2課程設計—水準測量

1、江蘇省南京工程高等職業(yè)學校課程單元教學設計首頁課程課題： 地形測量 水準測量授課教師 賈王軍 學時數(shù) 24授課日期2010年 9 月 13 日 第三周授課班級教學地點GC09031、32、33班級能力目標知識目標教學 目 標掌握水準測量的原理。了解水準測量的基本內 容。掌握測站水準測量、普通 和四等水準路線測量及高程 計算方法。了解水準儀的檢校內容與 方法。了解水準儀、水準標尺和尺墊的 基本構造。了解水準測量的誤差來源。 了解自動安平水準儀、電子水準 儀的結構。了解自動安平水準儀的基本結構與使用方法。了解電子水準儀的基本結構與使用方法。教學重點與難教學重點：水準測量原理的靈活應用。教學難點：掌

2、握測站水準測量、普通和四等水準路線測量及高程計算方法素質目標培養(yǎng)吃苦耐勞工作態(tài)度 培養(yǎng)一絲不茍工作作風 培養(yǎng)團結合作工作精神 培養(yǎng)安全文明工作教育 培養(yǎng)敬業(yè)愛崗工作氛圍能 力 訓 練 任 務 及 案 例任務一：水準測量原理 任務二：水準測量儀器及使用 任務三：水準測量外業(yè)工作 任務四：三、 四等水準測量 任務五：水準測量內業(yè)工作 任務六：水準儀的檢驗與校正 任務七：水準測量的誤差分析 任務八：自動安平、精密、電子水準儀簡介教 學 準 備制作教材課件 ppt 。 查閱水準測量的相關知識。反復模擬項目教學實踐操作，反思還有何不足之處。參 考 資 料測量學概論 測量技術 工程測量實訓指導教 學 情

3、景在校內水準儀實訓室理實一體化教學。課堂上通過實物及示范導出課程內容，通常采用提問和啟發(fā)誘導，教師做示范操作并講解原理，學生思考并動手，實訓課教師巡回指導江蘇省南京工程高等職業(yè)學校課程單元教學設計主頁步驟教學內容教學方法教學手段學生活動時間分配告知（教學 內容、目 的）教學內容： 水準測量的測數(shù)與計算 教學目的： 學會用水準儀測高程。講授多媒體課件 演示聽講思考5引入（任務 項目）通過高程測量概念的引入， 使用水準儀進 行水準測量以求的點位高程。問題引入多媒體課件 演示學生思考 個別回答5子項目 1任務一：水準測量原理 利用水準儀提供的水平視線求點位之間 的高差。任務驅動 重點講解課件演示認真

4、聽講 思考討論35訓練 1教師在實訓室演示任務結束，學生練習。個別指導巡回指導10模仿操作35子項目 2任務二： 水準測量儀器及使用 了解儀器的結構及其構造 任務三：水準測量外業(yè)工作 學會使用儀器求高程及兩點高差任務驅動 重點講解演示認真聽講 思考討論90訓練 2教師在實訓室演示任務結束，學生練習， 并對測量數(shù)據(jù)進行處理。個別指導巡回指導學生操作45點評啟發(fā)演示想象45子項目 3任務四：三、 四等水準測量 三、四等水準測量是水準測量里面的重點 知識點，學生必須掌握七測量方法和數(shù)據(jù) 的計算方法。任務驅動多媒體課件 演示認真聽講 思考討論45訓練 3教師在實訓室演示任務結束， 學生在實訓 場地練習

5、。 測出數(shù)據(jù)后教室里進行計算，達到精度。個別指導巡回指導學生操作90+90子項目 4任務五：水準測量內業(yè)工作 學會對測量過程中的累計的誤差進行分 配處理。任務驅動多媒體課件 演示認真聽講 思考討論45訓練 4尋找例題學生現(xiàn)場進行計算分配個別指導巡回指導學生操作45子項目 5任務六：水準儀的檢驗與校正 學會檢驗儀器的好快， 在必要的時候還要 進行儀器的現(xiàn)場修理及維護。任務驅動多媒體課件 演示認真聽講 思考討論45訓練 5水準儀 i 角的檢驗個別指導巡回指導學生操作45子項目 6任務七：水準測量的誤差分析 學會對測量誤差的分析， 知道測量結果中 的累積誤差的由來， 學會在測量過程中避 免誤差的出現(xiàn)

