第三章 水準(zhǔn)測量

1、內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧 v測繪學(xué)概念測繪學(xué)概念 v學(xué)科分類學(xué)科分類 v數(shù)字測圖概念及發(fā)展數(shù)字測圖概念及發(fā)展 v地球大小和形狀地球大小和形狀 v測量常用坐標(biāo)系測量常用坐標(biāo)系 v高斯投影高斯投影 v高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 v方位角方位角 第二章 水準(zhǔn)測 量 第三章第三章 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量 v水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理 v水準(zhǔn)測量的儀器和工具水準(zhǔn)測量的儀器和工具 v水準(zhǔn)測量的外業(yè)施測方法水準(zhǔn)測量的外業(yè)施測方法 v水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)成果整理水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)成果整理 v水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正 v水準(zhǔn)測量誤差分析水準(zhǔn)測量誤差分析 學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn) 第三章第三章 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量 3.1 水準(zhǔn)

2、測量原理與方法水準(zhǔn)測量原理與方法 一、高程測量一、高程測量 v概念：概念： 測量點(diǎn)高程的工作。測量點(diǎn)高程的工作。 v高程概念回顧：高程概念回顧： 絕對(duì)高程：絕對(duì)高程： 相對(duì)高程：相對(duì)高程： 高差：高差： 測量的基本工作：測量的基本工作： 測角，測距，測高差測角，測距，測高差 一、高程測量一、高程測量 v高程測量方法：高程測量方法： 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量： 最基本，精度最高最基本，精度最高 三角高程測量三角高程測量(6.5祥祥)： 適于山區(qū)適于山區(qū) 氣壓高程測量：氣壓高程測量： 精度最低精度最低 GPS測量：精度高測量：精度高 v水準(zhǔn)測量的等級(jí)：水準(zhǔn)測量的等級(jí)：按精度要求及控制范圍按精度要求及控制范

3、圍 普通水準(zhǔn)（等外水準(zhǔn)）：普通水準(zhǔn)（等外水準(zhǔn)）： 三、四等水準(zhǔn)：小地區(qū)高程控制三、四等水準(zhǔn)：小地區(qū)高程控制 國家一、二等水準(zhǔn)：國家或大城市的高程控制國家一、二等水準(zhǔn)：國家或大城市的高程控制 二、二、水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理 v 在在A，B上豎立標(biāo)尺上豎立標(biāo)尺 v 用水準(zhǔn)儀構(gòu)筑一條用水準(zhǔn)儀構(gòu)筑一條水水 平平視線，該視線在兩視線，該視線在兩 尺上截得讀數(shù)尺上截得讀數(shù)a和和b ，則，則A，B兩點(diǎn)間高兩點(diǎn)間高 差：差： h hAB AB a-ba-b v注：注：高差高差h有正有負(fù)有正有負(fù) 正正? 負(fù)負(fù)? v高程測量的實(shí)質(zhì)就是高程測量的實(shí)質(zhì)就是 測量高差。測量高差。 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面 hAB A B

4、 HA HB=HA+hAB 水平視線水平視線 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 尺尺 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 尺尺ab 前進(jìn)方向前進(jìn)方向 A后視點(diǎn)后視點(diǎn) a后視讀數(shù)后視讀數(shù) B前視點(diǎn)前視點(diǎn) b前視讀數(shù)前視讀數(shù) iAB HHaHb BAAB HHh v 1 1、 A A、B B兩點(diǎn)間高差兩點(diǎn)間高差 v2 2、B B點(diǎn)的高程點(diǎn)的高程 v3 3、視線高程、視線高程 AB ha b 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面 hAB A B HA HB=HA+hAB 水平視線水平視線 后后 視視 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 尺尺 前前 視視 水水 準(zhǔn)準(zhǔn) 尺尺 ab 前進(jìn)方向前進(jìn)方向 二、二、水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理 三、三、水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法 1、高差法：、高差法：

5、 （適用于測站有一個(gè)前視和后視點(diǎn)）（適用于測站有一個(gè)前視和后視點(diǎn)） v轉(zhuǎn)點(diǎn)：轉(zhuǎn)點(diǎn)：兩點(diǎn)間加的臨時(shí)立尺點(diǎn)。兩點(diǎn)間加的臨時(shí)立尺點(diǎn)。 v在施測路線上，依次測出每兩點(diǎn)間的高差在施測路線上，依次測出每兩點(diǎn)間的高差hi，hi= 后視讀數(shù)后視讀數(shù)-前視讀數(shù)前視讀數(shù)，則：則： HB=HA+(a1-b1)+ (a2-b2)+-+(an-bn) = HA+ a- b v或或 HB=HA+h1+h2+-+hn = HA+ h 三、三、水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法-高差法高差法 例：例： vh1 =2.250-1.000=1.250 vh2 =0.640-1.350=0.710 vh3 =2.146-1.500=0.64

6、6 vh4 =2.469-0.783=1.686 vH4=H0+h=H0+2.872 2、視線高程法、視線高程法（適用于一個(gè)后視和多個(gè)前視（適用于一個(gè)后視和多個(gè)前視 ） v視線高程：水準(zhǔn)儀的視線位置的高程。視線高程：水準(zhǔn)儀的視線位置的高程。 v視線高程視線高程 v Hi=HA+a v未知點(diǎn)高程未知點(diǎn)高程 v HB=Hi-b =HA+a-b Hi hAB 三、水準(zhǔn)測量方法三、水準(zhǔn)測量方法 a b 四、地球曲率對(duì)高差的影響四、地球曲率對(duì)高差的影響 v1 1、曲率對(duì)一跟尺上讀數(shù)的影響：、曲率對(duì)一跟尺上讀數(shù)的影響： vA A、B B兩點(diǎn)同在一水準(zhǔn)面上，高兩點(diǎn)同在一水準(zhǔn)面上，高 程相等，若以水平面代替水

