4.4 高程控制测量.ppt

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1、第五章第五章 高程控制测量高程控制测量5.5 5.5 精密水准仪和水准尺的检验精密水准仪和水准尺的检验作业前应检验的项目：作业前应检验的项目：水准仪的检视水准仪的检视概略水准器的检校概略水准器的检校光学测微器隙动差和分划值的测定光学测微器隙动差和分划值的测定气泡式水准仪交叉误差的测定气泡式水准仪交叉误差的测定气泡式水准仪气泡式水准仪i i角检校角检校 新构仪器，望远镜调焦透镜运行误差的测定；新构仪器，望远镜调焦透镜运行误差的测定；倾斜螺旋隙动差、分划误差和分划值的测定；自倾斜螺旋隙动差、分划误差和分划值的测定；自动安平仪器补偿误差和磁致（磁性感应）误差的动安平仪器补偿误差和磁致（磁性感应）误差

2、的测定。测定。5.5 精密水准仪和水准尺的检验精密水准仪和水准尺的检验5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验1.1.精密水准仪的检验精密水准仪的检验（1）光学测微器隙动差和分划值的测定）光学测微器隙动差和分划值的测定（2）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（1）光学测微器隙动差和分划值的测定）光学测微器隙动差和分划值的测定 光学测微器分划值光学测微器分划值：利用一根分划值经过精密检定的特：利用一根分划值经过精密检定的特制分划尺和测微器分划尺进行比较求得。制分划尺和测微器分划尺进行比较求得。方法：方法：将特制分划尺竖立在与仪器等高的一

3、定距离处，将特制分划尺竖立在与仪器等高的一定距离处，旋转测微螺旋，使楔形丝先后对准特制分划尺上两相邻的旋转测微螺旋，使楔形丝先后对准特制分划尺上两相邻的分划线，这时测微器分划尺移动了分划线，这时测微器分划尺移动了L L格，若特制分划尺分划格，若特制分划尺分划线间隔值为线间隔值为d d，则测得的测微器分划尺一个分格值为，则测得的测微器分划尺一个分格值为g g，则，则有：有：5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验 光学测微器隙动差的测定方法：光学测微器隙动差的测定方法：比较旋进比较旋进测微螺旋和旋出测微螺旋照准特制分划尺上同测微螺旋和旋出测微螺旋照准特制分划尺上同一分划线

4、在测微器分划尺上的读数之差一分划线在测微器分划尺上的读数之差（理（理论上应该相等），论上应该相等），不应超过不应超过2 2格格。5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验p视准轴与水准轴视准轴与水准轴必须满足相互平行这一重要条件，但一般视必须满足相互平行这一重要条件，但一般视准轴与水准轴既不在同一平面内，也不互相平行，而是二条准轴与水准轴既不在同一平面内，也不互相平行，而是二条空间直线，在垂直平面上投影的交角，称为空间直线，在垂直平面上投影的交角，称为i i角误差角误差，在水平，在水平平面上投影的交角，称为平面上投影的交角，称为角误差角误差，也叫，也叫交叉误差交叉误差.（

5、2）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（重点）（重点）i角误差检验与校正角误差检验与校正5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验要求要求 。校正在校正在j2测站上进测站上进行，先求出行，先求出A标尺标尺上的正确读数上的正确读数a2=a22，调节测，调节测微螺旋和倾斜螺旋，微螺旋和倾斜螺旋，使水准标尺使水准标尺A上的上的读数为读数为a2，此时气，此时气泡影象不重合，再泡影象不重合，再校正气泡两端校正校正气泡两端校正螺旋使其符合。螺旋使其符合。若若s=20.6m5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验注意注意：1

6、1、测定、测定i i角过程中考虑到温度变化对角过程中考虑到温度变化对i i角的影响，所以角的影响，所以最好选在阴天测定。最好选在阴天测定。2 2、按上述方法测定、按上述方法测定i i角时，若考虑到调焦透镜运行误差角时，若考虑到调焦透镜运行误差对测定对测定i i角的影响，应使仪器距近尺的距离角的影响，应使仪器距近尺的距离s=5-7ms=5-7m，距远尺，距远尺的距离的距离S=40-50mS=40-50m为宜，此时计算为宜，此时计算i i角的公式如下：角的公式如下：5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验角误差的检验与校正角误差的检验与校正 检验方法：整平仪器后使仪器绕视准

