高程測量——測量地面點的高程，方法有：①水準(zhǔn)測量②三角高程測量③

GNSS擬合高程測量④氣壓高程測量精度最高——水準(zhǔn)測量第2章水準(zhǔn)測量2.1水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)儀——水平視線，水平視線截取標(biāo)尺讀數(shù)水準(zhǔn)測量方向——A→BA尺——后視尺，

a——后視讀數(shù)B尺——前視尺，

b——前視讀數(shù)2.1.1高差法（利用兩點高差求待定點B高程，稱為高差法）A→B高差hAB=a－bA點高程HA已知，求出B點高程HB=HA＋hAB2.1.2儀高法（利用視線高求高程的方法，稱為儀高法或視線高法）視線高程——Hi=HA＋aB點高程——HB=Hi－b常用于施工測量，放樣點的高程。A，B兩點相距較遠(yuǎn)時，連續(xù)水準(zhǔn)測量中間設(shè)置轉(zhuǎn)點(TP)，放置尺墊h1=a1－b1，h2=a2－b2，h3=a3－b3,……,hn=an－bnhAB=h1＋h2＋h3＋……＋hn=ΣhihAB=Σai－Σbi2.2水準(zhǔn)測量的儀器與工具水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，尺墊。1)微傾式水準(zhǔn)儀

水準(zhǔn)儀構(gòu)件——望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座(1)望遠(yuǎn)鏡作用——照準(zhǔn)豎立水準(zhǔn)尺，讀取水準(zhǔn)尺讀數(shù)組成——物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡倒像望遠(yuǎn)鏡，正像望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC——物鏡中心與十字絲分劃板中心連線中絲——讀取視準(zhǔn)軸CC與標(biāo)尺交點的讀數(shù)上下絲——讀取水準(zhǔn)儀到標(biāo)尺的距離(視距)倒像望遠(yuǎn)鏡，從上→下讀m位，dm位——直讀標(biāo)尺數(shù)字或標(biāo)記cm位——數(shù)格子，mm位——估讀紅黑面讀數(shù)差為6295－1608=4687十字絲分劃板——安裝在金屬圓環(huán)上用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上視差：標(biāo)尺像未成在十字絲分劃板面引起讀數(shù)誤差消除：望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空，或明亮背景旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使標(biāo)尺像清晰望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空，或明亮背景旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲分劃板清晰望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)標(biāo)尺，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋使標(biāo)尺像清晰(正像)(2)水準(zhǔn)器——圓水準(zhǔn)器，管水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器軸L'L'——內(nèi)圓弧中點的法線氣泡居中，L'L'鉛垂圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV，粗略整平儀器。管水準(zhǔn)器軸LL——內(nèi)圓弧中點切線氣泡居中，LL水平管水準(zhǔn)器軸LL∥望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC,精確整平儀器管水準(zhǔn)器符合棱鏡系統(tǒng)提高管水準(zhǔn)氣泡的居中精度2)水準(zhǔn)尺與尺墊(1)水準(zhǔn)尺——2m~5m，四種類型，常用直尺直尺——A、B尺,兩把一對,黑、紅兩面分劃與注記A尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.687m~7.687mB尺——黑面分劃0~3m，紅面分劃4.787m~7.787mA、B尺黑面注記零點差——0紅面注記零點差——0.1m2375mm1150mm0710mm正像望遠(yuǎn)鏡觀測標(biāo)尺讀數(shù)(2)尺墊——轉(zhuǎn)點放置水準(zhǔn)尺用生鐵鑄成的三角形板座。