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学习情境二
水准测量
目录
学习单元 1 认识水准测量仪器和工具
学习单元 2 掌握水准测量方法
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学习单元 2 掌握水准测量方法
学习单元 2
为统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程标志，这些点称为水准点(benchmark，BM)。在国家高程系统中，按精度要求将测定的水准点分别称为一、二、三、四等水准点。
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一、水准点
学习单元 2
（一）水准点标石埋设
二、三等水准点标石规格及埋设结构图，如图2-24所示。四等水准点标石规格及埋设结构图，如图2-25所示。冻土地区的标石规格和埋设深度，可自行设计。
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一、水准点
学习单元 2
线路测量专用高程控制点结构可按图2-25所示制作，也可自行设计。
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一、水准点
学习单元 2
（二）深埋水准点结构图
测温钢管标深埋水准点规格及埋设结构，如图2-26所示。双金属标深埋水准点规格及埋设结构，如图2-27所示。
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一、水准点
学习单元 2
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一、水准点
学习单元 2
（一）闭合水准路线
如图2-28(a)所示，从已知水准点出发，沿高程待定点1，2，…进行水准测量，最后再回到原已知水准点，这种形式的路线，称为闭合水准路线
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二、水准路线
学习单元 2
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二、水准路线
图2-28 水准路线
(a)闭合水准路线；(b)附合水准路线；(c)支水准路线
学习单元 2
（二）附合水准路线
如图2-28(b)所示，从一个已知水准点出发，沿路线上各待测高程的点进行水准测量，最后附合到另一个已知水准点上，这种水准路线称为附合水准路线。
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二、水准路线
学习单元 2
（三）支水准路线
如图2-28(c)所示，从已知水准点出发，沿待定水准点1，2…进行水准测量，其路线既不闭合也不附合，而是形成一条支线，称为支水准路线。支水准路线应进行往返测量，以便通过往返测高差检核观测的准确性。
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二、水准路线
学习单元 2
（一）外业观测程序
在选定水准路线并埋设完毕水准点后，即开始进行水准测量的外业观测工作。如图2-29所示，在两待测高差的水准点A和待定点B之间，设置若干个转点，经过连续多站水准测量，测出A、B两点间的高差。
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三、外业观测
学习单元 2
其具体观测程序如下：
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三、外业观测
学习单元 2
1.在A点前方适当位置，选择转点T1，放上尺垫，在A、T1点上分别立水准尺。在距A和T1大致相等的1处安置水准仪，调节圆水准器，使水准仪粗平。
2.照准后视点A上水准尺，精确整平、读取a1。
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三、外业观测
学习单元 2
3.旋转望远镜，照准前视点T1上水准尺，精平、读取b1，记入1点前视读数栏内。
4.计算A至T1点高差h1，记入测站1的高差栏内。至此完成第一个测站的观测。
5.在1点前方适当位置选择转点T2，放上尺垫，将A点水准尺移至T2点，
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三、外业观测
学习单元 2
T1点水准尺不动，将水准仪由1处移至距T1和T2点大致相等的2处。将水准仪粗平后，按(2)～(4)所述步骤和方法，观测并计算出T1至T2点高差h2。以此类推，连续设站，直至测出最后一个转点至待定点B之间的高差。
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三、外业观测
学习单元 2
（二）测站检核
外业观测结束后，为了保证观测高差正确无误，必须对每测站的观测高差进行检核，这种检核称为测站检核。
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三、外业观测
学习单元 2
（一）水准测量误差的种类
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四、水准测量误差及注意事项
序号 类别 内容
1 仪器 误差 （1）水准仪的误差。水准仪经过检验校正后，还会存在残余误差，如微小的i角误差。当水准管气泡居中时，由于i角误差使视准轴不处于精确水平的位置，会造成水准尺上的读数误差。在一个测站的水准测量中，如果使前视距与后视距相等，则i角误差对高差测量的影响可以消除。(2)水准尺的误差。由于水准尺分划不准确、尺长变化、尺弯曲等原因而引起的水准尺分划误差会影响水准测量的精度。
学习单元 2
（一）水准测量误差的种类
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四、水准测量误差及注意事项
序号 类别 内容
2 观测 误差 (1)水准管气泡居中误差。水准测量时，视线水平是通过水准管气泡居中来实现的。由于气泡居中存在误差，视线会偏离水平位置，从而导致读数误差。气泡居中误差对读数所引起的误差与视线长度有关，距离越远误差越大。因此水准测量时，每次读数都要注意使气泡严格居中，而且距离不能太远。(2)读数误差。当存在视差时，十字丝平面与水准尺影像不重合，若眼睛观察的位置不同，便读出不同的读数，因而也会产生读数误差。只要将目镜和物镜再次对光，使其成像目标清晰，视差就可消除。(3)水准尺倾斜误差。如果水准尺前后倾斜，在水准仪望远镜的视场中不会察觉，但由此引起的水准尺读数总是偏大，且视线高度愈大，误差就愈大。所以读数时，水准尺必须竖直。
学习单元 2
（一）水准测量误差的种类
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四、水准测量误差及注意事项
3 外界条 件影响误差 (1)仪器和尺垫下沉的影响。仪器或水准尺安置在软土或植被上时，容易产生下沉。采用“后—前—前—后”的观测顺序可以减小仪器下沉的影响，采用往返观测取观测高差的中数可以减小尺垫下沉的影响。(2)地球曲率和大气折光的影响。由于地球曲率和大气折光的影响，测站上水准仪的水平视线，相对于与之对应的水准面，会在水准尺上产生读数误差，视线越长误差越大。前、后视距相等，则地球曲率与大气折光对高差的影响将得到消除或减弱。(3) 温度变化的影响。当阳光直接照射在仪器上时，仪器各部件受热后产生变形，从而影响仪器轴线间的几何关系。
学习单元 2
（一）水准测量成果处理的步骤
1.计算高差闭合差
一条水准路线实际测出的高差和已知的理论高差之差称为水准路线的高差闭合差，用
表示，即
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
（1）附合水准路线的高差闭合差为
（2）闭合水准路线的高差闭合差为
（3）支水准路线的高差闭合差为
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
2.计算高差闭合差的允许值
为了保证测量成果的精度，水准测量路线的高差闭合差不允许超过一定的范围，否则应重测。水准路线高差闭合差的允许范围称为高差闭合差的允许值。普通水准测量时，平地和山地的允许值按下式计算：
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
3.调整高差闭合差
当 的绝对值小于 允时，说明观测成果合格，可以进行高差闭合差的分配、高差改正。对于附合或闭合水准路线，一般按与路线长L或测站数n成正比的原则，将高差闭合差反号进行分配。
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
也即在闭合差为 、路线总长为L(或测站总数为n)的一条水准路线上，设某两点间的高差观测值为hi、路线长为Li(或测站数为ni)，则其高差改正数Vi的计算公式为
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
4.计算待定点的高程
对于附合水准路线或闭合水准路线，须根据起点的已知高程加上各段调整后的高差依次推算各所求点的高程，即
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
推算到终点已知高程点上时，应与该点的已知高程相等。否则，说明计算有误，应找出原因，重新计算。
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
（二）附合水准路线成果处理
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
（三）闭合水准路线成果处理
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
（四）支水准路线成果处理
已知水准点A的高程为30.215 m，按照等外水准技术要求进行观测，往、返测站共16站，求l点的高程。
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理
学习单元 2
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五、水准测量成果处理

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