7、轴左右倾斜检验方法：整平仪器后使仪器绕视准轴左右倾斜(2周），根据水准气泡周），根据水准气泡移动的方向和大小来判断是否有交叉误差存在。移动的方向和大小来判断是否有交叉误差存在。若气泡现两端保持符合，则无若气泡现两端保持符合，则无i角误差和交叉误差；角误差和交叉误差；若同向离开相同距离，则表示有若同向离开相同距离，则表示有i角误差无交叉误差角误差无交叉误差 若同向离开距离不相同，则表示有若同向离开距离不相同，则表示有i角误差大于交叉误差角误差大于交叉误差 若两端异向离开，则表示交叉误差大于若两端异向离开，则表示交叉误差大于i角误差，异向离开大于角误差，异向离开大于2cm，必须进行校正必须进行校正

8、。50m5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验 由此公式可以看出：该误差对水准测量的影响并不能在由此公式可以看出：该误差对水准测量的影响并不能在前、后视距相等时予以消除，反而会增大。它与前、后视距前、后视距相等时予以消除，反而会增大。它与前、后视距离之和成正比。离之和成正比。规范规定：规范规定：在连续各站上安置水准仪的三脚架时，应使在连续各站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准线路方向平行，而第三脚轮换置于路线方向其中两脚与水准线路方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧和右侧。的左侧和右侧。(3)(3)倾斜螺旋隙动差和分划值的测定倾斜螺旋隙动差和分划值的测定

9、倾斜螺旋分划值倾斜螺旋分划值：室内进行，在距离：室内进行，在距离D D处竖立水准标尺，处竖立水准标尺，气泡符合，旋转倾斜螺旋，当水准标尺上读数由气泡符合，旋转倾斜螺旋，当水准标尺上读数由L1L1移至移至L5L5之之间的距离为间的距离为ll时倾斜螺旋转了时倾斜螺旋转了gg格，格，而倾斜螺旋一个分格的值而倾斜螺旋一个分格的值为为 5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验 检验的时候分划值和隙动差同时进行，检验的时候分划值和隙动差同时进行，由于上述方法不太可靠，用于跨越障碍物水由于上述方法不太可靠，用于跨越障碍物水准测量的仪器规范中有专门的检测仪进行。准测量的仪器规范中有专门

10、的检测仪进行。倾斜螺旋旋进和旋出在分划鼓上的读书之倾斜螺旋旋进和旋出在分划鼓上的读书之差，为倾斜螺旋的差，为倾斜螺旋的隙动差隙动差，用以判断倾斜螺旋，用以判断倾斜螺旋效用的正确性。水准规范规定，倾斜螺旋效用的正确性。水准规范规定，倾斜螺旋隙动隙动差差对于一、二等精密水准测量应小于对于一、二等精密水准测量应小于2.02.0“。作业中应严格的作业中应严格的只用旋进只用旋进。5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验 消除系统误差：定人法整平圆水准器。（奇数站照准后视，偶数站照准前视整平）。补偿误差的检验是通过比较的方法进行的。(4)(4)自动安平水准仪补偿误差的测定自动安平水

11、准仪补偿误差的测定5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验补偿误差以补偿误差以分为单位。分为单位。2.精密水准尺的检验精密水准尺的检验水准标尺分划面弯曲差的测定水准标尺分划面弯曲差的测定水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验水准标尺分划面弯曲差的测定水准标尺分划面弯曲差的测定尺面如有弯曲，观测时将使读数偏大，该误差呈系统性。尺面如有弯曲，观测时将使读数偏大，该误差呈系统性。如图：弯曲

12、的尺长如图：弯曲的尺长l l伸直可认为伸直可认为BCBC，而正确的长度，而正确的长度L L。如如L=3m,f=4mm,l=0.014mm5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定平均米真长偏差平均米真长偏差f(mm/m)，f=平均每米真长平均每米真长-1m 当一对水准标尺的平均米真长偏差大于当一对水准标尺的平均米真长偏差大于0.02mm，则应对水准测量的观测高差施加每米真长改正则应对水准测量的观测高差施加每米真长改正，则改正后的高差则改正后的高差h=h+=h+fh分划偶然中误差分划偶然中误差5.5

13、5.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定如：对于分格值为如：对于分格值为10mm的精密因瓦水准尺，如果从的精密因瓦水准尺，如果从底面至第一分划线的中线的距离不是底面至第一分划线的中线的距离不是1dm，其差数就，其差数就叫零点误差。两支水准标尺的零点误差之差，叫做一叫零点误差。两支水准标尺的零点误差之差，叫做一对水准标尺的零点不等差。对水准标尺的零点不等差。其对高差的影响可通过布设其对高差的影响可通过布设偶数站偶数站来消除。来消除。基辅分划读数差的测定：同一视线高度，水准尺上的基基辅分划读数