3)微傾式水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)測量操作：粗平→瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺→精平→讀數(shù)(1)粗平——旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中(2)瞄準(zhǔn)：先目鏡對光，再物鏡對光，消除視差粗略瞄準(zhǔn)：松開制動螺旋，照準(zhǔn)標(biāo)尺使準(zhǔn)星、照門、標(biāo)尺在一直線上精確瞄準(zhǔn)：擰緊制動螺旋，從望遠(yuǎn)鏡觀察標(biāo)尺像旋轉(zhuǎn)微動螺旋，使十字絲豎絲位于標(biāo)尺中央(3)精平：旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中管水準(zhǔn)氣泡偏離中點較大，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋時從儀器側(cè)窗觀察管水準(zhǔn)氣泡的移動，使其大致居中再從管水準(zhǔn)器觀察窗口查看符合情況(4)讀數(shù)：倒像望遠(yuǎn)鏡，從上→下讀m位，dm位——直讀標(biāo)尺數(shù)字或標(biāo)記cm位——數(shù)格子，mm位——估讀紅黑面讀數(shù)差為6295－1608=46872.3水準(zhǔn)測量的方法與成果處理1)水準(zhǔn)點等級——一、二、三、四等、圖根水準(zhǔn)(五等)一/二等——精密水準(zhǔn)，三/四等——普通水準(zhǔn)為統(tǒng)一全國高程系統(tǒng)，滿足各種測量需要測繪部門在全國各地埋設(shè)并測定了很多高程點水準(zhǔn)點(BM)——墻腳點，地面點。不銹鋼墻上水準(zhǔn)點標(biāo)志2)水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)點之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線附合水準(zhǔn)路線，閉合水準(zhǔn)路線，支水準(zhǔn)路線檢核條件——高差閉合差fh附合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－(HBM2－HBM1)閉合水準(zhǔn)路線——fh=Σhi－0=Σhi支水準(zhǔn)路線——fh=Σh往＋Σh返3)水準(zhǔn)測量方法測站檢核——每站高差觀測兩次以檢核觀測數(shù)據(jù)的正確性(1)兩次儀器高法兩次不同儀器高度的水平視線——(改變儀器高度>10cm)測定相鄰兩點間的高差，圖根水準(zhǔn)測量兩次高差之差≤5mm，否則應(yīng)重測。(2)雙面尺法讀取每一把水準(zhǔn)尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)前、后視尺的黑面讀數(shù)算出一個高差前、后視尺的紅面讀數(shù)算出另一個高差黑、紅兩面高差之差≤5mm，否則應(yīng)重測①瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)②瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)③瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)④瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)上述觀測順序簡稱為“后—后—前—前”。5)水準(zhǔn)測量的成果處理根據(jù)已知水準(zhǔn)點高程，水準(zhǔn)路線高差觀測值分配高差閉合差，算出未知點的高程附合水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σhi－(H終－H起)閉合水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σhi－0=Σhi

