水準測量原理與方法.

1、測量學電 # /牛需 / ijgzhou QQ:63879292徐州師葩丸學城市與環(huán)境學院本講大綱1溫故而知新；2§ 2-1水準測量概述；3§ 2-2水準測量原理；4. §2-3水準儀與水準尺;5. §1-2水準儀的使用；課后任務(wù)；溫故而知新1 測量學的定義與實質(zhì)？2. 大地坐標系是通過那些參數(shù)來確定點的位 置，這些參數(shù)如何獲取？3. 簡述高斯三度分帶、六度分帶的劃分方法 與中央子午線的計算公式？4假設(shè)揚州市經(jīng)度為東經(jīng)121度40分，計算其 三度帶編號。5測區(qū)半徑多大時，可用水平面代替水準面。6.測量學的三個基本觀測量與測量工序

2、原則？第二章水準測量§2-1高程測量概述一、高程測量測定地面點高程的工作（測高差定高程）二、高程測量的方法1. 水準測量一用水準儀進行高程測量的工作。 是高程測量的主要方法使用儀器：水準儀水準儀的主要功能是能指出一條水平視線。2其它高程測量方法：三角高程測量、氣壓 測量、GPS高程測量；三、高程系統(tǒng)1我國國家高程系統(tǒng)：黃海高程系1956年黃海高程系 （水準原點H=72. 289米）我國國家高程基準:2. 1985年國家高程基準（水準原點H=72. 260米）四、水準測量的等級1.國家分一、二.三.四等（按精度要求、控制范2城市分二、三、四等、圖根§2-2水準測量原理一、水準

3、測量原理高程測量原理：利用一條水平視線，對立在待 測高差兩點上的水準尺進行觀測，測定出兩點之間的 高差，然后由已知點的高程推算出未知點的高程。高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù):U = 0"Hr = H a +hAi水準尺Ha水平視線前進方向b水HI；尺HB=HA+hAB當然，B點的高程還可以通過B點的視線高來計算。 設(shè)視線高為Hi,則Hi=Ha+aHi=Hb+b聯(lián)合解得：Hb=Ha+(&-b)主意：hAB >0,咼差為正，前視點咼； hAB <0,高差為負，前視點低。 高差必須帶“ +、-”號； hAB的下標 次序必須與測量的前進方向一致。二、水準面曲率對水準測量的影響說

4、明：A、B的高差應(yīng)該為過A. B點水準面高度差，也是過水準儀的水準面在兩尺上讀數(shù)差。三. 水準測量和水準路線當欲測的高程點距水準點較遠或高差很大時， 就需要連續(xù)多次安置儀器以測出兩點的高差。為測A. B點高差，在AB線路上增加1、2、3、4等中間點，將AB高差分成若干個水準測站.I會弓ISUI弓皆弓y呂JmxJE顯然，每安置一次儀器，便可測得一個高差，即hl=al-blh2=a2-b2 hn=an-bn將上面各式相加，得Eh= Ea- Eb則B點的高程未HB=HA+ Eh由上面過程可知，其中間點，1,2,3,4僅起傳遞 髙程的作用，稱為轉(zhuǎn)點(Turning Point),簡寫為TP。 轉(zhuǎn)點無固

5、定標志，無需算出高程。§ 2-3水準測量的儀器及工具水準測量 所使用的儀器 有：水準儀 (包括三角 架);水準測 量所使用的工 具有：水準尺 和水準墊；一、水準儀水準儀是一種能夠提供水平視線的儀器。水準 儀根據(jù)精度可以分為：DS05, DS1, DS3,和DS10四 個等級。D、S分別為“大地測量"和“水準儀”漢英 拼音的第一個首字母.05, 1, 3, 10是指該儀器能 達到每公里往返測量高差中數(shù)的中誤差（單位毫米）因為一般建筑工程廣泛使用DS3水準儀，所以本 章就以DS3水準儀為例，給大家介紹DS3水準儀的構(gòu) 造.根據(jù)水準測量的原理，水準儀的主要作用是提供 一條水平視線

6、，并能照準水準尺進行讀數(shù)。因此，水 準儀構(gòu)成主要有望遠鏡.水準器及基座三部分。1望遠鏡望遠鏡是用來觀測和讀書的設(shè)備。DS3水準儀望遠鏡主 要由物鏡.目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板所組成。(1) 物鏡和目鏡多采用復合透鏡組構(gòu)成坐遠鏡的丨字絲(2) 十字絲分劃板上刻有兩條互 相垂直的長線，豎直的一條稱豎絲， 橫的一條稱為中絲，是為了瞄準目標 和談取讀數(shù)用的。在中絲的上下還對 稱地刻有兩條與中絲平行的短橫線， 是用來測定距離的，稱為視距絲。十 字絲分劃板是由平板玻璃圓片制成的， 平板玻璃片裝在分劃板座上，分劃板 座固定在望遠鏡筒上。(3) 對光凹透鏡可使不同距離的目標均能成像在 十字絲乎面上。再通過目

7、鏡，便可看清同時放大了的 十字絲和目標影像。畫圖解釋什么叫做視差，并如何消除視差?，F(xiàn)象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置，十字絲與目標的像有相對移動。消除視差的步驟：目鏡調(diào)焦，使I字絲最淸晰； 物鏡調(diào)什;，使目標像最清晰，F(xiàn)L無視差。視準軸：十字絲 交點與物鏡光心的 連線，稱為視準軸。 水準測量就是在視 準軸水平時，利用 十字絲中絲截取水 準尺上的讀數(shù)。望遠鏡放大倍率：從望遠鏡內(nèi)所看到的目標影 像的視角與肉眼直接觀察該目標的視角之比，稱為望 遠鏡的放大率。DS3級水準僅望遠鏡的放大率一般為 28倍.2.水準器水準器是用來指示視準軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。有管水準器和圓水準器兩種。管水