14、差的测定：同一视线高度，水准尺上的基本分划与辅助分划的读数差，称为基辅差或尺常数。本分划与辅助分划的读数差，称为基辅差或尺常数。5.55.5精密水准仪和水准标尺的检验精密水准仪和水准标尺的检验第五章第五章 高程控制测量高程控制测量5.6 5.6 精密水准测量的主要误差来源及其影响精密水准测量的主要误差来源及其影响精密水准测量的主要误差来源及其影响精密水准测量的主要误差来源及其影响 5.7 5.7 精密水准测量的实施精密水准测量的实施精密水准测量的实施精密水准测量的实施 5.6 5.6 精密水准测量的主要误差来源及其影响精密水准测量的主要误差来源及其影响5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准

15、轴与水准轴不平行的误差 5.6.2 水准标尺长度误差的影响水准标尺长度误差的影响 5.6.3 仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响 5.6.4 大气垂直折光的影响大气垂直折光的影响 5.6.5 电磁场对水准测量的影响电磁场对水准测量的影响5.6.6 观测误差的影响观测误差的影响 对于两个水准点之间一个测段的高差总和的误差影响为对于两个水准点之间一个测段的高差总和的误差影响为1.i角的误差影响角的误差影响5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差 设设 ，要求，要求 对高差的影响小到可以忽略不计的程度，对高差的影响小到可以忽略

16、不计的程度，如如 =0.lmm，那么前后视距之差的容许值为，那么前后视距之差的容许值为为了顾及观测时各种外界因素的影响，所以规定，二等水准测为了顾及观测时各种外界因素的影响，所以规定，二等水准测量前后视距差应量前后视距差应1m。为了使各种误差不致累积起来，还规定。为了使各种误差不致累积起来，还规定由由测段测段第一个测站开始至每一测站前后视距累积差，对于二等第一个测站开始至每一测站前后视距累积差，对于二等水准测量而言不应超过水准测量而言不应超过3m。在实际作业中，要求前后视距完全相等是困难的。下面讨在实际作业中，要求前后视距完全相等是困难的。下面讨论前后视距不等差的容许值问题。论前后视距不等差的

17、容许值问题。5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差 2.2.角误差的影响角误差的影响 若仪器不存在若仪器不存在i角误差，则在仪器的角误差，则在仪器的垂直轴严格垂直垂直轴严格垂直时时，交叉误差并不影响在水准标尺上的读数。，交叉误差并不影响在水准标尺上的读数。若垂直轴有倾斜时若垂直轴有倾斜时，则会对测量成果产生影响，应，则会对测量成果产生影响，应对水准仪的圆水准轴和交叉误差进行检校。对水准仪的圆水准轴和交叉误差进行检校。所以应该严格整平仪器，检校仪器。所以应该严格整平仪器，检校仪器。5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差 规范规定：在连续各站上安

18、置水准仪的三脚架时，应规范规定：在连续各站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准线路方向平行，而第三脚轮换置于路线使其中两脚与水准线路方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧和右侧。方向的左侧和右侧。3.温度变化对温度变化对i角的影响角的影响 当太阳射向物镜和目镜端影响最大，当太阳射向物镜和目镜端影响最大，旁射水准管一侧时，影响较小，旁射水准管一侧时，影响较小，旁射与水准管相对的另一侧时，影响最小。旁射与水准管相对的另一侧时，影响最小。温度的变化对温度的变化对i角的影响是极其复杂的，实验结果表明，角的影响是极其复杂的，实验结果表明，当仪器周围的温度均匀地每变化当仪器周围的温度均匀地每变化1

19、oC时，时，i角将平均变化约为角将平均变化约为0.5，有时甚至更大些，有时竟可达到，有时甚至更大些，有时竟可达到12。措施：措施：1.1.最有效的办法是减少仪器受辐射热的影响，如观测时最有效的办法是减少仪器受辐射热的影响，如观测时要打伞，同时，在观测开始前应将仪器预先从箱中取出，使要打伞，同时，在观测开始前应将仪器预先从箱中取出，使仪器充分地与周围空气温度一致。仪器充分地与周围空气温度一致。2.2.采取一定的观测程序。采取一定的观测程序。5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差则由下图可知，对测站则由下图可知，对测站、观测高差的影响分别为观测高差的影响分别为 为视距，为

