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数字测图原理与方法第4章 水准测量和水准仪 2007年9月 第4章 水准测量和水准仪 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： 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 3.地球曲率和大气折光的影响 三、地球曲率和大气折光的影响 § 4.2 水准仪和水准尺水准测量所使用的仪器为水准仪，所使用的工具为水准尺和尺垫。 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） 一、水准仪的基本部件 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 (1)望远镜由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成 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！ （2）水准器水准器分为圆水准器和管水准器两种。管水准器—用来指示视准轴是否水平 0 点 2mm DS3水准仪常采用符合水准管系统——目的是提高水准管气泡居中的精度 （3）基座 基座通过连接螺旋与三脚架相连 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 水准仪的主要构造特点 水准仪的主要轴线： ①视准轴CC ②水准管轴LL ③圆水准器轴 ④仪器竖轴VV 必须满足的几何条件： ① ∥VV ②十字丝横丝⊥ VV ③ LL ∥ CC 2. 水准尺和尺垫（1）水准尺有单面尺、双面尺、塔尺三种（2）标准水准尺为一对双面尺， 其中: A尺和B尺黑面0-3m; A尺红面4.687-7.687m, B尺红面4.787-7.787m。（3）尺垫半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点位置。 3. 水准仪的使用为测定A、B两点的高差，首先将水准仪安置在A、B两点之间，然后按以下四个步骤进行操作： （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。 （2）瞄准（瞄准水准尺） 首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰，转动望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺旋使目标清晰。注意消除视差！ 什么是视差？产生的原因？如何消除？ （3）精平（精确整平） 在每次读数之前，都应注视符合水准气泡观测窗，转动微倾螺旋使水准管气泡居中，即符合水准器的两端气泡影像对齐，只有当气泡已经稳定不动而又居中的时候，水准管轴水平，视准轴亦水平，即提供了一条水平视线。 （4）读数（精确整平） 仪器精确整平后，即可用十字丝横丝（即中丝）在水准尺上读数。 读数按由小到大的方向，读出米、分米、厘米、并仔细估读毫米数。 读数记录一般均不加小数点，读记四位数，以毫米为单位。 黑面读数a=1274（mm） 红面读数 b=5958（mm） §4.4 水准测量方法一、水准测量的外业实施 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。 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。 2. 待定点高程的测量和计算检核 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 。 3. 测站检核 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： 红面读数高差： 红黑面高差之差： 最后高差中数： （2）双仪高法：改