测量学水准测量ppt课件

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1、丈量学 第三章 水水水水准准准准测测量量量量目目 录录l第第一一节 高高程程丈丈量量概概述述l第第二二节 水水准准丈丈量量原原理理l第第三三节 水水准准丈丈量量的的仪l 器器及及运运用用l第第四四节 水水准准丈丈量量的的方方法法l第第五五节 水水准准仪的的检验 l 和和校校正正l第第六六节 水水准准丈丈量量的的误差差l 分分析析l第第七七节 精精细水水准准仪和和l 精精细水水准准尺尺l第第八八节 电子子水水准准仪简介介2-1高程丈量概述高程丈量概述一、高程丈量一、高程丈量l高程丈量：丈量地面点高程的任高程丈量：丈量地面点高程的任务。l目目的的：获得得未未知知点点的的高高程程。普普通通是是经过测

2、出出知知点点和和未未知知点点之之间的的高高差差，再再根根据据知点的高程推算出未知点的高程。知点的高程推算出未知点的高程。l水水准准丈丈量量原原点点：直直接接由由平平均均海海水水面面测得得高程的水准点高程的水准点图2-J。l l 水准丈量：利用程度水准丈量：利用程度视野来野来丈量两点之丈量两点之间的高差。的高差。此方法施此方法施测简单，且精度，且精度较高，所以是高程丈量中最高，所以是高程丈量中最主要的方法，被广泛运用于高程控制丈量、工程勘主要的方法，被广泛运用于高程控制丈量、工程勘测和各和各项施工丈量中。施工丈量中。l l 三角高程丈量：是三角高程丈量：是经过丈量两点之丈量两点之间的程度的程度间

3、隔或隔或倾斜斜间隔和隔和竖直角，然后利用三角公式直角，然后利用三角公式计算算出两点出两点间的高差。的高差。此方法的精度受各种条件的限制，普通只在适当的条此方法的精度受各种条件的限制，普通只在适当的条件下才被采用。件下才被采用。l l 气气压高程丈量、高程丈量、摄影高程丈量、影高程丈量、GPSGPS高程丈量。高程丈量。二、高程丈量的方法二、高程丈量的方法三、水准点及其等三、水准点及其等三、水准点及其等三、水准点及其等级级l l 水水准准点点Bench Bench MarkMark，经过水水准准丈丈量量建建立立的的高程控制点，工程上常用高程控制点，工程上常用BMBM来来标志。志。l l 水准点的等

4、水准点的等级及埋及埋设w w 国国家家水水准准点点分分为一一、二二、三三、四四等等四四个个等等级，按按规范范要要求求埋埋设永永久久性性标石石标志志。三三、四四等等水水准准点点普普通通用用混混凝凝土土标石石制制成成，深深埋埋到到地地面面冻结线以以下下，在在标石石的的顶面面设有有用用不不锈钢或或其它不易其它不易锈蚀的的资料制成的半球状料制成的半球状标志志图21a21a。w w 墙上水准点上水准点图21b21bw w 图根根水水准准点点和和一一些些施施工工丈丈量量运运用用的的水水准准点点 常常采采用用暂时性性标志志,例如例如:木木桩桩顶钉一半一半圆球状球状铁钉或或大大铁钉打打入入地地面面，也也可可在

5、在地地面面上上突突出出的的巩巩固固岩岩石石或或房房屋周屋周围水泥面、台水泥面、台阶等等处用用红油漆油漆标志。志。l水水准准点点的的位位置置：选在在土土质巩巩固固、便便于于长期期保保管管和和运运用方便的地点。埋用方便的地点。埋设水准点后，水准点后，应绘出水准点的点之出水准点的点之记。图图2-1水准点图示一、根本原理一、根本原理水准丈量的本水准丈量的本质:丈量两点之丈量两点之间的高差。的高差。水准丈量的根本原理：水准丈量的根本原理：利利用用水水准准仪建建立立一一条条程程度度视野野，借借助助水水准准尺尺来来测定定两两点点间的的高高差差，从从而而由由知知点点的的高高程程推推算算出出未未知知点点的的高程

6、。高程。A、B两两点点的的高高差差为：(利利用用水水准准仪提提供供的的程程度度视野野，分分别读取取A点点水水准准尺尺上上的的读数数a和和B点点的的读数数b) l l 假假设A A点点是是知知高高程程点点，B B点点是是待待求求高高程程点点。那那么么B B点点高高程程为: 2-2水准丈量原理水准丈量原理 图图2-24.水准丈量水准丈量术语：5.如如图2-2所示：所示：6.A后后视点、点、a后后视读数，数，7.B前前视点、点、b前前视读数数8.高差高差=后后视读数数前前视读数数9.观测者者站站在在仪器器处，面面向向前前进方方向向，前前面面所所立尺立尺为前前视，背后所立尺，背后所立尺为后后视。10.