20、视距，为每次读数变化了为每次读数变化了的的i角。角。3.温度变化对温度变化对i角的影响角的影响两相邻测站两相邻测站、对于对于基本分划基本分划如按下列如按下列、程序观测，即程序观测，即 在测站在测站上：上：后视后视 前视前视 在测站在测站上：上：前视前视 后视后视 5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差 根据同样的道理，对于根据同样的道理，对于相邻测站相邻测站、辅助分划辅助分划的观测程序应为的观测程序应为 在测站在测站上：上：前视前视 后视后视 在测站在测站上：上：后视后视 前视前视 综上所述，在相邻两个测站上，对于基本分划和辅助分划的观测综上所述，在相邻两个测站上，对

21、于基本分划和辅助分划的观测程序可以归纳为程序可以归纳为奇数站奇数站的观测程序的观测程序 后（基）后（基）前（基）前（基）前（辅）前（辅）后（辅）后（辅）偶数站偶数站的观测程序的观测程序 前（基）前（基）后（基）后（基）后（辅）后（辅）前（辅）前（辅）所以，将所以，将测段的测站数安排成偶数测段的测站数安排成偶数，对于削减由于角变，对于削减由于角变化对观测高差的误差影响也是必要的。化对观测高差的误差影响也是必要的。3.温度变化对温度变化对i角的影响角的影响5.6.1 视准轴与水准轴不平行的误差视准轴与水准轴不平行的误差5.6.2 水准标尺长度误差的影响水准标尺长度误差的影响 1.水准标尺每米长度误

22、差的影响水准标尺每米长度误差的影响 在精密水准测量作业中必须使用经过检验的水准标尺。在精密水准测量作业中必须使用经过检验的水准标尺。设设f为水准标尺每米间隔平均真长误差，则对一个测站的观为水准标尺每米间隔平均真长误差，则对一个测站的观测高差测高差h应加的改正数为应加的改正数为 对于一个测段来说，应加的改正数为对于一个测段来说，应加的改正数为 式中式中 为一个测段各测站观测高差之和。为一个测段各测站观测高差之和。这项误差可以消除吗？这项误差可以消除吗？2.两水准标尺零点差的影响两水准标尺零点差的影响 两水准标尺的零点误差不等，设两水准标尺的零点误差不等，设a，b水准标尺的零点误差分别为水准标尺的

23、零点误差分别为a 和和b b,它们都会在水准标尺上产生误差。它们都会在水准标尺上产生误差。如下图所示，则如下图所示，则 故：各测段的测站数目应安排成偶数；在相邻测站上两水准标尺轮流作为前视尺和后视尺。5.6.2 水准标尺长度误差的影响水准标尺长度误差的影响 仪器垂直位移的影响仪器垂直位移的影响 这是精密水准测量系统误差的重要来这是精密水准测量系统误差的重要来源。源。采用采用“后前前后后前前后”的观测程序所测得的观测程序所测得的基辅高差的平均值中，可以较好地消的基辅高差的平均值中，可以较好地消除这项误差影响。除这项误差影响。该误差主要是发生在该误差主要是发生在迁站的过程迁站的过程中，于是总使中，

24、于是总使后视读数偏大后视读数偏大，使各测站的，使各测站的观测高差都偏大，成为系统性的误差影响。这种误差影响在往返测高差的平观测高差都偏大，成为系统性的误差影响。这种误差影响在往返测高差的平均值中可以得到有效的抵偿，所以水准测量一般都要求进行均值中可以得到有效的抵偿，所以水准测量一般都要求进行往返测往返测。立尺点要在坚实的土壤上；立尺后至少要半分钟后才进行观测。立尺点要在坚实的土壤上；立尺后至少要半分钟后才进行观测。有时仪器脚架和尺台（或尺桩）也会发生上升现象，这种误差可以达到相有时仪器脚架和尺台（或尺桩）也会发生上升现象，这种误差可以达到相当大的数值。当大的数值。5.6.3 仪器和水准标尺（尺

25、台或尺桩）仪器和水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响垂直位移的影响 水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响水准标尺（尺台或尺桩）垂直位移的影响 5.6.4 大气垂直折光的影响大气垂直折光的影响 水准测量通过一个较长的坡度时，由于前视视线离地水准测量通过一个较长的坡度时，由于前视视线离地面的高度总是大于（或小于）后视视线离地面的高度，当面的高度总是大于（或小于）后视视线离地面的高度，当上坡时前视所受的折光影响比后视要大，视线弯曲凸向下上坡时前视所受的折光影响比后视要大，视线弯曲凸向下方，这时，垂直折光对高差将产生系统性质误差影响。方，这时，垂直折光对高差将产生系统性质误差影响。削弱方法：削弱方法：

