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2 m和3 m两种，塔尺的长度为5 m，尺上的刻 划一般1 cm一格，并在分米处注记。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4.687 m和4.787 m。
包括物镜1、十字丝2、对光透镜3和目镜4等四个部分。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。
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。
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。
第三章 水准测量
一、 水准仪 水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要由望远镜、
水准器和基座三部分组成。 望远镜的主要用途是瞄准目标并在水准尺上读数。它
3-1 水准测量的原理
水准测量是利用一条水平视线，并 借助水准尺，测定地面两点间的高差， 这样就可由已知点的高程推算出未知 点的高程。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：
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，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。
有了高差，就可根据A点高程求得B点高程，即： 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，即：
Hi=HA+a HB=Hi-b
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。 我国将水准仪按其精度划分为四个等级：ＤＳ０５、
hAB=a-b。
第三章 水准测量
第三章 水准测量
如果水准测量是由A到B进行的，如图中的箭头所示， 由于A点为已知高程点，故A点尺上读数a称为后视读数； 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。
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
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。
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。
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。当气泡未居中而处于a处；同时按图上箭头所示向 内旋转1、2两个脚螺旋，使气泡由a移动到b处；再转动 脚螺旋3，使气泡居中。这项工作要反复进行，直至仪器 旋转到任何方向，气泡都居中为止。在整平的过程中， 须记住左手拇指规则：“左手拇指旋转脚螺旋的运动方 向，就是气泡移动的方向”，不可盲目地转动脚螺旋。
第三章 水准测量
3-3 水准仪的使用 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
第三章 水准测量
3-1 水准测量原理 3-2 水准测量的仪器和工具 3-3 水准仪的使用 3-4 水准测量的外业 3-5 水准测量的内业 3-6 数字水准仪简介 复习思考题
第三章 水准测量
地面点的位置是用平面坐标和高程来确定的。测量地面上各点 高程的工作，称为高程测量。高程测量可分为水准测量、三角高程 测量和气压高程测量三类。