C
C
视准轴CC：物镜光心与十字丝交点的连线 视准轴在测量时必须保持水平，也就是水平视线！
0 点 2mm
• 管水准器又称为长水
L
L 准管
• 水准管分划值 ：是

R
水准管表面2mm圆弧 所对应的圆心角
• 水准管轴LL：过水准
2
管零点所作圆弧面的
o
R
纵切线
206265
圆水准器—用来指示仪器竖轴是否竖直
+ 水准仪按其精度划分为四个等级： 精密水准仪DS05、DS1；普通水准仪DS3、DS10
D—大地测量；S—水准仪；后面的数字代表仪器的测量 精度（每公里往返测高差中数的中误差，即精度）。 + 水准仪按其构造可分为四种： 微倾式水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪和数字水 准仪 + 目前，普通工程测量中最常用的水准仪是： DS3微倾式水准仪（或DS3自动安平水准仪）
L
• 圆水准器分划值 ：是圆
水准器表面2mm圆弧所对
L
应的圆心角
• DS3水准仪水准器分划值 通常为：长水准管 20
圆水准器 8
2mm
• 圆水准器轴 LL ：过圆水
准器零点所作圆球面的法线
微倾螺旋
符合气泡符合， 水准管轴与视
线水平。
尚未符合 符合气泡符合
+ 基座通过连接螺旋与 三脚架相连
检验目的是保证：十字丝横丝⊥ 仪器VV
三、管水准器的检验与校正
检验目的是保证：视准轴CC ∥水准管轴LL （水准仪的主条件）
一、仪器误差
1. 仪器校正后的残余误差 2. 水准尺误差(包含: 刻划、变形和零点误差等）
二、观测误差
1. 读数误差 2. 视差影响 3. 水准管气泡居中误差
三、外界条件的影响
•
各待测定站点高B点差高之程和：：hAB

hi
ai
bi
HB H A hAB
+ 为保证每一测站的高差正确，或在误差允 许范围之内，必须进行测站检核。
+ 测站检核有双仪高法和双面尺法
（1）双面尺法：黑面读数高差：h黑 a黑 b黑
红面读数高差： h红 a红 b红 红黑面高差之差：h h黑 (h红 100mm) 5mm 最后高差中数： h h黑 (h红 100mm)
水准测量的内业计算步骤
（附合、闭合水准路线）
h1 A
ห้องสมุดไป่ตู้
附合水准路线
1
2
h2
1）计算闭合差
fh H A h1' h2' h3' HB
B h3
2）判断闭合差是否超限 f f （ 12 n）
h
h容许
3）计算各测段观测高差的改正数
vi