支水準(zhǔn)路線閉合差——fh=Σh往＋Σh返圖根水準(zhǔn)高差閉合差允許值fh允平坦地區(qū)——

fh允=±40√L(mm)

山地——fh允=±12√n(mm)fh≤fh允時，可以分配高差閉合差原則——反號，路線長Li或測站數(shù)ni比例分配高差改正數(shù)Vi公式——[例2-1]為求待定點1，2，3點的高程按圖根水準(zhǔn)測量的要求，沿BM－A和BM－B路線施測了一條附合水準(zhǔn)路線。存在湊整后的余數(shù)，且計算中無誤，則可在測站數(shù)最多或測段長度最長的路線上多(或少)改正1mm。計算高差閉合差fh≤限差fh允fh=Σhi－(HB－HA)=4.330－(49.579－45.286)=4.330－4.293=0.037m=37mm

fh允=±40√L=±40√7.4=±109mmfh<fh允，可分配閉合差。使用Excel計算查看計算公式與結(jié)果2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正1)水準(zhǔn)儀軸線及其應(yīng)滿足的條件視準(zhǔn)軸CC,管水準(zhǔn)器軸LL,圓水準(zhǔn)器軸L'L',豎軸VV應(yīng)滿足三個條件——①圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV②十字絲分劃板的橫絲⊥豎軸VV③管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC(1)圓水準(zhǔn)器軸L'L'∥豎軸VV旋轉(zhuǎn)腳螺旋→圓水準(zhǔn)氣泡居中儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180o，氣泡中心偏離圓水準(zhǔn)器零點時關(guān)系不滿足，需要校正。旋轉(zhuǎn)腳螺旋調(diào)整氣泡偏移量的一半松開圓水準(zhǔn)器的固定螺絲旋轉(zhuǎn)圓水準(zhǔn)器校正螺絲→氣泡中心移到圓水準(zhǔn)器零點儀器再繞豎軸旋轉(zhuǎn)180o氣泡中心與圓水準(zhǔn)器的零點重合時，校正完畢否則還需要重復(fù)前面的校正工作校正完成后，勿忘擰緊固定螺絲。(2)十字絲分劃板橫絲⊥豎軸VV整平儀器，十字絲橫絲一端對準(zhǔn)遠(yuǎn)處一明顯標(biāo)志P旋緊制動螺旋，旋轉(zhuǎn)微動螺旋轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀標(biāo)志點始終在橫絲上移動→橫絲垂直于豎軸否則，需要校正。旋下十字絲分劃板護(hù)罩用螺絲匹松開四個壓環(huán)螺絲按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動十字絲組件，再檢驗最后應(yīng)擰緊四個壓環(huán)螺絲。(3)管水準(zhǔn)器軸LL∥視準(zhǔn)軸CC管水準(zhǔn)器軸與視準(zhǔn)軸不平行時——兩軸在豎直面內(nèi)的角度稱i角平坦場地，A，B兩點相距約80m，立尺兩尺間安置水準(zhǔn)儀,觀測高差hAB=a1－b1(不受i角影響)距B點2~3m安置水準(zhǔn)儀，觀測高差h'AB=a2－b2兩次高差之差Δh=h'AB－h(huán)ABρ"=206265，弧秒值。i"≤20"，否則應(yīng)校正。算出點B尺正確讀數(shù)：a'2=a2－Δh。旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使十字絲橫絲對準(zhǔn)a'2管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心用校正針撥動管水準(zhǔn)器一端的上、下兩個校正螺絲使氣泡兩端影像符合。2.5水準(zhǔn)測量的誤差及其削減方法儀器誤差、觀測誤差，外界環(huán)境的影響1)儀器誤差(1)校正殘余誤差i角誤差(>20"才需校正)，保持前、后視距相等(2)水準(zhǔn)尺誤差檢驗水準(zhǔn)尺每米間隔平均真長與名義長之差區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺，應(yīng)≤0.5mm否則，應(yīng)在所測高差中進(jìn)行米真長改正一對水準(zhǔn)尺的零點差在一水準(zhǔn)測段的觀測中安排偶數(shù)個測站予以消除。2)觀測誤差

(1)管水準(zhǔn)氣泡居中誤差設(shè)分劃值τ"

=20"/2mm，視線長為100m氣泡偏離居中位置0.5格引起讀數(shù)誤差——5mm

每次讀尺前應(yīng)嚴(yán)格居中管水準(zhǔn)氣泡。(2)讀數(shù)誤差mm位——十字絲橫絲在標(biāo)尺cm分劃內(nèi)位置估讀望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到的橫絲寬度相對cm分劃格寬度比例決定估讀精度讀數(shù)誤差與望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)及視線長有關(guān)視線愈長，讀數(shù)誤差愈大規(guī)范規(guī)定,DS3水準(zhǔn)儀,四等水準(zhǔn)測量,視線長≤100m

