第一节 水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供水平视线，借助水准尺
来测定地面上两点的高差，从而由已知点高程推出未知
点的高程。
高程：地面点
a
前进方向
到大地水准面
的铅垂距离
a
高差：地面上 A 两点的高程之
b
b
B
hAB HB
前视？ 后视？
差
HA
大地水准面
已知，求?
一测站高程计算方法：
高差法： 先计算两点高差再计算未知点的高程；
解：先计算出视线高程 423.518＋1.563＝425.081m 各待定点高程分别为： H1＝－b1＝425.081－0.953＝424.128m H2＝－b2＝425.081－1.152＝423.929m H3＝－b3＝425.081－1.328＝423.753m
高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别 在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需 求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因 而视线高法在建筑施工中被广泛采用。
－
面水准测量模拟 a H视= a +
＝＋ ＝a－
＝(＋a) = H视线
b
H1＝ H视
视线高
c H2＝ H视
1
2
d
A
H3＝ H视
3
面水准测量(视线高法的应用) 此种方法可以解决一次后多次前视时作业效率问题。
如:土方测算;道路断面测量
例：图中已知A点高程423.518m，要测出相邻1、2、3 点的高程。先测得A点后视读数1563m，接着在各待定点 上立尺，分别测得读数b1=0953，b2=1152， b3=1328。
2）圆水准器 圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心是 圆水准器的的零点。通过零点的球面法线L′L′为圆水准 器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处于铅垂 位置。气泡中心每偏离零点2对应的圆心角称为圆水准 器的分划值。
3 基座 主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。其作用是支 承仪器的上部并连接三脚架，通过脚螺旋配合圆水准器， 使仪器大致水平。
十字丝交点与物镜光心的连线称为视准轴，用表示。
2、水准器 水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜 上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用 以检查竖轴是否竖直。 1）管水准器 是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合 液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准 管'' 2 上 '' 有间隔2
二、自动安平水准仪 自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋， 在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。 其代号为05、1、3、10。
三、水准尺和尺垫
水准尺
塔尺 3m、5m底部为零 板尺3m，每隔1涂有黑 白或红白相间的分格，每1 标注一数值。水准尺中的
双面
尺两面都有刻划，一面为 黑白
使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架
上。
2）粗略整平3 调节பைடு நூலகம்螺3 旋，使圆水3 准气泡
居中。
整平要领1 ： 2 a
1
2
b
1
2
c
3）瞄准水准尺 ①调节目镜 对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰； ②瞄准 通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并 在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调 节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十 子丝对准水准尺中央； ③消除视差 尺子的成像清晰后，上下移动眼睛看尺子 的影像，若十字丝和目标的影像有相对移动的现象，称为 视差。原因是尺像没有落在十字丝平面上。消除视差的方 法:是先调目镜调调焦螺旋使十字丝清晰，然后一面调节 物镜调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝 有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上。
－
＝＋ ＝a－b
＝＋() =＋
例：图中已知A点高程452.623m，后视读 数1571，前视读数 0685，求B点高程。
高差
解：B点对于A点高差： 1.571－0.685=0.886m B点高程为： ＝452.623＋0.886＝453.509m
视线高法： 先计算视线的高程，减去未知点上水准
尺读数，即得未知点高程。
自动安平水准仪
微倾式水准仪
数字(电子)水准仪
一、3型水准仪的构造 微倾式水准仪有05、1、3、10四个等级： D：大地测量仪器的总代号； S：水准仪的代号； 05、1、3、10：每千米往返测高差中数的中误差。
水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。
（1002厂）
（北光）
DSZ2
欧波水准仪
DSZ2+FS1
R
的刻划。刻划线的对称中心为水准管的零点，通过零点与 水准管圆弧的纵切线称为水准管轴。 每刻划线间的弧长对应的圆心角称 为水准管的分划值τ：
'' 2 ''
R
'' 3606060 20626''5 2
R越大，τ越小，水准管的灵敏度越高。
为了提高水准管居中的精度，目前生产的水准仪都采用符 合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两 端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像 吻合（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明气泡居中。
连续水准测量： 原因：由于两点间距离太远或高差过大不能一次测出其 高差需设立一些临时立尺点，作为高程传递过渡点。
问题: 一测站能测到的最大高差为多少? (以3m水准尺为例)
1、3米？6米？其他？ 2、水准尺倒立？ 3、规范要求视线读数范围？
连续水准测量模拟 (纵断面视图关系)
前进方向
h2 h1 A
电子水准仪 天宝 Trimble DINI12
1、望远镜 望远镜的用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、 调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有 两条垂直的长线。竖直的线称为竖丝，用以瞄准目标及检 查水准尺是否竖直；横丝的长的一条称为中丝，用以在水 准尺上读取刻划数据，横丝的上下一对对称的短横线称为 视距丝（上丝、下丝），用来测定距离。
= h1+ h2+ h3 ＝＋
P h3
hAP
连续水准测量模拟 (平面视图关系)
前进方向
A h3
h1
h2
= h1+ h2+ h3+ h＝4＋
P h4
第二节 水准测量的仪器及工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺 垫。水准仪的作用是提供一条水平视线，通过水准器气泡 获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视 线的为自动安平水准仪。
相间（黑面），起始读数 为
❖ 尺垫
❖ 尺垫下面有三个尖角可以 踩入土中，
❖ 上面有个半球，以支承水 准尺。只用
❖ 于转点，不能用于已知点 和待测点。
❖ 作用：防止位移和下沉
❖ 连续水准测量：由于两点 间距离过远
四、水准仪的使用
1、微倾水准仪的使用
使用过程包括安置—粗平—瞄准—精平—读 数四步：
1）安置水准仪 在与前、后视尺距离相近 处，架脚架，