第二章水準(zhǔn)測(cè)量

連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量2/1/20237:57PM

2/1/20237:57PM

表2-1

圖2-3照準(zhǔn)部基座三角架望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器基座

2/1/20237:57PM物鏡水平微動(dòng)螺旋目鏡腳螺旋圓水準(zhǔn)器水平制動(dòng)螺旋2/1/20237:57PM水準(zhǔn)儀2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM圖2—4望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造1—物鏡；2—物鏡調(diào)焦螺旋；3—物鏡調(diào)焦透鏡；4—十字絲分劃板；5—目鏡組；6—十字絲放大像望遠(yuǎn)鏡的成象原理（一）

透鏡及其成象（二）

望遠(yuǎn)鏡成象原理（三）

像差的消除（四）

十字絲視準(zhǔn)軸外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡的特性

放大率視場(chǎng)

分辯率望遠(yuǎn)鏡的使用（一）操作程序

先目鏡調(diào)焦，后物鏡調(diào)焦（二）視差及其消除2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)上絲中絲下絲豎絲視距絲2/1/20237:57PM視差消除2/1/20237:57PM2）水準(zhǔn)器

水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸、分劃值圓水準(zhǔn)器符合水準(zhǔn)器2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2.2.2水準(zhǔn)標(biāo)尺和尺墊

折、塔與直尺尺墊2/1/20237:57PM因瓦尺2/1/20237:57PM2/1/20237:57PMAB2/1/20237:57PMAB2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM5）讀數(shù)2/1/20237:57PM圖2—11水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)與讀數(shù)2/1/20237:57PM建筑工程水準(zhǔn)點(diǎn)2/1/20237:57PM(a)(b)(c)

圖2—16水準(zhǔn)路線（a）附合水準(zhǔn)路線；（b）閉合水準(zhǔn)路線；（c）支水準(zhǔn)路線2.3.3普通水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)2/1/20237:57PM測(cè)

站點(diǎn)

號(hào)

水準(zhǔn)尺讀數(shù)/m

高差/m高

程/m

備注后視前視1BM.A1.520

20.000已知TP1

1.014+0.50620.5062TP11.562

TP2

1.347+0.21520.7213TP21.722

TP3

1.923-0.20120.5204TP31.435

BM.B

0.965+0.47020.990計(jì)算檢核6.2395.249+0.990

2/1/20237:57PM表2—2水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿日期

儀器型號(hào)

觀測(cè)者

天氣

地點(diǎn)

記錄者

算例

2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM表2—3附合水準(zhǔn)路線測(cè)量成果計(jì)算表點(diǎn)

號(hào)路線長度（km）觀測(cè)高度（m）高差改正數(shù)（m）改正后高差（m）高

程（m）備

注BM.A1.8+1.223+0.009+1.23215.000已知116.232

1.0-1.655+0.005-1.650214.5822.3-1.592+0.012-1.580313.0020.9+1.421+0.004+1.425BM.B14.427已知∑6.0-0.603+0.030-0.573

2.4水準(zhǔn)儀檢校

2.4.1水準(zhǔn)儀軸線應(yīng)滿足的條件（１）圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)儀旋轉(zhuǎn)軸平行（２）十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器的旋轉(zhuǎn)軸（３）水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行2/1/20237:57PM照準(zhǔn)軸水準(zhǔn)軸2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2.4.2水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)與校正

1）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的旋轉(zhuǎn)軸

2）十字絲中絲垂直儀器的旋轉(zhuǎn)軸

3）水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸

2/1/20237:57PM1）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的旋轉(zhuǎn)軸檢驗(yàn)方法2/1/20237:57PM校正方法2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM檢驗(yàn)原理2/1/20237:57PM2）十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器的檢驗(yàn)方法：

整平儀器，用橫絲的一端瞄準(zhǔn)墻上的一固定點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，觀察點(diǎn)子是否離開橫絲。

2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM校正方法如圖2-23。需旋下目鏡端的十字絲環(huán)外罩，用螺絲刀松開十字絲環(huán)的四個(gè)固定螺絲，按中絲傾斜的反方向小心地轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)，直至中絲水平。