7、準(zhǔn)程相等，若以水平面代替水準(zhǔn) 面，則面，則B B點(diǎn)的高差誤差為點(diǎn)的高差誤差為hh。 由圖可知：由圖可知： v(R(R十十h)(Rh)(R十十h)h)RRRR十十tttt 則則 hhtt/( 2 R+h)tt/( 2 R+h) v 則上式可簡化為：則上式可簡化為： h=Dh=D* *D/2RD/2R 四、地球曲率對(duì)高差的影響四、地球曲率對(duì)高差的影響 理論：理論：hAB=EA-FB 實(shí)際：實(shí)際：hAB=MA-NB =(ME+EA)-(NF+FB) =EA-FB+(ME-NF) ME= ME=D D1 1* *D D1 1/2R/2R NF= NF=D D2 2* *D D2 2/2R/2R A B

8、 過過A水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面 過過B水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面 過過I水準(zhǔn)面水準(zhǔn)面 I水平線水平線 E F M N 大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面 v2、地球曲率對(duì)高差的影響、地球曲率對(duì)高差的影響 v結(jié)論結(jié)論: :當(dāng)前后視距相等即當(dāng)前后視距相等即D D相等時(shí)，相等時(shí)，r1r1與與r2r2相等，則相等，則 一個(gè)測站的球氣差改正相互抵消。一個(gè)測站的球氣差改正相互抵消。 3.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺 一、水準(zhǔn)儀一、水準(zhǔn)儀 v型號(hào)表示：型號(hào)表示：DS+下標(biāo)下標(biāo) D 大地，大地， S 水準(zhǔn)儀，下標(biāo)：每水準(zhǔn)儀，下標(biāo)：每公里往返公里往返 測高差平均值的中誤差測高差平均值的中誤差 v按精度按精度劃分：劃分：四等四等 DS05，DS1

9、：精密水準(zhǔn)儀（國家一、二等）。：精密水準(zhǔn)儀（國家一、二等）。 DS3，DS10：普通水準(zhǔn)儀（國家三、四等及：普通水準(zhǔn)儀（國家三、四等及 等外水準(zhǔn)）等外水準(zhǔn)） v工程測量中廣泛使用的是工程測量中廣泛使用的是DS3DS3級(jí)水準(zhǔn)儀。級(jí)水準(zhǔn)儀。 二、二、 水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 v分類：分類： 光學(xué)光學(xué)自動(dòng)安平自動(dòng)安平數(shù)字?jǐn)?shù)字 v基本組成基本組成: 望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器 基座基座 3.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 1、望遠(yuǎn)鏡：、望遠(yuǎn)鏡： 瞄準(zhǔn)尺并瞄準(zhǔn)尺并 讀數(shù)。由物鏡讀數(shù)。由物鏡, 對(duì)光透對(duì)光透 鏡鏡,十字絲十字絲,目鏡組成。目鏡組成。 v物鏡及物

10、鏡調(diào)焦螺旋：物鏡及物鏡調(diào)焦螺旋： 轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋， 移動(dòng)對(duì)光透鏡的位置，移動(dòng)對(duì)光透鏡的位置， 可使目標(biāo)在分劃板面上可使目標(biāo)在分劃板面上 成像清晰。成像清晰。 望遠(yuǎn)鏡成像光路圖望遠(yuǎn)鏡成像光路圖 v1、物體、物體 2、物鏡、物鏡 3、對(duì)光透鏡、對(duì)光透鏡 4、分劃板、分劃板 5、目鏡、目鏡 v原理：原理：物體通過物鏡和對(duì)光透鏡在十字絲平面上成物體通過物鏡和對(duì)光透鏡在十字絲平面上成 倒立實(shí)像，目鏡又將倒立實(shí)像放大。若目鏡有轉(zhuǎn)相倒立實(shí)像，目鏡又將倒立實(shí)像放大。若目鏡有轉(zhuǎn)相 裝置，則成放大正立的虛像。裝置，則成放大正立的虛像。 1、望遠(yuǎn)鏡、望遠(yuǎn)鏡 v目鏡及目鏡調(diào)焦螺旋：目鏡及目鏡調(diào)焦螺

11、旋：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，可使轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，可使 十字絲成像清晰。十字絲成像清晰。 v十字絲分劃板：十字絲分劃板：目標(biāo)成像。目標(biāo)成像。 中絲：中絲： 視距絲（上、下絲）：視距絲（上、下絲）： v視差：視差：望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與分劃板未重合。望遠(yuǎn)鏡內(nèi)目標(biāo)像與分劃板未重合。 消除方法：進(jìn)行目鏡、物鏡調(diào)焦。消除方法：進(jìn)行目鏡、物鏡調(diào)焦。 v注：一般的望遠(yuǎn)鏡只需望遠(yuǎn)，不需瞄準(zhǔn)。測量望注：一般的望遠(yuǎn)鏡只需望遠(yuǎn)，不需瞄準(zhǔn)。測量望 遠(yuǎn)鏡還要瞄準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)，所以要有十字絲。目標(biāo)遠(yuǎn)鏡還要瞄準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)，所以要有十字絲。目標(biāo) 的像與十字絲重合即瞄準(zhǔn)。的像與十字絲重合即瞄準(zhǔn)。 上絲上絲 下絲下絲 豎豎 絲絲 橫絲橫絲 中絲

12、中絲 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 v水準(zhǔn)管軸：水準(zhǔn)管軸：過圓弧零點(diǎn)過圓弧零點(diǎn) 的縱向切線。水準(zhǔn)管是的縱向切線。水準(zhǔn)管是 水平狀態(tài)指示器。用于水平狀態(tài)指示器。用于 把其軸置平把其軸置平. v視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸(視線視線) ：十字絲十字絲 分劃中心與物鏡光心的分劃中心與物鏡光心的 連線。連線。 v圓水準(zhǔn)軸：圓水準(zhǔn)軸：通過零點(diǎn)和通過零點(diǎn)和 球心的連線。球心的連線。 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器（指示視準(zhǔn)軸是否水平的裝置）指示視準(zhǔn)軸是否水平的裝置） v2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器 v管水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器：裝在望遠(yuǎn)鏡旁。裝在望遠(yuǎn)鏡旁。其縱剖其縱剖 面上內(nèi)側(cè)呈圓弧形?？虅澗€對(duì)稱中面上內(nèi)

