第二章水准测量.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第二章第三章第四章 第二章水准测量.精品文档.第五章 水准测量本章提要:本章主要介绍水准测量的原理；水准仪构造、使用及其检校；水准路线施测方法及成果处理；水准测量误差来源及消除方法；自动安平水准仪、精密水准仪的基本构造和使用。21 高程测量概述一、高程测量的概念地面上某点的高程是这个点沿着铅垂线方向至大地水准面的距离。高程是确定地面点位置的基本要素之一，测定地面上各点高程或两点之间的高程差的测量工作叫做高程测量。二、高程测量的种类高程测量的方法有水准测量、三角高程测量、GPS、气压高程测量等几种。水准测量是利用仪器的水平视线来确定地面点的高低

2、起伏；三角高程测量是测量竖直角及水平距离以求定两点之间高程差的方法；气压高程测量是利用气压计测定两点之间高程差的方法。水准测量精度较高，是高程测量中最主要的方法。全站仪的普及，使三角高程广泛地运用在高程测量中。随着GPS技术的推广和运用，用GPS测量可以直接确定点的三维坐标。气压高程测量精度较差，在工程测量中很少使用。三、水准原点为了建立全国统一的高程系统，我国国家测绘总局在青岛建立验潮站，在近岸一点上利用水位标尺长期记录海水潮汐的水位升降。根据多年的记录求出这个点的平均位置，即平均海水面，作为全国高程系统的起算面，称为黄海平均海水面。在验潮站附近地面埋设固定标志，用精密水准测量的方法与验潮站

3、的水位标尺相联系，测定它的高程，作为全国高程的起点,称为水准原点。标志的式样如图2-1所示，为平截锥形花岗石柱，玛瑙标心，上加铜盖保护，铜盖上又加石盖。国家测绘局国测发1987198号文关于启用1985国家高程基准及国家一等水准网成果的通告中规定：1985国家高程基准是采用青岛验潮站1952年至1979年验潮资料计算确定的，依此推算的青岛国家水准原点高程值确定为高出该基准72.260m。 图2-1四、水准点 从青岛水准原点出发，在全国各地埋设一系列永久性的稳固的标石，并用精密水准测量方法测定这些标石点的高程。这些具有国家统一高程的稳固点，称为水准点，常用“BM”表示。我国按一、二、三、四等不同

4、精度的水准测量建立各级国家水准点，沿河流、交通线路遍布全国。水准点的高程用水准测量方法从水准原点引出，逐级测定。由于各级水准点的用途及精度要求不同,因此对各级水准测量的路线布设、点的密度、使用仪器及具体操作在规范中都有相应的规定。国家水准点的标志或标石，如图所示，一般有： （a）金属水准标志（b）墙上水准标志（c）混凝土基本水准标石图为了进一步满足工程建设和地形测图的需要，以国家三、四等水准点为起始点，进行工程水准测量或图根水准测量，通常统称为普通水准测量，也称等外水准测量。普通水准测量的精度较国家等级水准测量低一些，水准路线的布设及水准点的密度可根据具体工程和地形测图的要求而灵活设置，并根据

5、需要可埋设临时木制水准点和混凝土永久性水准点，其式样如图所示。 图2-3除此之外，根据需要，还可在岩石、大树根、桥台或其他固定建筑物基础上设置水准点。22水准测量原理图4中，已知点高程 ，欲求点高程 。若能够设法求出A、B两点的高差，即A、B两点高程的差值,就能根据点高程 推算出点高程 。在、两点间安置一台能提供水平视线的仪器水准仪，在、两点上竖立有刻划的尺子水准尺。根据仪器的水平视线，在点尺上读数，设为a ，在点尺上读数，设为b 。则点对点的高差 （）待求点的高程 （）设测量前进方向为至。每一仪器位置称为一测站。在每一测站上，与测量前进方向相反的观测方向，称为后视方向，后视方向上的观测点称为