6、。更要避免錯誤的存在。 任務八：自動安平、精密、電子水準儀 簡介了解一些其他的測量儀器。任務驅動多媒體課件 演示認真聽講 思考討論45綜合操作經(jīng)過對水準儀的學習， 學生對儀器操作的 熟練程度。講授演示學生訓練90 +90 +90考核在實訓室進行儀器操作的考核?？己?0作業(yè)考工題庫子項目 1 水準測量原理第一部分 ：導入新課：本章主要介紹高程測量的一種儀器，水準儀。包括水準測量的基本原理；水準儀的各個組成部分，如水準器、 水準尺和尺墊、望遠鏡；水準儀的構造和使用以及最新式的水準儀。首先來了解水準測量的原理。第二部分 ：新課講解：基本測法：從已知高程點 A 出發(fā)，測出 A點到 B點的高程之差，即高

7、差 hAB，則 B 點高程 HB為：HB = HA + hAB在 A、 B兩點上各立一根尺子（水準尺），在A、B 之間安置一架可以得到水平袖線的儀器（水準儀），由水平視線在尺子上讀數(shù)，分別為 a、 b，則兩點的高差 hAB=a-b。這其中的關鍵是水準儀能夠給出水平視線。 a后視讀數(shù)； b前視讀數(shù) 1高差 hAB本身可正可負，當 a 大于 b 時 hAB為正，此時 B點高于 A點；當 a小于 b 時 h AB為負，即 B點低于 A 點。2高差 hAB的書寫其下標的次序是固定的，不能隨意變換，h AB表示從 A 到 B的高差； hBA則表示從 B 到 A 的高差。二、轉點、測站轉點： 臨時立尺點，

8、作為傳遞高程的過渡點。（一般轉點上均需使用尺墊）測站： 每安置一次儀器，稱為一個測站。當欲測點 B 離已知點 A 較遠，安置一次儀器就不可能測出它們的高差，這時，選擇一條施測路線，在A、 B 之間加設一些轉點，每相鄰兩點測一測站，求出它們的高差，則 AB 的高差即為這些高差的總和。（a b）hAB = h1 + h2 + h3 + =（ a1-b 1） +（ a2-b 2） +（a3-b3）+A 點的大地水準面。三、地球曲率的影響實際上大地水準面接近于球面，一個測站上的水準測量應如下圖所示，圖中用圓弧表示過因角很小（ AB 相距 200m 時， 6），故在 A、B 兩點豎立的水準尺接近于平行，

9、實際此時高差hAB 為：hAB a bhABhABa b式中 hAB 稱為地球曲率的影響從過 A 點的水準面與測站垂線的交點處作切線，由下圖可見，2RSa ； b 2R Sb，則：hAB1 2 221R (Sa2 Sb2)21R (Sa Sb)(Sa Sb)2R上式為地球曲率對一個測站的影響。SaSb ，則 hAB0，說明當前、后視距的距離相等時，地球曲率S10 每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 10mm對一個測站的高差沒有影響。hAB對一條水準線路而言，則有：21R (S后 S前) S后2RS前設每測站的 Sa Sb 相等，將有ABS后 S前2RS后S前。此式與前式相比，其不同之處是，用后、前

10、視距離之差的總和替換每站的后、前視距離之差。實際工作將S后 S前 加以限制，以使 hAB 不致過大，作業(yè)中應注意后、前視距差值（其值可 例：+可-）的積累，將其限制在規(guī)定的范圍之內。第三部分 ：總結：這節(jié)課我們學習了水準測量的原理，希望同學在今后的實習中掌握子項目 2 水準測量儀器及使用第一部分 ：導入新課： 本節(jié)主要學習水準儀的各個組成部分，如水準器、水準尺和尺墊、望遠鏡；水準儀的構造和使用以及最新式的 水準儀。第二部分 ：新課講解：一、水準儀的構造1水準儀的精度指標劃分S05每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 0.5mmS1每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差1mmS3每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差

