測量學第二章 水準測量

1、第二章第二章 水準測量水準測量第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 水準測量的原理及計算水準測量的原理及計算第三節(jié)第三節(jié) 水準測量的儀器和工具水準測量的儀器和工具第四節(jié)第四節(jié) 水準測量的方法水準測量的方法第五節(jié)第五節(jié) 水準測量的校核方法水準測量的校核方法第六節(jié)第六節(jié) 水準儀的檢驗與校正水準儀的檢驗與校正復習知識復習知識: :絕對高程或海拔絕對高程或海拔:地面點到地面點到大地水準面的鉛垂距離大地水準面的鉛垂距離假定高程或相對高程假定高程或相對高程: :從某從某點到假定水準面的鉛垂距離點到假定水準面的鉛垂距離高差高差: :兩點間的高程差兩點間的高程差 h hABAB=H=H2 2-H-H1 1=H=

2、H2 2-H-H1 1第一節(jié)第一節(jié) 概述概述水準測量水準測量:高程測量是高程測量是三大基本測量工作之一，高程三大基本測量工作之一，高程是確定地面點位置的一個要素是確定地面點位置的一個要素。水準測量是水準測量是最基本、最基本、最精密的高程測量最精密的高程測量方法方法。水準測量基本測法是：若有一個已知高程點水準測量基本測法是：若有一個已知高程點A A，首先測出，首先測出A A點到點到B B點的高程之差，簡稱點的高程之差，簡稱h hABAB，于是，于是B B點的高程點的高程H HB B= =H HA A+h+hABAB。以此計算出。以此計算出B B點的高程。點的高程。 三大基本測量工作：距離測量、高

3、程測量、角度測量三大基本測量工作：距離測量、高程測量、角度測量 地面點位置三要素：地面點位置三要素：X X、Y Y、H H后視尺前視尺水平視線 水準測量：水準測量： 確定地面點高程確定地面點高程 的的主要主要測量方法之一測量方法之一青島水準原點，青島水準原點，H=72.260mH=72.260m，它，它以青島附近黃海以青島附近黃海海域平均海水面海域平均海水面作為零高程面作為零高程面后視尺前視尺水平視線HB=HA+hAB青島水準原點，青島水準原點，H=72.260mH=72.260m，它，它以青島附近黃海以青島附近黃海海域平均海水面海域平均海水面作為零高程面作為零高程面第二節(jié)第二節(jié) 水準測量的原

4、理及計算水準測量的原理及計算 測量并計算高差測量并計算高差 h hABAB=a-b=H=a-b=HB B-H-HA A 則則B B點高程點高程 ： H HB B= =H HA A+h+hABAB 也可以求出視線高：也可以求出視線高： H Hi i= =H HA A+a+a 再求再求B B點高程點高程: H: HB B= =H Hi i-b-b水準測量的原理：借助水準儀提供的水平視線，配合水水準測量的原理：借助水準儀提供的水平視線，配合水準尺測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點的高程準尺測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點的高程來推求未知點的高程。來推求未知點的高程。 后視尺前視尺水平視線大

5、地水準面hBA=b-a=HA-HB舉例舉例:已知：已知：H HA A =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m =34.248m, a = 2.145m,b = 1.684m h hABAB= a-b = 0.461m H= a-b = 0.461m Hi i= =H HA A+a+a =34.248+2.145=36.393 =34.248+2.145=36.393則：則：H HB B=H=HA A+ + h hABAB = 34.248 + 0.461 = 34.709= 34.248 + 0.461 = 34.709 H HB B=H=Hi i- b = 36.39

6、3 - 1.684 = 34.709- b = 36.393 - 1.684 = 34.709后視尺前視尺水平視線大地水準面水準測量路線示意圖水準測量路線示意圖后視尺前視尺水平視線第三節(jié)第三節(jié) 水準測量的儀器和工具水準測量的儀器和工具 1.1.水準儀水準儀 水準儀是能夠提供水平視線的儀器，主要由基水準儀是能夠提供水平視線的儀器，主要由基座、照準部（包括望遠鏡、水準器）構成。座、照準部（包括望遠鏡、水準器）構成。 望遠鏡：瞄準目標并在水準尺上讀數(shù)。望遠鏡：瞄準目標并在水準尺上讀數(shù)。 基座基座: :由軸座、腳螺旋和連接板組成由軸座、腳螺旋和連接板組成 ，支承儀支承儀器上部和連接三腳架。器上部和連接