13、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。點(diǎn)處的切線就是水準(zhǔn)管軸。“氣泡氣泡 居中居中”即水準(zhǔn)管軸水平。即水準(zhǔn)管軸水平。(精平精平) v圓水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器：裝在基座上，裝在基座上，上面有同上面有同 心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表面是圓球 形，同心圓圓心處的曲率半徑就是形，同心圓圓心處的曲率半徑就是 圓水準(zhǔn)器的軸。圓水準(zhǔn)器的軸?！皻馀菥又袣馀菥又小奔此此?準(zhǔn)器的軸垂直。準(zhǔn)器的軸垂直。 (粗平粗平) 19 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 v2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器 v水準(zhǔn)管的格值：水準(zhǔn)管的格值：水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管 上上兩相鄰分劃線兩相鄰分劃線之間的弧之間的弧 所對(duì)的所對(duì)的

14、圓心角。圓心角。 v設(shè)弧長為設(shè)弧長為2毫米，曲率毫米，曲率 半徑為半徑為R毫米，則格值毫米，則格值 秒秒 v圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器 靈敏度靈敏度 8/2mm 8/2mm 用于儀器粗平用于儀器粗平 v管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器 靈敏度靈敏度20/2mm 20/2mm 用于儀器精平用于儀器精平 R 2 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 21 v2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器 v符合棱鏡系統(tǒng)：符合棱鏡系統(tǒng)：把水準(zhǔn)把水準(zhǔn) 管兩端半個(gè)氣泡的像，經(jīng)管兩端半個(gè)氣泡的像，經(jīng) 過三次全反射，進(jìn)入望遠(yuǎn)過三次全反射，進(jìn)入望遠(yuǎn) 鏡旁的放大鏡內(nèi)。如果氣鏡旁的放大鏡內(nèi)。如果氣 泡居中，則氣泡兩端的兩泡居中，則氣泡兩端的兩 個(gè)半邊影像即合二為一。

15、個(gè)半邊影像即合二為一。 v用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，判用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，判 斷斷“氣泡居中氣泡居中”的精度約的精度約 可提高一倍?？商岣咭槐?。 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 v3、基座及其它、基座及其它 v腳螺旋：腳螺旋： 粗平粗平 v中心螺旋：中心螺旋： 固定儀器固定儀器 v三腳架：三腳架：放置儀器放置儀器 v控制螺旋：控制螺旋： 制動(dòng)螺旋：制動(dòng)螺旋：粗略對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)粗略對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 微動(dòng)螺旋：微動(dòng)螺旋：微動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)微動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 微傾螺旋：微傾螺旋：精平精平 二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造二、水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造 三、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀三、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 v無水準(zhǔn)管和微傾螺旋無水準(zhǔn)管和微傾螺旋 v由由自動(dòng)安平補(bǔ)償器自

16、動(dòng)安平補(bǔ)償器來代替其功能來代替其功能 四、水準(zhǔn)尺和尺墊四、水準(zhǔn)尺和尺墊 1、水準(zhǔn)尺：、水準(zhǔn)尺： v材質(zhì)：材質(zhì)：木質(zhì)木質(zhì) 玻璃鋼玻璃鋼 v長度：長度：2米，米，3米，米，5米米 v外形：外形：直尺直尺 塔尺塔尺 折尺折尺 v精度：普通：精度：普通：雙面尺雙面尺 精密：精密：銦瓦水準(zhǔn)尺銦瓦水準(zhǔn)尺 副尺副尺起始讀數(shù)則分起始讀數(shù)則分 別為別為4.687 m4.687 m和和 4.787 m4.787 m。 腰部水準(zhǔn)器腰部水準(zhǔn)器 手柄手柄 紅紅黑面黑面 四、水準(zhǔn)尺和尺墊四、水準(zhǔn)尺和尺墊 2 2、尺墊、尺墊 v作用：作用：防止下沉或用于轉(zhuǎn)點(diǎn)防止下沉或用于轉(zhuǎn)點(diǎn) 標(biāo)志。標(biāo)志。 v材質(zhì)：材質(zhì)：生鐵生鐵 v形狀：

17、形狀：一般為三角形，中間一般為三角形，中間 有一突起的半球體，下方有有一突起的半球體，下方有 三個(gè)支腳。三個(gè)支腳。 v使用：使用：用力將尺墊的三個(gè)支用力將尺墊的三個(gè)支 腳踩入土中，以防下沉。腳踩入土中，以防下沉。 四、水準(zhǔn)尺和尺墊四、水準(zhǔn)尺和尺墊 3、三腳架、三腳架 v作用：作用：支撐儀器支撐儀器 v材質(zhì)：材質(zhì)：木質(zhì)、鋁合金木質(zhì)、鋁合金 v使用：使用：腳架的長度可以腳架的長度可以 伸縮，根據(jù)觀測者身高伸縮，根據(jù)觀測者身高 調(diào)整好三腳架高度，用調(diào)整好三腳架高度，用 力將腳架的三個(gè)支腳踩力將腳架的三個(gè)支腳踩 穩(wěn)實(shí)，再安置儀器。穩(wěn)實(shí)，再安置儀器。 四、水準(zhǔn)尺和尺墊四、水準(zhǔn)尺和尺墊 五、數(shù)字水準(zhǔn)儀五、

18、數(shù)字水準(zhǔn)儀 v速度快，精度高，自動(dòng)讀數(shù)。速度快，精度高，自動(dòng)讀數(shù)。 v線陣探測器：線陣探測器：采用數(shù)字圖像采用數(shù)字圖像 識(shí)別處理系統(tǒng)。識(shí)別處理系統(tǒng)。 v條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺 五、數(shù)字水準(zhǔn)儀五、數(shù)字水準(zhǔn)儀 v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：其望遠(yuǎn)鏡光學(xué)部分和機(jī)械其望遠(yuǎn)鏡光學(xué)部分和機(jī)械 結(jié)構(gòu)與光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基本相同。結(jié)構(gòu)與光學(xué)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基本相同。 v調(diào)焦發(fā)送器：調(diào)焦發(fā)送器： 計(jì)算儀器與尺之間的概略視距值。計(jì)算儀器與尺之間的概略視距值。 v補(bǔ)償器監(jiān)視：補(bǔ)償器監(jiān)視：監(jiān)視補(bǔ)償器的功能是否正常。監(jiān)視補(bǔ)償器的功能是否正常。 v分光鏡：分光鏡：將光線分離成紅外光和可見光。將光線分離成紅外光和可見光。 v線陣探測器：線