6、后视点，后视点上尺读数称为后视读数，用表示。与测量前进方向一致的观测方向，称为前视方向，前视方向上的观测点称为前视点，前视点上尺读数称为前视读数，用表示。换句话，在已知高程点上水准尺读数称后视读数，在待定高程点上水准尺读数称前视读数。 高差的符号有正有负，当点比点高时，前视读数比后视读数要小，高差为正；当点比点低时，则前视读数比后视读数要大，高差为负。由式（）根据高差推算高程，称为高差法 图4 在地形测量和各种工程的施工测量中，安置一次仪器常常要求出许多点的高程。这时，为便于计算，可以先求出水准仪水平视线的高程，简称视线高程，再分别计算各待定点的高程。视线高程 （）待定点高程 （）由式（）利用

7、视线高程推算高程，称为仪高法。当两点相距很远或高差较大时，安置一次仪器不可能测定其高差。此时必须将地面点分成若干段，多次放置仪器，才能完成施测任务。 图25如图25所示，已知水准点的高程，欲测定点高程。在起、终点中间，逐段安放仪器，测出各段高差：以上各式相加： (2-5)从图5中可看出各段高差的代数和即终点对于起点的高程差。 （2-6）公式（6）就是重要的三项相等关系式，它可以说明任何一段水准路线，在该段路线上终点对起点的高程差等于各段高差的代数和又等于后视读数之和减前视读数之和。三项相等关系式是用来检查、校核水准测量记录计算的重要公式。 图5中，ZD1、ZD2、ZD3、各点是水准测量过程中的

8、临时选定的立尺点，既有前视读数又有后视读数，起传递高程作用称为转点，用（Z）或表示。转点的位置必须选在比较坚实而且便于观测前后视的地方。施测中如地面比较松软，应该放尺垫，在踩实的尺垫上立尺，可防止转点下沉。在施测中有些点不起传递高程作用，并且只有一个读数，则该点称为中间点。中间点上的尺读数叫做中视读数，也有称插前视。综上所述，水准测量就是利用水准仪的水平视线，在高程已知点上读取后视读数，在待求点上读取前视读数，计算高差或视线高程，再根据高差或视线高程推算待求点的高程。必须指出，只在视线水平时上述原理才成立。视线水平是水准测量必须满足的基本条件，为水准测量提供水平视线的仪器叫水准仪。23 水准测

9、量的仪器和工具 水准测量常用的仪器和工具有水准仪、水准尺和尺垫。一、水准仪的类型水准仪按其精度划分，可分为05，1，3等。、分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，通常可以省略而只写，05、1、3是指仪器所能达到的每公里往返测高程偶然中误差，单位是mm。其型号及主要用途见表。 表 水准仪系列型号S05S1S3每公里往返测高程偶然中误差0.5mm1mm3mm主要用途国家一等水准测量及科学研究工作国家二等水准测量及其它精密水准测量国家三、四等水准及一般工程水准测量 二、DS3型微倾式水准仪由水准测量原理可知，水准仪必须能提供一条水平视线。不论何种类型的水准仪，都是根据这一要求制造的。图

10、2-6是常用的微倾式S3 型水准仪。 图26 微倾水准仪由望远镜、水准器、支架、基座和三脚架构成。下面分别介绍微倾水准仪的各部结构。 （一）望远镜望远镜是提供水平视线和进行照准读数的设备。它主要由物镜、十字丝、目镜、对光透镜和对光螺旋等部分组成。现代望远镜的物镜、目镜、对光透镜都采用组合透镜，图2-7是S3 型水准仪望远镜的构造剖面图。图27 十字丝分划板装在十字丝环上，用三个或四个校正螺丝固定在望远镜筒上，分划板上竖直的一根丝，称为竖丝，中间一根长横丝称为中丝，上下两根短横丝称为视距丝，用来测量仪器和目标之间的距离。十字丝用来精确地对准目标和读取读数。 十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴

11、，即通常所说的“望远镜视线”。所谓视线水平，就是指视准轴水平。 物镜光心与目镜光心的连线称为光轴，望远镜筒的对称轴称为几何轴。良好的望远镜，视准轴、光轴、几何轴三者应重合，在对光过程中就不会改变视准轴的位置，保证观测的正确结果。 对于眼睛视力的调节：用目镜对光螺旋看清十字丝。对于物体的调节：用物镜对光螺旋看清物像。物像平面与十字丝平面不重合而产生的视像错动现象，造成读数误差，称为视差。视差对测量精度影响较大，必须消除。消除视差的方法，当看清十字丝后，眼睛不眨动，保持观测者的明视距离不会改变，转动物镜对光螺旋，当物像最清晰时，使物像应在十字丝平面上，可以消除视差。眼睛在镜外动一下，检查是否有视差

12、存在，如果还有视差，而物像又很清晰，说明原来十字丝未看得很清晰，故再微调目镜对光螺旋，如此则可顺利消除视差。 (二)水准器 1、管水准器管水准器简称水准管，如图2-8所示，为一圆柱形玻璃管，管内表面的纵向被研磨成具有一定半径的圆弧，管内充以乙醚和酒精的混合液，装满后加热，液体膨胀而溢出一部分后封口。冷却后，由于液体体积缩小，形成一充满蒸气的泡，称为水准管气泡，简称气泡。因重力作用，气体比液体轻，所以气泡向高处游动。当管内液体的自由表面成水平时气泡就位于中央。图 2-8 水准管内表面纵向圆弧的中点，称为水准管零点。过零点与纵向圆弧相切的直线，叫水准管轴，如图2-8中L-L。当气泡中心M与零点重合

13、时，为气泡居中，此时L-L处于水平状态。水准管表面有刻划线，单位刻划线对应的圆心角称为水准管的精度，用表示。水准仪的水准管精度为。 2、符合水准器 为了提高判定气泡居中的准确度和提高工作效率，现代水准仪都采用符合棱镜水准器，简称符合水准器，如图2-9(a)所示。在水准管的上方有一组棱镜，通过棱镜将气泡两端1/4弧的影像折射到一起。当气泡居中时，两端1/4弧的影像符合到一起形成圆弧，如图2-9(c)的上图；气泡不居中时，影像错开，如图2-9(b)。图 2-9 为了获得水准仪的水平视线，要求水准管轴与视准轴相互平行，为此将水准器与望远镜连成一个整体，管水准器通过四个校正螺丝联结在望远镜旁边，以检查

14、和校正水准器，使之达到这一要求。 3、圆水准器圆水准器，简称圆水准，又叫水准盒，如图2-10所示。图 2-10圆水准器顶面内壁是半径为0.5m2m的球面，球面中央刻有78mm的小圆圈。圆圈的中点即是圆水准器的零点。过零点的法线即是圆水准器的轴线称圆水准轴，常以L0 -L0 表示。气泡居中，L0 -L0 处于铅直状态。圆水准轴与水准仪旋转轴，即竖轴平行，圆水准轴铅垂时，竖轴铅垂，水准仪基本处于水平状态。通过调整微倾螺旋，使管水准轴水平，从而使视准轴水平，得到水平视线。 (三)支架和基座在望远镜与符合水准器的结合体下，有一支架。支架的一端用有弹性的钢片与望远镜连结固定，另一端装有微倾螺旋，可以使望

15、远镜连同水准管在竖直面内作微小转动(一般为1015)。 为了支承并水平转动仪器，需要一个基座。仪器的竖轴与支架连成一个整体插入基座的轴套里，使望远镜能绕竖轴转动。为了控制其转动，使视准轴易于对准目标，在竖轴与基座之间，装置一套制动、微动螺旋，其构造如图2-11所示。微动架G1 G2 与望远镜相连，当拧紧制动螺旋时，制动片压紧基座轴套，使望远镜不能转动。此时如果旋转微动螺旋，由于微动弹簧的作用，竖轴连同制动套环一起作微小转动。当松开制动螺旋时，微动螺旋也将失去其使望远镜微动的作用。图 2-11 基座部分主要由轴座、脚螺旋和联结板所组成，起到能支承仪器上部和与三角架的连接作用。 (四)三脚架三脚架