11、3mm2水準儀的部件 望遠鏡、水準管、圓水準器、制動微動螺旋、微傾螺旋、基座、三角壓板、中心螺旋 望遠鏡1、望遠鏡的構造原理1透鏡及其成像 透鏡分凸透鏡和凹透鏡兩種，無論是單透鏡還是組合透鏡，均有兩個焦點、兩個主平面和一個主軸線。為使討 論問題簡便起見，用一個主平面來替代兩個主平面，其結論仍然是正確的。1）幾何光學原理： 平行于主軸線的入射光通過第二焦點；通過第一焦點的入射光平行于主軸線；通過主平面與主軸線交點的入射光不改變方向。2）焦距 f、物距 s1、象距 s2。111透鏡的焦距 f、物距 s1、象距 s2 三者之間存在如下數(shù)學關系：s1 s2f一般情況下，透鏡的焦距是已知的，可由物距 s

12、1求出象距 s2 的值，即1 1 1s1 f3）凸透鏡成像規(guī)律1）當 s1 2f 時， f s2 2f ，此時物體 A 的象 A是被縮小了的一個實象。2）當 s1 f 時， s2為負值 ，這說明物體 A 的象 A是與入射光在透鏡的同一側，因而A是一個虛像，而且始終是一個被放大了的虛像。 這時能由眼睛直接看到一個物體的放大了的正像， 所以一般將凸透鏡稱為放大鏡。4）凹透鏡成像規(guī)律凹透鏡的焦距 f、物距 s1、象距 s2三者之間的關系和凸透鏡一樣，但應用時s2需取負值，而凹透鏡的焦距 f 總是負值。凹透鏡成像時應注意： 第一焦點在入射光相反的另一側， 因此凹透鏡總是產(chǎn)生虛像， 而且總是被縮小了的虛

13、像。 此時，物體 A 的像 A在入射光的同一側，是一個正立并被縮小了的虛像，當用眼睛通過凹透鏡觀察物體時， 能夠看到這個虛像。2望遠鏡成像原理1）成像原理 由一個目鏡和一個物鏡構成最簡單的望遠鏡，其成像原理如 P46頁圖 4-18 所示。圖中， MN 為物鏡，為目鏡， 制造望遠鏡的目的是希望通過它能夠看清楚遠處的物體，因此物體 AB 距望遠鏡的距離必然大于物鏡焦距的兩 倍。物體 AB 經(jīng)物鏡折射后將產(chǎn)生一個倒立而被縮小了的實像ab，同時又將目鏡安置在使實像 ab 距目鏡的距離小于目鏡的焦距這樣一個位置，即實像 ab 成為目鏡 mn 的物體，這樣，由于目鏡也是一個凸透鏡，因此可以得到一 個將 a

14、b 放大了的虛像 a b。2）放大原理望遠鏡所成虛像的大小比實物 AB 要小，但實際上我們看到的是放大的物體，看的比實物更清楚。其原因是： 人 用眼睛觀察判別物體的大小，是以觀察物體的視角大小不同而定。3像差的消除1）產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生球面像差、色像差。2）消除像差的方法采用復合透鏡。4十字絲1）作用 2）具體圖形：一般有四種。視準軸：物鏡光心與十字絲交點的連線。物鏡光心：2、外調焦望遠鏡 （外對光望遠鏡）3、內調焦望遠鏡1外調焦望遠鏡的缺點1）鏡筒長；2）不穩(wěn)定；3）不密封。2內調焦望遠鏡的結構原理3等效透鏡4、望遠鏡的性能v=/1放大率：望遠鏡內所看到的物體的象的視角與未通過望遠鏡直接觀察物