19、陣探測器：接受紅外光探測標(biāo)尺圖像，并用接受紅外光探測標(biāo)尺圖像，并用 電信號(hào)傳送給信息處理機(jī)。電信號(hào)傳送給信息處理機(jī)。 v引：引： 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理 一、水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)一、水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn) v水準(zhǔn)點(diǎn)：水準(zhǔn)點(diǎn)：高程點(diǎn)的標(biāo)志高程點(diǎn)的標(biāo)志 v水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)：水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)： 臨時(shí)點(diǎn)：釘子，木頭臨時(shí)點(diǎn)：釘子，木頭 永久點(diǎn)：水泥樁，永久點(diǎn)：水泥樁， 鋼筋鋼筋 v轉(zhuǎn)點(diǎn)：轉(zhuǎn)點(diǎn)：傳遞高程的過渡點(diǎn)傳遞高程的過渡點(diǎn) 3.3 水準(zhǔn)測量觀測方法水準(zhǔn)測量觀測方法 1、安置：、安置： 打開三腳架，打開三腳架， 踩實(shí)腳架尖，固定水準(zhǔn)儀。踩實(shí)腳架尖，固定水準(zhǔn)儀。 2、粗平：、粗平： 固定兩個(gè)腳架，動(dòng)第三個(gè)腳架，配合使固定兩個(gè)腳架，動(dòng)

20、第三個(gè)腳架，配合使 用腳螺旋使用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器的氣泡居中。的氣泡居中。 3、瞄準(zhǔn)：、瞄準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，利用準(zhǔn)星粗略瞄準(zhǔn)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，利用準(zhǔn)星粗略瞄準(zhǔn)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào) 焦螺旋使目標(biāo)象清晰，利用微動(dòng)螺旋精確瞄準(zhǔn)。焦螺旋使目標(biāo)象清晰，利用微動(dòng)螺旋精確瞄準(zhǔn)。 4、精平：、精平： 用微傾螺旋使用微傾螺旋使水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管氣泡居中。氣泡居中。 5、讀數(shù)：、讀數(shù)： 用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上取用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)尺上取“讀數(shù)讀數(shù)” 每次取四位數(shù)，（每次取四位數(shù)，（“0”也也 是必須記錄的數(shù)字。是必須記錄的數(shù)字。） 二、水準(zhǔn)儀使用二、水準(zhǔn)儀使用 2、粗平（調(diào)節(jié)腳螺旋）、粗平（調(diào)節(jié)腳螺旋） v （左手拇指法則）（

21、左手拇指法則） 32 二、水準(zhǔn)儀使用二、水準(zhǔn)儀使用 3、瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn) v目鏡對(duì)光目鏡對(duì)光：十字絲成像清晰十字絲成像清晰 v瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)目標(biāo)： 瞄準(zhǔn)后制動(dòng)瞄準(zhǔn)后制動(dòng) v物鏡對(duì)光物鏡對(duì)光：目標(biāo)成像清晰目標(biāo)成像清晰 v微動(dòng)螺旋微動(dòng)螺旋： 使尺子貼近十字絲一側(cè)使尺子貼近十字絲一側(cè) v消除視差消除視差：如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則如果目標(biāo)象沒有落在十字絲面上，則 當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)感到目標(biāo)象當(dāng)觀測員的眼睛上下左右移動(dòng)時(shí)，會(huì)感到目標(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。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)焦重新對(duì)光可以消視差影響瞄準(zhǔn)的精度。物鏡調(diào)焦

22、重新對(duì)光可以消 除視差。除視差。 二、水準(zhǔn)儀使用二、水準(zhǔn)儀使用 v符合棱鏡符合棱鏡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡系統(tǒng)把水準(zhǔn)氣泡 兩端成象在一起便于觀察兩端成象在一起便于觀察 ， 使兩端氣泡的像放大。使兩端氣泡的像放大。 v要同時(shí)觀察氣泡的兩端才要同時(shí)觀察氣泡的兩端才 能判斷氣泡是否居中能判斷氣泡是否居中.。 v用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可用符合棱鏡系統(tǒng)觀察，可 以把判斷以把判斷“氣泡居中氣泡居中”的的 精度約可提高一倍。精度約可提高一倍。 4、精平、精平( (微傾螺旋微傾螺旋) ) 二、水準(zhǔn)儀使用二、水準(zhǔn)儀使用 5、 讀數(shù)讀數(shù) v水準(zhǔn)尺的分劃是水準(zhǔn)尺的分劃是區(qū)格式區(qū)格式 的。區(qū)格內(nèi)的小數(shù)的。區(qū)格內(nèi)的小數(shù)“估讀估讀”

23、。 區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀區(qū)格式分劃便于從遠(yuǎn)處觀 察并讀數(shù)。每次讀四位數(shù)。察并讀數(shù)。每次讀四位數(shù)。 例：例：0858mm 注：儀器若成倒像的，從注：儀器若成倒像的，從 上往下讀；若成正像，即上往下讀；若成正像，即 從下往上讀。從下往上讀。 二、水準(zhǔn)儀使用二、水準(zhǔn)儀使用 三、普通水準(zhǔn)測量三、普通水準(zhǔn)測量 v施測程序：施測程序： 安置儀器：打開三腳架安置儀器：打開三腳架,固定水準(zhǔn)儀固定水準(zhǔn)儀 粗平：使圓水準(zhǔn)氣泡居中粗平：使圓水準(zhǔn)氣泡居中 瞄準(zhǔn)后視尺：外瞄，內(nèi)瞄，制動(dòng)瞄準(zhǔn)后視尺：外瞄，內(nèi)瞄，制動(dòng) 精平：使管水準(zhǔn)氣泡居中精平：使管水準(zhǔn)氣泡居中 讀后視尺上的數(shù)讀后視尺上的數(shù)a：讀四位數(shù)字：讀四位數(shù)字 瞄

