东英测绘——测量必备知识-水准测量方法详解

水准测量作业

一、水准测量的观测程序和步骤

水准测量的观测程序和步骤，按照国家水准测量规范进行，有关的基本要求如下：

（1）观测前30 min，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，应用测伞遮蔽阳光；迁站时，应罩以仪器罩。使用数字水准仪前，还应进行预热，单次测量预热不少于20次。

（2）使用气泡式水准仪，观测前应测出倾斜螺旋的置平零点，并作标记，随着气温的变化，应随时调整零点的位置。对于自动安平水准仪的圆水准器，应严格置平。

（3）在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准路线的方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。

（4）除路线转弯处，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，应接近一条直线。

（5）不应为了增加标尺读数，而把尺桩（台）安置在壕坑中。

（6）转动仪器的倾斜螺旋和测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。

（7）每一测段的往测与返测，其测站数均为偶数。由往测转向返测时，两支标尺应互换位置，并重新整置仪器。

（8）在高差很大的地区，应选用长度稳定的、标尺名义米长度偏差和分划偶然误差较小的水准标尺作业。

（9）对于数字水准仪，应避免望远镜直接对准太阳；尽量避免视线被遮挡，遮挡不要超过标尺在望远镜中截长的20%；仪器只能在厂方规定的温度范围内工作；确信震动源造成的震动消失后，才能启动测量键。

二、水准测量的观测顺序

（1）二等水准往测时每站应采取的观测程序为：对于奇数站：后—前—前—后，对于偶数站：前—后—后—前。

（2）二等水准返测时每站应采取的观测程序为：对于奇数站：前—后—后—前，对于偶数站：后—前—前—后

三、水准测量的主要限差

水准测量的主要限差见下表:

水准观测方式:包括：a.一、二等水准测量采用单线路往返观测。同一区段的往返测，应使用同一类型的仪器和转点尺承沿同一道路进行。b.在每一区段内，先连续进行所有测段的往测（或返测），再连续进行返测（或往测）。c.同一测段往测与返测应分别在上午与下午进行。

下列情况不应进行观测:a.日出后与日落前30 min 内。b.太阳中天前后各约2h 内。c.标尺分划线的影像跳动剧烈时。d.气温突变时。e.风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。

四、水准测量外业计算

（1）外业高差和概略高程表的编算在国家一、二等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差应加添水准标尺长度改正、水准标尺温度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正、环闭合差改正。在国家三、四等水准测量外业高差和概略高程表编算时，所用的高差只加入水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、路（环）线闭合差改正。外业高差和概略高程表编算应由两人各自独立编算一份，并校核无误。

（2）每千米水准测量的偶然中误差计算

每千米水准测量的偶然中误差按下式计算：

式中，△为测段往返高差不符值，单位为 mm；R 为测段长度，单位为 km；n 为测段数。

（3）每千米水准测量的全中误差计算

每千米水准测量的全中误差按下式计算：

式中，W 为经过各项改正后的水准环闭合差，单位为 mm；F 为水准环线周长，单位为 km；N为水准环数。

五、水准测量误差来源及其消除或减弱措施

1、仪器误差：

①仪器校正不完善的误差其中主要是视准轴不平行于水准管轴的误差：可采用前后视距相等或每测段前后视距总和相等的方法消除；

②对光误差：对光时，对光透镜非直线移动而造成光路变化，可采用前后视距相等，前视必重新对光，可以消除。

③水准尺误差：水准尺长度刻划不准确不均匀，水准尺总长不准确，水准尺零点位置不准确即零点误差，零点误差可采用每测段测偶数站来消除。

2、观测误差：

①整平误差：观测时切实使水准管气泡居中，控制视线长。

②照准误差：使用望远镜放大倍率大的仪器观测，控制视线长度。

③视差误差：先目镜对光，使十字丝清晰，再物镜对光，使目标像清晰，直到眼睛移动而目标像与十字丝无相对移动为止。

④估读误差：使用望远镜放大倍率大的仪器观测，控制视线长度。

⑤水准尺竖不直的误差：观测时，竖直水准尺，视线不要过高。

3、外界条件影响产生的误差：

①地球曲率影响：采用前后视距相等的方法消除。

②大气折光的影响：采用前后视距相等的方法消除，观测时，视线不能过低。

③温度影响：选择合适的时间段观测，观测时打伞。

④仪器升降：采用“后前前后”的观测程序削弱。

⑤尺垫升降：对同一路线进行住返观测可以削弱该误差。

4、温度变化对 I 角的影响消除或减弱影响的措施：

①作业前把仪器放在阴影下半小时，使仪器与外界气温趋于一致；设站时，用测伞速蔽阳光；迁站时，罩以仪器罩；天气突变时停止测量。

②奇数站和俩数站采用相反的观测程序

③各测站的往、返测分别安排在上午和下午进行。

5、大气垂直折光影响消除或减弱影响的措施：

①前后视距尽量相等。

②视线离开地面应有足够的高度。

③在坡度较大的地段应适当缩短视线。

④在有利的时间内进行观测。日出后半小时，日落前半小时,以及中午前后一段时间不要进行水准测量。

6、仪器脚架和尺台（尺桩）升降的影响消除或减弱影响的措施：

①应选择良好土质的路线作水准观测路线。

②精密水准测量尽量用尺桩。

③立尺轻拿轻放,仪器迁站时，原前视标尺应取下。应在立尺 20~30 秒后才进行观测。

④相邻测站观测顺序相反。

⑤安置脚架时,使其自然伸展,切忌强力扭转,观测员应绕单脚走动并应离脚架 0.5m 以外。

⑥往返测应沿同-路线进行,并使用同一仪器和尺承。

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