15、體的視角之比。即放大率 。2視場：望遠鏡靜止不動時，通過望遠鏡所能看到的空間稱為望遠鏡的視場。3分辯率：通過望遠鏡人眼能夠區(qū)分兩個點的最小分辨角稱為光學系統(tǒng)的分辨率。5、望遠鏡的使用1操作程序調目鏡，看清十字絲；用準星瞄準目標，調物鏡，看清物體。2視差及視差的消除（1）視差：目標通過物鏡后的成像與十字絲分劃板不重合。（2）產(chǎn)生視差的原因調焦不準眼睛本身自行調焦（3）消除視差的方法 必須按操作程序依次調焦物鏡調焦時要控制眼睛本身不作調焦（二）、水準器1、圓水準器1圓水準器的制作2水準器零點3圓水準軸4圓水準器分劃值2、水準管1水準管的材料2水準管的縱剖面3水準氣泡的制作4零點5水準軸及其水平6水

16、準管分劃值及其應用水準管分劃值： 水準管上相鄰兩分劃線間弧長所對應的圓心角值，用表示，一般弧長為 2mm 應用：水準管分劃值可用于測定水準軸與水平線之間的夾角。水準管的靈敏度：水準管氣泡準確而快速移居水準管中最高位置的能力3、符合水準器 在水準管上安裝符合棱鏡系統(tǒng)，當氣泡兩端影像符合一致時就表明氣泡已經(jīng)居中。由于氣泡不符合的程度是指 兩個端點之間的距離， 它正好是距完全符合位置的兩倍， 因此用符合水準器作業(yè)可使氣泡居中的精度提高一倍（三）基座部分二、水準儀的使用 水準儀的技術操作一般分為粗平、瞄準、精平、讀數(shù)1水準儀的安置 三腳架頭大致水平：固定兩條腳，移動第三條腳 腳架要采實地面傾斜較大時，

17、應將一個腳安置在傾斜方向上，將另外兩個腳安置在與傾斜方向垂直的方向上。2粗平 用腳螺旋將圓水準氣泡導致居中。氣泡移動的方向與左手大拇指旋轉時的移動方向一致。3瞄準 調目鏡看清十字絲，用瞄準器（準星）瞄準目標，擰緊制動螺旋，從望遠鏡中尋找物體，物鏡調焦至看清目標， 消除視差，用微動螺旋準確瞄準。4精平用微傾螺旋調整水準管氣泡居中，使視線精確水平。5讀數(shù) 儀器精平后即可讀數(shù)。先估讀毫米，再全部讀出。一般四個讀數(shù)直接報出，如 1364 而非 1.364m三、水準尺和尺墊1水準尺材料、長度、類型2尺墊 生鐵鑄成、三角形、中央有一突出的圓頂。3三、四等水準測量的水準尺：尺長3 米，以厘米為分劃單位的區(qū)格

18、式木質雙面水準尺黑面：主尺，分劃的起始數(shù)字為“零”。紅面：輔尺，起始數(shù)字不為“零”，一般為 4687mm 和 4787mm 。四、自動安平水準儀 微傾式水準儀在每次讀數(shù)之前都應調整微傾螺旋使水準管氣泡居中，這樣就大大降低了水準測量的速度。自動 安平水準儀的出現(xiàn)解決了這一問題。一、自動安平水準儀的原理1自動安平的簡單設計 依靠重力作用的原理使視線保持水平。2補償裝置的使用在望遠鏡中設置一個自動補償裝置， 當視準軸雖已傾斜 （一般傾斜度不太大， 在圓水準器分劃值范圍內約 10）， 通過物鏡光心的水平光線經(jīng)補償裝置后仍能通過十字絲交點。此時，視準軸成為折線。物鏡至補償裝置一段為 水平線，補償裝置至十