8、準器用來指示視準軸是否水平；圓水準器用來指示豎軸是否豎直.（1）管水準器管水準器也稱為水準管，是一個內(nèi)臂磨成圓弧形 的玻璃管，管內(nèi)裝有酒精和乙瞇的混和液，加熱融封 后留有一個氣泡，由于氣泡較輕，故恒處于管內(nèi)最高位置。水準管上一般刻有間隔為2mm的分劃線，分劃線 的中點0,稱為水準管零點.水準管圓弧2mm所對的圓心角稱為水準管分劃值。 安裝在DS3級水準儀上的水準管，其分劃值不大于20” / 2mm。通過零點作水準管圓弧的切線，稱為水準管軸。 當水準管的氣泡中點與水準管零點重合時，稱為氣泡 居中；這時水準管軸工人處于水平位置。畫圖解答為什么管水準器可以指示視準軸是否水 平.若直接用肉眼觀察則因為

9、玻璃有厚度，斜視 時會產(chǎn)生視差-要同時觀察氣泡的兩端 才能判斷氣泡是否居中把水準氣泡兩端成象在一起 便于觀察。用觀察,可以避免上述缺點。 判斷“氣泡居中”的 精度約可提高一倍。（2）圓水準器4匸察 ff 7圓水準器是個玻璃容器，上 面有同心圓的刻劃。上蓋的內(nèi)表 面是圓球形，同心圓圓心處的曲 率半徑就是圓水準器的軸.“氣 泡居中"即水準器的軸垂直.3 基座基座的作用是文承儀器的上部并與三腳架連接。它主要由軸座.腳螺旋.底板和三角壓板構(gòu)成.二、水準尺水準尺是水準測量時使用的標尺。其質(zhì)量好壞 直接影響水準測量的精度。因此，水準尺需用不易 變形且干燥的優(yōu)質(zhì)木材制成；要求尺長穩(wěn)定，分 劃準確。

10、常用的水準尺有塔尺和雙面尺兩種.塔尺 多用于等外水準測量，其長度有2m和5m兩種，用兩 節(jié)或三節(jié)套接在一起。尺的底部為零點，尺上黑白 格相間，每格寬度為lcm,有的為0. 5cm,每一米和 分米處均有注記.雙面水準尺多用于三.四 等水準測量.其長度有2m和 3m兩種，且兩根尺為一對. 尺的兩面均有刻劃，一面為 紅白相間稱紅面尺；另一面為 黑白相間，稱黑面尺（也稱主 尺），兩面的刻劃均為lcm, 并在分米處注字.兩根尺的 黑面均由零開始；而紅面， 一根尺由4. 687m開始至6. 687m或7687m,另一根由4. 787m開始至6. 787誡7. 787m.三、尺墊尺墊是在轉(zhuǎn)點處放置水準尺用的

11、，它用生鐵鑄 成，一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方 有三個支腳用時將支腳牢固地插入土中，以防下 沉，上方突起的半球形頂點作為豎立水準尺和標志 轉(zhuǎn)點之用。§ 2-4水準儀的使用水準儀的使用包括儀器的安置.粗略整平.瞄準水準尺.精平和讀數(shù)等操作步驟。一、安置水準儀打開三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平, 檢查腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊， 然后打開儀器箱取出水準儀，置于三腳架頭上用連接 螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。二、粗略整平粗平是借助圓水準器的氣泡居中，使儀器豎軸大 致鉛垂，從而視準軸粗略水平。在整平的過程中，氣 泡的移動方向與左手大拇指運動的方向一致.粗

12、平的操作尚未符合符合氣泡符合三、瞄準首先，進行即把望遠鏡對著明亮的背景,轉(zhuǎn)動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰再次,O松開制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠鏡，用望尚未符合符合氣泡符合遠鏡筒上的照門和準星瞄準水準尺，擰緊制動螺旋.然后 從望遠鏡中觀察；轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋進行對光，使目標清晰，再轉(zhuǎn)動微動螺旋，使豎絲對準水準尺.最后，。當眼睛在目鏡端上下微微移動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標影像有相對運動，這種現(xiàn)象稱為視差。 產(chǎn)生視差的原因是目標成像的平面和十字絲平面不重合。 由于視差的存在會影響到讀數(shù)的正確性，必須加以消除. 消除的方法是重新仔細地進行物鏡對光，直到眼睛上下移 動，讀數(shù)不變?yōu)橹?。此時，從目鏡端見到十字絲與目標的 像都十分清晰、精平眼睛通過位于目鏡左方的符合氣泡觀察窗看水準 管氣泡，右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合， 即表示水準儀的視準軸已精確水平。這時，即可用十 字絲的中絲在尺上讀數(shù)?，F(xiàn)在的水準儀多采用倒像望 遠鏡，因此讀數(shù)時應(yīng)從小往大，即從上往下讀。先估 讀毫米數(shù)，然后報出全部讀數(shù)。精平和讀數(shù)雖是兩項不同的操作步驟，但在水準測 量的實施過程中，卻把兩項操作視為一個整體