望远镜：瞄准目标并在水准尺上读数。 十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心的连线，称为视准轴 水准器：圆水准器，管水准器 本节主要介绍DS3型微倾式水准仪
第二章 水准测量
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2.2.1 DS3型水准仪构造
第二章 水准测量
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第二章 水准测量
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水准器
水准管分划值 ζ=2/R*ρ R为地球半径,以mm为单位,ρ=206265
管水准器: 一般S1、S3型水准仪的水准管 分划值分别为10″/2mm及20″／2mm， 用 于精平。
圆水准器: 一般圆水准器的分划值约为 8′~ 10′,用于粗平。
第二章 水准测量
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2.2.1 DS3型水准仪构造
第二章 水准测量
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第二章 水准测量
重点讲授
水准测量的原理， DS3水准仪的构造及使用， 五等水准测量施测方法及成果计算， 水准测量误差及其消减方法。
第二章 水准测量
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引言
水准测量是目前高程测量中最常用、精度最高的测量方法。 高程测量：测量地面点高程的工作。高程测量的方法有：
B
2.812
-1.598
30.234
31.155 32.167 31.246 29.648
a b 0.595
h h h 0.595
HB H A 0.595
∑ 6.939 6.344 3.114 -2.519
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
测站检核
2.2.1 DS3型水准仪构造
望远镜
1
6
5
4 32
CC78源自1－物镜2－目镜4－分划板护罩
5－对光透镜
7－分划板固定螺丝 8－十字丝
3－十字丝分划板 6－物镜对光螺旋
第二章 水准测量
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2.2.1 DS3型水准仪构造
望远镜成像原理
B
视准轴
目
F
标
A
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物
调
镜
焦
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2.4 水准测量成果计算
高差闭合差计算
根据上表计算fh和fh容，若| fh|≤| fh
容|，继续下一步计算，否则，外业返工。 闭合差调整
调整方法按距离或测站数成正比反符
号分配，改正数用vi表示。
vi=-(fh/∑L)·Li或vi=(fh/∑n)·ni
v )=- f 校核： ∑( 第二章 水准测量
用水准测量方法测定的高程控制点。 水准点的标定：钢制、砼制、道钉、 木桩。
墙 面
水准点
第二章 水准测量
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2.3.2 水准测量实施
水准测量通常是从一个已知高程的水准点开始，按照一定的水准路线，引测出 所需各点的高程。 两点距离较近时，设站一次进行测量
两点相距较远 或高差较大时，在 中间设立若干转点， A、B两点间的高差 是各高差之和。
调
凹
焦
透
螺
镜
物
旋
镜
十
字 丝
目 镜
第二章 水准测量
放
倒
大
立
的
小
虚
实
像
12
2.2.1 DS3型水准仪构造
水准器
水准管上每2mm弧长所对的圆心角称 为水准管分划值，设以表示，分划值 愈小，水准管的灵敏度也愈高。
L
O
L
L1
L
S
A
L
L1
C B
第二章 水准测量
2mm
O
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2.2.1 DS3型水准仪构造
度要求，可进行高差闭合差的调整与高程
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
成果检核方法： 单一水准路线的高差闭合差如下表：
水准路线 支水准 附合水准 闭合水准
fh
h往＋ h返 h测－（Ｈ终－Ｈ始）
h测
水准测量高差闭合差容许值fh容见下表
图根水准测量
四等水准测量
平地 山地
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
测站检核 （2）双面尺法（黑面、红面）：
➢ 用双面尺，每尺均读黑、红面读数 ➢ 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 ➢ 瞄准后视尺黑面，精平，读数 ➢ 瞄准前视尺黑面，精平，读数 ➢ 瞄准前视尺红面，精平，读数 ➢ 瞄准后视尺红面，精平，读数
3 3
1
2
左
1 右
2
第二章 水准测量
(a)
(b)
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2.2.3 水准仪的使用
瞄准水准尺 1、目镜对光 2、瞄准水准尺，拧紧制动螺旋 3、精确瞄准 4、消除视差
第二章 水准测量
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2.2.3 水准仪的使用
瞄准水准尺（关于视差）
视差： 在物镜调焦后，眼睛在目镜前
尺垫：
在转点处放置水准尺，使用时，将尺垫踏实，水准尺立于突
起的半球顶部。
第二章 水准测量
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尺垫的使用
第二章 水准测量
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2.2.3 水准仪的使用
水准仪使用的五步骤
安置水准仪 粗略整平 瞄准水准尺 精确整平 读数
第二章 水准测量
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2.2.2 水准尺和尺垫
水准尺
按材料可分为：木质、铝合金、玻璃钢。 按形式分为：塔尺、折尺、直尺。 按刻划面分为：单面尺和双面尺。 双面
尺通常一面为黑色另一面为红色。两根 尺黑面的起始读数为零，红面的起始读 数则分别为4.687m和4.787m。
第二章 水准测量
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2.2.2 水准尺和尺垫
上下作少量移动，有时会出现十字丝与 目标有相对运动。 产生原因：
目标通过物镜所成的像没有与 十字丝平面重合。
第二章 水准测量
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2.2.3 水准仪的使用
瞄准水准尺（关于视差）
后果：视差将影响观测结果的准确性， 必须消除。
消除视差方法:仔细反复进行目镜和物 镜调焦。
十字丝分划板
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右图为国家水准网示意图
引言
第二章 水准测量
左图为青岛观象山－国家
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水准原点。11/27/2020
2.3.3 水准测量检核
成果检核方法：
高差闭合差fh＝观测值-理论值＝∑h测-∑h
理
产生原因：测量中存在各种误差。
高差闭合差限差fh容用来衡量成果的
精度。若| fh|≤| fh容|，则成果符合精
（1）变动仪高法 （2）双面尺法 （3）倒立尺法
成果检核
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
测站检核
（1）变动仪高法 立尺，尺中间安置水准仪，粗平 照准后视尺，精平，读数 照准前视尺，粗平，读数 计算高差 变动仪器高（升或降大于10cm）再观测，
高差互差不大于±5mm时，取平均值
2.2.3 水准仪的使用
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。
第二章 水准测量
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2.2.3 水准仪的使用
粗略整平
用脚螺旋将圆水准器的气泡调整居中。 左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方向，就是气泡移动的方向”
黑面：以零开始刻划；红面：一尺从4687开始刻划， 另一尺从4787开始。红黑面计算高差理论上相差0.1m。
（3）倒立尺法
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
成果检核
1、水准路线布设形式： （1）附合水准路线； （2）闭合水准路线； （3）支水准路线。 2、各种水准路线形式见下页各图：
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2.4 水准测量成果计算
计算改正后高差 改正后高差：(hi)=hi+vi 检核： ∑(hi)=∑h理
各点高程计算 由已知点开始，依次根据Hi+1＝Hi+（hi,i+1)计算出各点高
程。 校核：计算得到的终点高程与已知终点高程相等。
第二章 水准测量
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2.4 水准测量成果计算
示例
A
n1=6站 h1=-2.515
1
n2=6站 h2=-3.227
2 h3n=3+=14.站378
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
成果检核（1）附合水准路线
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
成果检核：(2)闭合水准路线
第二章 水准测量
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2.3.3 水准测量检核
成果检核：（3）支水准路线
第二章 水准测量
fh容 40 L (mm) fh容 20 L (mm) fh容 12 n (mm) fh容 6 n (mm)
第二章 水准测量
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第二章 水准测量
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2.4 水准测量成果计算
1、高差闭合差计算