7、三腳架。 水準器：圓水準器，管水準器水準器：圓水準器，管水準器內(nèi)調(diào)焦望遠鏡示意圖內(nèi)調(diào)焦望遠鏡示意圖后視尺前視尺水平視線 Hi=HA+a HB=Hi- b 按照精度：按照精度：DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3等幾種，等幾種，“D”D”和和“S”S”分別是分別是“大地大地測量測量”和和“水準儀水準儀”兩詞語的兩詞語的“大大”和和“水水”漢語拼音的首字母，漢語拼音的首字母，下標數(shù)字表示該等級儀器下標數(shù)字表示該等級儀器1 1千米往返水準測量高差中誤差，以千米往返水準測量高差中誤差，以mmmm為單位。為單位。 內(nèi)調(diào)焦望遠鏡內(nèi)調(diào)焦望遠鏡 11微傾螺旋微傾螺旋 22符合水準氣泡觀察鏡符合水準

8、氣泡觀察鏡44物鏡調(diào)焦螺旋物鏡調(diào)焦螺旋 55水平制動螺旋水平制動螺旋 6 6微動螺旋微動螺旋 8 8三角壓板三角壓板 99角螺旋角螺旋 1010微傾螺旋轉動軸微傾螺旋轉動軸 1111準星準星1313管水準器管水準器 1414圓水準器圓水準器3 目鏡及目鏡調(diào)焦螺旋目鏡及目鏡調(diào)焦螺旋 1212物鏡物鏡 1616軸座軸座第三節(jié)第三節(jié) 水準測量儀器和工具水準測量儀器和工具 2.2.水準尺和尺墊水準尺和尺墊 常用雙面尺：尺長常用雙面尺：尺長3m3m或或2m,2m,優(yōu)質(zhì)木材加工而成，兩面均有厘優(yōu)質(zhì)木材加工而成，兩面均有厘米分劃。每分米處注有數(shù)字。米分劃。每分米處注有數(shù)字。 一面黑白相間分劃：黑面尺或主尺，

9、從零開始刻劃和注記。一面黑白相間分劃：黑面尺或主尺，從零開始刻劃和注記。 另一面紅白相間分劃：紅面尺或副尺，分別從另一面紅白相間分劃：紅面尺或副尺，分別從4.687m4.687m或或4.787m4.787m開始注記和刻劃開始注記和刻劃。4.6874.687和和4.7874.787稱為尺常數(shù)。稱為尺常數(shù)。 不同尺常數(shù)的兩根雙面尺組成一對使用。不同尺常數(shù)的兩根雙面尺組成一對使用。 尺墊：尺墊：生鐵制成，生鐵制成，在轉點處放置水準尺在轉點處放置水準尺水準尺和尺墊水準尺和尺墊 hAB=a-b=HB-HA hAB=a-b=HB-HA后視尺前視尺水平視線在同一測站測量，黑面尺（主尺）在同一測站測量，黑面尺

10、（主尺）測量的高差是準確的，它與紅面尺測量的高差是準確的，它與紅面尺測量的高差相差測量的高差相差10cm10cm。原因原因: :黑面尺（主尺）從零開始黑面尺（主尺）從零開始刻劃和注記；紅面尺（副尺）刻劃和注記；紅面尺（副尺）分別從分別從4.687m4.687m或或4.787m4.787m開始刻開始刻劃和注記。劃和注記。當?shù)卓虅潪楫數(shù)卓虅潪?.687m4.687m的紅面尺是的紅面尺是后后視尺，底刻劃為視尺，底刻劃為4.787m4.787m的紅面尺的紅面尺是是前前視尺時，黑面尺測得高差與視尺時，黑面尺測得高差與紅面尺測得高差相差紅面尺測得高差相差-10cm-10cm，反之，反之為為+10cm+10