7、高差的符号：高差的符号：11.高差的正高差的正负号反映两点的高低；号反映两点的高低；12.高差的正高差的正负号又与丈量前号又与丈量前进的方向有关的方向有关：13.hAB=hBA 图图2-25、延、延续水准丈量：水准丈量： 在两点在两点间延延续地多次安地多次安顿仪器所器所进展的水准丈量。展的水准丈量。 图2-3在在图2-3中：中：测站：安站：安顿仪器的点在器的点在图2-3中中、转点：点：(TurningPoint)常常简写写为：TP，是，是传送高程的点送高程的点(1、2)。延续水准丈量表示延续水准丈量表示hAB为A、B两点两点间测得的高差，得的高差，那么：未知点那么：未知点B的高程的高程为：高差

8、的高差的计算算检核：核：ab=hAB高程的高程的计算算检核：核：HBHA=hAB。 二、二、二、二、仪仪高法丈量高法丈量高法丈量高法丈量 l适用适用场所：根据水准所：根据水准仪的的视野高野高Hi，来，来计算前算前视点点B的高程。的高程。这一做法一做法对安安顿一次一次仪器，并根据一个知高程器，并根据一个知高程点的后点的后视来求取假来求取假设干个前干个前视点高程点高程时计算算较为方便。方便。l仪高法：高法：仪器的器的视野高：野高：Hi=HA+a待求点高程：待求点高程：HB=HA+(ab)=Hib2-3水准丈量的水准丈量的仪器及其运用器及其运用一、水准一、水准仪的种的种类l光学水准光学水准仪：l微微

9、倾式水准式水准仪：用水准管来：用水准管来获得程度得程度视野；野；l自自动安平水准安平水准仪：用：用补偿器来器来获得程度得程度视野。野。l电子水准子水准仪水水准准仪按按仪器器精精度度分分：DS05、DS1、DS3、DS10四四个个等等级。D、S分分别是是“大大地地丈丈量量和和“水水准准仪汉语拼拼音音的的第第一一个个字字母母，数数字字05、1、3、10表示表示该仪器的精度。器的精度。DS05和和DS1用用于于精精细水水准准丈丈量量，DS3用用于于普普通通水水准准丈丈量量，DS10那那么么用用于于简易易水水准准丈丈量。工程常用量。工程常用DS3水准水准仪。一水准尺一水准尺用用优质木木材材或或合合金金

10、制制成成，要要求求尺尺长稳定，刻划准确。定，刻划准确。l最常用的有双面尺和塔尺两种。最常用的有双面尺和塔尺两种。双双面面尺尺多多用用于于三三、四四等等及及以以下下精度的水准丈量精度的水准丈量见图2-5a。塔塔尺尺用用两两节或或三三节套套接接在在一一同同，能能伸伸缩，携携带方方便便。普普通通尺尺长为5m，尺尺的的底底部部为零零点点，尺尺面面绘有有1cm或或5mm黑黑白白相相间的的分分格格，米米和和分分米米处注注有有数数字字见图2-5b。图图2-5二、水准尺和尺二、水准尺和尺垫l l 尺尺垫是在是在转点上放置点上放置水准尺用的，尺水准尺用的，尺垫可使可使转点点稳定，防止下沉。定，防止下沉。 l l

11、 用用钢板或板或铸铁制成，普制成，普通通为三角形，中央有一突三角形，中央有一突出的半球体，下方有三个出的半球体，下方有三个尖脚尖脚见图2626。 l l 用用时把三个尖脚把三个尖脚踩入土中，把水准尺立在突入土中，把水准尺立在突出的出的圆顶上。上。图图2-6二尺二尺垫l一一DS3DS3微微倾式水准式水准仪的构造的构造 三 、 DS3微 倾 式 水 准 仪 的 构 造 及 运 用水准仪图像水准仪图像(1)留意：转留意：转动仪器时动仪器时要松开制要松开制动螺旋！动螺旋！水准仪图像水准仪图像(2)留意：转动仪留意：转动仪器时要松开制器时要松开制动螺旋！动螺旋！ l l 作用：它可以提供作用：它可以提供

12、视野，野，并可并可读出出远处水准尺上的水准尺上的读数数 l l 构造：物构造：物镜、目、目镜、对光光 透透镜和十字和十字丝分划板。分划板。 1 1 物物镜：使目的的成像落在十字：使目的的成像落在十字丝板前后。板前后。 2 2 调焦透焦透镜：使目的的成像与十字：使目的的成像与十字丝重合。重合。 3 3 目目镜：放大十字：放大十字丝和目的的成像。和目的的成像。 4 4 十字十字丝分划板：分划板：竖丝是是为了瞄准目的，了瞄准目的， 中中丝单丝或楔形或楔形丝读取取读数。数。 视距距丝：上、下短：上、下短丝，用于用于测距。距。l l视准准轴即即视野：十字野：十字丝交交 点与物点与物镜光心的光心的连线。