16、简称脚架，如图2-12所示。脚架顶部称为架头，架头上有中心连接螺旋(也有些仪器的中心连接螺旋在仪器箱中)，用它将水准仪牢固地连接在架头上。架腿多为伸缩式，松开蝶式螺旋可调节架腿长度。图 2-12三、自动安平水准仪自动安平水准仪是用设置在望远镜内的自动补偿器代替水准管，观测时，只需将水准仪上的圆水准器气泡居中，便可通过中丝读到水平视线在水准尺上的读数。由于仪器不用调节水准管气泡居中，从而简化了操作，提高了观测速度。 四、水准尺和尺垫水准尺简称标尺，供仪器读数用，选用优质木料或玻璃钢制成。标尺要求顺直，刻划准确、清晰。常见的形式有直尺(整体式标尺)和塔尺两种形式，如图2-13所示。图 2-13 直

17、尺长3m。塔尺全长5m，由三段尺套插而成，携带方便，但接合处易损坏，造成尺长不准，而影响测量精度。 测量时为了使标尺竖直，尺上装有水准器，直尺还装有手环。 尺的刻划是红白格或黑白格相间，每一格1cm或0.5cm，每5cm组成一个分划组，分划组型式多样，如图2-13所示。水准尺的零点一般都在尺底部，由零点起往上每1dm处均注有数字。dm的位置有的尺在字头，有的在字脚，也有其他形式的。注字有正字和倒字两种，超过1m的加注圆点或菱形点。点数代表米数，如表示1.7m。也有用数字表示米数和分米数的。还有一种水准尺称为双面水准尺，尺的一面是黑白刻划，尺底端起点为零，另一面是红白刻划，尺底端起点不为零，而是

18、一常数K。双面尺一般成对使用，一根尺常数为4.687，另一根尺常数为4.787。利用黑红面尺零点差可对水准测量读数进行检核，双面尺用于三、四等精度以下的水准测量中。为了使立尺点固定不移位，水准尺一般立在尺垫上。尺垫分地钉和尺台两种型式，其一般形式如图2-14所示，用铁铸成。不同等级的水准测量，规定用不同重量的尺垫。中间凸出部位为立尺点。在水准测量中，为使高程得到可靠的传递，转点在前后视中不能移位，故常用尺垫作转点。使用时把它牢固地踏在地面上，在其突起的顶部立水准尺。图 2-1424水准仪的使用一、微倾式水准仪的安置与使用（一）置镜 首先将仪器箱平放在地上，将三脚架皮带松开，并抽出伸缩腿，按需要

19、调节架腿的长度，然后叉开三腿，斜度要适当，不得过陡或过缓，架头大致水平且与操作者肩部大致平齐。开箱，认清仪器在箱中的位置，松开制动螺旋，双手握住仪器(一只手握望远镜，一只手握基座)，取出安放在架头上。为确保安全，握住望远镜的手不要松开，另一手旋紧中心连接螺旋，使仪器与架头可靠联结，此时握住望远镜的手才能松开。在斜坡上安置仪器时，两个架腿要放在下坡方向。 (二) 使竖轴竖直“粗平” 1、使圆气泡大致居中水准仪架腿围绕架头，可先后、左右转动。先固定两个架腿，移动一条架腿使圆气泡大致居中，如图2-15所示，气泡随架腿的移动方向而运动。图 2-15 2、仔细调整圆气泡居中将望远镜平行于任意两个脚螺旋，

20、如图2-16中、。相对旋转、，使圆气泡移到圆水准器中心并垂直于、的连线上，如图示气泡由ab，再旋转脚螺旋，使气泡居中，即气泡由bc。图 2-16 当两手同时旋转两个脚螺旋时，两手应相对方向转动，气泡会迅速移动。利用脚螺旋使圆水准气泡居中的规律是以左手大拇指为准，气泡移动的方向与左手大拇指转动方向一致。 (三) 瞄准 1、将望远镜对向背景较亮处(如白墙)，转动目镜对光螺旋，看清十字丝，注意看清而不仅仅是看见。 2、大致瞄准大致对光 利用望远镜筒上的照门和准星，如“射击”那样对准目标，转动物镜对光螺旋初步看清标尺或标尺附近景物。有时虽然已经瞄准了标尺，但由于标尺或附近景物未成像于十字丝平面上，所以