11、cm。第四節(jié)第四節(jié) 水準測量的方法水準測量的方法（一）一測站水準儀的操作步驟（一）一測站水準儀的操作步驟 儀器安置儀器安置 粗略整平粗略整平 瞄準水準尺瞄準水準尺 精確整平精確整平 讀數(shù)讀數(shù)1 1 安置水準儀安置水準儀首先在首先在A A、B B兩點上各豎立一根水準尺，然后盡可兩點上各豎立一根水準尺，然后盡可能在距兩水準尺等遠處設置測站。能在距兩水準尺等遠處設置測站。打開三腳架并打開三腳架并使其高度適中，目估使架頭大致水平，三腳架架使其高度適中，目估使架頭大致水平，三腳架架腳與地面成腳與地面成7070左右，三個腳尖成等邊三角形，左右，三個腳尖成等邊三角形，并牢固地架設在地面上并牢固地架設在地面上

12、，將水準儀用中心螺旋固，將水準儀用中心螺旋固定于三腳架上。定于三腳架上。2 2 粗略整平粗略整平( (粗平粗平) ) 用腳螺旋將圓水準器的氣泡調(diào)整居中。用腳螺旋將圓水準器的氣泡調(diào)整居中。左手拇指規(guī)則：左手拇指規(guī)則：“左手拇指旋轉腳螺旋的運動方左手拇指旋轉腳螺旋的運動方向，就是氣泡移動的方向向，就是氣泡移動的方向”3 3 瞄準水準尺瞄準水準尺 目鏡對光目鏡對光 瞄準水準尺，擰緊制動螺旋瞄準水準尺，擰緊制動螺旋 精確瞄準精確瞄準 消除視差消除視差4 4 精確整平精確整平( (精平精平) ) 調(diào)整微傾螺旋，使氣泡兩端的影像符合調(diào)整微傾螺旋，使氣泡兩端的影像符合5 5 讀數(shù)讀數(shù) 利用中絲在尺上讀數(shù)，估

13、讀至毫米，讀數(shù)為利用中絲在尺上讀數(shù)，估讀至毫米，讀數(shù)為08600860上絲：上絲：07580758下絲：下絲：09590959（二）兩點間高差的測定（二）兩點間高差的測定 水準測量通常是從一個已知高程的水準點開始，水準測量通常是從一個已知高程的水準點開始，按照一定的水準路線，引測出所需各點的高程。按照一定的水準路線，引測出所需各點的高程。兩點距離較近時，設站一次進行測量。兩點距離較近時，設站一次進行測量。后視尺前視尺水平視線兩點相距較遠或高差較大時，在中間設立若干轉點兩點相距較遠或高差較大時，在中間設立若干轉點（轉（轉1 1、轉、轉2 2等），等），A A、B B兩點間的高差是各高差之和兩點間

14、的高差是各高差之和 h h1 1=a=a1 1-b-b1 1 h h2 2=a=a2 2-b-b2 2 h hn n=a=an n- -b bn n h hABAB=h=h1 1+h+h2 2+ + +h hn n=h=h h hABAB=(a=(a1 1-b-b1 1)+(a)+(a2 2-b-b2 2)+ )+ +(a+(an n- -b bn n) ) 可用下式進行高差計算正確性的檢核：可用下式進行高差計算正確性的檢核：h hABAB=(a=(a1 1+a+a2 2+ +a+an n)-(b)-(b1 1+b+b2 2+ + +b bn n)= a-b)= a-b 如果如果A A為已知高

