水準(zhǔn)測(cè)量原理和檢驗(yàn)要求

1、水準(zhǔn)測(cè)量原理和檢驗(yàn)要求第二章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量的方法與成果整理水準(zhǔn)儀軸線的檢驗(yàn)與校正自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)儀 學(xué)習(xí)要點(diǎn)一.高程測(cè)量概述2-1 高程測(cè)量概述1.高程測(cè)量 測(cè)定地面點(diǎn)高程的工作（測(cè)高差定高程）2.高程測(cè)量的方法水準(zhǔn)測(cè)量用水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量的工作。是高程測(cè)量的主要方法使用儀器：水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的主要功能是能指出一條水平視線。其它高程測(cè)量方法：三角高程測(cè)量3.4.高程系統(tǒng)、等級(jí)3.高程系統(tǒng) 我國(guó)國(guó)家高程系統(tǒng)：黃海高程系 1956年黃海高程系 (水準(zhǔn)原點(diǎn) 米） 我國(guó)國(guó)家高程基準(zhǔn)： 1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)(水準(zhǔn)原點(diǎn) 米) 地方高程系統(tǒng) 上海：吳淞高程系4. 水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí) （1

2、）國(guó)家分一、二、三、四等、圖根（按精度要求、控制范圍） （2）城市分二、三、四等、圖根二.水準(zhǔn)測(cè)量原理2-1 水準(zhǔn)測(cè)量原理高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)：1.水準(zhǔn)測(cè)量原理 hAB 0，高差為正，前視點(diǎn)高； hAB 0，高差為負(fù)，前視點(diǎn)低。 高差必須帶“+、 -”號(hào)； hAB的下標(biāo) 次序必須與測(cè)量的前進(jìn)方向一致。 例： 已知 hAB=+1.436 m 則 hBA=-1.436 m大地水準(zhǔn)面 hABA BHAHB=HA+hAB水平視線水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺ab前進(jìn)方向水準(zhǔn)儀的主要軸線：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（俗稱視線），用于觀察尺子，取讀數(shù)水準(zhǔn)管軸，水準(zhǔn)管是水平狀態(tài)指示器。用于把其軸置平儀器要求這兩個(gè)軸平行。從而可以借助水

3、準(zhǔn)器把視線置平2.連續(xù)安置水準(zhǔn)儀的測(cè)量方法2. 連續(xù)高程測(cè)量 兩點(diǎn)間距離較長(zhǎng)或高差較大時(shí)，在兩點(diǎn)間設(shè)若 干轉(zhuǎn)點(diǎn)，分段測(cè)量高差，取各分段高差的總和。hAB=h1+ h2+ hn =(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn) =a-b(2-2-7)hAB測(cè)量?jī)x器綜述特點(diǎn)：精度高能在野外條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定使用自動(dòng)化程度高，操作方便發(fā)展過程：精密機(jī)械光學(xué)+精密機(jī)械微電子+光學(xué)+精密機(jī)械一.水準(zhǔn)測(cè)量的儀器與工具2-3 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器及工具一、水準(zhǔn)尺、尺墊 直尺：雙面(黑、紅)水準(zhǔn)尺， 尺常數(shù)、，用 于三等以下水準(zhǔn)路線測(cè)量。塔尺：可伸縮，伸足為3米、 5米，用于一般工程測(cè)量。尺墊：轉(zhuǎn)點(diǎn)立尺用。2.水準(zhǔn)儀二

4、、水準(zhǔn)儀精度系列： DS05 DS1 DS3 DS10 型號(hào)下標(biāo)：毫米數(shù)，表示 1公里水準(zhǔn)測(cè)量的中誤差(由 儀器引起的) 。構(gòu)造： 一般構(gòu)件 望遠(yuǎn)鏡與視差 水準(zhǔn)器S3 水準(zhǔn)儀外型望遠(yuǎn)鏡與視差望遠(yuǎn)鏡與視差測(cè)量望遠(yuǎn)鏡及十字絲上絲下絲豎絲橫絲望遠(yuǎn)鏡的十字絲測(cè)量望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸：十字絲分劃中心與物鏡光心的連線。物鏡的作用：把目標(biāo)成象（拉近）。目鏡的作用：把十字絲（和目標(biāo)象）放大。十字絲固定不動(dòng)。為了讓儀器適用于不同視力的人，目鏡可以前后調(diào)節(jié)，稱為目鏡調(diào)焦。調(diào)焦鏡的作用：使遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)都能成象于十字絲面上。移動(dòng)調(diào)焦鏡稱為物鏡調(diào)焦。視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則當(dāng)觀測(cè)員的眼睛上下左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)感到目