19、字絲一段為傾斜線。3補償方式 視準軸傾斜了一個小角度，為使經(jīng)過物鏡光心的水平光線能通過十字絲交點，可采用以下兩個辦法：1）采用補償器：2）移位十字絲：二、補償器的原理 補償器需用一重物在重力作用下使某個方向成為鉛垂方向，而與此方向直接聯(lián)系著一組光路。當視準軸有微小 傾斜時，由重物產(chǎn)生的鉛垂方向始終不變，它聯(lián)系著的光路將始終能保持得到視準軸水平時應得的讀數(shù)。下面 介紹 DSZ3 水準儀的補償器。1補償器的結構補償器由兩個直角棱鏡和一個屋脊棱鏡構成（P57 頁圖 4-36），兩個直角棱鏡 B 用交叉的金屬片 C吊掛著，以零件 A 固定在望遠鏡上。當望遠鏡有微小的傾斜時，直角棱鏡在重物（活塞P）的重

20、力作用下，將與望遠鏡作相對的偏轉運動，偏轉方向剛好與望遠鏡的傾斜方向相反，其偏轉的角度亦相等。2視準軸水平時 水平光線進入物鏡后經(jīng)第一個直角棱鏡反射到屋脊棱鏡，在屋脊棱鏡內作三次反射到達另一個直角棱鏡，又被 反射一次最后通過十字絲的交點。3視準軸傾斜時1）第一種情況：假設“補償器”不發(fā)生作用時的光路（P57 頁圖 4-39）。水平光線經(jīng)棱鏡幾次反射之后并不通過十字絲交點 A 而是通過 B 點。兩條光線間的角度即為視準軸傾斜的角度。2）第二種情況：“補償器”發(fā)生作用后的光路（P58 頁圖 4-40）。直角棱鏡在重物的重力作用下產(chǎn)生了偏轉，因此經(jīng)棱鏡反射后的光路也將發(fā)生偏轉。“補償器”的作用是希望

21、 偏轉后的水平光線剛好通過十字絲的交點。實際上通過一定的設計是能滿足上述要求的。三、移動十字絲的“補償”裝置四、阻尼器 1目的：補償裝置都有一個依重力而作用的“擺”，為使“擺”的擺動能迅速靜止，必須裝一個“阻尼器”。 2方法：空氣“阻尼器”、磁“阻尼器”。第三部分 ：總結： 這節(jié)課我們學習了水準儀的各個組成部分，如水準器、水準尺和尺墊、望遠鏡；水準儀的構造和使用以及最新 式的水準儀，希望同學們在實習中加深鞏固。子項目 3 水準測量外業(yè)工作第一部分 ：導入新課： 通過前面幾節(jié)課的學習，我們知道了水準測量的原理，掌握了水準儀的操作和讀數(shù)方法，今天我們在此基礎上 學習水準測量的外業(yè)工作。第二部分 ：

22、新課講解 ：一、單一水準路線的種類1附合水準路線：從一個已知高程的水準點起，沿一條路線進行水準測量，以測定另外一些水準點的高程，最 后連測到另一個已知高程的水準點。2閉合水準路線： 從一個已知高程的水準點出發(fā)， 沿一條環(huán)形路線進行水準測量， 測定沿線若干水準點的高程， 最后又回到此水準點。3支水準路線：從一個已知高程的水準點出發(fā)，最后沒有連測到已知高程的水準點。 二、水準網(wǎng)的形式若干條單一水準路線相互連接構成網(wǎng)狀，稱為水準網(wǎng)。連接點稱為結點。 附合水準網(wǎng)、獨立水準網(wǎng)三、水準測量的外業(yè)施測1普通水準測量1）第一測站：將水準尺立于已知高程的水準點上作為后視，安置水準儀和前視點。圓水準氣泡粗平，瞄準