13、它是水准它是水准仪的主要的主要轴线之一。之一。 DS3 DS3水准水准仪望望远镜放大率普通放大率普通为2828倍。倍。图图2-81 1望望远镜1 1管水准器水准管：反映管水准器水准管：反映视野能否程度，用于精平。野能否程度，用于精平。l l 水准管的零点：管面上刻有水准管的零点：管面上刻有间隔隔为2 mm2 mm的分划的分划线，分划，分划线的的对称中心称中心O O称。称。l l 水准管水准管轴LLLL：过零点与管内壁零点与管内壁纵向相切的直向相切的直线见图2-102-10。ll气泡居中：当气泡的中心点与零点重合气泡居中：当气泡的中心点与零点重合时，称气泡居中，此，称气泡居中，此时水准管水准管轴

14、位于程度位置，位于程度位置，视野程度。野程度。假假设气泡不居中，那么水准管气泡不居中，那么水准管轴处于于倾斜位置，斜位置，视野不程度。野不程度。 图图2-102 2水准器管水准器和水准器管水准器和圆水准器水准器l l 水准管分划水准管分划值值 l定定义：水水准准管管2mm的的弧弧长所所对圆心心角角t，即即气气泡泡每每挪挪动一一格格时，水准管，水准管轴所所倾斜的角斜的角值。l水水准准管管分分划划值的的大大小小反反映映了了仪器器置置平平精精度度的的高高低低。水水准准管管纵向向弧弧线半半径径R越越大大，t值越越小小，那那么么水水准准管管灵灵敏敏度度越越高。高。lDS3型水准管分划型水准管分划值普通普

15、通为20/2mm。图图2-10l 符合水准器 l 当气泡居中时，两端气泡的影像就能符合成吻合的抛物线，它用于微倾式水准仪。 l 假设两端影像错开，那么表示气泡不居中，这时可旋转微倾螺旋使气泡影像符合，使气泡居中。 注：左边气泡影像的挪动方向与微倾螺旋的转动方向一致。图图2-12l l 圆水水准准器器：一一个个封封锁的的圆形形玻玻璃璃容容器器，顶面面内内壁壁是是球球面面，球球面面中中央央有有一一圆圈。圈。l l 水准器零点水准器零点:圆圈圈圆心称心称为 。 l l 圆水水准准器器轴:经过零零点点的的球球面面法法线 。l l 当当圆水水准准器器气气泡泡居居中中时，圆水水准准器器轴竖直，直，仪器器竖

16、轴竖直。直。l l 圆水水准准器器的的分分划划值:气气泡泡中中心心偏偏离离零零点点2 2 mmmm的的弧弧长所所对圆心心角角的的大小。大小。DS3DS3水水准准仪圆水水准准器器由由于于它它的的精精度度较低低，故只用于故只用于仪器的粗略整平。器的粗略整平。 图图2-132圆水准器：反映水准器：反映竖轴能否能否竖直，用于粗平。直，用于粗平。3基座基座(图2-7)l l 用用于于置置平平仪器器，它它支支撑撑仪器器的的上上部部使使其其在在程程度度方方向向上上转动，并并经过衔接接螺螺旋旋与三脚架与三脚架衔接。接。l l 基基座座主主要要由由轴座座、脚脚螺螺旋旋、三三角角压板板和底板构成。和底板构成。 调

17、理理三三个个脚脚螺螺旋旋可可使使圆水水准准器器的气泡居中，使的气泡居中，使仪器粗略整平。器粗略整平。 二二二二DS3DS3DS3DS3微微微微倾倾式水准式水准式水准式水准仪仪的运用的运用的运用的运用 微微倾式式水水准准仪的的运运用用包包括括安安顿仪器器、粗粗略略整整平平、瞄准水准尺、精平与瞄准水准尺、精平与读数等操作步数等操作步骤。1 1安安顿仪器器 l l 在在测站上安站上安顿三脚架，架三脚架，架头大致程度。大致程度。 l l 用用衔接螺旋将接螺旋将仪器器结实地地衔接在三脚架接在三脚架头上。上。 2 2粗略整平粗平粗略整平粗平 l l 粗粗平平概概念念：用用脚脚螺螺旋旋使使圆水水准准器器的的

18、气气泡泡居居中中，使使仪器器竖轴大致大致铅直，从而使直，从而使视准准轴粗略程度。粗略程度。 l l 气泡的挪气泡的挪动方向方向 与左手大拇指右手的食指运与左手大拇指右手的食指运动的方向一致的方向一致 操操作作： 如如图2-142-14所所示示 脚脚螺螺旋旋顺时针转动该端端升升高高，逆逆时针转动该端降低端降低 ， 气泡向高气泡向高处挪挪动 图图2-14l操操作作：气气泡泡的的挪挪动方方向向与与左左手手大大拇拇指指右右手手的的食食指指运运动的的方方向一致向一致l气气泡泡未未居居中中而而位位于于a处，那那么么先先按按图上上箭箭头所所指指的的方方向向用用两两手手相相对转动脚螺旋脚螺旋和和，使气泡移到，