26、使前后视距相等；使前后视距相等；使视线离地面具有足够的高度；使视线离地面具有足够的高度；避免在日出后半小时、日落前半小时和正午进行避免在日出后半小时、日落前半小时和正午进行观测观测。为了减弱垂直折光对观测高差的影响，水准规范还规定为了减弱垂直折光对观测高差的影响，水准规范还规定每一测段的往测和返测应分别在上午或下午每一测段的往测和返测应分别在上午或下午这样在往返测这样在往返测观测高差的平均值中可以减弱垂直折光的影响。观测高差的平均值中可以减弱垂直折光的影响。5.6.5 电磁场对水准测量的影响电磁场对水准测量的影响电磁场的性质：电磁场的性质：电磁场对光线，其中包括对水准测量电磁场对光线，其中包括

27、对水准测量视准线位置视准线位置的正确性的正确性有系统性的影响，并与电流强度有关。有系统性的影响，并与电流强度有关。输电线所形成的电磁场对平行于电磁场和正交于电磁场的输电线所形成的电磁场对平行于电磁场和正交于电磁场的视准线将有不同影响视准线将有不同影响。避免影响的措施：避免影响的措施：在布设与输电线平行的水准路线时，必须使水准线路离输在布设与输电线平行的水准路线时，必须使水准线路离输电线电线50m以外。以外。如果水准线路与输电线相交，则其交角应为如果水准线路与输电线相交，则其交角应为直角直角，并且应，并且应将水准仪严格地安置在输电线的下方，标尺点与输电线成对将水准仪严格地安置在输电线的下方，标尺

28、点与输电线成对称布置。称布置。5.6.6 磁场对补偿式自动安平水准磁场对补偿式自动安平水准仪的影响仪的影响磁场的影响：磁场的影响：补偿器受到地磁场的影响，会在磁场中产生严重偏转，补偿器受到地磁场的影响，会在磁场中产生严重偏转，而对水准测量的观测成果产生系统性质的磁感应误差的影而对水准测量的观测成果产生系统性质的磁感应误差的影响。响。误差的性质与水准路线的方向有关，在南北方向每公里误差的性质与水准路线的方向有关，在南北方向每公里可达可达0.7-1.4mm0.7-1.4mm，与距离成正比。东西方向没有影响。，与距离成正比。东西方向没有影响。消弱影响：消弱影响：补偿器装磁屏蔽，或将悬挂带改用合金抗磁

29、补偿摆补偿器装磁屏蔽，或将悬挂带改用合金抗磁补偿摆用精密水准器水准仪用精密水准器水准仪5.6.7 观测误差的影响观测误差的影响 精密水准测量的观测误差，主要有：精密水准测量的观测误差，主要有：水准器气泡居中的误差，水准器气泡居中的误差，照准水准标尺上分划的误差照准水准标尺上分划的误差读数误差读数误差 这些误差都是属于偶然性质的。由于精密水准仪有这些误差都是属于偶然性质的。由于精密水准仪有倾斜螺旋和符合水准器，并有光学测微器装置，可以提倾斜螺旋和符合水准器，并有光学测微器装置，可以提高读数精度，同时用楔形丝照准水准标尺上的分划线，高读数精度，同时用楔形丝照准水准标尺上的分划线，这样可以减小照准误

30、差，因此，这些误差影响都可以有这样可以减小照准误差，因此，这些误差影响都可以有效地控制在很小的范围内。实验结果分析表明，这些误效地控制在很小的范围内。实验结果分析表明，这些误差在每测站上由基辅分划所得观测高差的平均值中的影差在每测站上由基辅分划所得观测高差的平均值中的影响还不到响还不到0.lmm。5.7 精密水准测量的实施5.7.1 5.7.1 精密水准测量作业的一般规定精密水准测量作业的一般规定5.7.2 5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测 精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，在各项精密水准测量一般指国家一、二等水准测量，在各项工程的不同建设阶段的高程控制测量中，极少进行一等水