15、程點，其高程為為已知高程點，其高程為H HA A，則，則B B點高程為：點高程為：H HB B= =H HA A+h+hABAB= =H HA A+a-b+a-b第五節(jié)第五節(jié): :水準測量的校核方法水準測量的校核方法 高差閉合差高差閉合差 : :如圖所示，欲測定如圖所示，欲測定1 1、2 2、3 3、4 4等點等點的的高程，高程，選定水準路線由已知水準點選定水準路線由已知水準點BMBM1 1開始，順序施測各點高程，最開始，順序施測各點高程，最后又由后又由4 4點測到另一已知水準點點測到另一已知水準點BMBM2 2，各測段測得的高差總和各測段測得的高差總和h h測測理論上理論上應與已知水準點高程

16、之差（應與已知水準點高程之差（H HBM2BM2-H-HBM1BM1）相等。由于）相等。由于測量誤差測量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值f fh h, ,稱為高差閉合差。稱為高差閉合差。它的計算公式為它的計算公式為 f fh h =h =h測測- -（H H終終-H-H起起）。）。如果高差閉合差超如果高差閉合差超過允許值，即過允許值，即f fh h f fh h允允，必須重測。，必須重測。f fh h允允稱為高差閉和差限稱為高差閉和差限差差( (允許閉合差允許閉合差) )。 h hABAB= =后后中中- -前前中中0860（0859）第五節(jié)第五節(jié): :水準測量的校

17、核方法水準測量的校核方法 1. 1. 水準測量的精度要求水準測量的精度要求: : 不同等級的水準測量有不同的精度要求，對于普不同等級的水準測量有不同的精度要求，對于普通水準測量的規(guī)定是：通水準測量的規(guī)定是： f fh h允允= =12 mm12 mm或或40 mm40 mm。 式中式中n n測站數(shù)測站數(shù);L;L為水準路線的長度，以為水準路線的長度，以kmkm計。計。 上式中，前者用于起伏較大的山地。上式中，前者用于起伏較大的山地。 后者用于后者用于平坦地區(qū)。平坦地區(qū)。 nL D = k l后視尺前視尺水平視線大地水準面 L1=D后后+ D前前l(fā)=后后上上-后后下下2.2.水準測量的校核方法可分

18、為測站校核水準測量的校核方法可分為測站校核和路線校核。和路線校核。（一）測站校核（一）測站校核 對每一測站的高差進行校核，稱為測站校核，其對每一測站的高差進行校核，稱為測站校核，其方法有：方法有：1 1雙儀高法：雙儀高法：在每一測站上測出高差后，在原地改在每一測站上測出高差后，在原地改變儀器的高度，重新安置儀器，再測一次高差。變儀器的高度，重新安置儀器，再測一次高差。如果兩次測得的高差之差在如果兩次測得的高差之差在限差限差之內(nèi)，則取其平之內(nèi)，則取其平均數(shù)作為這一測站的高差結果，否則需要重測。均數(shù)作為這一測站的高差結果，否則需要重測。在普通水準測量中，該限差規(guī)定為在普通水準測量中，該限差規(guī)定為1

19、0mm10mm。2 2雙儀器法：雙儀器法：在兩測點之間同時安置兩臺儀器，分別測在兩測點之間同時安置兩臺儀器，分別測得兩點的高差進行比較，結果處理方法同上。得兩點的高差進行比較，結果處理方法同上。3 3雙面尺法：雙面尺法：測量時不改變儀器高度，采用雙面尺的紅、測量時不改變儀器高度，采用雙面尺的紅、黑兩面兩次測量高差，以黑面高差為準，與紅面高差比較，若黑兩面兩次測量高差，以黑面高差為準，與紅面高差比較，若紅面高差比黑面高差大紅面高差比黑面高差大，則先將，則先將紅面高差減去紅面高差減去100mm100mm，再與黑，再與黑面高差比較，誤差在面高差比較，誤差在10mm10mm以內(nèi)取平均值以內(nèi)取平均值;

