水準測量學習目標：本項目主要介紹水準測量的儀器以及水準測量的基本作業方法。要求掌握水準測量的原理、DS3水準儀的使用及其檢校方法、水準測量的內業處理；熟悉水準測量的誤差來源及削減辦法。

水準測量原理一、水準測量的原理利用水準儀提供的水平視線，同時借助水準尺，測定地面兩點間的高差，然后根據其中一點的高程推算出另一點高程的測量方法。A點:后視點B點:前視點a:后視讀數b:前視讀數A、B兩點間高差hAB為：

a>b，hAB>0，HB>HA

，B點比A點高a<b，hAB<0，HB<HA

，B點比A點低一、水準測量的原理二、計算未知點高程1、高差法測得A、B兩點間高差hAB后，如果已知A點的高程HA，則B點的高程HB為：這種直接利用高差計算未知點B高程的方法，稱為高差法。B點高程也可以通過水準儀的視線高程Hi來計算，即：二、計算未知點高程1、視線高法

如果A、B兩點相距較遠或高差較大，安置一次儀器無法測得其高差時，就需要在兩點間增設若干個作為傳遞高程的臨時立尺點稱為轉點（縮寫為TP）三、連續水準測量水準測量的方法及成果整理

一、水準點用水準測量的方法測定的高程控制點，稱為水準點，記為BM(BenchMark)。水準點有永久性水準點和臨時性水準點兩種。水準測量一般分為五個等級。一、二等屬于精密水準測量，三、四等水準屬于普通水準測量，五等屬于等外水準測量。水準儀按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀（又稱電子水準儀）。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。我國水準儀型號都以DS開頭，分別為“大地”和“水準儀”的漢語拼音第一個字母，通常書寫省略字母D.其后“05”、“1”、“3”、“10”等數字表示該儀器的精度。二、水準測量等級在水準點間進行水準測量所經過的路線，稱為水準路線。相鄰兩水準點間的路線稱為測段。閉合水準路線附合水準路線支水準路線水準路線三、水準路線1．附合水準路線（1）布設方法

如圖所示，從已知高程的水準點BMA出發，沿待定高程的水準點1、2、3進行水準測量，最后附合到另一已知高程的水準點BMB所構成的水準路線，稱為附合水準路線。三、水準路線（2）成果檢核

從理論上講，附合水準路線各測段高差代數和應等于兩個已知高程的水準點之間的高差，即各測段高差代數和與其理論值的差值，稱為高差閉合差，即

?h=

h測-（H終

-H始)

h理=（H終

-H始)

三、水準路線1．附合水準路線（1）布設方法

如圖所示，從已知高程的水準點BMA出發，沿各待定高程的水準點1、2、3、4進行水準測量，最后又回到原出發點BMA的環形路線，稱為閉合水準路線。三、水準路線1．閉合水準路線（2）成果檢核

從理論上講，閉合水準路線各測段高差代數和應等于零，即：

h理=0如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h測

三、水準路線1．閉合水準路線（1）布設方法如圖所示，從已知高程的水準點BMA出發，沿待定高程的水準點1進行水準測量，這種既不閉合又不附合的水準路線，稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量，以資檢核。三、水準路線3.支水準路線（2）成果檢核

從理論上講，支水準路線往測高差與返測高差的代數和應等于零。如果不等于零，則高差閉合差為：?h=

h往

+

h返

各種路線形式的水準測量，其高差閉合差均不應超過容許值，否則即認為觀測結果不符合要求。三、水準路線3.支水準路線如圖所示，由多條單一水準路線相互連接構成的網狀線路。三、水準路線4.水準網1、測站校核

A、變更儀器高法

是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度，測得兩次高差進行檢核。要求：改變儀器高度應大于10cm，兩次所測高差之差不超過容許值，取其平均值作為該測站最后結果，否則須要重測。

四、水準測量的測站檢查1、測站校核

B、

雙面尺法分別對雙面水準尺的黑面和紅面進行觀測。利用前、后視的黑面和紅面讀數，分別算出兩個高差。四、水準測量的測站檢查2、路線校核

四、水準測量的測站檢查普通水準測量閉合差允許值：（平坦地區）

（丘陵地區）自動安平水準儀及電子水準儀一、自動安平水準儀1、視線自動安平的原理

當圓水準器氣泡居中后，視準軸仍存在一個微小傾角α，在望遠鏡的光路上安置一補償器，使通過物鏡光心的水平光線經過補償器后偏轉一個β角，仍能通過十字絲交點，這樣十字絲交點上讀出的水準尺讀數，即為視線水平時應該讀出的水準尺讀數。f:物鏡焦距d:補償器中心至十字絲的距離

一、自動安平水準儀2、使用方法

粗平——照準——讀數使用自動安平水準儀時，首先將圓水準器氣泡居中，然后瞄準水準尺，等待2～4秒后，即可進行讀數。

一、自動安平水準儀二、電子水準儀簡介電子水準儀的主要優點是：（1）操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數字顯示測量結果。（2）整個觀測過程在幾秒鐘內即可完成，從而大大減少觀測錯誤和誤差。（3）儀器還附有數據處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測結果輸入計算機進入后處理，實現測量工作自動化和流水線作業，大大提高功效。1．電子水準儀的觀測精度電子水準儀觀測精度高，如瑞士徠卡公司開發的NA2000型電子水準儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測得高差中數的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測得高差中數的偶然中誤差為0.4mm。2．電子水準儀測量原理簡述與電子水準儀配套使用的水準尺為條形編碼尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準儀中裝置有行陣傳感器，它可識別水準標尺上的條形編碼。電子水準儀攝入條形編碼后，經處理器轉變為相應的數字，在通過信號轉換和數據化，在顯示屏上直接顯示中絲讀數和視距。一、電子水準儀3．電子水準儀的使用

NA2000電子水準儀用15個鍵的鍵盤和安裝在側面的測量鍵來操作。有兩行LCD顯示器顯示給使用者，并顯示測量結果和系統的狀態。