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第二章 水准仪及水准测量第二章 水准仪及水准测量第二章 水准仪及水准测量第一节水准测量的原理第一节水准测量的原理第二节水准测量仪器和工具的使用第二节水准测量仪器和工具的使用第三节水准测量的实施和校核第三节水准测量的实施和校核第四节水准测量的内业计算第四节水准测量的内业计算第五节水准测量的误差来源及减弱措施第五节水准测量的误差来源及减弱措施第六节高程控制测量（四等水准测量）第六节高程控制测量（四等水准测量）小结小结?水准仪主要用来进行水准仪主要用来进行高程测量高程测量?高程测量的方法：高程测量的方法：?水准测量（精度最高）水准测量（精度最高）?三角高程测量三角高程测量?气压高程测量气压高程测量第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理?水准测量的原理水准测量的原理?利用仪器提供的一条利用仪器提供的一条水平视线水平视线，借助，借助水准尺水准尺，测定地面上两点之间的，测定地面上两点之间的高差高差，由已知点高程推算待求点高程的工作。，由已知点高程推算待求点高程的工作。h hABABab bH HA AH HB B前视后视前视后视水平视线水平视线第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理基本概念：基本概念：?水准点：水准点：通过水准测量的方法已求得高程的地面标志点，代号为通过水准测量的方法已求得高程的地面标志点，代号为BM(Bench Mark)。第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理转点：转点：待测高程的两点间高差无法直接测得，须添加的若干个临时立尺点，起待测高程的两点间高差无法直接测得，须添加的若干个临时立尺点，起传递高差传递高差的作用，代号为的作用，代号为TP(Turning Point)。第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理由由已知点已知点A的高程推算出的高程推算出未知点未知点B的高程的高程后视点前视点后视读数后视点前视点后视读数a前视读数前视读数b则则A、B两点高差为两点高差为:hAB=后视读数后视读数a 前视读数前视读数b则则B点高程为点高程为:1、高差法、高差法HB=HA+hAB=HA+（a b）2、视线高程法、视线高程法Hi=HA+aHB=Hi-b=HA+a-b第一节 水准测量的原理第一节 水准测量的原理?视线高程法视线高程法：适用于一个后视点，多个前视点的情况。适用于一个后视点，多个前视点的情况。?视线高程视线高程Hi=HA+a=H1+b1=H2+b2?1点高程点高程H1=Hi-b1=HA+a-b1?2点高程点高程H2=Hi b2=HA+a b2第二节 水准测量仪器和工具的使用第二节 水准测量仪器和工具的使用?2.2.1 水准仪水准仪?2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫?2.2.3 水准仪的安置和使用水准仪的安置和使用2.2.1 水准仪水准仪一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪二、自动安平水准仪三、电子水准仪二、自动安平水准仪三、电子水准仪电子水准仪电子水准仪自动安平水准仪自动安平水准仪一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪?按精度分按精度分:?精密水准仪精密水准仪DS05、DS1?普通水准仪普通水准仪DS3（重点学习）（重点学习）?工程水准仪工程水准仪DS10?D大地测量仪器大地测量仪器?S水准仪系列水准仪系列?05、1、3、10往返观测往返观测1公里高差中数中误差（）公里高差中数中误差（）DS3普通水准仪普通水准仪一、一、DS3微倾式水准仪微倾式水准仪一、微倾式水准仪的构造一、微倾式水准仪的构造?望远镜：望远镜：提供一条清晰的视线。提供一条清晰的视线。?水准器：水准器：整平视线整平视线?基座：基座：支承上部支承上部各部件名称各部件名称微倾螺旋制动螺旋调焦螺旋微动螺旋物镜目镜水准管圆水准器脚螺旋制动螺旋粗瞄器一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪1、望远镜、望远镜?由由物镜物镜、目镜目镜、调焦透镜调焦透镜和和十字丝分划板十字丝分划板组成。