20、;反之，將反之，將紅面高差紅面高差加上加上100mm100mm，再與黑面高差比較，誤差在，再與黑面高差比較，誤差在10mm10mm以內(nèi)取平均值以內(nèi)取平均值。否則需要重測。否則需要重測。當?shù)卓虅潪楫數(shù)卓虅潪?.687m4.687m的紅面尺是的紅面尺是后后視尺，底刻劃為視尺，底刻劃為4.787m4.787m的紅面尺是的紅面尺是前前視尺時，黑面尺測得高差與紅視尺時，黑面尺測得高差與紅面尺測得高差相差面尺測得高差相差-10cm-10cm，反之為，反之為+10cm+10cm。（二）水準路線校核（二）水準路線校核 1 1附合水準路線附合水準路線 ：如圖所示，欲測定如圖所示，欲測定1 1、2 2、3 3、4

21、 4等點高程，等點高程，選定水準路線由已知水準點選定水準路線由已知水準點BMBM1 1開始，順序施測各點高程，最后又開始，順序施測各點高程，最后又由由4 4點測到另一已知水準點點測到另一已知水準點BMBM2 2，形成形成的水準路線稱為的水準路線稱為附合水準路附合水準路線線。各測段測得的高差總和。各測段測得的高差總和h h測測應與已知水準點高程之差（應與已知水準點高程之差（H HBM2BM2- -H HBM1BM1）相等。由于測量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值）相等。由于測量誤差的存在，二者不相等，產(chǎn)生差值f fh h, ,稱稱為高差閉合差。為高差閉合差。它的計算公式為它的計算公式為 f fh

22、 h=h=h測測- -（H H終終-H-H起起）。）。如果高差如果高差閉合差超過允許值，即閉合差超過允許值，即f fh hf fh h允允，必須重測。，必須重測。fh允允=12 mm或或40 mmnLnL2 2閉合水準路線閉合水準路線 如圖示從一個已知水準點如圖示從一個已知水準點BMBM1 1開始，測開始，測定定1 1、2 2、3 3等點的高程，最后回到等點的高程，最后回到BMBM1 1點，形成一個點，形成一個閉合水準路閉合水準路線線。此時，高差代數(shù)和在理論上應等到于零，即。此時，高差代數(shù)和在理論上應等到于零，即h h理理=0=0，由，由于測量誤差的存在，于測量誤差的存在，h h測測0 0，則

23、閉合水準路線的，則閉合水準路線的高差閉合差高差閉合差f fh h =h =h測測。同樣要求同樣要求f fh hffh h允允，否則應重測。閉合水準路線的，否則應重測。閉合水準路線的f fh h允允與附合水與附合水準路線相同。準路線相同。 3 3支水準路線支水準路線 由已知水準點開始，測定由已知水準點開始，測定1 1、2 2、3 3等點間等點間的高程，沒有條件附合到另一水準點，這種路線叫做的高程，沒有條件附合到另一水準點，這種路線叫做支水準支水準路線路線。支水準路線必須沿同一路線進行往測和返測，往、返。支水準路線必須沿同一路線進行往測和返測，往、返測的高差絕對值應相等，而符號相反。如不相等，便產(chǎn)

24、生了測的高差絕對值應相等，而符號相反。如不相等，便產(chǎn)生了閉合差，即閉合差，即 f fh h= h= h往往+h+h返返往返測高差閉合差的允許值與附合水準路線相同，而測站數(shù)往返測高差閉合差的允許值與附合水準路線相同，而測站數(shù)n n或路線長或路線長L L以單程計。以單程計。( (三三) )水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算 1.1.高差閉合差的調(diào)整原則高差閉合差的調(diào)整原則上面講了附合水準路線上面講了附合水準路線 、閉合水準路線和支水準、閉合水準路線和支水準路線的高差閉合差路線的高差閉合差f fh h以及高差閉合差限差以及高差閉合差限差f fh h允允的計的計算方法

25、和公式，即在算方法和公式，即在f fh hf fh h允允的情況下的情況下, ,可進行高差可進行高差閉合差的分配和調(diào)整，即給每段高差加一個改正數(shù)閉合差的分配和調(diào)整，即給每段高差加一個改正數(shù)v vi i, ,改正數(shù)之和應與高差閉合差絕對值相等，符號改正數(shù)之和應與高差閉合差絕對值相等，符號相反，即相反，即v=-v=-f fh h。( (三三) )水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算2 2. . 高差改正數(shù)的計算高差改正數(shù)的計算在同一條水準路線上，認為各測站條件大致相同，各在同一條水準路線上，認為各測站條件大致相同，各測站測站（或（或相等距離水準路線相等距離水準路線）

