二：水準(zhǔn)儀及其使用、水準(zhǔn)測(cè)量.課件

1、第二單元：水準(zhǔn)儀及其使用、水準(zhǔn)測(cè)量第四章 水準(zhǔn)儀及其使用第五章 水準(zhǔn)測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量的儀器與工具水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)規(guī)定實(shí)驗(yàn)一:水準(zhǔn)儀的使用和四等水準(zhǔn)測(cè)量微傾水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)測(cè)量的誤差與注意事項(xiàng)4-1 水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理（圖）轉(zhuǎn)點(diǎn)、測(cè)站水準(zhǔn)測(cè)量原理（圖）后視讀數(shù) a前視讀數(shù) bA、B之間的高差B點(diǎn)高程視線高程水準(zhǔn)面曲率對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響當(dāng)后視距與前視距相等時(shí)，可以不考慮水準(zhǔn)面曲率對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的影響。4-2 4-3 4-4水準(zhǔn)測(cè)量的儀器與工具水準(zhǔn)儀的分類按結(jié)構(gòu)按精度水準(zhǔn)儀的構(gòu)造(圖)水準(zhǔn)測(cè)量的工具水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)圖望遠(yuǎn)鏡成像原理水準(zhǔn)器水準(zhǔn)測(cè)量的工具雙面

2、水準(zhǔn)尺結(jié)構(gòu)讀數(shù)讀數(shù)前必須在望遠(yuǎn)鏡外仔細(xì)觀察水準(zhǔn)尺的注記方式。尺墊意義使用4-5 水準(zhǔn)儀的使用微傾水準(zhǔn)儀的使用安置儀器粗平：用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器調(diào)至居中，使儀器豎軸處于大致鉛垂位置，從而視準(zhǔn)軸粗略水平。氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一致。瞄準(zhǔn)：消除視差影響，使望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。精平：轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使符合水準(zhǔn)器中線兩端氣泡影像重合。讀數(shù)：每次讀數(shù)前都必須使符合水準(zhǔn)器中線兩端氣泡影像重合。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀在望遠(yuǎn)鏡中加一個(gè)補(bǔ)償裝置，當(dāng)視準(zhǔn)軸雖已傾斜，但通過物鏡光心的水平光線經(jīng)補(bǔ)償裝置后仍能通過十字絲交點(diǎn)。這種儀器能提高水準(zhǔn)測(cè)量的速度；同時(shí)，由于水準(zhǔn)儀整置不當(dāng)、地面有微小的振動(dòng)或腳架的不規(guī)則下沉等造成的

3、視線不水平，可由補(bǔ)償器調(diào)整得到正確的讀數(shù)而提高水準(zhǔn)測(cè)量的精度。補(bǔ)償裝置有兩種形式：（1）在光路中裝置一個(gè)“補(bǔ)償器”，使光線偏轉(zhuǎn)一個(gè)角而通過十字絲交點(diǎn)A，由于和的值都很小，若f.=s.成立，則能達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹＃?）若能使十字絲移至位置B，也可達(dá)到“補(bǔ)償”的目的。 博飛DZS3-1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（警告指示窗）望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)左端的小窗為警告指示窗。當(dāng)儀器豎軸傾角在5以內(nèi)（即補(bǔ)償器正常有效工作范圍內(nèi)）時(shí)，警告指示窗全部呈綠色，當(dāng)超過5時(shí)，窗內(nèi)一端將出現(xiàn)紅色，這時(shí)應(yīng)重新安置儀器。當(dāng)綠色窗口中亮線與三角缺口重合時(shí)，儀器處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 博飛DZS3-1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（光學(xué)系統(tǒng)）1、望遠(yuǎn)鏡物鏡

4、 2、調(diào)焦透鏡 3、補(bǔ)償棱鏡4、轉(zhuǎn)像物鏡 5、分劃板 6、望遠(yuǎn)鏡目鏡7、警告指示板 8、底棱鏡思考題（1） （1）在水準(zhǔn)測(cè)量中，如何規(guī)定高差的正負(fù)號(hào)？高差的正負(fù)號(hào)說明什么問題？ （2）水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡由哪幾個(gè)主要部分組成？各有什么作用？ （3）圓水準(zhǔn)器和水準(zhǔn)管的作用有何不同？符合水準(zhǔn)器有什么優(yōu)點(diǎn)？ （4）什么叫視準(zhǔn)軸？什么叫水準(zhǔn)軸？在水準(zhǔn)測(cè)量中，為什么在瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)之前必須用微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中？ （5）什么叫視差？產(chǎn)生的原因是什么？如何檢查它是否存在？怎樣消除？ （6）什么叫測(cè)站？什么叫轉(zhuǎn)點(diǎn)？如何正確使用尺墊？ （7）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀有什么優(yōu)點(diǎn)？ 5-2 5-3 水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)