19、使气泡移到b的位置如的位置如图b。l然后然后单独独转动脚螺旋脚螺旋使气泡居中。如有偏向可反复使气泡居中。如有偏向可反复进展。展。3 3 3 3瞄准水准尺瞄准水准尺瞄准水准尺瞄准水准尺 l l 目目镜对光光：对准准白白色色目目的的，旋旋转目目镜，使十字使十字丝成像明晰。成像明晰。 l l 粗粗略略瞄瞄准准：缺缺口口、准准星星、目目的的尺尺三点一三点一线，制，制动望望远镜。 l l 物物镜调焦焦对光光：转动物物镜调焦焦螺螺旋，使目的成像明晰。旋，使目的成像明晰。 l l 准准确确照照准准：转动程程度度微微动螺螺旋旋使使目目的的的的对称中心与称中心与竖丝重合或在重合或在竖丝附近附近 留意：瞄准水准尺

20、留意：瞄准水准尺时必需消除必需消除视差。差。 视差：观测者的眼睛在目镜端上下挪动时，物像与十字丝间有相对运动的景象，叫十字丝视差，简称视差。 产生视差的缘由及消除的方法：l产生视差的缘由:尺像与十字丝分划板不重合。 l消除的方法：重新调焦物镜 图图 2-15 2-15 l l 精精平平：转动微微倾螺螺旋使符合水准管气泡居中。旋使符合水准管气泡居中。 l l 读数数：用用十十字字丝横横丝切切尺尺上上的的刻刻划划直直接接读出出米米、分分米米和和厘厘米米数数，并并估估读出出毫毫米米数数，保保证每每个个读数数均均为四四位位数数，即即使使某某位位数数是是零也不可省略。零也不可省略。读数方法：数方法： 由

21、小到大的由小到大的读倒像倒像仪器从上到下。器从上到下。图2-162-16的的读数数为: 1.258m: 1.258m。图图2-164 4精平与精平与读数数四、自四、自动安平水准安平水准仪l用用设置在望置在望远镜内的自内的自动补偿器替代水准管而能器替代水准管而能自自动获得程度得程度视野的水准野的水准仪。l观测时，用，用圆水准器使水准器使仪器粗略整平后，即可直器粗略整平后，即可直接接读取程度取程度视野野读数。数。l具有具有观测速度快、精度高等速度快、精度高等优点，被广泛运用在点，被广泛运用在各种等各种等级的水准丈量中。的水准丈量中。l补偿器有一定的器有一定的补偿范范围，应特特别留意留意圆水准器水准

22、器的气泡居中。的气泡居中。l要防止要防止补偿器器贴靠周靠周围的部件，保的部件，保证其其处于正常于正常任任务形状。形状。一、水准道路的布一、水准道路的布设方式方式l附合水准道路附合水准道路al闭合水准道路合水准道路bl支水准道路支水准道路cl水准网水准网d、e水准道路水准道路:水准丈量所水准丈量所经过的道路。的道路。图图2-212-4 水准丈量的方法水准丈量的方法二、水准丈量的施测方法二、水准丈量的施测方法二、水准丈量的施测方法二、水准丈量的施测方法图图2-222-22中：中：水准点水准点A A为知点，高程为为知点，高程为51.903 m51.903 m；B B为待定高程的点为待定高程的点 ；施

23、测过程施测过程 见表见表2-12-1( (高差高差= =后视后视- -前视前视 hi=ai-bi)hi=ai-bi)图图2-22点号点号水准尺读数水准尺读数高高差差高高程程备备注注后视后视前视前视+BMA1.339知高程点知高程点TP11.4181.402TP21.5191.187TP31.2420.984TP41.2671.347BMB0.8716.7855.7911.1620.168计算检核计算检核ab=+0.994h=+0.994HBHA=+0.994表表2-1水准丈量记录手簿记录、计算水准丈量记录手簿记录、计算图图2-22点号点号水准尺读数水准尺读数高高差差高高程程备备注注后视后视前视

24、前视+BMA1.339知高程点知高程点TP11.4181.402TP21.5191.187TP31.2420.984TP41.2671.347BMB0.871计算检核计算检核表表2-1水准丈量记录手簿水准丈量记录手簿点号点号水准尺读数水准尺读数高高差差高高程程备备注注后视后视前视前视+BMA1.33951.903知高程点知高程点TP11.4181.4020.063TP21.5191.1870.231TP31.2420.9840.535TP41.2671.3470.105BMB0.8710.39652.8976.7855.7911.1620.168计算检核计算检核ab=+0.994h=+0.99

25、4HBHA=+0.994表表2-1水准丈量记录手簿水准丈量记录手簿水准丈量的水准丈量的检核核为了保了保证水准丈量成果的正确可靠，水准丈量成果的正确可靠，必需必需进展展检核。核。检核的方法主要有以下核的方法主要有以下几种：几种：1.计算算检核核2.测站站检核核3.成果成果检核核1.1.计算算检核核在每一在每一测段段终了后或手簿上每一了后或手簿上每一页之末，之末，必需必需进展展计算算检核。核。表表2-1中中:1 a b= h=0.994阐明高差的明高差的计算是正确的。算是正确的。2HBHA= h阐明高程的明高程的计算也是正确的。算也是正确的。如不相等，那么如不相等，那么计算中必有算中必有错误，应进