fh Si
Si
fh n
2.仪高法(视线高法):
H H a
i
A
H H b
B
i
2、基本概念
后视点——后视尺——后视读数 前视点——前视尺——前视读数 高差（a-b）（＞0，表示前视点高于后视点；＜0，表 示前视点低于后视点；＝0，则前视点与后视点一样高。）
最后可以得出前视点的高程等于后视点的高程加上两点间 的高差。
ni
i
4）检查闭合差是否分配完 v fh
5）计算各测段的改正后的高差
h h' v
i
i
i
6）计算各点的高程值 H1 H A h1 v1；H2 H1 h2 v2；
一、圆水准器的检验与校正
检验目的是保证：圆水准器轴 LL∥ 仪器VV
二、十字丝的检验与校正
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6
第4章 水准测量
水准测量原理 水准仪及其使用 自动安平水准仪及数字水准仪 水准测量方法 微倾式水准仪的检验与校正 水准测量的误差分析及注意事项
+ 测量三项基本工作之一：高程测量 + 高程测量：测量地面上各点高程的工作 + 高程测量有下列几种方法：
4
3
2.附合水准路线
从已知点BMA出发到另一已知点B,
高差理论值： h理 HB H A
高差闭合差：
fh hi (HB H A)
+ 4.支水准路线（往返测） + 从已知点BMA出发到待定点B
等外水准测量高差 闭合差容许误差：
国家四等水准测量 高差闭合差容许误差：
山地： fh容 12 n mm 山地： fh容 6 n mm 平地： fh容 40 L mm 平地： fh容 20 L mm
一、自动安平水准仪
自动安平水准仪不需要水准管和微倾螺旋，只有一个 圆水准器，安置仪器时，只要使圆水准器的气泡居中后， 借助一种“补偿器”的特别装置，使视线自动处于水平状 态。
自动安平水准仪正面
自动安平水准仪反面
自动安平水准仪后面
自动安平水准仪正面
自动安平水准仪反面
二、数字水准仪
（电子水准仪）
基座 — 脚螺旋
2
（2）双仪高法：改变仪器高度10cm以上， 测出两次高差，进行检核。
双面尺法水准测量观测记录表
双仪高法水准测量观测记录表
1.闭合水准路线
2
从某已知点BMA出发,经待定点 1
1,2,3,4; 再回到A点。
h理 0
高差理论值：
高差闭合差：
h理 0
⊗
BMA
fh h测 h理 hi
②十字丝横丝⊥ VV
③ LL ∥ CC
V L' L C
V L'
（1）粗平（粗略整平）
——目的是使仪器竖轴铅直
调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，气泡移 动的方向始终与左手大拇指的运动方向一致。
微倾螺旋
+ 黑面读数 a=1274（mm）
+ 红面读数
b=5958（mm）
§ 4.3 自动安平水准仪 及数字水准仪
水准测量原理、施测方法、成果计算。
§ 3.1 水准测量原理
原理：利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺来测定地面两 点间的高差，从而由已知点的高程和测得的高差，求出待定点的高 程。
1.高差法:
hAB=后视读数—前视读数，即： 待定点B点的高程：
hAB a b
HB H A hAB H A a b
1.几何水准测量——是高程测量最主要的方法 2.三角高程测量 3.物理高程测量
包括: 气压高程测量、液体静力水准测量 4.GPS高程测量
•主要内容： 水准测量原理、水准仪的构造及使用、水准
测量的施测方法、仪器的检验与校正。 •主要目的：
使学生了解水准测量原理、测量工具，掌握 地面点位高程测量过程，从而精确求出地面点高程。 •重点内容：
1. 仪器下沉和尺垫下沉误差 2. 地球曲率和大气折光的影响 3. 温度的影响
+ 基座用于支承水准仪 上部，水准仪旋转轴 插入基座轴套可自由 旋转
+ 基座上的三个脚螺旋 用于调节圆水准气泡
+ 仪器竖轴VV：就是水 准仪的旋转轴
V 望远镜
基座
水准器
三脚架
V
+ 水准仪的主要轴线：
①视准轴CC
②水准管轴LL
L
③圆水准器轴 LL C
④仪器竖轴VV
+ 必须满足的几何条件：
① LL∥ VV
水准点分为永久性和临时性两种，其顶部通常为 凸起的半球面, 用于放置水准尺。
+ 已知HA， 求高程HB，中 间临时放置标尺的过度 点1，2….称为转点, 起 高程传递作用, 常用TP表 示，实测时转点上应使 用尺垫 。
2. 待定点高程的测量和计算检核
• 每测站高差： hi ai bi
•
1. DS3微倾式水准仪的构造 作用：为测量高差提供一条水平视线 组成：望远镜、水准器、基座
3 2
1
4 5
12 11 10
13
14 15
98
6 7
16
1.微倾螺旋；2.分划板护罩；3.目镜；4.物镜调焦螺旋；5.制动螺 旋；6.微动螺旋；7.底板；8.三角压板； 9.脚螺旋；10.弹簧帽； 11.望远镜；12.物镜；13.管水准器；14.圆水准器；15.连接小螺 钉；16.轴座
电子 水准 仪 望远镜
调焦螺旋 制动、微动螺旋
自动安平补偿器
调焦发送器：计算概略视距值； 补偿监视器：监测安平补偿器的工作状态 分光镜 ：将由物镜计入的光分为可见光和红外光 行阵探测器：识别水准尺上的条码，进行读数
数字水准仪
1. 水准点
——事先埋设标志在地面上，用水准测量方法建 立的高程控制点(Bench Mark), 常以BM表示。