目录
r p f (1 K) S 2 2R
hAB (a f1 p1) (b f2 p2 )
hAB (a b) (r1 r2 )
当前、后视距离相等时，r1与r2互相抵消。
第4章 水准测量和水准仪
4.2 水准仪和水准尺
４.２.１水准仪的基本部件
数
水准仪系列型号
DS05
DS1
DS3
DS10
字
每千米往返测高差中
≤0.5mm
测
数偶然中误差
≤1mm
≤3mm
≤10mm
图
主要用途
国家一等水准测量 国家二等水准 国家三、四等水 一般工程水准测量
原 理 与
及地震监测
测量及其他精 准测量及一般工
水准仪的构造 密水准测量
程水准测量
下图为一种S3微倾式水准仪的外形和各部件名称。它主要由望远镜、水准器和基座三
n1
n1 n1
(a b) a b
1
1
1
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
４.1.3 地球曲率和大气折光的影响
数 字 测 图 原 理 与 方 法
为了讨论地球曲率对水准尺上读数的影响，现把水准面看作圆球面。地球曲率 对水准尺上读数的影响分别用 p1，p2表示（称为球差改正）。
消除视差的方法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.3 水准器及其灵敏度
4.2.3.1 水准管
数
字
测
图
原 理
水准管的零点
与
水准管轴
方 气泡居中
法
水准管分划值τ 水准管上两相邻分划线间 的圆弧（弧长为2mm）所对的圆心角，
2
R
4.2.3.2 圆水准器
圆心Ｏ是圆水准器的零点，通过零点和球心的连线（点的法 线），称为圆水准轴。
双面尺法为每一测站上用 两组不同的水准尺面的读 数来测定相邻两点间的高 差，
两次仪器高法为每一测站 上用两次不同仪器高度的 水平视线来测定相邻两点 间的高差。
第4章 水准测量和水准仪 4.3 水准测量外业施测
4.3.2 国家三、四等水准测量
数 字 测 图 原
一测站上水准仪照准双面水准尺的顺序为： 1. 照准后视标尺黑面，进行视距丝、中丝读数； 2. 照准前视标尺黑面，进行中丝、视距丝读数； 3. 照准前视标尺红面，进行中丝读数； 4. 照准后视标尺红面，进行中丝读数；
第4章 水准测量和水准仪 4.1 水准测量原理与方法
4.1.2 水准测量方法
如果两点之间的距离较远，或高差较大时，仅安置一次仪器便不能测得它们的高
数
差，这时需要加设若干个临时的立尺点，作为传递高程的过渡点，称为转点。每安置
字
一次仪器，称为一个测站 。
测
图
原
理
与
方
法
高差hAB由下式算得：
hAB (a1 b1 ) (a2 b2 ) (an1 bn1 )
数 字 测 图 原 理 与 方 法
常用水准尺有两种：直尺和塔尺 直尺区为格两式木面质尺双，面塔水尺准尺可以伸缩，携带方便。 尺垫用于转点处放置水准尺。 因瓦水准尺
尺垫与尺桩
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.7 水准仪的使用
数
水准仪的基本操作包括以下步骤：
字
1.安置仪器
测 图 原
字 测
hAB hBA
图
原
• 直接利用高差hAB计算B点高程的方法称为高差法。
理
与 方
• 利用仪器视线高程Hi计算B点高程的方法称为视线高法。
法
Hi ＝ HA＋a
HB＝HA＋（a－b）＝Hi－b
当安置一次水准仪，根据一个已知高程的后视点，需求出若干个未知点的高程时，
用上式计算较为方便，这在建筑工程中经常用到。
即“后前前后”（黑、黑、红、红）
理 与
四等水准测量每站观测顺序也可为“后后前前”（黑、红、黑、红）。
方
法
等级
仪器 类型
标准视线 长度
后前视 距差
后前视距 差累计
黑红面 读数差
黑红面所测 高差之差
检测间歇点 高差之差
三等 S3
65m
3.0m
6.0m
2.0mm
3.0mm
3.0mm
四等 S3
80m
5.0m
原
在
法
1.i角对读数的影响
xa