2/1/20237:57PMi

角誤差SiXaABX=Stani2/1/20237:57PM3）水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸檢驗(yàn)方法2/1/20237:57PM①在平坦的地面上選擇相距80米的A、B兩點(diǎn)，放置尺墊，定出A、B的中點(diǎn)O。

將水準(zhǔn)儀安置在O點(diǎn)，在A、B兩點(diǎn)豎立水準(zhǔn)尺，讀數(shù)a1、b1。則

hAB=(a1－Δ1)－(b1－Δ1)=a1－b1，

變動(dòng)儀高觀測(cè)兩次。

②將水準(zhǔn)儀搬到靠近B點(diǎn)處（3～5米）整平儀器觀測(cè)，讀數(shù)分別是a2、b2，則高差hAB’=a2－b2，變動(dòng)儀高觀測(cè)兩次。若hAB=hAB

’，則表明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。否則需要校正。

i大于20秒需要校正。

2/1/20237:57PM校正方法水準(zhǔn)儀不動(dòng)，A尺上的正確讀數(shù)是a2‘=b2＋hAB=b2＋(a1－b1)，瞄準(zhǔn)A尺，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使十字絲中絲對(duì)準(zhǔn)a2’，此時(shí)符合氣泡不再居中，用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管的上下兩個(gè)校正螺絲，使符合氣泡居中。

當(dāng)a2>a2'時(shí)，視線向上傾斜，a2<a2'，視線向下傾斜。

2/1/20237:57PM

2/1/20237:57PM2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及注意事項(xiàng)2.5.1儀器誤差I(lǐng)角誤差2.5.2觀測(cè)誤差精平調(diào)焦估讀水準(zhǔn)尺立尺不垂直的誤差2.5.3外界環(huán)境的影響儀器與尺子升沉的誤差

大氣折光影響

日照風(fēng)力

2/1/20237:57PM2.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

及注意事項(xiàng)2/1/20237:57PM水準(zhǔn)測(cè)量誤差包括：

儀器誤差

觀測(cè)誤差

外界環(huán)境影響2.5.1儀器誤差1）儀器校正后的殘余誤差水準(zhǔn)管軸不完全平行于視準(zhǔn)軸的誤差（又稱i角殘余誤差）。2）水準(zhǔn)尺誤差水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長變化、彎曲等。水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)位置2/1/20237:57PM2.5.2觀測(cè)誤差

1）水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線長度有關(guān)，通常按下式計(jì)算：

2/1/20237:57PM2）管水準(zhǔn)氣泡居中誤差2/1/20237:57PM水準(zhǔn)尺讀數(shù)產(chǎn)生的誤差按下式計(jì)算3）水準(zhǔn)尺傾斜的誤差4）

4）視差影響2.5.3外界條件的影響1）水準(zhǔn)儀與尺墊下沉誤差2）地球曲率和大氣折光的影響3）溫度的影響2/1/20237:57PM2.5.4水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)2/1/20237:57PM

（一）觀測(cè)：

⒈觀測(cè)前應(yīng)認(rèn)真按要求檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺；

⒉儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)三角架；

⒊前后視距應(yīng)盡可能相等；

⒋每次讀數(shù)前要消除視差，只有當(dāng)符合水準(zhǔn)氣泡居中后才能讀數(shù)；

⒌注意對(duì)儀器的保護(hù)，做到“人不離儀器”；

⒍只有當(dāng)一測(cè)站記錄計(jì)算合格后才能搬站，搬站時(shí)先檢查儀器連接螺旋是否固緊，一手托住儀器，一手握住腳架穩(wěn)步前進(jìn)。

（二）記錄：

⒈認(rèn)真記錄，邊記邊回報(bào)數(shù)字，準(zhǔn)確無誤的記入記錄手簿相應(yīng)欄中，嚴(yán)禁偽造和傳抄；

⒉字體要端正、清楚、不準(zhǔn)連環(huán)涂改，不準(zhǔn)用橡皮擦，如按規(guī)定可以改正時(shí)，應(yīng)在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫；

⒊每站應(yīng)當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，檢查符合要求后，才能通知觀測(cè)者搬站。