31、工程的不同建设阶段的高程控制测量中，极少进行一等水准测量，故在工程测量技术规范中，将水准测量分为二、准测量，故在工程测量技术规范中，将水准测量分为二、三、四等三个等级，其精度指标与国家水准测量的相应等三、四等三个等级，其精度指标与国家水准测量的相应等级一致。级一致。5.7.1 精密水准测量作业的一般规定精密水准测量作业的一般规定 根据各种误差的性质及其影响规律，水准规范中对精密水准测量根据各种误差的性质及其影响规律，水准规范中对精密水准测量的实施作出了各种相应的规定的实施作出了各种相应的规定：（1）观测前）观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋分钟，应将仪器置于露天阴影处，

32、使仪器与外界气温趋于一致；观测时应用测伞遮蔽阳光；迁站时应罩以仪器罩。于一致；观测时应用测伞遮蔽阳光；迁站时应罩以仪器罩。（2）仪器距）仪器距前、后视前、后视水准标尺的距离应水准标尺的距离应尽量相等尽量相等，其差应小于规定的，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、，前、后视距累积差应小于后视距累积差应小于3m。这样，可以消除或削弱与距离有关的各种误。这样，可以消除或削弱与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如角误差和垂直折光等影响。差对观测高差的影响，如角误差和垂直折光等影响。（3）对气泡式水准仪，观测

33、前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，对气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温变化，应随时调整置平零点的位置。对于自动安平水准仪的随着气温变化，应随时调整置平零点的位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，须严格置平。圆水准器，须严格置平。（4）同一测站上观测时，）同一测站上观测时，不得两次调焦不得两次调焦；转动仪器的倾斜螺旋和测微；转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向螺旋，其最后旋转方向均应为旋进均应为旋进，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差对观测成果的影响。对观测成果的影响。5.7 精密水准测量的实施5.7.1 精密水准测量作业的一般规定

34、精密水准测量作业的一般规定（5）在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测，对于）在两相邻测站上，应按奇、偶数测站的观测程序进行观测，对于往测奇数测站按往测奇数测站按“后前前后后前前后”、偶数测站按、偶数测站按“前后后前前后后前”的观测程序在的观测程序在相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与往测相邻测站上交替进行。返测时，奇数测站与偶数测站的观测程序与往测时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。这样的观测程时相反，即奇数测站由前视开始，偶数测站由后视开始。这样的观测程序可以消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差对观测高差的影响，如序可以消除或减弱与时间成比例

35、均匀变化的误差对观测高差的影响，如角的变化和仪器的垂直位移等影响。角的变化和仪器的垂直位移等影响。（6）在连续各测站上安置水准仪时，应使其中两脚螺旋与水准路线方在连续各测站上安置水准仪时，应使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，而第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧向平行，而第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。（7）每一测段的往测与返测，）每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数，由往测转向返测其测站数均应为偶数，由往测转向返测时，两水准标尺应互换位置时，两水准标尺应互换位置，并应重新整置仪器。在水准路线上每一测，并应重新整置仪器。在水准路线上每一测段仪器测站安排成偶数，可以削减两水准标尺零

36、点不等差等误差对观测段仪器测站安排成偶数，可以削减两水准标尺零点不等差等误差对观测高差的影响。高差的影响。（8）每一测段的水准测量路线应进行往测和返测，每一测段的水准测量路线应进行往测和返测，这样，可以消除或这样，可以消除或减弱性质相同、正负号也相同的误差影响，如水准标尺垂直位移的误差减弱性质相同、正负号也相同的误差影响，如水准标尺垂直位移的误差影响。影响。5.7 精密水准测量的实施5.7.1 精密水准测量作业的一般规定精密水准测量作业的一般规定（9）一个测段的水准测量路线的）一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件往测和返测应在不同的气象条件下下进行，如分别在上午和下午观测。进行

37、，如分别在上午和下午观测。（10)使用补偿式自动安平水准仪观测的操作程序与水准器水准仪相使用补偿式自动安平水准仪观测的操作程序与水准器水准仪相同。观测前对圆水准器应严格检验与校正，观测时应严格使圆水准器同。观测前对圆水准器应严格检验与校正，观测时应严格使圆水准器气泡居中。气泡居中。（11）水准测量的观测工作间歇时，最好能结束在固定的水准点上，）水准测量的观测工作间歇时，最好能结束在固定的水准点上，否则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置水准标尺的固定点，否则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置水准标尺的固定点，作为作为间歇点间歇点加以标记，间歇后，应对加以标记，间歇后，应对两个间歇点的