5、與內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)點(diǎn)用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)水準(zhǔn)路線的擬訂水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量的檢核水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)單一水準(zhǔn)路線的種類普通水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)單一水準(zhǔn)路線的種類附合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線 普通水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)將水準(zhǔn)尺立于已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)上作為后視，水準(zhǔn)儀置于施測(cè)路線附近合適的位置，在施測(cè)路線的前進(jìn)方向上取儀器到后視大致相等的距離放置尺墊，在尺墊上豎立水準(zhǔn)尺作為前視，分別讀取后視和前視讀數(shù)，測(cè)定兩點(diǎn)高差。第一站結(jié)束后，記錄員招呼后尺員向前轉(zhuǎn)移，并將儀器遷至第二站，此時(shí)第一站的前視點(diǎn)成為第二站的后視點(diǎn)，重復(fù)至全部路線完成。普

6、通水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿雙面尺法后視標(biāo)尺黑面(上、下、中絲)前視標(biāo)尺黑面（上、下、中絲）前視標(biāo)尺紅面（中絲）后視標(biāo)尺紅面（中絲）在讀取中絲讀數(shù)前一定要轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使符合水準(zhǔn)器符合。三四等水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)計(jì)算測(cè)站編號(hào)后下絲前下絲方 向及尺 號(hào)標(biāo)尺讀數(shù)K黑紅高 差中 數(shù)備 考尺上絲尺上絲后 距前 距黑面紅面視距差dd115710739后A138461710A尺：K4787B尺：K468711970363前B05515239-1374376后前+0833+0932+1+0832.5-0.2-0.2221212196后B19346621017471821前A20086796-1374375后前-0074-017

7、5+1-0074.5-0.1-0.3319142055后A17266513015391678前B18666554-1375377后前-0140-0041+1-0140.5-0.2-0.5水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)路線高差閉合差計(jì)算支水準(zhǔn)路線：附合水準(zhǔn)路線：閉合水準(zhǔn)路線：水準(zhǔn)路線高差閉合差容許值的計(jì)算 水準(zhǔn)路線高差閉合差隨水準(zhǔn)測(cè)量的等級(jí)不同而不同，與 或 成正比。參見P70 -表5-4高差閉合差的分配將高差閉合差按測(cè)站數(shù)或距離成正比反號(hào)分配，求得各測(cè)段觀測(cè)高差的改正數(shù)，加到相應(yīng)的觀測(cè)高差中。 或高程計(jì)算用改正后的高差，從已知水準(zhǔn)點(diǎn)開始，逐點(diǎn)推算各點(diǎn)高程，直至終點(diǎn)。終點(diǎn)的推算高程應(yīng)與已知高程相等。實(shí)驗(yàn)和實(shí)

8、習(xí)規(guī)定測(cè)量?jī)x器工具的借領(lǐng)和使用儀器工具的借領(lǐng)儀器的安裝儀器的使用儀器的搬遷儀器的裝箱測(cè)量工具的使用測(cè)量記錄與計(jì)算規(guī)則儀器工具的借領(lǐng)1、在教師指定的地點(diǎn)憑學(xué)生證辦理借領(lǐng)手續(xù)，以小組為單位領(lǐng)取儀器工具。2、借領(lǐng)時(shí)應(yīng)該當(dāng)場(chǎng)清點(diǎn)檢查，實(shí)物與清單是否相符，儀器工具及其附件是否齊全，背帶及提手是否牢固，腳架是否完好等。如有缺損，可以補(bǔ)領(lǐng)或更換。3、離開借領(lǐng)地點(diǎn)之前，必須鎖好儀器箱并捆扎好各種工具；搬運(yùn)儀器工具時(shí)，必須輕取輕放，避免劇烈震動(dòng)。4、借出儀器工具之后，不得與其他小組擅自調(diào)換或轉(zhuǎn)借。5、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)結(jié)束，應(yīng)及時(shí)收裝儀器工具，送還借領(lǐng)處檢查驗(yàn)收，消除借領(lǐng)手續(xù)。如有遺失或損壞，應(yīng)寫出書面報(bào)告說明情況，并

