第三章 水准测量
如图所示，欲测定A、B两点间的高差h，可在A、 B两点上分别竖立带有刻划的水准尺，并在A、B两 点之间安置一台能提供一条水平视线的水准仪。 根据水准仪的水平视线，在A点尺上读数，设为a; 在B点尺上读数，设为b;则A、B两点间的高差为： hAB=a-b。
第三章 水准测量
如果水准测量是由A到B进行的，由于A 点为已知高程点，故A点尺上读数a称为
第三章 水准测量
二、水准尺
水准尺是水准测量时使用的标 尺，是水准测量的重要工具之一， 其质量的好坏将直接影响到水准测 量的精度。因此，水准尺通常用干 燥不易变形的木质材料或玻璃钢制 成。地面水准测量常用的水准尺有 直尺和塔尺两种。直尺按长度有2m 和3m两种，塔尺的长度为5m，尺上 的刻划一般1cm一格，并在分米处 注记。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
(二) 水准器 水准器是用来指示视准轴是否水平或
仪器竖轴是否竖直的装置。
水准器分为圆水准器和管水准器两种。
圆水准器装在基座上，供粗略整平之用； 管水准器装在望远镜旁，供精确整平视准 轴之用。
第三章 水准测量
管水准器又称水准管，是由一个内壁研磨成圆 弧的玻璃管制成的。水准管上一般刻有间隔为2 mm的分划线，分划线的中点O，称为水准管零点。 水准管内充满酒精或乙醚，中间有一气泡。通过 零点作水准管圆弧的切线，称为水准管轴。当气 泡两端对称于圆弧上中点O时，气泡即居中，此时 水准管轴也就水平了。水准管上每2 mm分划所对 应的圆心角，称为水准管分划值。分划值越小， 则水准管越灵敏。
第三章 水准测量
为了提高目估水准管气泡居中的精度，微 倾式水准仪的水准管上方都装有由三块棱镜组成 的复合棱镜系统。两个棱镜的侧面所在的平面通 过水准管的纵轴线，第三块棱镜为45°的直角棱 镜，其底为等腰直角三角形，一个直角面与左右 两棱镜的侧面相靠或互相平行。它把水准管两端 半个气泡的像，经过三次全反射，进入望远镜旁 的放大镜内。如果气泡居中，则气泡两端的两个 半边影像即合二为一，如果气泡不居中，则气泡 的两个半边影像不符合。
后视读数；B点为欲求高程的点，则B点 尺上读数b为前视读数。高差等于后视读
数减去前视读数。
第三章 水准测量
高差的符号有正有负。当高差为正 值时，表示前视点B高于后视点A；当高 差为负时，表示前视点B低于后视点A。 所以计算高差时，一定要用后视读数减 去前视读数，次序不能颠倒。
第三章 水准测量
根据A点高程求得B点高程，即：
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(4) 消除视差。为了检查 对光质量，可用眼睛在目镜后 上下微微晃动，若发现十字丝 与目标影像有相对运动，则说 明物像平面与十字丝平面不重 合，这种现象称为视差。视差 对观测成果的精度影响很大， 必须加以消除。消除方法是重 新对光，直到眼睛上下移动， 水准尺读数不变。
第三章 水准测量
四、 精确整平(精平)
用水准管作精确整平。 因水准管灵敏度比较高， 每当望远镜转到不太水平 的另一个方向时，水准管 气泡必然会偏离中央，因 此必须再一次调整微倾螺 旋，使气泡两端的影像符 合，然后才能在尺子上读 数。
第三章 水准测量
塔尺多用于地形测量， 双面尺多用于三、四等水准 测量。双面尺的一面采用黑 白相间刻划，称黑面尺或主 尺，另一面采用红白相间刻 划，称红面尺或副尺。双面 尺必须成对使用，两根尺黑 面的起始读数为零，而红面 的起始读数则分别为4.687m 和4.787m。
第三章 水准测量
三、尺垫 有时两个水准点之间的距离较远或高差较大，
水准仪的正确操作程序包括仪器安置、 粗略整平、瞄准、精确整平和读数等。
一、安置水准仪
打开三脚架并使其高度适中，目估使架 头大致水平，然后将三脚架尖踩入土中，将 水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上。
第三章 水准测量
二、粗略整平(粗平)
粗略整平工作是用脚螺旋将圆水准器 的气泡调整居中。先将圆水准器放在适 当位置，然后用双手同时向内或向外(即 以相反方向)旋转脚螺旋，使一个升高、 一个降低。
望远镜、水准器和基座三部分组成。
第三章 水准测量
（一）望远镜
望远镜的主要用途是瞄准目标并在水准尺上 读数。
它包括物镜1、十字丝2、对光透镜3和目镜4 等四个部分。
第三章 水准测量
（一）望远镜
十字丝是照准尺子和读数用的。它是刻在玻 璃板上的两条相互垂直的细丝，竖向的一条称为 竖丝，横向的一条长丝称为横丝(又称中丝)，横 丝上下还有两条对称的短丝是用来测量距离的， 称为视距丝。十字丝中心(或称十字丝交点)和物 镜和光心的连线，称为视准轴。
（1）高差法
HB=HA+hAB=HA+(a-b)
高程测量的实质就是测量高差。
另外还可通过仪器的视线高Hi计算B点的高程。
（2）仪高法
Hi=HA+a HB=Hi-b 当安置一次仪器，根据一个已知点的高程， 要测定若干个地面点高程时，此法方便快捷。
第三章 水准测量
3-2 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具 为水准尺和尺垫。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
三、瞄准水准尺
(1)在瞄准水准尺之前，先进行目镜对光。把望 远镜对着明亮的背景(如白墙或天空等)，转动目 镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。
(2)松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜筒 上的缺口和准星，瞄准水准尺，然后再拧紧制动 螺旋。
(3)转动物镜对光螺旋进行对光，使尺子的影像 看得十分清晰，并转动微动螺旋，使尺子的像靠 近十字丝竖丝的一侧，以便于读数。
我国将水准仪按其精度划分为四个等级： DS05、DS1、DS3和DS10。字母D和S分别为“大 地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字 母，其后面的数字代表仪器的测量精度。工 程测量中广泛使用的是DS3级水准仪。
பைடு நூலகம்
第三章 水准测量
一、 水准仪（ DS3级微倾式水准仪） 水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由
直接测定其高差有困难时，应在中间设立若干个 中间点(称为转点)传递高差。而尺垫是在转点处 放置水准尺用的。尺垫用生铁铸成，一般为三角 形，中间有一突起的半球体，下方有三个支脚。 使用时用力将尺垫的三个支脚踩入土中，以防下 沉，上方突起的半球形顶点作为竖立标尺和标志 转点之用。
第三章 水准测量
3-3 水准仪的使用