5、標(biāo)象與十字絲之間有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為視差。視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦可以消除視差。視差 視差： 望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與十字絲分劃板未重合。 現(xiàn)象：觀測(cè)時(shí)，改變眼睛與目鏡的相對(duì)位置， 十字絲與目標(biāo)的像有相對(duì)移動(dòng)。消除視差的步驟： 目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰； 物鏡調(diào)焦，使目標(biāo)像最清晰，且無視差。水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 靈敏度 8/2mm 用于儀器粗平 管水準(zhǔn)器 靈敏度20/2mm 用于儀器精平水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器分圓形和管形兩種管水準(zhǔn)器是個(gè)玻璃容器，其縱剖面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對(duì)稱中點(diǎn)處的切線就是水準(zhǔn)管軸?！皻馀菥又小奔此疁?zhǔn)管軸水平。圓水準(zhǔn)器是個(gè)玻璃容器，上面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球形，同心圓圓心處的

6、曲率半徑就是圓水準(zhǔn)器的軸?！皻馀菥又小奔此疁?zhǔn)器的軸垂直。水準(zhǔn)管圓水準(zhǔn)器軸 水準(zhǔn)管的精度：管子內(nèi)壁光滑，液體與內(nèi)壁的附著力小，則氣泡對(duì)傾斜反映的靈敏度高曲率半徑大，格值小則精度高氣泡長(zhǎng)，兩端清晰，讀數(shù)誤差小則精度高格值是相鄰分劃線之間的弧所對(duì)的圓心角。設(shè)弧長(zhǎng)為2毫米，曲率半徑為R毫米，則格值 一般 秒符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡兩端成象在一起便于觀察。若直接用肉眼觀察則因?yàn)椴Ａв泻穸龋币晻r(shí)會(huì)產(chǎn)生視差要同時(shí)觀察氣泡的兩端才能判斷氣泡是否居中用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可以避免上述缺點(diǎn)。判斷“氣泡居中”的精度約可提高一倍。觀察窗二.水準(zhǔn)儀使用三、水準(zhǔn)儀使用操作程序與方法 安置粗平瞄準(zhǔn)精平讀數(shù) 安置時(shí)考慮前、后視

7、等距(原因）； 粗平時(shí)掌握“左手大拇指法”； 瞄準(zhǔn)時(shí)包括消除視差； 在精平狀態(tài)下(符合氣泡符合時(shí))讀數(shù)； 讀數(shù)估讀至毫米。符合氣泡符合尚未符合符合氣泡符合，水準(zhǔn)管軸與視線水平。左手大拇指法“左手大拇指法”整平：氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋的方向一致。 abc粗平的操作普通水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺的分劃不是線劃式而是區(qū)格式的。區(qū)格的邊緣是分劃的位置，區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀”。區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀察并讀數(shù)。讀數(shù) bc瞄準(zhǔn)與讀數(shù)水準(zhǔn)測(cè)量的瞄準(zhǔn)與讀數(shù) a c b a2-4水準(zhǔn)測(cè)量的方法及成果處理一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)線路（一）水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)在永久、固定的地點(diǎn)按等級(jí)不同，埋設(shè)的要求不同2.水準(zhǔn)路線3.支水準(zhǔn)路線BM.A

8、TBM1TBM2TBM1BM.ATBM2TBM3TBM41.閉合水準(zhǔn)路線2.附合水準(zhǔn)路線BM.ABM.BTBM1TBM2TBM3（二）水準(zhǔn)路線三種水準(zhǔn)路線的布置形式1.水準(zhǔn)測(cè)量的方法二、水準(zhǔn)測(cè)量的方法 BMABMB1.4441.324TP2h2=+0.1201.8220.876TP3h3=+0.9461.8201.435TP4h4=+0.3851.4221.304h5=+0.118前進(jìn)方向1.1341.677TP1h1=-0.543水準(zhǔn)測(cè)量記錄表水準(zhǔn)測(cè)量的記錄水準(zhǔn)測(cè)量記錄表12345BMA 1.134TP1 1.677 -0.543TP1 1.444 TP2 1.324 +0.120TP2 1

9、.822 TP3 0.876 +0.946TP3 1.820TP4 1.435 +0.385TP4 1.422 BMB 1.304 +0.118 7642 6616 +1.026（一）、兩次儀器高法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2f=5mm水準(zhǔn)測(cè)量記錄（兩次儀器法）（二）、雙面尺法已知HA，求HBa1b1a2b2h1=a1-b1h2=a2-b2h1-h2f=5mm水準(zhǔn)測(cè)量記錄（雙面尺法）3.水準(zhǔn)測(cè)量的檢核三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核兩種方法：(1)兩次儀器高法 h-h5mm(2)雙面尺法 紅黑面讀數(shù)差3mm h黑-h紅5mm)（一）測(cè)站檢核對(duì)每一站高差進(jìn)行檢核，保證每一站高差正確。路線檢核（二）路線檢核對(duì)整條路線的總高差進(jìn)行檢核2.支水準(zhǔn)路線BM.ATBM1TBM2TBM1BM.ATBM2TBM3TBM41.閉合水準(zhǔn)路線3.附合水準(zhǔn)路線BM.ABM.BTBM1TBM2TBM3 h允=40 L mm或 h允=12 n mm (2-4-5)，(2-4-6)檢核公式 h理=0fh=h測(cè) fhfh允fh=h往+h返 fhfh允檢核公式