组成。?视准轴：视准轴：十字丝交点与物镜光心的连线，或称视线（十字丝交点与物镜光心的连线，或称视线（CC)。是瞄准目标和读数的依据。是瞄准目标和读数的依据。c视准轴视准轴c横丝交点横丝交点视距丝视距丝纵丝纵丝一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪2、水准器、水准器管水准器（水准管）圆水准器管水准器（水准管）圆水准器一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪?水准管轴（水准管轴（LL)：通过水准管圆弧中心处的水平切线。通过水准管圆弧中心处的水平切线。?圆水准器轴（圆水准器轴（LL)：通过圆水准器中点的球面法线。通过圆水准器中点的球面法线。一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪?水准管分划值：水准管分划值：水准管气泡偏移中心水准管气泡偏移中心2mm，轴线所倾斜的角值。，轴线所倾斜的角值。?DS3级水准仪的级水准仪的水准管水准管，其分划值不大于，其分划值不大于20/2mm。?圆水准器圆水准器的分划值为的分划值为8/2mm。?管水准器管水准器用于水准仪的用于水准仪的精确整平；精确整平；?圆水准器圆水准器由于精度较低，只用于仪器的由于精度较低，只用于仪器的概略整平（粗平）。概略整平（粗平）。一、微倾式水准仪一、微倾式水准仪3、水准仪应满足的条件、水准仪应满足的条件1）圆水准器轴）圆水准器轴LL应平行于仪器的竖轴应平行于仪器的竖轴VV；2）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；3）水准管轴）水准管轴LL平行于视准轴平行于视准轴CC。2.2.2 水准尺和尺垫水准尺和尺垫?常用的水准尺常用的水准尺:?塔尺，折尺，双面尺塔尺，折尺，双面尺。?尺垫尺垫?用途：在转点处放置水准尺用途：在转点处放置水准尺?作用：竖立水准尺和标志转点作用：竖立水准尺和标志转点?作用：传递高程作用：传递高程2.2.3 水准仪的安置和使用水准仪的安置和使用一、安置和粗平二、瞄准水准尺，消除视差三、精平和读数一、安置和粗平二、瞄准水准尺，消除视差三、精平和读数一、安置和粗平一、安置和粗平?三角架及仪器的安置三角架及仪器的安置?粗平粗平?调解角螺旋调解角螺旋使圆水准器的气泡居中使圆水准器的气泡居中，仪器竖轴大致竖直，视线粗略水平。，仪器竖轴大致竖直，视线粗略水平。气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向致。致。二、瞄准水准尺，消除视差二、瞄准水准尺，消除视差?当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差视差。?产生视差的产生视差的原因原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。是目标成像的平面和十字丝平面不重合。?瞄准水准尺瞄准水准尺?目镜对光目镜对光?瞄准瞄准?消除视差消除视差视差视差?什么是视差？什么是视差？当眼睛在目镜处稍微上下移动时，发现标尺的读数（像）也有相对移动的现象称视差。当眼睛在目镜处稍微上下移动时，发现标尺的读数（像）也有相对移动的现象称视差。?产生的原因：产生的原因：主要是由于调焦不准确，目标的像没有落在十字丝平面上（两者不重合）。主要是由于调焦不准确，目标的像没有落在十字丝平面上（两者不重合）。?消除的方法：消除的方法：重新进行目镜、物镜精确调焦，使十字丝与目标成像都清晰。重新进行目镜、物镜精确调焦，使十字丝与目标成像都清晰。十字丝平面标尺的像视准轴三、精平和读数三、精平和读数?应把两项操作视为一个整体，必须精平后再读数，读数后还要再次检查管水准气泡是否完全符合。应把两项操作视为一个整体，必须精平后再读数，读数后还要再次检查管水准气泡是否完全符合。