咦！水准仪原来这么简单啊！看完不仅懂了操作，还懂了原理

一、水平测量原理

1. 水准测量的基本原理

目的：测量两点之间的高差

仪器：水准仪

原理：利用水准仪提供的水平视线观察竖立在两点之间的水准尺，并通过其中一点（M高程计算的另一点)(N点)高程。

2. 水准测量观测方法

(1)高差法: 在M、N两点之间放置水准仪，M、N两点分别竖立水准尺，用水准移的水平视线读取M点、N点上的读数a、b，两点的高差是

a：后视读数(后视观测读数)；

b：前视读数(前视观测读数)。

M：后视点

N：前视点

(2)视线高法(单站多测法)

安置一次仪器可以测算多个点高程的方法。首先算出水准仪的视线高程Hi，然后计算每个点的高程：

bj为第j读数为个前视点，Hj为第j前视点的高程。

该方法常用于路线纵断面测量。

3. 连续水准测量(路线水准测量)

应用前提：两个待测点之间的距离较远，高差较大，或中间有障碍物。

方法:添加几个临时立尺点(称为转点)ZD），相邻两点之间的高差，取每个高差的代数得到起终两点之间的高差。

则M、N两点的高差是

4. 提高精度的观测方法

中间法观测:各测站前后视线长度大致相等

二、水准仪

1. 水准仪:提供水平视线(平行地面水平面)的设备

2. 水准仪类型：

(1)微倾水准仪

(2)自动安平水平仪

(3)电子标准仪

3. 水准仪表示方法(国产仪器)

DSn：D表示地球测量S表示水准仪，n仪器的精度用数值表示n仪器精度越小越高。DS0.5,,意味着每公里往返测量高差中数的偶然误差小于或等于0.5mm。

4. 常用水准仪的等级划分及主要用途

5. 水准仪的主要结构组成

三部分：

(1)望远镜 (2)水准器 (3)基座

望远镜是主要部件。WILD NAK-0X型水准仪

6. 望远镜的组成及其成像原理

望远镜由四个主要部分组成：物镜、目镜、光凹透镜和十字丝。

成像原理:目标是通过物镜和对光凹透镜的作用，在镜筒内倒立缩小实像。通过调整对光凹透镜，图像可以清晰地形成在十字丝平面上。

(望远镜放大倍数)

目镜的作用：放大，人眼经过目镜，可以看到目标的小实像与十字丝一起放大的虚像。

交叉线的功能：提供准确目标的标准。中心交点与物镜光心的连接称为视线轴，即视线。玻璃板上的上下短线称为视距线。水平测量是指当视线水平时，用中间水平线截取水平尺读数。

视准轴:物镜光心的中心交点和连线 (水准仪四轴之一)

垂直轴：望远镜底部与底座相连的轴的中心线。（四个轴线之一）

7. 水准器

(1)水准器的用途:

测量视线是否水平，垂直轴是否垂直。

(2)水准器类型:水准箱和水准管

粗调整平采用标准盒，精密整平采用标准管。

(3)水准箱轴：

球面法线(水准箱顶面中心(水准箱零点)(水准仪四大轴线之一)。

(4)水平管轴：

水准管弧中心点(水准管零点)与顶弧内壁相切的直线(水准仪四大轴线之一)。

（5）水准器灵敏度：

用划分值表示，即当气泡移动时2mm时，水准盒（管）轴相应倾斜的角度。

8. 水准尺

用途：水准测量目标点观测

类型：塔尺和板尺。塔尺可伸缩，塔尺一般长3米，由三节组成。板尺一般为2米。

标准尺的刻度和标记：

精度比较：板尺精度高于塔尺。

途：板尺一般用于三、四等水平测量，塔尺用于等外水平测量。

使用注意事项：使用前，应识别尺刻线与数字的位置关系，是否为正、倒数字，尺底值。对于塔尺，使用两个以上部分时，应注意两个接口位置是否对齐，卡簧是否卡住。

三、水准仪使用方法

注：如何识别和消除视差？

用脚螺旋找平仪器

视差的根本原因：目标图像与十字丝划分板不一致！

标准尺读数法：

四、实施标准测量

1. 水准点及其选择

水准测量必须有已知的水准点(即已知的高程点)BM表示，如BM0、BM1等）

标准点选择：结合测量区域标准点的分布、测量点的分布、地形和地形，选择路线形式。

标准点类型：永久性和临时性

水准点制成：依永久性及临时性水准点而制做。

1. 水准点及其选择

   水准测量必须有已知的水准点(即已知的高程点)BM表示，如BM0、BM1等）

标准点选择：结合测量区域标准点的分布、测量点的分布、地形和地形，选择路线形式。

标准点类型：永久性和临时性

水准点制作：根据永久性和临时性水准点制作。

1. 水准点及其选择

   水准测量必须有已知的水准点(即已知的高程点)BM表示，如BM0、BM1等）

标准点选择：结合测量区域标准点的分布、测量点的分布、地形和地形，选择路线形式。

标准点类型：永久性和临时性

水准点制作：根据永久性和临时性水准点制作。

2. 水平路线布置

附水准路线

（3）分支水平路线：从一个水平点开始，沿线测量各待定点，其线路既不关闭原已知点，也不附加到另一个已知点。相反，通过往返观测来检查观测差。理论上，往返高差应等于绝对值，而符号则相反。

(4)结点水平网:由多条单水平线连接而成的图形。可分为附加水平网和独立水平网。

3. 水准测量施测

（1）观察和记录：采用连续水平路线测量方法进行测量。点与点之间的距离取决于视觉条件、读数清晰度和尺子范围内的视线，通常是50~100米。注：待测点必须立尺观察。记录每个测站的后视读数和前视读数。注：记录方法

(2)检查测量结果

1）计算验证：检查计算结果是否错误：高差计算结果；公式是否正确等。

2）测站校准：对各站的观察和记录进行现场校准。校准方法包括：变更仪器高法、双面尺法或双仪器法；

3）路线验证：根据计算的闭合差，比较规定的允许误差，判断观测精度是否合格。

平地

(L 是水平路线的总长度km）

山地

(n为测站总数)

4. 水准测量的高程计算

(1)高差闭合差计算

在路线校核栏中计算闭合差和闭合差允许值。

(2)高差闭合差分配及高程计算

当导线闭合差满足技术要求时，可以进行闭合差分配。分配原则：改正数v与测站数n(或路线长度L）与闭合差成正比，即

H0：已知点的高程，Hi纠正之前的高程值。

五、水准测量的误差来源及削减措施

六、标准仪校准

1. 水平仪轴线的几何关系

(1)水平箱轴平行竖轴；

(2)横丝垂直竖轴；

（3）水准管轴平行视准轴。

2. 检验方法：

(1)检查水准盒轴是否与垂直轴平行: 将水准盒的气泡调平到中间，然后旋转望远镜180度。如果气泡仍在中间，两轴平行。

（2）检查横轴是否垂直于垂直轴： 将横线左端对准一个目标，旋转水平微螺旋将目标移动到横线右端。如果目标仍在横线上，则表示两个轴垂直。

（3）检查标准管轴是否平行。视准轴: 在已知高差的两点之间架设仪器，使仪器之间的距离大于两点。首先，观察其中一点尺的读数a，并根据a计算仪器对另一点的读数b。然后观其进行观b’，利用b’、b两个测点之间的距离DMN两轴的夹角可以计算出来γ (单位为秒) γ 不平行超过20秒。

七、其他用于水准测量的仪器

1.精密水准仪

光学测微器

2.自动安平水平仪

自动补偿装置，补偿视准轴有轻微倾斜带领误差。

3.电子水准仪(数字水准仪)

分光镜和探测器 条纹编码尺 图像处理电子系统。自动读数、记录和计算。

4.激光水准仪

激光发射器，测量两点之间的距离。

5.全站测量仪

光学理论 几何理论 计算机理论 计算方法。角度（水平角和垂直角）和距离（斜距、水平距离和高差）可同时测量，并可自动计算待测点的三维坐标。