9、按有關(guān)規(guī)定給予賠償。儀器的安裝1、在三腳架安置穩(wěn)妥之后，方可打開儀器箱。開箱前應(yīng)將儀器箱放在平穩(wěn)處，嚴(yán)禁托在手上或抱在懷里。2、打開儀器箱之后，要看清并記住儀器在箱中的安放位置，避免以后裝箱困難。3、提取儀器之前，應(yīng)用雙手握住支架或基座輕輕取出儀器，放在三腳架上，保持一手握住儀器，一手去擰連接螺旋，然后旋緊連接螺旋使儀器與三腳架連接牢固。4、裝好儀器之后，注意隨即關(guān)閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進(jìn)入箱內(nèi)。嚴(yán)禁坐在儀器箱上。儀器的使用1、儀器安置之后，不論是否操作，必須有人看護(hù)，防止無關(guān)人員搬弄或行人車輛碰撞。2、在打開物鏡蓋時(shí)或在觀測(cè)過程中，如發(fā)現(xiàn)灰塵，可用鏡頭紙或軟毛刷輕輕拂去，嚴(yán)禁用手指或手帕

10、等物擦拭。3、轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)，應(yīng)先松開制動(dòng)螺旋，再平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。使用微動(dòng)螺旋時(shí)，應(yīng)先旋緊制動(dòng)螺旋。4、制動(dòng)螺旋應(yīng)松緊適度，微動(dòng)螺旋和腳螺旋不要旋到頂端，使用各種螺旋都應(yīng)均勻用力。以免損傷螺紋。5、在野外使用儀器時(shí)，應(yīng)該撐傘，嚴(yán)防日曬雨淋。6、在儀器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)老師報(bào)告，不得擅自處理。儀器的搬遷1、在行走不便的地區(qū)或遠(yuǎn)距離遷站時(shí)，必須將儀器裝箱之后再搬遷。2、短距離遷站時(shí)，可將儀器連同腳架一起搬遷，其方法是：先取下垂球，檢查并旋緊儀器連接螺旋，松開各制動(dòng)螺旋使儀器保持初始位置(經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡對(duì)向度盤中心，水準(zhǔn)儀物鏡向后）；再收攏三腳架，左手握住儀器基座或支架放在胸前，右手放在肋下，穩(wěn)步行走。嚴(yán)

11、禁斜扛儀器，以防碰摔。3、搬遷時(shí)，小組其他人員應(yīng)協(xié)助觀測(cè)員帶走儀器箱和有關(guān)工具。 儀器的裝箱1、每次使用儀器之后，應(yīng)及時(shí)清除儀器上的灰塵及腳架上的泥土。2、儀器拆卸時(shí)，應(yīng)先將儀器腳螺旋調(diào)至大致同高的位置，再一手扶住儀器，一手松開連接螺旋，雙手取下儀器。3、儀器裝箱時(shí)，應(yīng)先松開各制動(dòng)螺旋，使儀器就位正確，試關(guān)箱蓋確認(rèn)放妥后，再擰緊制動(dòng)螺旋，而后關(guān)箱上鎖。若合不上箱口，切不可強(qiáng)壓箱蓋，以防壓壞儀器。4、清點(diǎn)所有附件和工具，防止遺失。測(cè)量工具的使用1、鋼尺的使用，應(yīng)防止扭曲、打結(jié)和折斷，防止行人踩踏或車輛碾壓，盡量避免尺身著水。攜尺前進(jìn)時(shí)，應(yīng)將尺身提起，不得沿地面拖行，以防損壞刻劃。用完鋼尺，應(yīng)擦凈

12、、涂油，以防生銹。2、皮尺的使用，應(yīng)均勻用力拉伸，避免著水、車壓。如果皮尺受潮，應(yīng)及時(shí)晾干。3、各種標(biāo)尺、花桿的使用，應(yīng)注意防水防潮、防止受橫向壓力，不能磨損尺面刻劃和漆皮，不用時(shí)安放穩(wěn)妥。塔尺的使用，還應(yīng)注意接口處的正確連接，用后及時(shí)收尺。4、測(cè)圖板的使用，應(yīng)注意保護(hù)板面，不得亂寫亂扎，不能施以重壓。5、小件工具如垂球、測(cè)釬、尺墊等，應(yīng)用完即收，防止遺失。6、一切測(cè)量工具都應(yīng)保持清潔，專人保管搬運(yùn)，不能隨意放置，更不能作為捆扎、抬擔(dān)的它用工具。測(cè)量記錄與計(jì)算規(guī)則（1）在測(cè)量手簿上書寫前，應(yīng)準(zhǔn)備好硬性鉛筆，同時(shí)熟悉表上各項(xiàng)內(nèi)容的填寫與計(jì)算方法。記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)前，應(yīng)將表頭的儀器型號(hào)編號(hào)、日期、天氣