21、仍然看不清标尺，在镜外大致瞄准目标后，要立即调节物镜对光螺旋。在视场内看见标尺或附近景物时，再转动望远镜大致瞄准，在镜内看见标尺时，固定制动螺旋。 3、准确对光准确瞄准 大致瞄准后，再转动物镜对光螺旋，使标尺分划清晰，转动微动螺旋使十字丝竖丝对准水准尺或靠水准尺一边，仔细对光，消除视差。 (四) 精平精平就是使望远镜视线精确地处于水平状态，这是能否读取正确读数关键一步。转动微倾螺旋，使符合水准气泡影像符合对齐。符合气泡左半部的影像移动方向与右手大拇指转动微倾螺旋方向相同。如图2-17所示。 图 2-17 （五）读数符合气泡像符合，立即读出横丝截在尺上的读数。“精平”与“读数”这两步不允许再有其

22、他工作干扰。为求得准确结果，应先估读毫米数，然后依次读出米、分米、厘米，加上估读的毫米，如图2-18所示，先估读4mm，再读出1.35m，全读数是1.354m。为了记录方便，常将小数点省略，读为1354，每次读够四个数码，如0.995m读为0995。 图 2-18 如为倒像望远镜，读尺要由上而下、由小到大的读数。 在旋转微倾螺旋时，速度不宜快，力求均匀，手眼配合，要有轻重感。为了使水准仪很快地精平，避免当望远镜从一方转到另一方时，气泡位置偏离过大，或者看不到气泡，应预先确定出微倾螺旋的标准位置(零点)，并作标记，这样就可以缩短精平的时间。每测站结束后，将微倾螺旋恢复到标记位置附近，以便于下一次

23、精平。二、自动安平水准仪的使用自动安平水准仪的使用与微倾水准仪的基本操作大致相同。首先利用脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将望远镜瞄准水准尺,补偿器开始工作秒钟后，就能使视线自动安平，即可用十字丝横丝进行读数。有的仪器的目镜下面各有一个与补偿器连结的按钮，观测时，用手轻轻按动按钮，观察尺上读数有无变动，如无变动，则说明补偿器处于正常工作状态，否则必须进行修理。有的仪器没有这种按钮，则可微微拧动脚螺旋，使望远镜倾斜，此时读数应和原来读数一样，否则说明补偿器发生故障，需进行修理。自动安平水准仪的补偿器中的金属吊丝相当脆弱，因此使用时要防止剧烈震动以免损坏。25 水准测量的方法 一、水准测量的方法和记

24、录水准点布设完毕，既可按拟定的水准路线进行水准测量。图219为一般水准测量的实测例子。具体施测步骤如下：在离BMA适当距离处选择点ZD1，安放尺垫，在BMA 、ZD1两点上分别竖立水准尺。在距BMA点和ZD1点大致等距离处安置水准仪，瞄准后视点BMA，精平后读得后视读数a1为1.732，记入水准测量手簿（表2-2）。旋转望远镜，瞄准前视点ZD1，精平后读得前视读数b1为0.571，记入手簿。计算出BMA 、ZD1两点高差为+1.161m。此为一个测站的工作。ZD1上的水准尺不动，将BMA点水准尺，立于点ZD2处，水准仪安置在ZD1、ZD2点之间，与上述相同的方法测出ZD1、ZD2点的高差，依次

25、测至终点B。图219表22为用高差法计算高程的记录手簿。 表 2-2点号后视读数前视读数高 差高 程（m）备 注BMA173240.093BMA的高程为绝对高程,本表使用单位为m。+1161ZD11526057141.254+0921ZD21624060542.175+1012ZD30713061243.187-0921ZD41314163442.226-1598B291240.668校核计算a=6909a-b=+0575b=6334h=+0575HB-HBMA=+0575在测量中安放仪器的位置称为测站；用仪器观测的目标叫测点。测点可用它的编号（点号）或用点的里程数表示。测点与测站在以后各章的