26、產(chǎn)生的產(chǎn)生的誤差是相等的誤差是相等的，因此在調(diào)整閉合差時，應因此在調(diào)整閉合差時，應將閉合差以相反符號，按測將閉合差以相反符號，按測站數(shù)（或距離）成正比例地分配到各測段的實測高差站數(shù)（或距離）成正比例地分配到各測段的實測高差中中。即某測段高差改正數(shù)即某測段高差改正數(shù)v vi i= = 或者某測段或者某測段高差改正數(shù)高差改正數(shù)v vi i= =inhfiLLfh( (三三) )水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算水準路線高差閉合差的調(diào)整和高程計算3.3.高程計算高程計算 各點高程的計算根據(jù)改正后的高差，由起始點各點高程的計算根據(jù)改正后的高差，由起始點BMBM1 1的高程逐一推算出其他各點的高程，如計

27、算無的高程逐一推算出其他各點的高程，如計算無誤，則最后推算得的誤，則最后推算得的BMBM2 2高程應與已知高程相等。高程應與已知高程相等。 閉合水準路線的高程計算與附合水準路線相同。閉合水準路線的高程計算與附合水準路線相同。支水準路線采用往返測，每一測段的高差取往返支水準路線采用往返測，每一測段的高差取往返測的平均值測的平均值, ,符號與往測符號相同即可。符號與往測符號相同即可。第六節(jié)第六節(jié) 水準儀檢驗與校正水準儀檢驗與校正水準儀各軸線之間應滿足以下幾何條件：水準儀各軸線之間應滿足以下幾何條件： 圓水準器軸圓水準器軸L LL L應平行于儀器的豎軸應平行于儀器的豎軸VVVV望遠鏡十字絲橫絲應垂直

28、于儀器的豎軸望遠鏡十字絲橫絲應垂直于儀器的豎軸VVVV水準管軸水準管軸LLLL應平行于望遠鏡的視準軸應平行于望遠鏡的視準軸ZZZZ圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗校正圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗校正（一）檢校目的（一）檢校目的使圓水準器軸使圓水準器軸L LL L平行于儀器的豎軸平行于儀器的豎軸VVVV 。就是當圓水準器。就是當圓水準器的氣泡居中時的氣泡居中時, ,儀器的豎軸基本處于豎直狀態(tài)儀器的豎軸基本處于豎直狀態(tài), ,使儀器轉至任使儀器轉至任何位置都易于導致水準管的氣泡居中何位置都易于導致水準管的氣泡居中. . （二）檢驗方法（二）檢驗方法將儀器安置于腳架上，轉動腳螺旋使圓水準器氣泡居中，然

29、將儀器安置于腳架上，轉動腳螺旋使圓水準器氣泡居中，然后將望遠鏡在水平方向旋轉后將望遠鏡在水平方向旋轉180180，此時，若氣泡不居中，偏，此時，若氣泡不居中，偏于一邊，說明于一邊，說明LLLL不平行于儀器豎軸不平行于儀器豎軸VVVV，需要校正。，需要校正。( (三）校正方法三）校正方法轉動腳螺旋使氣泡向中間移動偏離量的一半，如轉動腳螺旋使氣泡向中間移動偏離量的一半，如圖中氣泡由虛線位置移動到實線位置；然后，用圖中氣泡由虛線位置移動到實線位置；然后，用校正針撥動圓水準器底下的三個校正螺旋，使氣校正針撥動圓水準器底下的三個校正螺旋，使氣泡達到如圖中完全居中的位置。檢驗和校正應反泡達到如圖中完全居中