24、準(zhǔn)前視尺：瞄準(zhǔn)，制動(dòng)瞄準(zhǔn)前視尺：瞄準(zhǔn)，制動(dòng) 精平：同上精平：同上 讀前視尺上的數(shù)讀前視尺上的數(shù)b：同上：同上 計(jì)算高差：計(jì)算高差： hAB=a-b v施測方法：施測方法：兩次儀器高、雙面尺法兩次儀器高、雙面尺法 1、兩次儀器高法、兩次儀器高法 已知已知HA，求，求HB vh1=a1-b1 vh2=a2-b2 vh1-h26mm 注：變動(dòng)儀器高度，注：變動(dòng)儀器高度， 幅度大于幅度大于10厘米。厘米。 a2 a1 b2 三、普通水準(zhǔn)測量方法三、普通水準(zhǔn)測量方法 b1 水準(zhǔn)測量記錄（兩次儀器高法）水準(zhǔn)測量記錄（兩次儀器高法） 38 2、雙面尺法、雙面尺法 v已知已知HA，求求HB。 vh1=a1-a

25、2 vh2=a1-a2 vh1-h26mm v后視黑面后視黑面-前視前視 黑面黑面-前視紅面前視紅面- -后視紅面后視紅面 39 a1 b1 前進(jìn)方向前進(jìn)方向 a2 b2 三、普通水準(zhǔn)測量方法三、普通水準(zhǔn)測量方法 水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法）水準(zhǔn)測量記錄（雙面尺法） 三三, ,四等、等外、一二等四等、等外、一二等水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量 測站技術(shù)要求比較測站技術(shù)要求比較 41 3.4 水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正 一、水準(zhǔn)儀的主要軸線一、水準(zhǔn)儀的主要軸線 1、視準(zhǔn)軸、視準(zhǔn)軸CC：用于觀察尺用于觀察尺 子，截取讀數(shù)。子，截取讀數(shù)。 2、水準(zhǔn)管軸、水準(zhǔn)管軸LL：過水準(zhǔn)管過水準(zhǔn)管 零點(diǎn)的

26、縱向切線。零點(diǎn)的縱向切線。 3、豎軸、豎軸VV：儀器中心與基儀器中心與基 座中心的垂直方向線。座中心的垂直方向線。 4、圓水準(zhǔn)管軸、圓水準(zhǔn)管軸 ll：過圓水過圓水 準(zhǔn)器中心的垂直方向線。準(zhǔn)器中心的垂直方向線。 二、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件二、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件 水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的主要條件主要條件有：有： v水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸應(yīng)與應(yīng)與視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸平行；平行； v望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而 變動(dòng)位置；變動(dòng)位置； 水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的次要條件次要條件有：有： v圓水準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的應(yīng)與儀器的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸 平行；平行； v十字絲的十字絲的橫絲橫絲應(yīng)與儀器的應(yīng)與儀器

27、的旋旋 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸垂直。垂直。 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 1、外觀檢視、外觀檢視 外觀損傷外觀損傷 機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)靈活機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 成像清晰成像清晰 螺旋松動(dòng)或失效螺旋松動(dòng)或失效 三、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正 2、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋轉(zhuǎn)、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋轉(zhuǎn) 軸平行的檢驗(yàn)與校正軸平行的檢驗(yàn)與校正 v檢驗(yàn)原理：檢驗(yàn)原理：VV為儀器旋為儀器旋 轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸，ll為圓水準(zhǔn)器軸。為圓水準(zhǔn)器軸。 v當(dāng)氣泡居中時(shí)，當(dāng)氣泡居中時(shí)，ll豎直，豎直， VV與其偏差與其偏差角。角。 v儀器繞儀器繞VV旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)180度，度，ll 與豎直方向夾角變?yōu)榕c豎直方向夾角變?yōu)?， 氣泡偏移的弧長所對(duì)的中氣

28、泡偏移的弧長所對(duì)的中 心角即等于心角即等于2。 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 2 2、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋轉(zhuǎn)軸、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋轉(zhuǎn)軸 平行的檢驗(yàn)與校正平行的檢驗(yàn)與校正 v檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)方法：先用腳螺旋將圓先用腳螺旋將圓 水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀 器旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)180180，若氣泡仍居，若氣泡仍居 中，則此項(xiàng)條件已滿足；若中，則此項(xiàng)條件已滿足；若 氣泡有了偏移，則此條件沒氣泡有了偏移，則此條件沒 有滿足。有滿足。 v氣泡偏移弧長代表了儀器旋氣泡偏移弧長代表了儀器旋 轉(zhuǎn)軸和水準(zhǔn)軸的交角的兩倍轉(zhuǎn)軸和水準(zhǔn)軸的交角的兩倍 。 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 校

29、正：校正：可用裝在圓水準(zhǔn)器可用裝在圓水準(zhǔn)器 下面的下面的校正螺釘校正螺釘來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。 旋轉(zhuǎn)校正螺旋，使氣泡向旋轉(zhuǎn)校正螺旋，使氣泡向 中心移動(dòng)偏距的一半，縱軸即中心移動(dòng)偏距的一半，縱軸即 處于鉛垂位置。處于鉛垂位置。 然后再撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器矯正然后再撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器矯正 螺絲，使氣泡居中，導(dǎo)致圓水螺絲，使氣泡居中，導(dǎo)致圓水 準(zhǔn)軸也處于鉛垂位置，從而達(dá)準(zhǔn)軸也處于鉛垂位置，從而達(dá) 到了圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸的目到了圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸的目 的。的。 2 2、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋、圓水準(zhǔn)器軸與儀器旋 轉(zhuǎn)軸平行的檢驗(yàn)與校正轉(zhuǎn)軸平行的檢驗(yàn)與校正 3、 十字絲的橫絲不水平十字絲的橫絲不水平 v檢驗(yàn)原理：檢驗(yàn)原理：如果有