26、记录手簿中经常用到。水准测量的记录计算应该正确无误，所以必须进行记录的校核工作。如用公式检校记录，所得结果与记录上的数据不完全相等时，则说明记录的计算有错，应细心的检查每个计算数据。在这里应注意上述方法只能用来检查记录计算有无错误，不能检查测量成果的精度是否合格。由于地区和应用习惯的差异以及施测目的不同，各部门所用的记录手簿往往不一样，但是主要的项目基本相同。初学者只要掌握了基本的形式，将来工作熟悉后就能举一反三。在进行水准测量记录时，要做到“三要”：1、要复诵：读数列入记录时，边记边复诵，避免听错记错。如观测者兼作记录时，记完后可再看一下标尺读数，以资复核；2、要清楚：按规定格式填写，字迹清

27、晰端正，字高为横格高的2/3，不要挤满格子。点号要记清，前、后视读数不得遗漏，不得颠倒。3、要原始记录：在现场当场用铅笔填写在记录簿中，不得誊抄，以免转抄错误。写错的数字，应在错的数字处画一横线，将正确数字写在上方，不得用橡皮擦改。二、水准测量的测站校核方法 测站校核是检查在每个测站上所测得的高差是否符合精度要求，把超限的结果作废，以免由于各测站上的大误差而引起总高差超限，造成返工。当测站高差符合精度要求时才能采用，取其平均值作为最后观测结果，这样可提高精度。常用的校核方法有： 、改变仪器高法在一个测站上，观测后视和前视，求得第一次高差 ，再改变仪器高度，重复测一次，得第二次高差 当，符合要求

28、，取其平均值作为最后结果，如超限则重测。2、双面尺法仪器的高度不变，利用一台水准仪和双面水准尺，观测双面尺黑面与红面的读数，分别计算黑面尺和红面尺读数的高差，四等水准测量红黑面高差之差应，取其平均值作为最后结果。否则，需要检查原因，重新观测。上述测站校核只能发现读数有无错误，但不能发现诸如立尺点变动、前视读数时忘记调节气泡像符合等错误，也不能评定一条水准路线的精度。 三、水准路线水准测量进行的路线，称为水准路线。在水准测量中，为了避免观测、记录和计算中发生人为粗差，并保证测量成果能达到一定的精度要求，必须布设某种形式的水准路线。利用一定的条件来检核所测成果的正确性。在一般的工程测量中，水准路线

29、主要布设形式有以下三种：1、附合水准路线如图220（a）所示，从高级水准点开始，沿待定高程点、诸点进行水准测量，最后附合到另一个高级水准点所构成的水准路线，称为附合水准路线。从理论上说，附合水准路线上各点间高差的代数和，应等于两个高级水准点间的已知高差。2、闭合水准路线如图220（b）所示，从水准点出发，沿待定高程点、诸点进行水准测量，最后回到水准点的环形路线，称为闭合水准路线。从理论上讲，路线上各点之间的高差代数和应等于零。图2-203、支水准路线如图2-20（c），从已知水准点出发，沿待定高程点进行水准测量，这样既不闭合又不附合的水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往、返观测，以资检

30、核。以上简述的三种水准路线的布设形式，可根据需要进行选择。这三种形式本身就包括了校核内容。26 水准测量成果计算 水准测量成果计算时，要先检查野外手簿，计算各点间高差。经检核无误，则根据野外观测高差计算高差闭合差。若闭合差符合规定的精度要求，则调整闭合差，最后计算各点的高程。 一、高差闭合差的计算 1、闭合水准路线 闭合水准路线的高差代数和理论值为 (2-7)而实测高差之和不一定为零，即产生高差闭合差： = （2-8）2、附合水准路线 附合水准路线的各待定高程点间高差的代数和在理论上应满足： (2-9) 式中 h 附合水准路线两端水准点高差的精确值； 终点的已知高程； 起点的已知高程。 和是高

