)微法進(jìn)行觀測(cè)，以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站為例，一測(cè)站的操作程序如下： （ 1 ）置平儀器。氣泡式水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，水準(zhǔn)氣泡兩端影像的分離，不得超過(guò) lcm ，對(duì)于自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，要求圓氣泡位于指標(biāo)圓環(huán)中央。 （ 2 ）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)標(biāo)尺，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)置于第 擺位）。隨后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（如表 5-2 中的（ 1 ）和（ 2 ）。視距讀取 4 位，第四位數(shù)由測(cè)微器直接讀得。然后，使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合，使用測(cè)微螺旋

39、用楔形平分線精確照準(zhǔn)標(biāo)尺的基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（ 3 ）。測(cè)微分劃讀數(shù)取至測(cè)微器最小分劃。 （ 3 ）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺，并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第 擺位），用楔形平分線照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃，并讀取標(biāo)尺基本分劃和測(cè)微分劃的讀數(shù)（ 4 ）。然后用上、下絲分別照準(zhǔn)標(biāo)尺基本分劃進(jìn)行視距讀數(shù)（ 5 ）和（ 6 ）。 （ 4 ）用水平微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀置于第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行標(biāo)尺輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（ 7 ）。 （ 5 ）旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，照準(zhǔn)后視標(biāo)尺的輔助分劃，

40、并使符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀仍在第擺位），用楔形平分線精確照準(zhǔn)并進(jìn)行輔助分劃與測(cè)微分劃讀數(shù)（ 8 ）。表 5-2 中第（ 1 ）至（ 8 ）欄是讀數(shù)的記錄部分，（ 9 ）至（ 18 ）欄是計(jì)算部分，現(xiàn)以往測(cè)奇數(shù)測(cè)站的觀測(cè)程序?yàn)槔瑏?lái)說(shuō)明計(jì)算內(nèi)容與計(jì)算步驟。 視距部分的計(jì)算 （ 9 ） = （ 1 ） - （ 2 ） （ 10 ） = （ 5 ） - （ 6 ） （ 11 ） = （ 9 ） - （ 10 ） （ 12 ） = （ 11 ） + 前站（ 12 ） 高差部分的計(jì)算與檢核 （ 14 ）（ 3 ） + K - （ 8 ） 式中 K 為基輔差（對(duì)于 N3 水準(zhǔn)標(biāo)

41、尺而言 K=3.0155m) （ 13 ） = （ 4 ） + K - （ 7 ） （ 15 ） = （ 3 ） - （ 4 ） （ 16 ） = （ 8 ） - （ 7 ） （ 17 ） = （ 14 ） - （ 13 ） = （ 15 ） - （ 16 ）檢核 （ 18 ） = （ 15 ） + （ 16 ） 表 5-2 測(cè)自 至 19 年 月 日 時(shí)間 始 時(shí) 分 末 時(shí) 分 成 像 溫度 云量 風(fēng)向風(fēng)速 天氣 土質(zhì) 太陽(yáng)方向 測(cè) 站 編 號(hào) 后 尺 下絲 前 尺 下絲 方 尺 及 向 號(hào) 標(biāo)尺讀數(shù) 基 +K 減 輔 （一減二） 備考 上絲 上絲 后距 前距 基本分劃 （一次） 輔助分劃

42、 （二次） 視距差 （ 1 ） （ 5 ） 后 （ 3 ） （ 8 ） （ 14 ） （ 2 ） （ 6 ） 前 （ 4 ） （ 7 ） （ 13 ） （ 9 ） （ 10 ） 后 - 前 （ 15 ） （ 16 ） （ 17 ） （ 11 ） （ 12 ） （ 18 ） 后 前 后 - 前 以上即一測(cè)站全部操作與觀測(cè)過(guò)程。一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)計(jì)算尾數(shù)取位如表 5-3 規(guī)定。 表 5-3 項(xiàng)目 等級(jí) 往（返）測(cè) 距離總和 km 測(cè)段距離 中數(shù) km 各測(cè)站高差 mm 往（返）測(cè) 高差總和 mm 測(cè)段高差 中數(shù) mm 水準(zhǔn)點(diǎn)高程 mm 一 二 0.01 0.01 0.1 0.1 0.01 0

43、.01 0.01 0.01 0.1 0.1 1 1 表 5-2 中的觀測(cè)數(shù)據(jù)系用 N3 精密水準(zhǔn)儀測(cè)得的，當(dāng)用 S1 型或 Ni 004 精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，由于與這種水準(zhǔn)儀配套的水準(zhǔn)標(biāo)尺無(wú)輔助分劃，故在記錄表格中基本分劃與輔助分劃的記錄欄內(nèi)，分別記入第一次和第二次讀數(shù)。 2. 水準(zhǔn)測(cè)量限差（表 5-4) 表 5-4 若測(cè)段路線往返測(cè)高差不符值、附合路線和環(huán)線閉合差以及檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差的限值如表 5-5 所示。 表 5-5 項(xiàng)目 等級(jí) 測(cè)段路線往返測(cè) 高差不符值 mm 附合路線閉合差 mm 環(huán)線閉合差 mm 檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差 mm 一等 二等 若測(cè)段路線往返測(cè)不符值超限，應(yīng)先就可靠程