23、后視尺，精平，讀 數(shù)。旋轉望遠鏡瞄準前視尺，精平讀數(shù)。記錄、計算高差。2）第二測站： 后尺和測站向前移動，前尺不動并轉為第二測站的后尺，原后尺變?yōu)榍俺?，同第一站的方法一樣繼續(xù)向前觀測2三、四等水準測量1）觀測要求與方法1）國家三、四等水準測量的技術指標儀器標準視后前視后前視距黑紅面黑紅面所測高檢測間歇點高等級類型線長度距差差累計讀數(shù)差差之差差之差三等S375m3.0m5.0m2.0mm3.0mm3.0mm四等S3100m5.0m10.0m3.0mm5.0mm5.0mm（2）每測站觀測次序 三等：后前前后四等：后后前前；也可：后前前后2）測站上的計算與校核（1）高差部分9）為前視標尺黑紅面讀數(shù)之

24、差10）為后視標尺黑紅面讀數(shù)之差（11）為黑紅面所測高差之差（9）=（4）+ K -（7） （10）= （3）+ K -（8） （ 11）= （ 10）-（ 9）（16）=（3）-（ 17）= （ 8）（ 4）（-（ 7）（16）為黑面所算得的高差17）為紅面所算得的高差（ 11） =（ 16）± 100 - ( 17)（2）視距部分后視視距（12）=（1）-（2）前視視距（13）=（5）-（6）前后視距差（14）=（12）-（13）前后視距累積差（ 15 ）=本站的（ 14）+前站的（ 15）。3）觀測結束后的計算與校核（1）高差部分(3)(4)(16)(3)k(8)(10)(8)

25、(7)(17)(4)k(7)(9)h黑2黑 2）視距部分h紅末站 151213總視距1213第三部分 ：總結 ：這節(jié)課我們學習了普通水準測量和三四等水準測量的外業(yè)方法，希望同學能通過下次的實驗掌握運用子項目 4 水準測量的內業(yè)第一部分 ：導入新課：圖根水準測量外業(yè)觀測結束后，應計算路線上各固定點的高程。第二部分 ：新課講解 ：內業(yè)計算 1閉合差：觀測值與重復觀測值之差，或與已知數(shù)據(jù)的不符值，通常稱為閉合差。 2閉合差的計算1）水準支線：2）附合水準路線f hh 測h理3）閉合水準路線f hh 測3閉合差的限差與閉合差的消除水準測量閉合差的要求路線等 級 線 種 類路線往返測閉合差 （mm）附合

26、或閉合路線閉合差 （mm）三等水準測量12 S12 L四等水準測量20 S20 L普通水準測量40 S40 L閉合差的消除：按距離或按測站數(shù)成正比地改正各段的觀測高差。4水準路線的平差計算設有一附合四等水準路線，其閉合差：f h=-20mm ，路線總長度為 4km。其計算見下表：高程誤差配賦表點號距離 km （或測站數(shù)）高差中數(shù)（m）改正數(shù)（ mm ）改正后的高差（m）改正后點之高程（ m ）18+4+01+3+02+603+719S 4kmf h H 18h測 H 19 0.020m每公里改正數(shù)為：2045.0mm觀測高差的改正數(shù)之和應與閉合差的符號相反。hviSi第 i 測段的改正數(shù) v

27、i 按下式計算：i S i高差改正之后應檢查改正后高差的總和是否與理論值相等，相等則計算正確無誤。然后順序推算各點的高程。 以最后一個已知點的高程作檢查，以保證計算正確無誤。第三部分 ：總結 ：這節(jié)課我們學習了普通水準測量和三四等水準測量的內業(yè)計算方法，希望同學能掌握靈活運用。子項目 5 水準儀的檢驗與校正第一部分 ：導入新課：光學測量儀器的各幾何軸線是有一定關系的，為保證儀器能正確的使用，必須在使用之前對儀器進行檢驗，對 某些不符合要求的條件，應對儀器加以必要的校正，以滿足要求。第二部分 ：新課講解 ：一、水準儀應滿足的條件1水準儀應滿足的主要條件1）水準管的水準軸應與望遠鏡的視準軸平行；2