用脚架粗平用脚架粗平用脚螺旋粗平用脚螺旋粗平调微倾螺旋精平，读数调微倾螺旋精平，读数瞄准标尺，消除视差瞄准标尺，消除视差操作步骤操作步骤0910091015151414注意单位，用米或毫米注意单位，用米或毫米黑面红面0.961黑面红面0.9611.4831.483读数方法读数方法第三节 水准测量的实施和校核第三节 水准测量的实施和校核2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施一、两点间的高差可直接测出二、两点间的高差不能直接测出三、水准路线一、两点间的高差可直接测出二、两点间的高差不能直接测出三、水准路线2.3.2 水准测量的检核水准测量的检核一、测站校核二、路线校核一、测站校核二、路线校核2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施一、两点间的高差可直接测出一、两点间的高差可直接测出则则A、B两点高差为两点高差为:hAB=a-b则则B点高程为点高程为:HB=HA+hAB2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施二、两点间的高差不能直接测出二、两点间的高差不能直接测出图 示：图 示：HA已知，怎样通过测量数据算出HB?大地水准面大地水准面ABHA1234a1b1前进方向前进方向b2a3b3a4b4hABh1h2h3h4a2TP1TP2TP3每安置一次仪器，便可测得一个高差，即每安置一次仪器，便可测得一个高差，即h1=hA1=a1-b1h2=h12=a2-b2h3=h23=a3b3h4=h3B=a4b4将各式相加，得将各式相加，得hAB=h=a-bHB=HA+hAB=HA+h水准测量记录和计算水准测量记录手簿水准测量记录手簿ATP1TP2TP3Ba1b1a2b2a3b3a4b4水准测量记录和计算水准测量记录和计算测站测站测点测点后视读数后视读数(m)前视读数前视读数(m)高差高差(m)高程高程(m)备注备注+-计算校核计算校核2341ATP11.6520.5501.1021556.482TP1TP21.5481.2420.306TP2TP30.9101.3720.462TP3B1.8651.5000.3651557.793a=5.975m b=4.664 m ha=5.975m b=4.664 m hABAB=H=HB B-H-HA A=+1.311（m)a-b=+1.311(m)=+1.311（m)a-b=+1.311(m)H HA A已知H已知HB B=H=HA A+Hab=1557.793(m)+Hab=1557.793(m)2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施城市水准点的布设城市水准点的布设2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施三、水准路线三、水准路线1、闭合水准路线、闭合水准路线(closing leveling line)2、附合水准路线、附合水准路线(annexed leveling line)3、支水准路线、支水准路线(branch line leveling)2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施三、水准路线三、水准路线1、闭合水准路线、闭合水准路线(closing leveling line)?由已知高程点出发，沿单一方向进行水准测量，最后回到起点。由已知高程点出发，沿单一方向进行水准测量，最后回到起点。h=0(theoretical value 理论值理论值)2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施三、水准路线三、水准路线2、附合水准路线附合水准路线(annexed leveling line)由已知水准点出发，沿单一方向进行水准测量，又附合到另一已知水准点。由已知水准点出发，沿单一方向进行水准测量，又附合到另一已知水准点。h=HB-HA2.3.1 水准测量的实施水准测量的实施三、水准路线三、水准路线3、支水准路线、支水准路线(branch line leveling)由已知水准点出发，沿单一方向进行水准测量，不与起点闭合，也不附合到另一已知水准点。由已知水准点出发，沿单一方向进行水准测量，不与起点闭合，也不附合到另一已知水准点。h往往=-h返返2.3.2 水准测量的检核水准测量的检核一、测站校核一、测站校核(station collation)?原理原理：在同一测站两次测量高差，比较测量结果，从而判断测量精度。在同一测站两次测量高差，比较测量结果，从而判断测量精度。?方法方法：1.改变仪器高法：同一测站用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。改变仪器高法：同一测站用两次不同的仪器高度，测得两次高差以相互比较进行检核。2.两台仪器同时观测法：用两台不同的仪器同时测量，测得两次高差，相互进行检核。