30、的位置。檢驗和校正應反復進行，直至儀器轉至任何位置氣泡始終居中為復進行，直至儀器轉至任何位置氣泡始終居中為止，此時，止，此時， L LL L/VV/VV的條件得到滿足。的條件得到滿足。 水準管軸平行于望遠鏡視準軸的檢驗校正水準管軸平行于望遠鏡視準軸的檢驗校正（一一）檢驗目的檢驗目的( (i i角檢驗角檢驗 ) )使水準管軸使水準管軸LLLL平行于視準軸平行于視準軸ZZZZ十字絲交點和物鏡光心的連線稱為視準軸十字絲交點和物鏡光心的連線稱為視準軸ZZZZ，是人們通過望，是人們通過望遠鏡觀測目標時的視線。遠鏡觀測目標時的視線。水準管圓弧的中點，稱為水準管零點；過水準管零點的切線水準管圓弧的中點，稱為

31、水準管零點；過水準管零點的切線LLLL稱為水準管軸。當氣泡兩端與零點成對稱，稱為氣泡居中，稱為水準管軸。當氣泡兩端與零點成對稱，稱為氣泡居中，這時水準管軸水平。如果水準管軸與望遠鏡的視準軸平行，氣這時水準管軸水平。如果水準管軸與望遠鏡的視準軸平行，氣泡居中時，視準軸就處于水平位置。泡居中時，視準軸就處于水平位置。十字絲交點和物鏡光心的連線稱為視準軸十字絲交點和物鏡光心的連線稱為視準軸ZZZZ，是人們通過望，是人們通過望遠鏡觀測目標時的視線。遠鏡觀測目標時的視線。后視尺前視尺水平視線大地水準面( (二）檢驗方法二）檢驗方法如上圖如上圖: :選取相距約選取相距約606080m80m的的A A、B

32、B兩點，各打一木樁，豎立水兩點，各打一木樁，豎立水準尺，先將水準儀安置在離兩點等距離處，如上圖所示。準尺，先將水準儀安置在離兩點等距離處，如上圖所示。若水準管軸不平行于視準軸，其夾角若水準管軸不平行于視準軸，其夾角i i，此時，因水準，此時，因水準儀在兩點中央，故在兩尺上產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為。設儀在兩點中央，故在兩尺上產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為。設A A、B B兩尺上的讀數(shù)分別為兩尺上的讀數(shù)分別為a a1 1和和b b1 1，因，因 a a1 1=a=a1 1+ +, b, b1 1=b=b1 1+ +，則則a a1 1-b-b1 1= = （aa1 1+ +）- -（bb1 1+ +）= a= a1

33、1- -bb1 1 =H=HABAB=0.325=0.325( (假設假設) )這說明儀器本身雖有誤差，但只要將儀器安置在距兩尺這說明儀器本身雖有誤差，但只要將儀器安置在距兩尺等距離處，所測得的兩點的高差是正確的。等距離處，所測得的兩點的高差是正確的。( (二）檢驗方法二）檢驗方法把水準儀搬到離把水準儀搬到離B B點約點約3-5m3-5m處，先讀取近尺讀數(shù)處，先讀取近尺讀數(shù)b b2 2，設為設為1.452m1.452m，由于儀器距，由于儀器距B B點很近，可將點很近，可將b b2 2近似地看近似地看作視線水平時的讀數(shù)作視線水平時的讀數(shù)bb2 2，由此算出視線水平時遠尺，由此算出視線水平時遠尺讀

34、數(shù)讀數(shù)aa2 2=b=b2 2+h+hABAB=1.452+0.325=1.777m=1.452+0.325=1.777m。( (讀數(shù)均為讀數(shù)均為假設假設) )如果遠尺的實際讀數(shù)不是如果遠尺的實際讀數(shù)不是aa2 2，而是而是a a2 2，設為，設為1.797m1.797m，比，比aa2 2大大0.020m0.020m，說明水準管軸不平行于視，說明水準管軸不平行于視準軸，且視準軸向上傾斜，需要校正。準軸，且視準軸向上傾斜，需要校正。 （三）校正方法（三）校正方法轉動微傾螺旋，使遠尺讀數(shù)從轉動微傾螺旋，使遠尺讀數(shù)從a a2 2=1.797m=1.797m改變成改變成1.777m1.777m。此。此