Sa
tgi

i

Sa
第4章 水准测量和水准仪 4.4 水准测量的误差分析
2.i角对高差的影响
数 字 测
xa

Sa i

图
原
理
与
方
法
xb

Sb i

hAB (a' xa ) (b' xb ) (a' b' ) (xa xb )
10.0m 3.0mm
5.0mm
5.0mm
第4章 水准测量和水准仪 4.3 水准测量外业施测
4.3.3 精密水准测量
精密水准测量一般指国家一、二等水准测量。在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的
数 字 测
观测顺序进行观测：
（1）往测：奇数站为后—前—前—后；偶数站为前—后—后—前。 （2）返测：奇数站为前—后—后—前；偶数站为后—前—前—后。
法 点的位置。
（3）除路线拐弯处外，每一测站上仪器和前后视标尺的3个位置，应尽可能接近于一条直
线。
（4）同一测站上观测时， 不得重复调焦。转动仪器的倾斜螺旋和测微轮时，其最后旋转
方向均应为旋进。
（5）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，否则应加入标尺零点差改正。由往
测转为返测时，2根标尺必须互换位置，并应重新整置仪器。
数
字
1）在光路中装置—个“补偿器”．使光线偏转而通过十字丝交点
测
图
原
理
与
方
法
f s
4
适当地选择补偿器的位置，可使水平光线正好通过十字丝的交点。
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
2）移动十字丝的“补偿”装置
数
字
测
• 视准轴始终是铅垂位置，
图
• 两个反光镜构成45度角，
目录 （6）在观测工作间歇时，最好能结束在固定的水准点上，否则应选择2个坚稳可靠的固定
点，作为间歇点。间歇后，应对2个间歇点的高差进行检测，检测结果符合要求后从间歇
点起测。
第4章 水准测量和水准仪
4.4 水准测量的误差分析
数
4.4.1仪器误差
字
4.4.1.1 视准轴与水准管轴不平行的误差
测
图
视准轴与水准管轴
方
• 易于实现水准测量内外业一体化的。
法
目前电子水准仪采用的自动电子读数方法有以下三种： 相关法，如Leica公司NA2002，NA3003的电子水准仪； 几何法，如蔡司厂的DiNi10，DiNi20； 相位法，如拓普康公司的DL-101C，DL-102C。
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
测
法予以消除。
图
原
理 与
4.4.2 观测误差
方
观测误差主要包括有：
法
１.精平误差
２.调焦误差
３.估读误差
４.水准尺倾斜误差
第4章 水准测量和水准仪 4.4 水准测量的误差分析
4.4.3 外界环境的影响
数
4.4.3.1 水准仪、水准尺下沉误差
字
若水准仪在测站上随安置时间的增加而下沉 ，
测
采用“后—前—前—后”的观测程序可减少仪器
4.2.8.2. 电子水准仪的一般结构
数 字 测 图 原 理 与 方 法
在望远镜中装置了一个由光敏二极管构成的行阵探测器，仪 器采用数字图像识别处理系统，并配用条码水准标尺。
目录
第4章 水准测量和水准仪
4.3 水准测量外业施测
数
4.3.1 普通水准测量
字
测
图
原
理
与
方
法
施测程序
在每一测站的水准测量 中，为了能及时发现观测中 的错误，通常采用双面尺法 或两次仪器高法进行观测， 以检查高差测定中可能发生 的错误。
2.粗平 3.瞄准水淮尺
理
4.精平
与
5.读数
方
法
第4章 水准测量和水准仪 4.2 水准仪和水准尺
4.2.8 电子水准仪
4.2.8.1 概述
数 字
电子水准仪与光学水准仪相比，具有以下优点：
测
• 速度快、
图
• 精度高、
原
• 读数客观、
理
• 使用方便、能减轻作业劳动强度、
与
• 可自动记录、存储测量数据、
图
下沉对高差的影响。
原 理 与
消除水准尺下沉的影响 ，办法有：踩实尺垫；观测间隔间将水准尺从尺垫 上取下，以减小下沉量；采用往返观测，取高差平均值的方法可减弱其对高差
方
影响。
法
4.4.3.２ 大气折光的影响
1、视线应高出地面0.3m， 2、选择合适的天气 3、避开不利的环境
4.4.3.3 日照及风力引起的误差
数 字
数字测图原理与方法
测
图
第四章 水准测量和水准仪
原
理
与 方
电子教案
法
退出
第4章 水准测量和水准仪
数 字
4.1 水准测量原理与方法
测 图