两台仪器同时观测法：用两台不同的仪器同时测量，测得两次高差，相互进行检核。3.双面尺法双面尺法(reversible rod)：仪器高度不变，立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。：仪器高度不变，立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红面各进行一次读数，测得两次高差，相互进行检核。a1b1a2b2111bah=221bah=11hh=理论上：理论上：由于两次所求的高差，总是存在误差由于两次所求的高差，总是存在误差实际上：实际上：mmhh511当当则则时认为测量结果合格否则重测时认为测量结果合格否则重测211hhh+=取平均值作为最后结果取平均值作为最后结果改变仪高法2.3.2 水准测量的检核2.3.2 水准测量的检核二、路线校核二、路线校核(route collation)?进行水准路线测量时，实际测得的结果值和理想值之间的差距，称为进行水准路线测量时，实际测得的结果值和理想值之间的差距，称为高差闭合差（高差闭合差（fh）(closing error of elevation)，高差闭合差反映了测量成果的精度，高差闭合差反映了测量成果的精度(presicion)。闭合差闭合差=观测值观测值-理论值理论值Closing error =observed value-theoretical value2.3.2 水准测量的检核水准测量的检核附合水准路线附合水准路线(annexed leveling line)(annexed leveling line)理论上应满足：理论上应满足：始终理HHh=因实测高差与理论值并不符合，即产生高差闭合差因实测高差与理论值并不符合，即产生高差闭合差(closing error)(closing error)()=始终测HHhfhH 终点H 终点H 始点h1h2h3h4h5h6H 始点h1h2h3h4h5h6h7h7闭合水准路线闭合水准路线closing leveling lineclosing leveling line理论上应满足：理论上应满足：=0理h实测高差之和多不为零，即产生高差闭合差：实测高差之和多不为零，即产生高差闭合差：测hhf=支水准路线支水准路线branch line levelingbranch line leveling支水准路线往返测所得高差，理论上应是支水准路线往返测所得高差，理论上应是绝对值相等符号相反绝对值相等符号相反，所以其闭合差即是，所以其闭合差即是+=返往hhfh或或返往hhfh=h1h2h3h4h5h6h7h1h2h3h4h5h6h72.3.2 水准测量的检核水准测量的检核高差闭合差容许值的计算高差闭合差容许值的计算?闭合差的允许值视水准测量的等级而定，在等外水准测量中：平地山地闭合差的允许值视水准测量的等级而定，在等外水准测量中：平地山地L 为水准路线长度为水准路线长度公里公里数数n 为测站数支水准路线中为测站数支水准路线中L或或n以单程计当时为平地，否则为山地以单程计当时为平地，否则为山地15nL容hhff时外业测量成果满足精度要求；否则，需重测。时外业测量成果满足精度要求；否则，需重测。)(40mmLfh=允)(10mmnfh=允第四节水准测量的内业计算office work 第四节水准测量的内业计算office work 一、高差闭合差的计算二、闭合差的调整一、高差闭合差的计算二、闭合差的调整?同精度观测时同精度观测时闭合差的调整原则是将闭合差闭合差的调整原则是将闭合差反号反号，按，按测站数测站数或或距距离成比例分配离成比例分配于各测站。于各测站。=hfV2.1 按2.1 按测站数测站数分配分配NnfVihi=)(2.2 按2.2 按距离距离分配分配DdfVihi=)(3 计算检核1.将闭合差反号3 计算检核1.将闭合差反号1、改正后高差计算检核2、待定点高程闭合水准路线1、改正后高差计算检核2、待定点高程闭合水准路线0=h附和水准路线附和水准路线始终HHh=计算检核计算检核iiihHH1+=+终理终HH=iiiVhh+=理hh=三、计算改正高差和待定点高程三、计算改正高差和待定点高程hh理理=0=0h1h2h3h4h5h6h7h1h2h3h4h5h6h7hh理理=H=H终终-H-H 始始H 终点H 终点H 始点h1h2h3h4h5h6H 始点h1h2h3h4h5h6h7h7【例【例1】如图所示布设一条闭合水准路线，列表计算各点高程。