38、高差进行检测两个间歇点的高差进行检测，检，检测结果如符合限差要求（对于二等水准测量，规定检测间歇点高差之测结果如符合限差要求（对于二等水准测量，规定检测间歇点高差之差应差应1.0mm），就可以从间歇点起测。若仅能选定一个固定点作为），就可以从间歇点起测。若仅能选定一个固定点作为间歇点，则在间歇后应仔细检视，确认没有发生任何位移，方可由间间歇点，则在间歇后应仔细检视，确认没有发生任何位移，方可由间歇点起测。歇点起测。5.7 精密水准测量的实施5.7.1 精密水准测量作业的一般规定精密水准测量作业的一般规定5.7 精密水准测量的实施往测往测p奇数站：后（基）奇数站：后（基）前（基）前（基）前（辅）

39、前（辅）后（辅）后（辅）p偶数站：前（基）偶数站：前（基）后（基）后（基）后（辅）后（辅）前（辅）前（辅）返测返测p奇数站：前（基）奇数站：前（基）后（基）后（基）后（辅）后（辅）前（辅）前（辅）p偶数站：后（基）偶数站：后（基）前（基）前（基）前（辅）前（辅）后（辅）后（辅）1 1 观测程序观测程序5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：（一）置平仪器。水准气泡两端影像的分离，不得超过（一）置平仪器。水准气泡两端影像的分离，不得超过lcm，对于，对于自动安平水准仪，要求圆气泡位于指标圆环中央。自动安平水准

40、仪，要求圆气泡位于指标圆环中央。（二）将望远镜照准（二）将望远镜照准后视水准标尺后视水准标尺，使符合水准气泡两端影像近于，使符合水准气泡两端影像近于符合（双摆位自动安平水准仪应置于第符合（双摆位自动安平水准仪应置于第摆位）。随后用上、下丝分摆位）。随后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（如下表中的（别照准标尺基本分划进行视距读数（如下表中的（1）和（）和（2）。视）。视距读取距读取4位，位，第四位数由测微器直接读得第四位数由测微器直接读得。然后，使符合水准气泡两。然后，使符合水准气泡两端影像精确符合，使用测微螺旋用楔形平分线精确照准标尺的基本分端影像精确符合，使用测微螺旋用楔形平分线精

41、确照准标尺的基本分划，并划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数读取标尺基本分划和测微分划的读数（3）。测微分划读数取）。测微分划读数取至测微器最小分划。至测微器最小分划。（三）旋转望远镜照准（三）旋转望远镜照准前视标尺，前视标尺，并使符合水准气泡两端影像精确并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第符合（双摆位自动安平水准仪仍在第摆位），用楔形平分线照准标摆位），用楔形平分线照准标尺基本分划，尺基本分划，并读取标尺基本分划和测微分划的读数并读取标尺基本分划和测微分划的读数（4）。然后用）。然后用上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数上、下丝分别照准标尺基本分划进行视距读数（

42、5）和（）和（6）。）。5.7 精密水准测量的实施 （四）用水平微动螺旋使望远镜照准（四）用水平微动螺旋使望远镜照准前前视标尺的视标尺的辅助分划辅助分划，并使，并使符合气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪置于第符合气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪置于第摆位）摆位），用楔形平分线精确照准并进行标尺辅助分划与测微分划读数，用楔形平分线精确照准并进行标尺辅助分划与测微分划读数（7）。）。（五）旋转望远镜，照准（五）旋转望远镜，照准后后视标尺的视标尺的辅助分划辅助分划，并使符合水准气，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍

43、在第摆位），用摆位），用楔形平分线精确照准并进行辅助分划与测微分划读数（楔形平分线精确照准并进行辅助分划与测微分划读数（8）。下表）。下表中第（中第（1）至（）至（8）栏是读数的记录部分，（）栏是读数的记录部分，（9）至（）至（18）栏是计算）栏是计算部分。部分。5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测5.7 精密水准测量的实施 测自 至 20 年 月 日 时间 始 时 分 末 时 分 成 像 温度 云量 风向风速 天气 土质 太阳方向 5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测-2.85028 h1.11.12-285029-285027后-前10.511.67376725376732

44、前371108559091696091705后381609711（18）h（12）（11）（17）（16）（15）后-前（10）（9）（13）（7）（4）前（6）（2）（14）（8）（3）后（5）（1）d视距差d辅助分划（二次）基本分划（一次）前距后距上丝上丝备考基+K减辅（一减二）标尺读数方向及尺号下丝前尺下丝后尺测站编号5.7 精密水准测量的实施现以往测奇数测站的观测程序为例，来说明计算内容与计算步骤现以往测奇数测站的观测程序为例，来说明计算内容与计算步骤 视距部分的计算视距部分的计算 （9）=（1）-（2）（10）=（5）-（6）（11）=（9）-（10）（12）=（11）+前站（前站（