28、）望遠鏡的視準軸不因調焦而變動位置。（移動調焦透鏡的機械結構的質量應由廠家保證） 第一項是水準測量基本原理對水準儀的要求。第二個主要條件是為滿足第一個條件而提出的。如果望遠鏡在調 焦時視準軸位置發(fā)生變動，就不能設想在不同位置的許多條視線都能夠與一條固定不變的水準軸平行。望遠鏡 的調焦在水準測量中是絕不可免的，因此必須提出此項要求。2水準儀應滿足的次要條件1）圓水準器的水準軸應與水準儀的旋轉軸平行； 2）十字絲的橫絲應當垂直于儀器的旋轉軸。 第一個次要條件的目的在于能迅速地整置好儀器，提高作業(yè)速度。第二個次要條件的目的是當儀器旋轉軸已經(jīng) 豎直，那么在水準尺上的讀數(shù)可以不必嚴格用十字絲的交點而可以

29、用交點附近的橫絲。二、水準儀的檢驗與校正 檢驗、校正的順序應按下述原則進行：前面檢驗的項目不受后面檢驗項目的影響。 1圓水準器的水準軸應與儀器的豎軸平行的檢校1）檢驗原理若圓水準器的水準軸不與豎軸平行而有一夾角，則將儀器繞豎軸旋轉180 o，圓水準器的水準軸將偏離豎軸2角度。2）檢驗方法 先用腳螺旋將圓水準器氣泡居中，然后將儀器旋轉180 o，若氣泡仍在居中位置，則表明此項條件已得到滿足；若氣泡有偏移，則表明條件未滿足，氣泡偏移的長度為其夾角的兩倍。3）校正2十字絲橫絲應與儀器旋轉軸垂直的檢校1）檢驗原理 設十字絲橫絲已與儀器豎軸垂直，那么通過十字絲的機絲必定可作一平面與儀器旋轉軸垂直；當儀器

30、旋轉軸豎 直而旋轉時，這個平面將在水平位置且不會發(fā)生變化。由此可見，如果有一個點子，它和垂直于儀器旋轉軸且通過十字絲橫絲的平面重合，則當儀器旋轉時這個點將 始終在這個平面上。2）檢驗方法先用十字絲橫絲的一端瞄準一個點A，然后用微動螺旋緩慢地轉動望遠鏡，觀察A 點在視場中的移動軌跡；如果 A 點始終能在橫絲上移動，則說明十字絲的橫絲已與儀器旋轉軸垂直；如果 A 點離開了橫絲，則說明橫絲沒 有與儀器旋轉軸垂直。3）校正3望遠鏡視準軸應與水準管的水準軸平行的檢校 望遠鏡視準軸和水準管水準軸是空間直線，如果它們互相平行，那么無論是在豎直面上還是在水平面上的投影 都應該是平行的。豎直面上的投影檢驗稱 i

31、 角檢驗 ；水平面上的投影檢驗稱 交叉誤差檢驗 。 對于水準測量，重要的是 i 角檢驗。如果 i=0 ，則水準軸水平后，視準軸也是水平的。1） i 角在讀數(shù)和高差中的影響（1）在讀數(shù)中的影響如圖 5-15（P74頁），設 i 角使視線向上傾斜，那么它在 A點尺子上的讀數(shù)將較水平視線的讀數(shù)增大一個 x值若 A 點距儀器的距離為 S，則： x S tgi S i / 。當 i 角的大小不變時，則 x的大小與 S成正比；即尺子離儀器愈遠，i 角對讀數(shù)的影響愈大。若規(guī)定向上傾斜的i 角為正，則由此引起的讀數(shù)誤差 x 亦為正。設為水準尺上的實際讀數(shù)，那么水準尺上的正確讀數(shù)為： = -x 。（2）在高差中

32、的影響已知 A、B 兩點的高差 hAB 可按下式計算： hAB=a-b 。于是 A、B兩點的正確高差為： hAB （a xA） （b xB ） hAB （xA xB）hABxA xBi i iSASB(SA SB )目前在實際工作中采用兩種作法，一種是使S A=S B，此時 hAB為無 i 角影響的高差 hAB，SA則 i 角在高差中的影響：i 角的影響為 0 ，可得到正確的高差。2）檢驗 i 角的基本原理在地面選定兩個固定點A、B，測出A、B 的兩次高差hABhAB(SASB )hABi (SA SB )可見，當后視與前視的距離相等時，hAB hABh AB和 h AB。設儀器存在 i 角誤