点号点号测站数测站数 高差(m)高差(m)改正数(mm)改正数(mm)改正高差(m)改正高差(m)高程(m)高程(m)备注备注BM1ABCBM14-1.999-6-2.00557.141BM1ABCBM14-1.999-6-2.00557.14155.13653.70255.51957.1414+1.825-6+1.8173-1.430-4-1.4345+1.628-8+1.62216+0.024-240BM1的高程已知55.13653.70255.51957.1414+1.825-6+1.8173-1.430-4-1.4345+1.628-8+1.62216+0.024-240BM1的高程已知mmfh22820.3842.3+=【解】mmLfh289.04040=容容hhff因则外业测量数据符合精度要求因则外业测量数据符合精度要求m831.323.820-3.842-2h-hh=返往 19.619 (-3.831)23.450 h H H10pm=+=+=【例2】图为一段0.9 km长的支水准路线，判断测量成果是否符合精度，并求计算P点高程。【例2】图为一段0.9 km长的支水准路线，判断测量成果是否符合精度，并求计算P点高程。AP往返h往往-3.842h返返3.820HA23.450附 合 水 准 路 线 成 果 计 算 表附 合 水 准 路 线 成 果 计 算 表【例3】下图为一附和水准路线，数据如图所示，计算见表下图为一附和水准路线，数据如图所示，计算见表第五节水准测量的误差来源及减弱措施第五节水准测量的误差来源及减弱措施一、仪器误差一、仪器误差instrumental errors二、观测误差二、观测误差observation errors三、外界条件的影响三、外界条件的影响surroundings errors一、仪器误差一、仪器误差instrumental errors1、水准尺的误差、水准尺的误差?零点差，水准尺变形的误差零点差，水准尺变形的误差?消除方法：消除方法：在一测段中使测站数为偶数在一测段中使测站数为偶数2、仪器校正后的残余误差、仪器校正后的残余误差?十字丝的横丝不垂直于竖轴的误差十字丝的横丝不垂直于竖轴的误差?消除方法：消除方法：用横丝与竖丝的交点处读数用横丝与竖丝的交点处读数3、对光误差、对光误差?调焦时对光透镜在镜筒内移动时产生非直线运动而改变视线位置，导致水准尺成像于十字丝面不重合。调焦时对光透镜在镜筒内移动时产生非直线运动而改变视线位置，导致水准尺成像于十字丝面不重合。?消除方法：消除方法：使前后视距大致相等使前后视距大致相等4、i角校正残余误差角校正残余误差消除方法：消除方法：使前后视距大致相等使前后视距大致相等二、观测误差二、观测误差observation errors1、读数误差、读数误差消除方法：消除方法：水准仪离尺的距离不能过长读两组数取平均值水准仪离尺的距离不能过长读两组数取平均值2、视差的影响、视差的影响parallax3、水准管气泡居中误差、水准管气泡居中误差bubble tube4、水准尺倾斜误差、水准尺倾斜误差error of tilt三、外界条件的影响三、外界条件的影响1、仪器下沉1、仪器下沉消除方法：消除方法：两面尺法，采用“后、前、前、后”的观测顺序。两面尺法，采用“后、前、前、后”的观测顺序。2、尺垫下沉2、尺垫下沉消除方法：消除方法：往返观测，取平均值。往返观测，取平均值。3、地球曲率的影响3、地球曲率的影响消除方法：消除方法：控制视距长度；使前后视距大致相等。控制视距长度；使前后视距大致相等。4、大气折光的影响4、大气折光的影响消除方法：消除方法：缩短视线长度，提高视线高度；缩短视线长度，提高视线高度；5、日照和温度的影响5、日照和温度的影响消除方法：消除方法：选择有利的测量时间。选择有利的测量时间。水准测量中易发生的观测错误水准测量中易发生的观测错误1、忘记精平、忘记精平2、读错数、读错数3、水准尺倒立、水准尺倒立4、听错或记错数据、听错或记错数据5、转点位置移动、转点位置移动四、水准测量时应注意的事项四、水准测量时应注意的事项水准测量成果不合要求多数是由于测量人员疏忽大意造成的，为此除要求测量人员对工作认真负责外，在测量时注意以下事项，可以减少不必要的返工重测。一、扶尺应注意的事项：水准测量成果不合要求多数是由于测量人员疏忽大意造成的，为此除要求测量人员对工作认真负责外，在测量时注意以下事项，可以减少不必要的返工重测。一、扶尺应注意的事项：1、尺子要检查1、尺子要检查：测量前检查标尺，刻划是否准，塔尺衔接处是否严密，尺底和尺垫顶不要有泥土。：测量前检查标尺，刻划是否准，塔尺衔接处是否严密，尺底和尺垫顶不要有泥土。