30、一點(diǎn)，在通過如果有一點(diǎn)，在通過 十字絲橫絲且垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平十字絲橫絲且垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平 面上，移動(dòng)時(shí)始終應(yīng)在橫絲上。面上，移動(dòng)時(shí)始終應(yīng)在橫絲上。 v檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)方法：用圓水準(zhǔn)器使縱軸垂用圓水準(zhǔn)器使縱軸垂 直后，用十字絲的橫絲照準(zhǔn)某一直后，用十字絲的橫絲照準(zhǔn)某一 清晰目標(biāo)。用微動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)清晰目標(biāo)。用微動(dòng)螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn) 鏡，如果十字絲的橫絲一直不離鏡，如果十字絲的橫絲一直不離 開目標(biāo)，則無誤差。否則要校正。開目標(biāo)，則無誤差。否則要校正。 48 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 校正：校正：旋下十字絲環(huán)外罩，用螺絲刀松開十字絲組旋下十字絲環(huán)外罩，用螺絲刀松開十字絲組 的四個(gè)固定螺絲按橫

31、絲傾斜方向的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)十字的四個(gè)固定螺絲按橫絲傾斜方向的反方向轉(zhuǎn)動(dòng)十字 絲組，再進(jìn)行檢驗(yàn)。如果絲組，再進(jìn)行檢驗(yàn)。如果p p點(diǎn)始終在橫絲上移動(dòng)，點(diǎn)始終在橫絲上移動(dòng)， 則表示橫絲已水平，最后旋緊十字絲組固定螺絲。則表示橫絲已水平，最后旋緊十字絲組固定螺絲。 3 3、十字絲橫絲不水平、十字絲橫絲不水平 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 4、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 v夾角為夾角為i 時(shí)時(shí) x a x b i i A B v望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸， 在在豎直面豎直面上的投影是否平行稱為上的投影是否平行稱為i角檢驗(yàn)角檢驗(yàn)。（重要）

32、。（重要） 在在水平面水平面上的投影是否平行稱為上的投影是否平行稱為交叉誤差檢驗(yàn)交叉誤差檢驗(yàn)。 三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正三、水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正 s tan ABABAB xsi i hhSS ()() ()() ABAB AB haxbx abxx （1）檢驗(yàn)）檢驗(yàn)i角的基本原理角的基本原理 v在地面選定兩個(gè)固定點(diǎn)在地面選定兩個(gè)固定點(diǎn)、B B，測出，測出、B B 間間 的兩次高差的兩次高差h hAB AB 和和h hAB AB 。設(shè)儀器存在。設(shè)儀器存在i i角誤差角誤差 ，由下式：，由下式： BAABAB SS i hh BAABAB SS i hh BABA ABAB SSSS hh i 4、視準(zhǔn)

33、軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 ABABAB i hhSS （2 2）檢驗(yàn)方法一）檢驗(yàn)方法一（中間位置和非中間位置）（中間位置和非中間位置） BABA ABAB SSSS hh i AB A BA B AB SS hh i SS 水準(zhǔn)測量規(guī)范水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定：規(guī)定： 用于一、二等水準(zhǔn)測量的儀器用于一、二等水準(zhǔn)測量的儀器i 角不得大于角不得大于15； 用于三、四等水準(zhǔn)測量的儀器用于三、四等水準(zhǔn)測量的儀器i 角不得大于角不得大于20，否則應(yīng)進(jìn)行，否則應(yīng)進(jìn)行 校正。校正。 4、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 （3）檢驗(yàn)方法二）檢驗(yàn)方法二（兩點(diǎn)延長線

34、各設(shè)一站）（兩點(diǎn)延長線各設(shè)一站） )( BABAAB SSSSS AB ABAB S hh i 2 BABA ABAB SSSS hh i 4、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 使距離差使距離差 則：則： 校正：校正： （1）儀器在）儀器在B點(diǎn)一端不動(dòng)，計(jì)算點(diǎn)一端不動(dòng)，計(jì)算A點(diǎn)標(biāo)尺的正確讀點(diǎn)標(biāo)尺的正確讀 數(shù)數(shù)a2 ： ： A AA xaa S i x 22 （2） 用微傾螺旋使讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)用微傾螺旋使讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)a2 。 （3）調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管校正螺釘使水準(zhǔn)管氣泡居中。）調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管校正螺釘使水準(zhǔn)管氣泡居中。 這種校正方法的實(shí)質(zhì)是先將視線水平，即讀這種校正方法的實(shí)質(zhì)是先將視線水平，即

35、讀 數(shù)對(duì)準(zhǔn)，然后校正水準(zhǔn)軸至水平位置。檢驗(yàn)校正數(shù)對(duì)準(zhǔn)，然后校正水準(zhǔn)軸至水平位置。檢驗(yàn)校正 應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直到符合要求為止。應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直到符合要求為止。 4、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 5、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn)、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn) 檢驗(yàn)原理：檢驗(yàn)原理：有意將儀器的旋轉(zhuǎn)軸安置得不豎直，并測有意將儀器的旋轉(zhuǎn)軸安置得不豎直，并測 定兩點(diǎn)間的高差，使之與正確高差相比較定兩點(diǎn)間的高差，使之與正確高差相比較 檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)方法：在較平坦地方選擇在較平坦地方選擇A、B兩點(diǎn)，兩點(diǎn)，AB長約長約 100m左右，在左右，在A、B點(diǎn)各釘入一木樁（或用尺墊代點(diǎn)各釘入

36、一木樁（或用尺墊代 替），將水準(zhǔn)儀置于替），將水準(zhǔn)儀置于AB連線的中點(diǎn)，并使兩個(gè)腳螺旋連線的中點(diǎn)，并使兩個(gè)腳螺旋 (記為第記為第1、2腳螺旋腳螺旋)中心的連線與中心的連線與AB連線方向垂直。連線方向垂直。 ab A B 5、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn)、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn) 1、用圓水準(zhǔn)器將儀器置平，在中點(diǎn)測出、用圓水準(zhǔn)器將儀器置平，在中點(diǎn)測出A、B兩點(diǎn)間的正確兩點(diǎn)間的正確 高差高差hAB； 2、升高第、升高第3個(gè)腳螺旋，使儀器向上個(gè)腳螺旋，使儀器向上下傾斜，測出高差下傾斜，測出高差h1； 3、降低第、降低第3個(gè)腳螺旋，使儀器向下個(gè)腳螺旋，使儀器向下上傾斜，測出高差上傾斜，測出高差