33、差，則按上面的分析得：可得：i(SA SB) (SA SB )i hAB hAB另一種是使 SA-SB=-（S A-SB），此時：2（SA SB）3）第一種作法的檢校（1）檢驗 在較平坦地方選定適當距離的兩個點A、B，置水準儀于 A、B 的中間，使兩端距離嚴格相等，此時測量正確的高差 hAB，然后將水準儀置于兩點的任一點附近，如B 點附近。這時因距離不等，在測得的高差hAB 中將有 ixASA角的影響。因 A 點距儀器最遠， i 角在讀數(shù)上的影響最大。其大小為：（2）校正有了 xA之值，即可對水準儀進行校正。校正工作應緊接著檢驗工作進行，即不要搬動B 點一端的儀器，先算出在 A 點標尺上的正確

34、讀數(shù) a2。a2= a 2-xA。用微傾螺旋使讀數(shù)對準 a2，這時水準管氣泡將不居中，調節(jié)上下兩個 校正螺釘使氣泡居中。（3）例4）第二種作法的檢校（1）檢驗將儀器置于 AB延長線上 A點一端， 得 AB兩點的第一次高差 hAB =a 1-b 1 ；然后將儀器置于 AB延長線 B點 一端，得 A、B 兩點的第二次高差 hAB =a 2-b 2。兩次儀器位置距水準尺的距離差相等，即：SAB=SA-SB=-（ S A-SB）。按前述方法求得 i 角。為了下一步的校正工作， 應求出較遠一點尺子上的正確讀數(shù)； 若儀器在 B點一端， 則 A點上尺子的讀數(shù)誤差為： xAi SA，正確讀數(shù)為： a2 a2

35、xA（2）校正3）例1調焦的影響： 2兩種方法的比較： 3 i 角檢驗的精度要求：5）交叉誤差的檢校 交叉誤差是指視準軸與水準管軸在水平面上的投影不平行而產(chǎn)生豎直面上的不平行。檢驗 i 角時儀器旋轉軸并不嚴格豎直，水準測量時儀器旋轉軸也不嚴格豎直，而且兩者并不一致。因此水準管 軸除了有由傾斜到水平的運動外，還可能產(chǎn)生旋轉的運動，這樣兩軸在水平面上的投影不平行會導致兩軸在豎 直面上也不平行，即交叉誤差轉變?yōu)?i 角誤差。補充：水準尺的檢驗一、一般檢視對水準尺進行一般的查看：彎曲（尺子彎曲度在中心處應小于 8mm ）、尺上刻劃的著色是否清晰、注記有無錯 誤、尺之底部有無磨損等。二、圓水準器的檢校

36、檢驗校正的方法有兩種：用垂球檢驗、用水準儀檢驗。三、水準尺分劃的檢驗1水準尺每米平均真長的測定 1）目的：在于了解水準尺的名義長度與實際長度之差。如：國家水準測量規(guī)范對三、四等水準測量用的區(qū) 格式木質水準尺，規(guī)定每米長度的誤差不得超過± 0.5mm ，否則應在水準測量中對所測高差進行改正。 2）方法：將水準尺與檢驗尺相比較。2水準尺分米分劃誤差的測定 1）目的：檢查水準尺的分米分劃線位置是否正確，從而審定該水準尺是否允許用于水準測量作業(yè)。國家水準測量規(guī)范對區(qū)格式木質水準尺規(guī)定分劃線位置的誤差不得超過± 1.0mm 。2）方法：將水準尺與檢驗尺相比較。3水準尺黑面與紅面零點差數(shù)的測定 水準尺上紅黑面之零點差應為 4687mm 或 478