45、12）高差部分的计算与检核高差部分的计算与检核 （14）（）（3）+K-（8）式中式中K为基辅差（对于为基辅差（对于N3水准标尺而言水准标尺而言K=3.0155m)（13）=（4）+K-（7）（15）=（3）-（4）（16）=（8）-（7）（17）=（14）-（13）=（15）-（16）检核）检核 （18）=（15）+（16）以上即一测站全部操作与观测过程。以上即一测站全部操作与观测过程。5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测一、二等精密水准测量外业计算尾数取位规定如下表：一、二等精密水准测量外业计算尾数取位规定如下表：项目项目等级等级往（返）

46、测往（返）测距离总和距离总和kmkm测段距测段距离离中数中数kmkm各测站各测站高差高差mmmm往（返）测往（返）测高差总和高差总和mmmm测段高差测段高差中数中数mmmm水准点水准点高程高程mmmm一一二二0.010.010.010.010.10.10.10.10.010.010.010.010.010.010.010.010.10.10.10.11 11 1一、二等水准测量限差规定如下表：一、二等水准测量限差规定如下表：测段路线往返测高差不符值、附合路线和环线闭合差以及检测已测段路线往返测高差不符值、附合路线和环线闭合差以及检测已测测段高差之差的限值如下表：测测段高差之差的限值如下表：5.

47、7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测项目项目等级等级测段路线往返测段路线往返测高差不符值测高差不符值mmmm附合路线闭合差附合路线闭合差mmmm环线闭合差环线闭合差mmmm检测已测测段高检测已测测段高差之差差之差mmmm一等一等二等二等 若测段路线往返测不符值超限，应先就可靠程度较小的往测若测段路线往返测不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测；附合路线和环线闭合差超限，应就路线或返测进行整测段重测；附合路线和环线闭合差超限，应就路线上可靠程度较小，往返测高差不符值较大或观测条件较差的某些上可靠程度较小，往返测高差不符值较大或观测条件较差的某些测段进行重测，如重测后仍不符合

48、限差，则需重测其他测段。测段进行重测，如重测后仍不符合限差，则需重测其他测段。注：注：R、L、F分别为测段、路线、环线长度，分别为测段、路线、环线长度，K为路线和区测段长度，以为路线和区测段长度，以km为单位。为单位。3.水准测量的精度水准测量的精度 由个测段往返测的高差不符值计算每公里单程高差的偶然中误差由个测段往返测的高差不符值计算每公里单程高差的偶然中误差（相当于单位权观测中误差）的公式为（相当于单位权观测中误差）的公式为 5.7.2 精密水准测量观测精密水准测量观测往返测往返测高差平均值的每公里偶然中误差高差平均值的每公里偶然中误差为为 式中，式中，是各测段往返测的高差不符值，取是各测

49、段往返测的高差不符值，取mm为单位；为单位；R是各测是各测段的距离，取段的距离，取km为单位；为单位；n是测段的数目。是测段的数目。当水准路线构成水准网的水准环超过当水准路线构成水准网的水准环超过20个时，还需按水准环个时，还需按水准环闭合差计算每公里水准测量高差中数的闭合差计算每公里水准测量高差中数的全中误差全中误差。计算每公里水准测量高差中数的全中误差的公式为计算每公里水准测量高差中数的全中误差的公式为式中，式中，是水准环线经过正常水准面不平行改正后计算的水准环是水准环线经过正常水准面不平行改正后计算的水准环闭合差矩阵，闭合差矩阵，的转置矩阵的转置矩阵 为环的闭合差，以为环的闭合差，以mm

50、为单位；为单位；为水准环的数目，协因数矩阵为水准环的数目，协因数矩阵 中对角线元素为中对角线元素为各环线的周长各环线的周长 ，非对角线元素，如果图形不相邻，则一，非对角线元素，如果图形不相邻，则一律为零，如果图形相邻，则为相邻边长度（公里数）的负值。律为零，如果图形相邻，则为相邻边长度（公里数）的负值。3.水准测量的精度水准测量的精度5.7 精密水准测量的实施 每公里水准测量往返高差中数偶然中误差和全中误差的限值每公里水准测量往返高差中数偶然中误差和全中误差的限值列于下表中。列于下表中。等级等级一等一等mmmm二等二等mmmm0.450.451.01.01.01.02.02.0偶然中误差偶然中