（三）扶尺：

⒈扶尺人員認(rèn)真豎立水準(zhǔn)尺；

⒉轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)選擇土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)尺墊；

⒊水準(zhǔn)儀搬站時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好原前視點(diǎn)尺墊位置不移動(dòng)。

2.6自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀2/1/20237:57PM1—物鏡；2—物鏡調(diào)焦螺旋；3—瞄準(zhǔn)器；4—目鏡調(diào)焦螺旋；5—目鏡；6—圓水準(zhǔn)器；7—圓水準(zhǔn)器校正螺絲；8—圓水準(zhǔn)器反光鏡；9—微動(dòng)螺旋；10—補(bǔ)償器檢測(cè)按鈕；11—水平度盤；12—腳螺旋2/1/20237:57PM如圖2-27所示,當(dāng)視準(zhǔn)軸水平時(shí)在水準(zhǔn)尺讀數(shù)為p.當(dāng)視線傾斜一微小的角度a，此時(shí)讀數(shù)為q,為了補(bǔ)償這段偏距,可在十字絲之前d處的光路上,安置一個(gè)光學(xué)補(bǔ)償器,水平光線經(jīng)過補(bǔ)償器偏轉(zhuǎn)一角β,仍舊成像于十字絲中心,由于β的值很小,若滿足下列條件：

f·a=d·β

則達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康?我國生產(chǎn)的DSZ3型自動(dòng)安平水準(zhǔn)軸就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)制造的。

2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM2.7精密水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介

2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM精密水準(zhǔn)儀常用于國家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量，以及大型工程建筑物施工測(cè)量和建筑物的沉降觀測(cè)等。圖2-29為國產(chǎn)DS1

型精密水準(zhǔn)儀，其望遠(yuǎn)鏡放大率為40倍，水準(zhǔn)管分劃值為10“/2mm，轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀測(cè)微螺旋可以使水平視線在5mm范圍內(nèi)作平行移動(dòng)，測(cè)微器的分劃值為0.05mm,共有100格。望遠(yuǎn)鏡目鏡視場(chǎng)中見到的水準(zhǔn)尺影像如圖2-29,視場(chǎng)左側(cè)為水準(zhǔn)管氣泡的影像,目鏡右下方為測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡。作業(yè)時(shí),先轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋視符合氣泡居中，再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋用契型絲精確地夾住水準(zhǔn)尺上某一分劃，如圖2-30視場(chǎng)中，讀出水準(zhǔn)尺上整分劃讀數(shù)為197（197cm）然后從測(cè)微器讀數(shù)顯微鏡中讀出尾數(shù)值為152（0.152cm）其末位2為估讀數(shù)（即0.02mm），全部讀數(shù)為197.152cm。由于國產(chǎn)DS1型水準(zhǔn)儀配套的是5mm分劃的水準(zhǔn)尺，為了便于讀數(shù)，尺上注字和觀測(cè)時(shí)的讀數(shù)均比實(shí)際擴(kuò)大一倍，因此實(shí)際讀數(shù)為197.152÷2＝98.576＝0.98576m。

2/1/20237:57PM數(shù)字水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介

基本結(jié)構(gòu)：光學(xué)和機(jī)械部件水準(zhǔn)尺處理圖象信號(hào)原理的概念

理論基礎(chǔ)：相關(guān)法(徠卡NA3002/3003)

幾何法(蔡司DiNi10/20)

相位法(拓普康DL-101C/102C)

信號(hào)相關(guān)（距離和視線高）粗相關(guān)精相關(guān)

2/1/20237:57PM相關(guān)法

將測(cè)量信號(hào)與事先已存儲(chǔ)好的代表水準(zhǔn)標(biāo)尺偽隨機(jī)碼的參考信號(hào)進(jìn)行比較

探測(cè)器----電荷藕合器件

CCD(ChargeCoupledDevice)

CCD----是由按照一定規(guī)律排列的MOS(金屬--氧化物--半導(dǎo)體)電容器陣列組成的移位寄存器2/1/20237:57PM2/1/20237:57PM幾何法利用中絲上下各15