2、转点要牢靠：2、转点要牢靠：转点最好用尺垫。如在硬化的地面上（如水泥、片石路肩）或多石地区，也可不用尺垫，但转点要在坚实稳固而有凸棱的地点。转点最好用尺垫。如在硬化的地面上（如水泥、片石路肩）或多石地区，也可不用尺垫，但转点要在坚实稳固而有凸棱的地点。3、扶尺要直立：3、扶尺要直立：标尺的横向倾斜由观测者纠正，若有前后倾斜则不易发现，造成读数偏大。尺上有水准器时，可使气泡居中。标尺的横向倾斜由观测者纠正，若有前后倾斜则不易发现，造成读数偏大。尺上有水准器时，可使气泡居中。4、消除尺的零点误差：4、消除尺的零点误差：由于标尺的零点位置不准，为了消除其影响，在同一测段内要用同一尺，或测设偶数个测站。由于标尺的零点位置不准，为了消除其影响，在同一测段内要用同一尺，或测设偶数个测站。二、观测应注意的事项：二、观测应注意的事项：1、仪器要检校：1、仪器要检校：测量前要把仪器校正好，使各轴线间满足应有的几何条件。测量前要把仪器校正好，使各轴线间满足应有的几何条件。2、仪器要安稳：2、仪器要安稳：中心螺旋连接要稳妥可靠，观测时不得扶压和骑跨脚架。中心螺旋连接要稳妥可靠，观测时不得扶压和骑跨脚架。3、前后视距要等长：3、前后视距要等长：可消除可消除i i角误差以及地球曲率，大气折光的影响。角误差以及地球曲率，大气折光的影响。6、迁站要慎重：6、迁站要慎重：未读前视时，不得匆忙搬动仪器；中途停测时，应将前视点选在容易寻找的固定点上，并做好标记，列入记录。未读前视时，不得匆忙搬动仪器；中途停测时，应将前视点选在容易寻找的固定点上，并做好标记，列入记录。5、读数要准确：5、读数要准确：精心对光，消除视差。不能误读整米数，或把6读成9，把十字丝的上、下丝读数当作中丝读数。精心对光，消除视差。不能误读整米数，或把6读成9，把十字丝的上、下丝读数当作中丝读数。4、视线要水平：4、视线要水平：读数前观察符合水准器泡居中后方可读数，读数后检查符合水准器气泡是否居中。读数前观察符合水准器泡居中后方可读数，读数后检查符合水准器气泡是否居中。三、三、记录记录应注意的事项：应注意的事项：1、1、要复诵：要复诵：读数列入记录时，边记录边复诵。2、读数列入记录时，边记录边复诵。2、记录要清楚：记录要清楚：按规定格式填写，字迹清晰端正。按规定格式填写，字迹清晰端正。3、要原始记录：3、要原始记录：用铅笔当场填写在记录簿中，用铅笔当场填写在记录簿中，不得誊抄，不得用橡皮擦改不得誊抄，不得用橡皮擦改。记录错误应在错字处划一横线，将正确数字写在上方。同一记录划改不得超过两次，且不容许连环涂改（即改后视又改前视）。记录错误应在错字处划一横线，将正确数字写在上方。同一记录划改不得超过两次，且不容许连环涂改（即改后视又改前视）。4、计算要复核：4、计算要复核：记录者及时根据读数算出高差，记入记录簿并作计算的验算，再由另一人复核。记录者及时根据读数算出高差，记入记录簿并作计算的验算，再由另一人复核。第六节 高程控制测量第六节 高程控制测量2.6.1 高程控制测量高程控制测量2.6.2 四等水准测量的实施四等水准测量的实施?高程测量的方法：高程测量的方法：?气压高程测量气压高程测量?三角高程测量三角高程测量?水准测量（精度最高）水准测量（精度最高）2.6.1 高程控制测量高程控制测量控制点：控制点：按照一定的规范和条件测定的比较精密的点，这些点作为其他点的测量基础。按照一定的规范和条件测定的比较精密的点，这些点作为其他点的测量基础。平面控制测量：平面控制测量：测定控制点平面位置（测定控制点平面位置（X,Y)的工作。的工作。2.6.1 高程控制测量高程控制测量?高程控制测量：高程控制测量：测定控制点的高程测定控制点的高程H。小地区高程控制测量通常采用三、四等水准测量小地区高程控制测量通常采用三、四等水准测量要求三等四等标准视线长度65m80m前后视距差3m5m前后视距累计差6m10m闭合差要求三等四等标准视线长度65m80m前后视距差3m5m前后视距累计差6m10m闭合差12L、4n20L、6n12L、4n20L、6n黑红尺面读数差2.0mm3.0mm高差之差3.0mm5.0mm视线高0.3m以上0.2m以上黑红尺面读数差2.0mm3.0mm高差之差3.0mm5.0mm视线高0.3m以上0.2m以上2.6.1 高程控制测量的方法高程控制测量的方法双面尺法双面尺法后前前后后尺后前前后后尺黑面黑面前尺前尺黑面黑面前尺前尺红面红面后尺后尺红面红面后视点前视点后视点前视点2.3457.0320.3455.1302.6.1 高程控制测量的方法高程控制测量的方法双面尺法双面尺法后前前后后尺后前前后后尺黑面黑面前尺前尺黑面黑面前尺前尺红面红面后尺后尺红面红面一、一个测站的观测顺序一、一个测站的观测顺序1.1.