37、h2； 4、升高第、升高第3個(gè)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；個(gè)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中； 5、升高第、升高第1個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向左個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向左向右傾斜，測向右傾斜，測 出高差出高差h3； 6、降低第、降低第1個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向右個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向右向左）傾斜，向左）傾斜， 測出高差測出高差h4。 將儀器傾斜時(shí)測得的將儀器傾斜時(shí)測得的4次高差與次高差與正確高差正確高差hAB相比較，相比較， 視其差數(shù)確定補(bǔ)償器的性能；對(duì)于普通水準(zhǔn)測量，此差數(shù)視其差數(shù)確定補(bǔ)償器的性能；對(duì)于普通水準(zhǔn)測量，此差數(shù) 一般應(yīng)小于一般應(yīng)小于5mm。 四、四、 水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)尺的

38、檢驗(yàn)與校正 1、一般檢視、一般檢視: 是否彎曲、刻劃是否清晰、注記是是否彎曲、刻劃是否清晰、注記是 否正確、尺底有無磨損。否正確、尺底有無磨損。 彎曲的檢驗(yàn)方法：在尺兩端系一細(xì)直線，彎曲的檢驗(yàn)方法：在尺兩端系一細(xì)直線，量量 取尺中央至細(xì)直線的垂距，若該值小于取尺中央至細(xì)直線的垂距，若該值小于8毫米，毫米， 則對(duì)尺長影響不計(jì)。則對(duì)尺長影響不計(jì)。 2、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正：、圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正：有無破損、水準(zhǔn)器裝有無破損、水準(zhǔn)器裝 置是否正確。其檢驗(yàn)方法為：置是否正確。其檢驗(yàn)方法為： 用一垂球掛在水準(zhǔn)尺上，使尺的邊緣與垂用一垂球掛在水準(zhǔn)尺上，使尺的邊緣與垂 線一致，觀察氣泡是否居中，若不居中，則

39、調(diào)線一致，觀察氣泡是否居中，若不居中，則調(diào) 整圓水準(zhǔn)器的校正螺釘使氣泡居中。整圓水準(zhǔn)器的校正螺釘使氣泡居中。 3、水準(zhǔn)尺分劃的檢驗(yàn)、水準(zhǔn)尺分劃的檢驗(yàn) 每米每米平均真長的測定：與檢驗(yàn)尺做比較平均真長的測定：與檢驗(yàn)尺做比較 每米長度誤差，不得超過每米長度誤差，不得超過0.5mm 每分米每分米分劃誤差的測定：與檢驗(yàn)尺做比較分劃誤差的測定：與檢驗(yàn)尺做比較 分劃線位置誤差不得超過分劃線位置誤差不得超過1.0mm 黑面與紅面零點(diǎn)差黑面與紅面零點(diǎn)差的測定：的測定： 對(duì)紅黑面讀數(shù)四次，取零點(diǎn)差的平均值與對(duì)紅黑面讀數(shù)四次，取零點(diǎn)差的平均值與4687 或或4787mm比較。比較。 一對(duì)水準(zhǔn)尺黑面零點(diǎn)差一對(duì)水準(zhǔn)尺黑

40、面零點(diǎn)差的測定：設(shè)置偶數(shù)測站的測定：設(shè)置偶數(shù)測站 四、四、 水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)與校正 測量誤差主要有三種：測量誤差主要有三種： 儀器、操作、外界儀器、操作、外界 一、儀器誤差一、儀器誤差 1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不 平行（平行（LLCC） 2、十字絲的橫絲不水平、十字絲的橫絲不水平 3、圓水準(zhǔn)器軸不平行儀、圓水準(zhǔn)器軸不平行儀 器縱軸（器縱軸（LLVV） 4、水準(zhǔn)尺誤差、水準(zhǔn)尺誤差 3.5 水準(zhǔn)測量誤差分析水準(zhǔn)測量誤差分析 3.5 水準(zhǔn)測量誤差分析水準(zhǔn)測量誤差分析 一、儀器誤差一、儀器誤差 v1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 v夾角夾角i

41、 (偏高時(shí)偏高時(shí)) vhAB=(a+XA)-(b+xB) =(a-b)+(XA-xB) vX=s tani vhAB=(a-b)+(sA-sB) tani v結(jié)論結(jié)論：前后視距相前后視距相 等可以消除該項(xiàng)誤等可以消除該項(xiàng)誤 差。差。 x a x b i i A B 3.5 水準(zhǔn)測量的誤差分析水準(zhǔn)測量的誤差分析 一、儀器誤差一、儀器誤差 v1、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差、視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差 v實(shí)際上，每個(gè)測站要實(shí)際上，每個(gè)測站要 求前、后視距正好相求前、后視距正好相 等是比較困難的。等是比較困難的。 v根據(jù)不同等級(jí)的精度根據(jù)不同等級(jí)的精度 要求，要求，對(duì)每一測站的對(duì)每一測站的 前、后

42、視距差以及路前、后視距差以及路 線的前后視距累計(jì)差線的前后視距累計(jì)差 規(guī)定限值規(guī)定限值，就可把，就可把i i角角 的影響限制在可忽略的影響限制在可忽略 的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。 x a x b ii A B 3.5 水準(zhǔn)測量的誤差分析水準(zhǔn)測量的誤差分析 一、儀器誤差一、儀器誤差 v2、十字絲的橫絲不水平、十字絲的橫絲不水平 v3、圓水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱軸、圓水準(zhǔn)器軸不平行儀器縱軸 v4、水準(zhǔn)尺誤差：尺子刻劃，尺、水準(zhǔn)尺誤差：尺子刻劃，尺 長變化，彎曲等長變化，彎曲等 二、觀測誤差（人為）二、觀測誤差（人為） 1、氣泡居中不準(zhǔn)（精平誤差）、氣泡居中不準(zhǔn)（精平誤差） 2、水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差、水準(zhǔn)尺傾