31、级水准点的高程，其误差对低一级的水准测量来说可以忽略不计。所以计算闭合差时不考虑其误差的影响。在实际测量中会产生误差，因而实测高差与按(2-10)式算得的并不符合，即产生高差闭合差 (2-10)式中 高差闭合差； 附合水准路线两端水准点高差的实测值。 支水准路线对于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，所以其闭合差即是， (2-11) 二、高差闭合差容许值的计算对于五等水准测量，新建铁路工程测量规范（TB10101-99）规定，则容许闭合差按公式（2-12）计算。 (2-12) 式中 L水准路线长度，以千米计。在山区当其平均每千米单程测站多于25个测站时，则往返测高程容许闭

32、合差按(2-13)式计算。 (2-13)式中 n两水准点间单程测站数工程测量规范规定，图根水准测量容许闭合差按下式计算。 （2-14） （2-15）式中 L水准路线长度，以千米计。 n测站数。 当时，说明符合精度要求，观测成果可用，但必须进行闭合差的调整。 上述水准路线的高差闭合差和闭合差的容许值的计算，在外业工作现场必须进行，以用来检查观测成果的精度。符合要求时，该项工作方告结束，否则返工重测。 三、高差闭合差的调整 高差闭合差的调整是根据对同一条水准路线进行的等精度观测（即各测站或每千米产生的误差相等）的假设进行计算。闭合差的调整原则是将闭合差按相反的符号按测站数或距离成正比例分配于各段高

33、差上。 、按测站数分配 (2-16) 式中 第测段的高差改正数； N 水准路线的总测站数； 第测段的测站数。 按距离分配 (2-17) 式中 D 水准路线的总长； 第测段的长度。 因值很小，分配时D和d可以10m、100m或千米为单位进行计算。 改正数算出后，必须加以适当调整，使改正数之和与闭合差的绝对值相等，而符号相反。即 (2-18) 改正数经调整满足(2-18)式的要求后，计算观测高差与其改正数之和，求出改正后的高差，然后按改正后的高差计算各点的高程。 【例】按表2-3所列闭合水准路线的成果，调整高差闭合差，并计算高程。 (1)高差闭合差的计算 =h测 =+0.024m=+24mm (2

34、)容许闭合差的计算 闭 合 水 准 路 线 闭 合 差 调 整 表 2-3测 点测站数实测高差（m）高差改正数（mm）改正后的高差（m）高程（m）备注BM14-1.999-6-2.00557.141BM1的高程为已知A55.1363-1.430-4-1.434B53.7025+1.825-8+1.817C55.5194+1.628-6+1.622BM157.14116+0.024-2400 ，闭合差可以调整。 (3)高差改正数的计算每个测站的改正数 检核： =(-6)+(-4)+(-8)+(-6)=-24mm (4)求改正后的高差 h1改 =(-1.999)+(-0.006)=-2.005m

35、h2改 =(-1.430)+(-0.004)=-1.434m h3改 =(+1.825)+(-0.008)=+1.817m h4改 =(+1.628)+(-0.006)=+1.622m 检核： h=(-2.005)+(-1.434)+(+1.817)+(+1.622)=0 (5) 计算高程 HA =57.141-2.005=55.136m HB =55.136-1.434=53.702m HC =53.702+1.817=55.519m BM1 =55.519+1.622=57.141m 检核无误27 水准仪的检验与校正水准仪经长期使用或长途运输后，仪器各部件相对位置可能发生变化，为保证测量成

36、果的正确性，必须对水准仪进行定期检验与校正。 一、微倾水准仪的检验与校正根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线，才能正确地测出两点间的高差。图221示，微倾水准仪应满足的主要条件是：、 圆水准器轴（LL）应平行于仪器竖轴（VV）；、 十字丝横丝应垂直于仪器竖轴（VV）；、 水准管轴（LL）应平行于视准轴（CC）。（一） 圆水准器轴应平行于仪器竖轴图2-21、检验方法 设圆水准器轴与竖轴不平行，它们相差一个角。首先转动脚螺旋使圆气泡居中，如图2-22(a)，这时圆水准器轴处于铅垂位置，但竖轴与铅垂方向偏离一个角(2-22(a)。将圆水准器绕仪器轴旋转，此时圆气泡偏离中心，如图2-22(b)