(3)水準(zhǔn)尺傾斜讀數(shù)時，水準(zhǔn)尺應(yīng)豎直水準(zhǔn)尺前后傾斜時，望遠(yuǎn)鏡視場不會察覺引起水準(zhǔn)尺讀數(shù)總是偏大視線高度愈大→誤差愈大水準(zhǔn)尺上安裝圓水準(zhǔn)器→保證尺子豎直。(4)視差水準(zhǔn)尺像未準(zhǔn)確成在十字絲分劃板面上造成眼睛的觀察位置不同時讀出的標(biāo)尺讀數(shù)也不同，由此產(chǎn)生讀數(shù)誤差按操作規(guī)定進(jìn)行目鏡對光，物鏡對光。3)外界環(huán)境影響(1)儀器下沉和尺墊下沉儀器或水準(zhǔn)尺安置在軟土或植被→產(chǎn)生下沉“后—前—前—后”觀測順序，削弱儀器下沉影響往返觀測取觀測高差中數(shù)，削弱尺墊下沉影響(2)大氣折光晴天，日光照射下，地面溫度較高靠近地面空氣溫度也高，其密度較上層為稀水準(zhǔn)儀的水平視線離地面越近，光線折射越大規(guī)范規(guī)定：三、四等水準(zhǔn),上、中、下三絲能讀數(shù)二等水準(zhǔn)——下絲讀數(shù)≥0.3m(3)溫度影響日光照射水準(zhǔn)儀儀器各構(gòu)件受熱不勻引起不規(guī)則膨脹影響儀器軸線間的正常關(guān)系(如i角變化)→觀測誤差觀測時注意撐傘遮陽。2.6自動安平水準(zhǔn)儀無管水準(zhǔn)器、無微傾螺旋設(shè)視準(zhǔn)軸水平時，水準(zhǔn)尺的正確讀數(shù)——a圓水準(zhǔn)器粗平，視準(zhǔn)軸相對水平面有微小傾斜角α無補(bǔ)償器時，水準(zhǔn)尺讀數(shù)——a'有補(bǔ)償器時，使進(jìn)入十字絲分劃板光線偏轉(zhuǎn)α角正確讀數(shù)光線經(jīng)補(bǔ)償器后通過十字絲分劃板橫絲任能讀出視線水平時的正確讀數(shù)——a蘇州一光DSZ2自動安平水準(zhǔn)儀南方測繪DSZ3自動安平水準(zhǔn)儀DSZ3自動安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器的位置中緯ZAL632自動安平水準(zhǔn)儀DSZ2補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)天津歐波DS30自動安平水準(zhǔn)儀2.7精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)尺

精密水準(zhǔn)儀——國家一、二等水準(zhǔn)測量精密工程測量，如沉降觀測，精密設(shè)備安裝。1)精密水準(zhǔn)儀的特點①望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)大，分辨率高DS05為38×(DS3為28×)②望遠(yuǎn)鏡物鏡有效孔徑大(45mm)，亮度好③望遠(yuǎn)鏡外表材料為受溫度變化小的銦瓦合金鋼以減小環(huán)境溫度變化的影響④平板玻璃測微器讀數(shù)，讀數(shù)誤差小⑤配備銦瓦水準(zhǔn)尺。(1)蘇州一光DS05自動安平精密水準(zhǔn)儀每km往返測高差中數(shù)中誤差±0.5mm

(2)徠卡新N3微傾式精密水準(zhǔn)儀每km往返測高差中數(shù)中誤差±0.3mm

2)銦瓦水準(zhǔn)尺木質(zhì)尺身凹槽內(nèi)引張銦瓦合金鋼帶零點端固定在尺身另一端用彈簧以一定拉力引張在尺身銦瓦合金鋼帶不受尺身伸縮變形影響長度分劃在銦瓦合金鋼帶上數(shù)字注記在木質(zhì)尺身上N3,DS05精密水準(zhǔn)儀配套銦瓦水準(zhǔn)尺右邊為基本分劃，零點——0m左邊為輔助分劃，零點——3.0155m2m3m3)平板玻璃測微器旋轉(zhuǎn)測微螺旋帶動平板玻璃旋轉(zhuǎn)視線的最大平移量為10mm，測微尺分劃100格1格=0.1mm，測微器估讀到0.1格=0.01mm標(biāo)尺讀數(shù)147cm+測微器讀數(shù)0.784cm=147.784cm威特舊N3倒像微傾式精密水準(zhǔn)儀蔡司Ni004倒像微傾式精密水準(zhǔn)儀蔡司Ni007自