26、展展检查。2.2.测站站检核核通常采用以下两种方法：通常采用以下两种方法：1 1变动仪器器高高法法：在在一一个个测站站上上两两次次置置镜( (变动仪高高0.1m)0.1m)所所得得高高差差之之差差不不超超越越允允许值例例如如图根根水水准准丈丈量量允允许值为6 6 mmmm，那那么么以以为符符合合要要求求，并并取取其其平平均均值作作为最最后后结果果，否否那那么么，必必需重需重测。2 2双双面面尺尺法法 利利用用同同一一水水准准尺尺红面面与与黑黑面面两两次次测得得高高差差，扣扣除除一一对尺尺常常数数差差后后，较差差均均在在允允许值范范围内内, ,那那么么取取其其平平均均值作作为该测站站观测高差。否

27、那么，需求高差。否那么，需求检查缘由，重新由，重新观测。3. 3. 成果成果检核核l l 将将整整个个水水准准道道路路的的成成果果与与实际值进展展比比较：能能检测出出多多个个测站站的的累累计误差差如如：温温度度、风力力、仪器器、大大气气折折光光、尺尺子子倾斜斜及及转点位置挪点位置挪动等等误差的影响。差的影响。l l 方方法法：是是按按水水准准道道路路的的布布设方方式式求求出出高高差差闭合差并与限差比合差并与限差比较： 高高差差闭合合差差=实测高高差差实际高高差差 限差限差道路校核道路校核 1 1闭合水准道路闭合水准道路 实际上高差代数和：高差闭合差：高差闭合差允许值：其中L为道路长度，km；n

28、为测站数。道路校核2附合水准道路高差闭合差为：高差闭合差为：高差闭合差允许值：高差闭合差允许值：3支水准道路 高差闭合差为：高差闭合差为：高差闭合差允许值：高差闭合差允许值：l检校的校的时间：l购进仪器之后器之后l长途运途运输之后之后l工程开工之后工程开工之后l出出现问题之后之后l检校目的：使校目的：使仪器各种器各种轴系关系系关系处于正常形状。于正常形状。l2-5水准水准仪的的检验和校正和校正一、微一、微倾式水准式水准仪的的检验和校正和校正l水准水准仪的主要的主要轴、线：l视准准轴CCl水准管水准管轴LLl仪器器竖轴VVl圆水准器水准器轴LLl十字十字丝横横丝中中丝l轴线之之间应满足的几何条件

29、足的几何条件lLLVVl横横丝VVlLLCC最重要最重要图图2-24一一圆水准器水准器轴平行于平行于仪器器竖轴的的检验和校正和校正l目的目的使使LLVV，圆水准器气泡居中水准器气泡居中时，竖轴位于位于铅垂位置。垂位置。l检验l1旋旋转脚螺旋使脚螺旋使圆水准器气泡居中水准器气泡居中l2将望将望远镜程度方向程度方向绕竖轴旋旋转180，假，假设气泡仍居中，那么气泡仍居中，那么LLVV，假，假设气气泡偏离，那么需泡偏离，那么需进展校正。展校正。l校正校正l先用脚螺旋使气泡向中央先用脚螺旋使气泡向中央方向挪方向挪动偏离量的一半；偏离量的一半；l稍松中稍松中间的固定螺的固定螺丝有有的的仪器无此螺器无此螺丝

30、；l再用校正再用校正针拨动圆水准器水准器的三个校正螺的三个校正螺丝使气泡居使气泡居中。中。l反复上述的反复上述的检验和校正，和校正，使使仪器上部旋器上部旋转到任何位到任何位置气泡都能居中置气泡都能居中为止。止。l最后最后应留意旋留意旋紧固定螺固定螺丝。图图2-25二十字二十字丝横横丝垂直于垂直于仪器器竖轴的的检验和校正和校正l目的目的使横使横丝VV，当，当仪器粗略整平后，横器粗略整平后，横丝根本程度，用横根本程度，用横丝上恣上恣意位置所得意位置所得读数均一数均一样。l检验水水准准仪整整平平后后，先先用用十十字字丝横横丝的的一一端端切切准准一一个个点点状状目目的的P，假假设P点点一一直直在在横横

31、丝上上挪挪动，阐明明横横丝已已与与竖轴垂垂直直；假假设P点点挪挪动的的轨迹迹分分开开了了横横丝，那么那么阐明横明横丝与与竖轴不垂直，需求校正。不垂直，需求校正。图图2-27l校正校正l翻开十字翻开十字丝分划板的分划板的护罩，可罩，可见到三个或到三个或四个分划板的固定螺四个分划板的固定螺丝l松开松开这些固定螺些固定螺丝l用手用手转动十字十字丝分划分划板座，使横板座，使横丝的另一的另一端与目的相切。端与目的相切。l反复反复实验使横使横丝的两的两端都能与目的相切，端都能与目的相切，那么校正完成。那么校正完成。l最后旋最后旋紧一切固定螺一切固定螺丝。图2-28三三i i角角误差的差的检验和校正和校正l