43、斜引起的誤差 3、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差 v1、設(shè)氣泡居中不準(zhǔn)引起的讀數(shù)、設(shè)氣泡居中不準(zhǔn)引起的讀數(shù) 誤差為誤差為 則：則： =S*n/ v當(dāng)視線長為當(dāng)視線長為100米，氣泡格值為米，氣泡格值為20，偏離，偏離0.5格時(shí)，格時(shí)， 則則 = 100*20*0.5*1000/2062654.85毫米毫米 氣泡 m 氣泡 m 氣泡 m 3.5 水準(zhǔn)測量的誤差分析水準(zhǔn)測量的誤差分析 2、水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差、水準(zhǔn)尺傾斜引起的誤差 水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差水準(zhǔn)尺傾斜引起的讀數(shù)誤差 與水平視線離尺與水平視線離尺 底的高度底的高度h h，尺子的傾斜度，以及尺底的厚度，尺子的傾斜度，以及尺底的厚度b

44、 b和和 尺子安放的情況有關(guān)。尺子安放的情況有關(guān)。 v精密水準(zhǔn)測量時(shí)，尺上要裝水準(zhǔn)器精密水準(zhǔn)測量時(shí)，尺上要裝水準(zhǔn)器 v普通水準(zhǔn)測量時(shí)，盡量把尺扶直或扶尺員慢慢普通水準(zhǔn)測量時(shí)，盡量把尺扶直或扶尺員慢慢 地把尺前后搖動(dòng)，觀察員取尺上最小的讀數(shù)。地把尺前后搖動(dòng)，觀察員取尺上最小的讀數(shù)。 二、觀測誤差二、觀測誤差 a1 a2 b2 b1 3、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的誤差 v 水準(zhǔn)尺的最小一位讀數(shù)是水準(zhǔn)尺的最小一位讀數(shù)是 估讀的。一般說來估讀的估讀的。一般說來估讀的 誤差約為誤差約為2毫米。毫米。 v 瞄準(zhǔn)與讀數(shù)誤差與瞄準(zhǔn)與讀數(shù)誤差與十字絲十字絲 粗細(xì)、望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距、粗細(xì)、望遠(yuǎn)鏡物鏡焦距、 視線

45、長度視線長度等有關(guān)。視線長等有關(guān)。視線長 短影響較大，不同等級(jí)測短影響較大，不同等級(jí)測 量對(duì)視線長度均有一定的量對(duì)視線長度均有一定的 規(guī)定，如右表：規(guī)定，如右表： 二、觀測誤差二、觀測誤差 三、三、 外界環(huán)境的影響外界環(huán)境的影響 v1 1、水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)尺下沉誤差水準(zhǔn)尺下沉誤差 若水準(zhǔn)儀在測站上隨安置時(shí)若水準(zhǔn)儀在測站上隨安置時(shí) 間的增加而下沉間的增加而下沉 ，采用，采用“后后 前前前前后后”的觀測程序可減的觀測程序可減 少儀器下沉對(duì)高差的影響。少儀器下沉對(duì)高差的影響。 消除水準(zhǔn)尺下沉的影響，辦法有消除水準(zhǔn)尺下沉的影響，辦法有：踩實(shí)尺墊；踩實(shí)尺墊； 觀測間隔間將水準(zhǔn)尺從尺墊上取下，以減小下

46、沉量；觀測間隔間將水準(zhǔn)尺從尺墊上取下，以減小下沉量； 采用往返觀測，取高差平均值的方法可減弱其對(duì)高采用往返觀測，取高差平均值的方法可減弱其對(duì)高 差影響。差影響。 三、外界環(huán)境的影響三、外界環(huán)境的影響 A A、B B兩點(diǎn)同在一水準(zhǔn)面上，高兩點(diǎn)同在一水準(zhǔn)面上，高 程相等，若以水平面代替水準(zhǔn)程相等，若以水平面代替水準(zhǔn) 面，高差誤差為面，高差誤差為hh。由圖可知：。由圖可知： v v則則 v( (由于由于D D與與t t相差很小，故可用相差很小，故可用D D 代替代替t t，同時(shí)略去分母中的，同時(shí)略去分母中的h h ， 則上式可寫為：則上式可寫為： v h= (R十十h)2R2十十t2 h=t2 /

47、(2 R+ h) v、 地球曲率的影響地球曲率的影響 v3 3、 地球曲率、大氣折光的影響地球曲率、大氣折光的影響-措施措施 a、 前后視距大致相等前后視距大致相等 b、 視線應(yīng)高出地面視線應(yīng)高出地面0.30.3m m， c、 選擇合適的天氣選擇合適的天氣 d、 避開不利的環(huán)境避開不利的環(huán)境 v4 4、日照及風(fēng)力引起的誤差及措施、日照及風(fēng)力引起的誤差及措施 光照會(huì)造成儀器各部分受熱不均使軸線關(guān)系改光照會(huì)造成儀器各部分受熱不均使軸線關(guān)系改 變；風(fēng)大時(shí)會(huì)使儀器抖動(dòng)、不易精平等；變；風(fēng)大時(shí)會(huì)使儀器抖動(dòng)、不易精平等； 消除和減弱其影響的方法：選擇好的天氣測量，消除和減弱其影響的方法：選擇好的天氣測量， 給儀器打傘遮光等。給儀器打傘遮光等。 三、三、 外界環(huán)境的影響外界環(huán)境的影響 習(xí)題練習(xí)習(xí)題練習(xí) v1、試?yán)L圖說明水準(zhǔn)測量的原理。、試?yán)L圖說明水準(zhǔn)測量的原理。 v2、將水準(zhǔn)儀置于、將水準(zhǔn)儀置于D、N兩點(diǎn)之間，在兩點(diǎn)之間，在D點(diǎn)尺上的讀數(shù)點(diǎn)尺上的讀數(shù) d1585mm，在，在N點(diǎn)尺上的讀數(shù)點(diǎn)尺上的讀數(shù)n0465mm，試，試 求高差求高差hND，并說明，并說明d、n兩值哪一個(gè)為后視讀數(shù)。兩值哪一個(gè)為后視讀數(shù)。 v3、有、有AB兩點(diǎn)，當(dāng)高差兩點(diǎn)，當(dāng)高差hAB為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，A、B兩點(diǎn)哪點(diǎn)兩點(diǎn)哪點(diǎn) 高？高差高？