44、度較小的往測(cè)或返測(cè)進(jìn)行整測(cè)段重測(cè)；附合路線和環(huán)線閉合差超限，應(yīng)就路線上可靠程度較小，往返測(cè)高差不符值較大或觀測(cè)條件較差的某些測(cè)段進(jìn)行重測(cè)，如重測(cè)后仍不符合限差，則需重測(cè)其他測(cè)段。 3. 水準(zhǔn)測(cè)量的精度 水準(zhǔn)測(cè)量的精度根據(jù)往返測(cè)的高差不符值來(lái)評(píng)定，因?yàn)橥禍y(cè)的高差不符值集中反映了水準(zhǔn)測(cè)量各種誤差的共同影響，這些誤差對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量精度的影響，不論其性質(zhì)和變化規(guī)律都是極其復(fù)雜的，其中有偶然誤差的影響，也有系統(tǒng)誤差的影響。 根據(jù)研究和分析可知，在短距離，如一個(gè)測(cè)段的往返測(cè)高差不符值中，偶然誤差是得到反映的，雖然也不排除有系統(tǒng)誤差的影響，但畢竟由于距離短，所以影響很微弱，因而從測(cè)段的往返高差不符值 來(lái)估計(jì)偶

45、然中誤差，還是合理的。在長(zhǎng)的水準(zhǔn)線路中，例如一個(gè)閉合環(huán)，影響觀測(cè)的，除偶然誤差外，還有系統(tǒng)誤差，而且這種系統(tǒng)誤差，在很長(zhǎng)的路線上，也表現(xiàn)有偶然性質(zhì)。環(huán)形閉合差表現(xiàn)為真誤差的性質(zhì)，因而可以利用環(huán)形閉合差 來(lái)估計(jì)含有偶然誤差和系統(tǒng)誤差在內(nèi)的全中誤差，現(xiàn)行水準(zhǔn)規(guī)范中所采用的計(jì)算水準(zhǔn)測(cè)量精度的公式，就是以這種基本思想為基礎(chǔ)而導(dǎo)得的。 由 個(gè)測(cè)段往返測(cè)的高差不符值 計(jì)算每公里單程高差的偶然中誤差（相當(dāng)于單位權(quán)觀測(cè)中誤差）的公式為 （ 5-5 ） 往返測(cè)高差平均值的每公里偶然中誤差為 （ 5-6 ） 式中， 是各測(cè)段往返測(cè)的高差不符值，取 mm 為單位； R 是各測(cè)段的距離，取 km 為單位； 是測(cè)段的數(shù)

46、目。（ 5-6 ）式就是水準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定用以計(jì)算往返測(cè)高差平均值的每公里偶然中誤差的公式，這個(gè)公式是不嚴(yán)密的，因?yàn)樵谟?jì)算偶然誤差時(shí)，完全沒(méi)有顧及系統(tǒng)誤差的影響。顧及系統(tǒng)誤差的嚴(yán)密公式，形式比較復(fù)雜，計(jì)算也比較麻煩，而所得結(jié)果與（ 5-6 ）式所算得的結(jié)果相差甚微，所以（ 5-6 ）式可以認(rèn)為是具有足夠可靠性的。 按水準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定，一、二等水準(zhǔn)路線須以測(cè)段往返高差不符值按（ 5-6 ）式計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)的偶然中誤差 。當(dāng)水準(zhǔn)路線構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)的水準(zhǔn)環(huán)超過(guò) 20 個(gè)時(shí)，還需按水準(zhǔn)環(huán)閉合差 計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差 。 計(jì)算每公里水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)的全中誤差的公式為 （ 5-7 ）

47、式中， 是水準(zhǔn)環(huán)線經(jīng)過(guò)正常水準(zhǔn)面不平行改正后計(jì)算的水準(zhǔn)環(huán)閉合差矩陣， 的轉(zhuǎn)置矩陣 為 環(huán)的閉合差，以 mm 為單位； 為水準(zhǔn)環(huán)的數(shù)目，協(xié)因數(shù)矩陣 中對(duì)角線元素為各環(huán)線的周長(zhǎng) ，非對(duì)角線元素，如果圖形不相鄰，則一律為零，如果圖形相鄰，則為相鄰邊長(zhǎng)度（公里數(shù)）的負(fù)值。 每公里水準(zhǔn)測(cè)量往返高差中數(shù)偶然中誤差 和 表 5-6 等級(jí) 一等 mm 二等 mm 0.45 1.0 1.0 2.0 全中誤差 的限值列于表 5-6 中。 偶然中誤差 ，全中誤差 超限時(shí)，應(yīng)分析原因，重測(cè)有關(guān)測(cè)段或路線。 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量三、四等水準(zhǔn)測(cè)量是新建項(xiàng)目開(kāi)工復(fù)測(cè)必不可少工作之一，因現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算繁瑣，直接影響工作效率，特此編程序