32、i角：水准管轴和视准轴在垂直面上的投影的夹角。l交叉误差：上述两轴在程度面上投影的夹角。在等外水准丈量中可忽略其影响为使LLCC，两轴在程度面和垂直面的投影都应平行。li角检验：是水准仪检校中最重要的一项，li角检验目的当水准管气泡符合时，视准轴就处于程度位置，使读数正确。图2-29a2a2a1检验方法：方法：图 2-29 2-29 ll在在平平坦坦之之地地选相相距距606080 80 m m的的A A、B B两两点点，在在两两点点打打入入木木桩； l l水准水准仪置于置于 I I 点点 A A、B B两点的中点，两点的中点， 用双用双仪高法高法测得得A BA B两点的高差两点的高差h1=a1

33、-b1h1=a1-b1 l l把将把将仪器搬至器搬至 II II 点距点距B B点略大于点略大于2 2米，米， 测得得A A、B B两点高差两点高差h2=a2-b2h2=a2-b2 ll假假设h2=h1h2=h1，阐明明水水准准管管轴与与视准准轴平平行行，即即i=0i=0。假假设h2h1h2h1那么那么阐明存在明存在i i角角误差：差： 式式中中 =h2-h1=a2-=h2-h1=a2-a2a2两点所两点所测高差之差；高差之差； DABADABA、B B两两点点间的的间隔；隔； 206265206265。当当或或i i角角为正正时，视野向上野向上倾斜，反之向下斜，反之向下倾斜。斜。对于于DS3

34、DS3水准水准仪，要求，要求i i角不大于角不大于2020，否那么，否那么应进展校正。展校正。a2a2a1l l 假假设h2=h1h2=h1，阐明明水水准准管管轴与与视准准轴平平行行，即即i=0i=0。假假设h2h1那么那么阐明存在明存在 i i 角角误差：差： 式中式中 =h2h1=a2a2=h2h1=a2a2 两点所两点所测高差之差；高差之差； DABDABA A、B B两点两点间的的间隔；隔； 206265。当当或或i i角角为正正时，视野向上野向上倾斜，反之向下斜，反之向下倾斜。斜。对于于DS3DS3水准水准仪，要求，要求i i角不大于角不大于2020，否那么，否那么应进展校正。展校正

35、。a2a2a1l仪器在器在II处，用微，用微倾螺旋使螺旋使远点点A的的读数从数从a2改改动到到a2=b2+h1。此。此时视准准轴处于程度位置，但水准于程度位置，但水准管也因随之管也因随之变动而气泡不再符合。而气泡不再符合。l用校正用校正针拨动水准管一端的校正螺水准管一端的校正螺丝使气泡符合，使气泡符合，l(图2-30)那么水准管那么水准管轴也也处于程度位置，从而使水准于程度位置，从而使水准管管轴平行于平行于视准准轴。水准管的校正螺。水准管的校正螺丝，校正，校正时先先松松动左右两校正螺左右两校正螺丝，然后，然后拨上下两校正螺上下两校正螺丝使气使气泡符合。泡符合。拨动上下校正螺上下校正螺丝时，应先

36、松一个再先松一个再紧另另一个逐一个逐渐矫正，当最后校正正，当最后校正终了了时，一切校正螺，一切校正螺丝都都应适度旋适度旋紧。以上。以上检验校正要反复校正要反复进展，直到展，直到i角角小于小于20为止。止。校正方法校正方法图2-29图图2-30l用校正用校正针拨动水准管一端的校正螺水准管一端的校正螺丝使气泡符合，使气泡符合，l(图2-30)那么水准管那么水准管轴也也处于程度位置，从而使水准管于程度位置，从而使水准管轴平行平行于于视准准轴。水准管的校正螺。水准管的校正螺丝，校正，校正时先松先松动左右两校正螺左右两校正螺丝，然后然后拨上下两校正螺上下两校正螺丝使气泡符合。使气泡符合。拨动上下校正螺上

37、下校正螺丝时，应先松一个再先松一个再紧另一个逐另一个逐渐矫正，当最后校正正，当最后校正终了了时，一切校正，一切校正螺螺丝都都应适度旋适度旋紧。以上。以上检验校正要反复校正要反复进展，直到展，直到i角小于角小于20为止。止。二、自二、自动安平水准安平水准仪的的检验和校正和校正1.自自动安平水准安平水准仪应满足的条件足的条件2.圆水准器水准器轴平行平行仪器的器的竖轴；3.十字十字丝横横丝垂直垂直竖轴；4.水准水准仪在在补偿范范围内，内，应能起到能起到补偿作作用；用；5.视准准轴经过补偿后后应与程度与程度线一致。一致。2、自、自动安平水准安平水准仪的的检验和校正和校正l前两前两项的的检校校与微与微倾