后视黑面，读取下丝（1）、上丝（2），使符合水准气泡居中，读取中丝（3）。后视黑面，读取下丝（1）、上丝（2），使符合水准气泡居中，读取中丝（3）。2.2.前视黑面，读取下丝（4）、上丝（5），使符合水准气泡居中，读取中丝（6）。前视黑面，读取下丝（4）、上丝（5），使符合水准气泡居中，读取中丝（6）。3.3.前视红面，使符合水准气泡居中，读取中丝（7）。前视红面，使符合水准气泡居中，读取中丝（7）。4.4.后视红面，使符合水准气泡居中，读取中丝（8）。后视红面，使符合水准气泡居中，读取中丝（8）。?后一前一前一后后一前一前一后:优点是可以减弱仪器下沉误差的影响。:优点是可以减弱仪器下沉误差的影响。?后一后一前一前:后一后一前一前:地面比较结实地面比较结实二、测站计算与检核二、测站计算与检核1、视距计算、视距计算?后视距 AD（9）=(1)-(2)k1后视距 AD（9）=(1)-(2)k1?前视距 AD（10）=(4)-(5)k1 (前视距 AD（10）=(4)-(5)k1 (k1=100k1=100)?前后视距差（11）=(9)-(10)前后视距差（11）=(9)-(10)?前后视距累计差（12）=前站(12)+(11)前后视距累计差（12）=前站(12)+(11)三、四等水准测量三、四等水准测量要求三等四等标准视线长度65m80m前后视距差3m5m前后视距累计差6m10m闭合差要求三等四等标准视线长度65m80m前后视距差3m5m前后视距累计差6m10m闭合差12L、4n20L、6n12L、4n20L、6n黑红尺面读数差2.0mm3.0mm高差之差3.0mm5.0mm视线高0.3m以上0.2m以上黑红尺面读数差2.0mm3.0mm高差之差3.0mm5.0mm视线高0.3m以上0.2m以上方向点名标尺读数K+黑-红高差中数黑面红面后A1前A2后-前等级观测顺序等级水准 后等级水准 后前前前前后等外水准 后后等外水准 后后后前前前前后视点前视点后视点前视点2.3457.0320.3455.1302.3457.0320.3455.1300+22.0001.902-22.0012、同一水准尺红、黑面中丝读数的检核、同一水准尺红、黑面中丝读数的检核?确定后视尺的起点：若确定后视尺的起点：若k2=4687，则，则k3=4787?后视尺读数差（后视尺读数差（13）=（3）+k2-（8）?前视尺读数差（前视尺读数差（14）=（6）+k3-（7）3、分别计算黑面、红面的高差、分别计算黑面、红面的高差?黑面尺高差（黑面尺高差（15）=(3)-(6)?红面尺高差（红面尺高差（16）=(8)-(7)?高差之差（高差之差（17）=(15)-(16)k4 k4=100检验检验4、计算高差中数（平均值）、计算高差中数（平均值）?（18）=(15)-(16)k4 四、内业计算四、内业计算本章小结本章小结summary1.了解水准测量的基本原理了解水准测量的基本原理(principle of leveling)2.基本概念：转点基本概念：转点(turning point)、视准轴、视准轴(collimation axis)、水准轴、水准轴(level axis)、水准管分划值、水准管分划值(scale value of bubble tube)、视差、视差(parallax)、控制点、控制点(control point)、视距、视距(apparent distanceor stadia)。3.熟练掌握水准仪熟练掌握水准仪(leveling instrument)的结构和使用方法的结构和使用方法4.水准路线水准路线(leveling line)的布设形式的布设形式(closed,annexed,branch leveling line)和测量方法。和测量方法。5.熟练掌握水准测量记录表格熟练掌握水准测量记录表格(table)的填写和内业计算方法的填写和内业计算方法(office work)。6.水准测量中误差的来源水准测量中误差的来源(source of errors)、检测方法和消除方法、检测方法和消除方法(elimination methods)。目的：通过理论的理解和实际操作的练习，能独立完成一条单一水准路线的四等水准测量目的：通过理论的理解和实际操作的练习，能独立完成一条单一水准路线的四等水准测量(fourth-order leveling)。