35、時視準軸水平了，但氣泡不居中了。撥動水準管一端的上下時視準軸水平了，但氣泡不居中了。撥動水準管一端的上下兩個校正螺絲，先松后緊，使水準管氣泡居中，此時水準管兩個校正螺絲，先松后緊，使水準管氣泡居中，此時水準管軸也在水平位置，于是水準管與視準軸就平行了。此項工作軸也在水平位置，于是水準管與視準軸就平行了。此項工作要反復進行幾次，直至檢驗遠尺的讀數(shù)與計算值之差不大于要反復進行幾次，直至檢驗遠尺的讀數(shù)與計算值之差不大于3-5mm3-5mm為止。為止。 望遠鏡十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗望遠鏡十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗（一）（一）檢驗目的檢驗目的使十字絲橫絲垂直于儀器的豎軸，即當儀器豎軸使十字絲

36、橫絲垂直于儀器的豎軸，即當儀器豎軸處于鉛垂位置時，橫絲應在水平位置。處于鉛垂位置時，橫絲應在水平位置。 （二）檢驗方法（二）檢驗方法整平儀器后，用橫絲的一端瞄準墻上一固定點，整平儀器后，用橫絲的一端瞄準墻上一固定點，如圖轉動水平微動螺旋，如果點子離開橫絲，表如圖轉動水平微動螺旋，如果點子離開橫絲，表示橫絲不水平，需要校正；如果點子始終在橫絲示橫絲不水平，需要校正；如果點子始終在橫絲上移動，則表示橫絲水平。上移動，則表示橫絲水平。（三）校正方法（三）校正方法由于十字絲裝置的形式不同，校正方法也有所不同，由于十字絲裝置的形式不同，校正方法也有所不同，如圖的形式，則需要卸下目鏡處的外罩，用螺絲刀如圖

37、的形式，則需要卸下目鏡處的外罩，用螺絲刀松開四個十字絲的固定螺絲，然后撥正十字絲環(huán)。松開四個十字絲的固定螺絲，然后撥正十字絲環(huán)。最后再旋緊校正螺絲，此項檢校也須反復進行，直最后再旋緊校正螺絲，此項檢校也須反復進行，直到條件滿足為止到條件滿足為止。第七節(jié)第七節(jié)自動安平自動安平水準儀水準儀自動安平水準儀是利用安裝在望遠鏡內(nèi)的自動自動安平水準儀是利用安裝在望遠鏡內(nèi)的自動補償器，自動獲得水平視線的一種水準儀補償器，自動獲得水平視線的一種水準儀 。自自動安平水準儀的使用與微傾水準儀的基本操作動安平水準儀的使用與微傾水準儀的基本操作大致相同。大致相同。 但省去了調(diào)節(jié)水準管氣泡居中的步但省去了調(diào)節(jié)水準管氣泡

38、居中的步驟驟?？s短了水準測量的時間縮短了水準測量的時間。實習一實習一：水準儀的使用與高差測定水準儀的使用與高差測定一、實習目標一、實習目標: :學會使用水準儀進行水準測量并會學會使用水準儀進行水準測量并會對數(shù)據(jù)進行平差計算對數(shù)據(jù)進行平差計算. .二、實習內(nèi)容二、實習內(nèi)容: :測一閉合水準路線并進行平差計算測一閉合水準路線并進行平差計算, ,假定已知點的高程為假定已知點的高程為50.000m.50.000m.三、方法與過程三、方法與過程: :采用雙面尺法進行測量。每一測采用雙面尺法進行測量。每一測站按下面的順序觀測，并記錄讀數(shù)。一測站為一站按下面的順序觀測，并記錄讀數(shù)。一測站為一觀測和記錄單元。觀測和記錄單元。四、實測數(shù)據(jù)與計算結果四、實測數(shù)據(jù)與計算結果: :把每一測站的記錄數(shù)據(jù)把每一測站的記錄數(shù)據(jù)和平差計算過程、計算結果報上來（以組為單和平差計算過程、