水準測量

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水準測量是一種使用水準儀水準尺測量地面點高程的方法,因其操作方法簡單、易於操作,且精度可靠,所以是目前測定地面點高程的主要方法之一。

原理[編輯]

水準測量的基本原理是測定兩點間的高差,從而根據已知點高程而推算出未知點的高程。求兩點高差的方法如下圖所示:

後尺讀數 m,前尺讀數 m
高差 D = - = 0.819 m

如果知道後視點的高程 ,則前視點的高程即為 = + D 。這種計算高程的方法稱為高差法。如果已知儀器高程(視線高程) ,可直接求得要求的前視點高程 = ± ,此法稱為視線高法,常用於建築工程施工中。

方法[編輯]

P1與P2點之間的高差即為3個測站所測得的高差之和。

如果已知點與未知點的距離較遠或高差較大時,僅安置一次儀器便不能測得它們的高差,這時需要加設若干個臨時的立尺點,作為傳遞高程的過渡點,稱為轉點。每安置一次儀器,稱為一個測站,每個測站所測的高差之和,即為待測兩點的高差。

儀器[編輯]

水準測量的儀器主要是水準儀水準尺,根據水準測量精度的要求需選擇相應精度的水準儀和相應的水準尺。

微傾式光學水準儀 
帶光學測微器水準儀 
自動安平水準儀 
電子水準儀 
電子水準儀使用的銦瓦水準尺 
尺墊與水準尺 

誤差[編輯]

水準測量的誤差主要來自以下三種:

  • 儀器誤差:視准軸與水準器軸不平行的誤差、水準標尺每米真長誤差和兩根水準標尺零點差等;
  • 外界因素:溫度變化對i角(視准軸與水準器軸在豎直面上投影的夾角)、大氣垂直折光影響、儀器腳架和尺台(樁)升降的影響等;
  • 觀測誤差:測量員整平誤差、照准誤差和讀數誤差,數字水準儀的調焦誤差。

水準測量的誤差無法完全避免,但是可以在測量作業時採取一定措施來減少誤差的影響。比如觀測時用傘遮擋儀器,儘量使前、後視的距離相等或視距累計差規定一個限值,可以降低i角誤差和調焦誤差;在一測段中使測站數為偶數可以消除水準尺零點差;採用「後-前-前-後」的觀測順序可以減少儀器下沉的影響;進行往返觀測,取高差平均值可以減弱水準尺下沉的影響等。

參考[編輯]

  • 潘正風 楊正堯 程效軍 成樞 王騰軍. 數字測圖原理與方法 (M) 1. 武漢: 武漢大學出版社. 2004: 62. ISBN 978-7-307-04311-4. 
  • 水準測量原理,測量員網,2009年11月30日,2009年12月16日查閱,(中文)