48、交流學(xué)習(xí)LbI A:o->E:o->F:H->N:I->O:Norm 1:4787->U:4687->V:”D”?Q:”L”?W:”H”?S:”-1->4787,1->4687”?X< (o為零)LbI o:”A12B34C5J6X7Z8”?Z:Cls:Z<1 Or Z>8=>Goto o:Z=1=>Goto 1: Z=2=>Goto 2: Z=3=>Goto 3: Z=4=>Goto 4: Int(Z)=5=>Goto 7: Z=6=>Goto 8: Z=7=>Goto 9: Z

49、=8=>Goto A<LbI 1:”A1”?A:Cls:”A2”?B:o.1(A-B)->E:2->Z:Goto 5<LbI 2:Locate5,1,o.5(A+B:”A3”?H:H+U->Z:X=1=>H+V->Z:Cls:Locate5,1,Z:”A4”?J:H+U-J->N:X=1=>H+V-J->N:3->Z:Goto 6<LbI 3:”B1”?C:Cls:”B2”?D:o.1(C-D)->F:4->Z:Goto 5<LbI 4:Locate5,1,o.5(C+D:”B3”?I:I+V-&g

50、t;Z:X=1=>I+U->Z:Cls:Locate5,1,Z:”B4”?K:I+V-K->O:X=1=>I+U-K->O:5->Z:Goto 6<LbI 5:Cls:If Eo:Then”S1=“:Locate4,1,E:IfEnd:If Fo:Then E=o=>“:Locate9,1,”S2=“:Locate 12,1,F:IfEnd:If Eo And Fo:Then E-F->G:”D1=“:Locate 4,2,G: Locate 9,2,”D2=“:Locate 12,2,G+Q:IfEnd:Goto o<LbI 6:C

51、ls:H-I->L:J-K->M:L-M+1oo->P:X=1=>P-2oo->P: If NH: Then “A=“:Locate 3,1,N: If IO: Then “h1=“:Locate 4,2,L:IfEnd: IfEnd: If IO: Then H=N=>“: Locate 7,1”B=“:Locate 9,1,O: If HN: Then Locate 9,2,”h2=“:Locate 12,2,M:IfEnd:IfEnd: If HN And IO:Then Locate 13,1,”C=“:Locate 15,1,P:IfEnd:Got

52、o o<LbI 7:o.5(L+M)-5o)->R:X=1=>R+1oo->R:“A1=“:Locate 4,1,A:Locate 9,1,”B1=“:Locate12,1,C:”A2=“:Locate4,2,B:Locate9,2,”B2=“:Locate12,2,D:”S1=“:Locate 4,3,E:Locate 9,3,”S2=“:Locate 12,3,F:”D1=“:Locate 4,4,G: Locate 9,4,”D2=“:Locate 12,4,Q+GCls: “A3=“:Locate 4,1,H:Locate 9,1,”A4=“: Locate12

53、,1,J:”B3=“:Locate 4,2,I:Locate9,2,”B4=“:Locate12,2,K:”h1=“:Locate4,3,L:Locate9,3,”h2=“:Locate12,3,M:”kL=“:Locate 4,4,W+E+FCls: ”A=“:Locate3,1,N:Locate7,1, ”B=“: Locate 9,1,O:Locate 13,1,”C=“:Locate15,1,P:” WANG KE SONG”:”D1=”:Locate 4,1,G:Locate 9,1,”D2=”,Locate12,1,Q+G:”KL=”:Locate 4,2,W+E+F:”hh=”:

54、Locate 4,3,1Mr:”HH=“:Locate 4,4,1m(S+R:6->Z:Goto o<LbI 8:1->Z: -X->X:Q+G->Q:W+E+F->W:S+R->S:o->E:o->F:H->N:I->O:Goto o<LbI 9:”DUAN 1”?A:A+U->L:X=1=>A+V->L:Cls:Locate13,1,L:”DUAN 2”?B:Cls:Locate13,1,A+R:”CHANG 1”?C:B+R-1oo->L:X=1=>L+2oo->L:Cls:Loc

55、ate13,1,L:”CHANG 2”?D:o.5(C-A+D-B)+5o->M:X=1=>M-1oo->M:Cls:”h1=“:Locate4,1,R:”h2=“:Locate4,2,M:Locate 11,2,”hh=“:Locate 14,2,R-M:Goto o常用說(shuō)明如下:測(cè)站 編號(hào) 后尺 上絲 前尺 上絲 方向 及 尺號(hào) 標(biāo) 尺 讀 數(shù) K +黑 -紅 高差 中數(shù) 備注 下絲 下絲 后視距 前視距 黑面 紅面 視距差d d A1 B1 后尺 A3 A4 A hh A2 B2 前尺 B3 B4 B S1 S2 后-前 h1 h2 C D1 D2 累計(jì)距離 Kl 累計(jì)高差 HH 后尺 前尺 后-前 累計(jì)距離 累計(jì)高差 顯示 輸入 備注 D? 累計(jì)視距差(d) 起站為零 L? 累計(jì)距離(Kl) 起站為零 H? 累計(jì)高差(HH) 起站為零，毫米單位 -1->4787,1->4687 后視板尺 4787為1,4687為1 A12B34C5J6X7Z8 判斷下步看部位：A(后視)B(前視)C(抄