37、，其偏离的值为。 图2-22 、校正方法 先用脚螺旋使气泡向中心方向移回一半，如图2-22(c)，其余一半用校正针拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡居中（图2-22(d)）。这种检验校正，需重复进行数次，直至仪器竖轴旋转到任何位置气泡都居中为止。（二）十字丝横丝应垂直于竖轴、检验方法 整平仪器后，瞄准墙上一固定点，拧紧水平制动螺旋，转动水平微动螺旋，如点始终在十字丝横丝上移动，则说明条件满足，否则必须进行校正。、校正方法 松开十字丝环上相邻的两个校正螺丝a1、b1，（图2-23）微微转动十字丝环，再做观察，直至横丝不离开墙上固定点为止，最后拧紧松开的校正螺丝。图2-23（三）水准管轴应平行于视准轴

38、、 检验方法 设水准管轴和视准轴不平行，即它们之间形成一个角。当水准管气泡居中时，视线将倾斜角，显然，标尺至水准仪距离越远，读数误差也越大。当仪器的前视距离与后视距离相等时，前后视读数产生的误差相等，则根据后视读数减前视读数求得高差不受影响，如图2-24示。图2-24为此，在平坦地面上选择、两点（100米），各打下木桩或安放尺垫，并在、两点中间处安置仪器，测出、两点间的正确高差。然后将仪器搬到距离点米的处，当气泡居中时分别读取尺和B尺的读数为和。这时由于水准仪距尺很近，因此忽略角的影响，即将当作视线水平时的读数，则可计算出仪器在处时，B尺上水平视线的正确读数应为 （2-19）实际测出的与计算得

39、到的应相等，则表明视准轴平行水准轴；否则，两轴不平行，其夹角为 （2-20）式中=206265，DS3水准仪的角不得大于20，否则应对水准仪进行校正。、 校正方法 仪器仍在处，转动微倾螺旋使十字丝横丝对准应有的尺上读数，此时视准轴处于水平位置，而气泡不居中了，（符合水准器气泡两个半像错开）。用校正针拨动水准管一端的上下两个校正螺丝（图2-25），先松一个，再紧另一个，将水准管一端升高或降低，至使符合气泡居中（即使两端气泡像重合）为止。校正后的仪器必须进行高差检测，反复多次，直到角小于20。图2-252-8水准测量的主要误差来源及其注意事项一、水准测量误差水准测量的误差包括仪器误差、观测误差和外

40、界条件的影响三个方面。在水准测量作业时，应根据产生误差的原因，采取相应措施，尽量减弱或消除其影响。（一）仪器误差1、仪器校正后的残余误差水准仪经过检验校正后，仍存在残余角误差。在观测时使前后视线长度相等，或一段线路内，总前后视距离相等，可以在测得的高差中消除角误差。2、水准尺误差水准尺分划不准确、尺长变化、尺身弯曲及尺底的零点差都会直接影响水准测量的精度。当水准测量的精度要求较高时，应将标尺进行检验，并在测量的成果中加以修正。水准尺每米真长的误差往往与高差的大小成正比，而与视线的长度无关。在普通水准测量中，只要按图2-19所示，两标尺交替放置，就可以使这种误差适当地得到消除。因标尺长期使用而使底端磨损，或标尺底部在观测时粘上泥土，这就相当于改变了标尺底部的零线位置，称为标尺零点误差。零点误差在成对使用水准尺时，可采取设置偶数测站的方法，来消除其对高差的影响；也可在前、后视中使用同一根水准尺来消除。（二）观测误差1、水准管气泡居中误差 水准测量中，视线的水平是以气泡居中为根据的，由于气泡居中存在误差，使视线偏离水平位置，从而带来读数误差。观测时应使用微倾螺旋使气泡两个半像严密重合。、