13、、測(cè)站、觀測(cè)者及記錄者姓名等無一遺漏地填寫完全。觀測(cè)讀數(shù)后，記錄者應(yīng)隨即在測(cè)量手簿上的相應(yīng)欄內(nèi)填寫，并復(fù)誦回報(bào)以資檢核。不得另紙記錄事后轉(zhuǎn)抄。記錄時(shí)要求字體端正清晰，數(shù)位對(duì)齊、數(shù)字齊全。字腳靠近底線；表示精度或占位的“0”均不能省略。觀測(cè)數(shù)據(jù)的尾數(shù)不得更改，讀錯(cuò)或記錯(cuò)后必須重測(cè)重記。如：角度測(cè)量時(shí)，秒級(jí)數(shù)字出錯(cuò)，應(yīng)重測(cè)該測(cè)回；水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)毫米級(jí)數(shù)字出錯(cuò)，應(yīng)重測(cè)該測(cè)站。測(cè)量記錄與計(jì)算規(guī)則（2）6. 觀測(cè)數(shù)據(jù)的前幾位若出錯(cuò)時(shí)，應(yīng)用細(xì)橫線劃去錯(cuò)誤的數(shù)字，并在原數(shù)字上方寫出正確的數(shù)字。注意不得涂改已記錄的數(shù)據(jù)，禁止連續(xù)更改數(shù)字。7. 記錄數(shù)據(jù)修改后，都應(yīng)在備注欄內(nèi)寫明原因（記錯(cuò)、測(cè)錯(cuò)、超限）。8. 每站

14、觀測(cè)結(jié)束后，必須在現(xiàn)場(chǎng)完成規(guī)定的計(jì)算的檢核，確認(rèn)無誤后方可遷站。9. 數(shù)據(jù)運(yùn)算應(yīng)根據(jù)所取位數(shù)，按“4舍6入，5前單進(jìn)雙舍的規(guī)則進(jìn)行湊整”。10. 應(yīng)該保持測(cè)量手簿的整潔，嚴(yán)禁在手簿上書寫無關(guān)的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)一：水準(zhǔn)儀的使用和四等水準(zhǔn)測(cè)量目的與要求了解博飛DZS3-1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造，認(rèn)清其主要部件的名稱、性能和作用。練習(xí)水準(zhǔn)儀的正確安置、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)。掌握用雙面水準(zhǔn)尺進(jìn)行四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)、記錄、計(jì)算方法。熟悉四等水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)指標(biāo)，掌握測(cè)站及水準(zhǔn)路線的檢核方法。計(jì)劃與設(shè)備方法與步驟注意事項(xiàng)5-4 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件（一）水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的主要條件水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的

15、視準(zhǔn)軸平行望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而變動(dòng)位置（二）水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的次要條件圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸平行十字絲的橫絲應(yīng)當(dāng)垂直于儀器的旋轉(zhuǎn)軸水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正順序檢驗(yàn)與校正的順序應(yīng)按下述原則進(jìn)行：前面檢驗(yàn)的項(xiàng)目不受后面檢驗(yàn)項(xiàng)目的影響。（一）圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸平行的檢驗(yàn)與校正（二）十字絲的橫絲應(yīng)當(dāng)垂直于儀器的旋轉(zhuǎn)軸的檢驗(yàn)與校正（三）水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn)檢驗(yàn)補(bǔ)償器性能的一般原則是有意將儀器的旋轉(zhuǎn)軸安置得不豎直，并測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，使之與正確高差相比較。檢驗(yàn)的一般方法是將儀器安置在A、B兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，設(shè)后視讀數(shù)時(shí)視準(zhǔn)軸向下傾斜，那

16、么將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向前視時(shí)，由于儀器旋轉(zhuǎn)軸是傾斜的，視準(zhǔn)軸將向上傾斜。如果補(bǔ)償器的補(bǔ)償功能正常，無論視線下傾還是上傾都可讀得水平視線的讀數(shù)，測(cè)得的高差也是A、B點(diǎn)間的正確高差；如果補(bǔ)償器性能不正常，由于前、后視的傾斜方向不一致，視線傾斜產(chǎn)生的讀數(shù)誤差不能在高差計(jì)算中抵消，因此測(cè)得的高差與正確的高差有明顯的差異。5-6 水準(zhǔn)測(cè)量誤差的主要來源水準(zhǔn)管氣泡居中的誤差水準(zhǔn)管氣泡居中的誤差可取0.1 ，它在讀數(shù)上引起的誤差為在水準(zhǔn)尺上的估讀誤差此項(xiàng)誤差與望遠(yuǎn)鏡的放大率和視距長(zhǎng)度有關(guān)。水準(zhǔn)尺豎立不直的誤差影響較大，可用擺尺法或尺水準(zhǔn)器使尺子立直。儀器和尺子升沉的誤差采用后黑-前黑-前紅-后紅的觀測(cè)順序，并取黑面高差和紅面高差的平均值作為一測(cè)站的高差可削弱儀器