38、式水准式水准仪的的检校方法完全一校方法完全一样。l第三第三项补偿器的器的检验l离水准离水准仪约50m处竖立水准尺，立水准尺，仪器安器安顿成如下位置：即使其成如下位置：即使其中两个脚螺旋的中两个脚螺旋的连线垂直于垂直于仪器到水准尺器到水准尺连线的方向；的方向；l用用圆水准器整平水准器整平仪器，器，读取水准尺上取水准尺上读数；数；l四种情况四种情况竖轴向前、后、左、右向前、后、左、右倾斜下斜下读数：数：l旋旋转视野方向上的第三个脚螺旋，野方向上的第三个脚螺旋，让气泡中心偏离气泡中心偏离圆水准器零水准器零点少点少许，使，使竖轴向前稍向前稍倾斜；然后再次旋斜；然后再次旋转这个脚螺旋，使气个脚螺旋，使气

39、泡中心向相反方向泡中心向相反方向l重新整平重新整平仪器，用位于垂直于器，用位于垂直于视野方向的两个脚螺旋，先后使野方向的两个脚螺旋，先后使仪器向左右两器向左右两侧倾斜斜v仪器器竖轴向前后左右向前后左右倾斜斜时所得所得读数与数与仪器整器整平常所得平常所得读数之差不超越数之差不超越2mm，那么可以，那么可以为补偿器任器任务正常，否那么正常，否那么应检查缘由或送工厂修由或送工厂修缮。第四第四项视准准轴经过补偿后后应与程度与程度线一致一致的的检校校假假设视准准轴经补偿后不能与程度后不能与程度线一致，那么一致，那么也构成也构成i角，角，产生生读数数误差。差。检验方法方法与微与微倾式水准式水准仪i角的角的

40、检验方法一方法一样校正校正校正十字校正十字丝。拨十字十字丝的校正螺的校正螺丝，使，使A点点的的读数从数从a2改改动到到a2。对于于DS3水准水准仪也也应使使i角不大于角不大于202-6水准丈量的水准丈量的误差分析差分析为了保了保证丈量成果的精度，需求分析研丈量成果的精度，需求分析研讨产生生误差的差的缘由，并采取措施消除或减小由，并采取措施消除或减小误差的影响。差的影响。主要的主要的误差来源：差来源：仪器器观测者者外界条件外界条件一、一、仪器器误差差 l l 仪器校正后的剩余器校正后的剩余误差差i i角角误差差 此此项误差与差与仪器至立尺点的器至立尺点的间隔成正比。隔成正比。 l l 在丈量中，

41、在丈量中，坚持前持前视和后和后视的的间隔相等，可消除隔相等，可消除该项误差。差。 l l 因某种因某种缘由某一由某一测站的前站的前视或后或后视间隔隔较大，那么就在下一大，那么就在下一测站上使后站上使后视或前或前视间隔隔较大，可使大，可使误差得到差得到补偿。 l l 水准尺的水准尺的误差差 l l 尺尺长误差差 ：尺：尺长变化、弯曲引起的化、弯曲引起的误差，通常差，通常限制弯曲度、施加限制弯曲度、施加矫正数消除。正数消除。 l l 刻划刻划误差：刻划不准确引起的差：刻划不准确引起的误差，可施加差，可施加矫正正数消除。数消除。 l l零点零点误差：尺底的刻划差：尺底的刻划值与与实际值之差，可采用之

42、差，可采用偶数站或运用一根水准尺消除。偶数站或运用一根水准尺消除。二、二、观测误差差读数数误差差估估读的的误差与人眼的分辨才干、望差与人眼的分辨才干、望远镜的放大率以及的放大率以及视野的野的长度有关。度有关。水准尺水准尺倾斜斜误差差水准尺水准尺倾斜会使斜会使读数增大：装有水准器的水准尺、数增大：装有水准器的水准尺、摇尺法可消尺法可消除。除。三、外界条件的影响三、外界条件的影响1.1.仪器下沉和水准尺下沉器下沉和水准尺下沉2.2.仪器下沉器下沉 ：“后、前、前、后的后、前、前、后的观测程序，可减弱其影响。程序，可减弱其影响。3.3.水准尺下沉水准尺下沉 ：“往返往返测 可以减弱水准可以减弱水准尺

43、下沉的影响。尺下沉的影响。4.4.气候的影响气候的影响5.5.温度的温度的变化引起大气折光化引起大气折光变化呵斥尺像化呵斥尺像跳跳动；6.6.烈日直晒烈日直晒仪器和大器和大风影响水准管气泡的影响水准管气泡的整平。整平。7.7.尽量尽量选择无无风的阴天的阴天进展丈量。展丈量。v地球曲率的影响地球曲率的影响水准丈量水准丈量应根据水准面来求出根据水准面来求出两点的高差，但两点的高差，但视准准轴是不断是不断线，因此使，因此使读数中含数中含有由地球曲率引起的有由地球曲率引起的误差差“p。P=D2(2R)v大气折光的影响大气折光的影响在普通大气情况下，大气折光在普通大气情况下，大气折光误差差“是地球曲率是

44、地球曲率误差差“p的的1/7;=D2(14R)v地球曲率与大气折光的共同影响地球曲率与大气折光的共同影响：vf=p-=0.43D2Rv假假设前后前后视距相等距相等,该误差可在差可在计算高差算高差时自行消自行消除。除。3 3、地球曲率和大气折光的影响、地球曲率和大气折光的影响( (图2-34)2-34)2-7 精精细水准水准仪与水准尺与水准尺一、精一、精细水准水准仪图2-35DS05、DS1均属于精均属于精细水准水准仪，精，精细水准水准仪主主要用于国家一、二等水准丈量要用于国家一、二等水准丈量以及建筑物沉以及建筑物沉降降观测、大型、大型桥梁施工的高程控制、精梁施工的高程控制、精细机机械械设备安装

45、等精安装等精细工程；工程；精精细水准水准仪的构造：与的构造：与DS3水准水准仪根本一根本一样，也，也有微有微倾式和自式和自动安平式之分。安平式之分。不同之不同之处：有光学：有光学测微器微器进展尺展尺读数。数。二、精二、精细水准尺水准尺l铟瓦水准尺。瓦水准尺。l尺是在木尺是在木质标尺的中尺的中间槽内，装有一槽内，装有一2m或或3m长的的铟瓦合金瓦合金带尺，尺，铟瓦瓦带上刻有上刻有左右两排相互左右两排相互错开的刻划，数字注在木开的刻划，数字注在木尺上。精尺上。精细水准水准仪的分划的分划值有有1cm和和5mm两种，而数字注两种，而数字注记因消因消费厂家不同有厂家不同有很多方式。很多方式。l例：以例：

46、以3m尺尺为例，普通地，右例，普通地，右边一排数一排数字注字注记自自0300cm，称，称为根本分划；左根本分划；左边一排数字注一排数字注记自自300600cm，称，称为辅助分划。根本分划与助分划。根本分划与辅助分划相差一常助分划相差一常数数K，称基，称基辅差差K值因厂家不同而异，因厂家不同而异，以供以供检核核读数之用。数之用。三、精三、精细水准水准仪的运用及的运用及读数方法数方法l精精细水准水准仪的操作方法与的操作方法与DS3水准水准仪根本一根本一样，只在只在读数方法上有所差数方法上有所差别。l读数数时，(图2-39)用微用微倾螺旋使目螺旋使目镜视场左左边的的符合水准气泡的两个半像吻合后，符合

47、水准气泡的两个半像吻合后，仪器即已准器即已准确整平。确整平。这时望望远镜十字十字丝横横丝往往不恰好往往不恰好对准水准尺上的某一分划准水准尺上的某一分划线，需，需转动测微螺旋微螺旋调整整视野上下挪野上下挪动，使十字，使十字丝的楔形的楔形丝准确准确夹住住水准尺上一个整分划水准尺上一个整分划线，再在，再在读数数显微微镜内内读出厘米以下的出厘米以下的读数。数。2-8 电子水准子水准仪简介介一、一、电子水准子水准仪的原理及运用的原理及运用电子水准子水准仪又称数字水准又称数字水准仪。它是以自。它是以自动安平安平水准水准仪为根底，在望根底，在望远镜光路中添加了分光光路中添加了分光镜和探和探测器器CCD,并采

48、用条形并采用条形码标尺和尺和图像像处置置电子系子系统(图2-40)。电子水准子水准仪运用：可以象普通自运用：可以象普通自动安平水准安平水准仪一一样运用。运用。组成：望成：望远镜包括目包括目镜、物、物镜、物、物镜对光螺光螺旋等；整平安装包括旋等；整平安装包括圆水准器、脚螺旋水准器、脚螺旋等；等；显示窗；操作示窗；操作键盘包括数字包括数字键和各和各种功能种功能键；串行接口；提手等；串行接口；提手等辅助安装。助安装。图图2-40二、二、电子水准子水准仪的特点及运用的特点及运用特点：特点：读数客数客观.不存在不存在误读、误记问题,没有人没有人为读数数误差差.精度高。精度高。速度快。丈量速度快。丈量时间与与传统仪器相比可以器相比可以节省省1/3左右。左右。效率高。可效率高。可实现内外内外业一体化。一体化。运用前景：运用前景：快速水准丈量，其任快速水准丈量，其任务效率可提高效率可提高3050；自自动沉降沉降监测机器、机器、转台等的精台等的精细工工业丈量；丈量；仪器与器与计算机相算机相连，可，可实现实时、自、自动的延的延续高程丈量；高程丈量；规范丈量、地形丈量、范丈量、地形丈量、线路丈量及施工放路丈量及施工放样等。等。