第二章水準(zhǔn)測量

第二章水準(zhǔn)測量工程測量水準(zhǔn)測量的儀器及工具2水準(zhǔn)儀的使用3水準(zhǔn)測量原理1第二章水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的實施4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正6水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項7水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理5自動安平水準(zhǔn)儀8精密水準(zhǔn)儀與電子水準(zhǔn)儀9第一節(jié)水準(zhǔn)測量原理圖2-1水準(zhǔn)測量原理hAB=a-b(2-1)HB=HA+Hab=HA+(a-b)(2-2)第一節(jié)水準(zhǔn)測量原理儀器的視線高程：Hi=HA+a待定點的高程：HB=Hi–b=HA+a–b（2-3）圖2-2視線高法水準(zhǔn)測量第一節(jié)水準(zhǔn)測量原理hAB=h1+h2+h3…h(huán)n==-(2-4)

（2-5）圖2-3連續(xù)水準(zhǔn)測量第二節(jié)水準(zhǔn)測量的儀器及工具12DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造水準(zhǔn)尺和尺墊第二節(jié)水準(zhǔn)測量的儀器及工具表2-1水準(zhǔn)儀分級及主要用途一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造工程測量中一般常使用DS3級水準(zhǔn)儀其外形及各部件名稱如圖2-4所示，主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三大部分組成。圖2-4DS3型水準(zhǔn)儀一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1．望遠(yuǎn)鏡圖2-5望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造1－物鏡；2－目鏡；3－物鏡調(diào)焦透鏡；4－十字絲分劃板；5－物鏡調(diào)焦螺旋；6－目鏡調(diào)焦螺旋

一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造（2-6）

圖2-6望遠(yuǎn)鏡的成像原理一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造2．水準(zhǔn)器(1)管水準(zhǔn)器(2)圓水準(zhǔn)器圖2-7管水準(zhǔn)器的構(gòu)造與分劃值一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造

τ=2mm·ρ

（2-7）圖2-8符合水準(zhǔn)器棱鏡系統(tǒng)一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造圖2-9圓水準(zhǔn)器構(gòu)造圖2-10水準(zhǔn)尺一、DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造3．基座基座由軸座、腳螺旋和連接板組成。儀器上部結(jié)構(gòu)通過豎軸插入軸座中，由軸座支承，用三個腳螺旋與連接板連接。整個儀器用中心連接螺旋固定在三腳架上。二、水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺又稱標(biāo)尺是水準(zhǔn)測量的主要工具，在水準(zhǔn)測量作業(yè)時與水準(zhǔn)儀配合使用，缺一不可。圖2-11尺墊第三節(jié)水準(zhǔn)儀的使用1．安置水準(zhǔn)儀2.粗略整平3．瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺4．精平與讀數(shù)圖2-12圓水準(zhǔn)氣泡整平圖2-13視差現(xiàn)象第三節(jié)水準(zhǔn)儀的使用圖2-14精平后讀數(shù)第四節(jié)水準(zhǔn)測量的實施12水準(zhǔn)點及其埋設(shè)水準(zhǔn)路線3水準(zhǔn)測量外業(yè)的實施一、水準(zhǔn)點及其埋設(shè)為了統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)，國家有關(guān)專業(yè)測繪部門在全國各地埋設(shè)了許多固定的高程控制點，并根據(jù)1985年確定的黃海高程系——青島水準(zhǔn)原點，采用水準(zhǔn)測量的方法測定其高程，這些點稱為水準(zhǔn)點（BenchMark）,簡記BM。水準(zhǔn)測量通常是從水準(zhǔn)點引測其它點的高程。水準(zhǔn)點有永久性和臨時性兩種。水準(zhǔn)點的位置應(yīng)選在土質(zhì)堅硬、便于長期保存和使用方便的地點。一、水準(zhǔn)點及其埋設(shè)圖2-15永久性水準(zhǔn)點一、水準(zhǔn)點及其埋設(shè)圖2-16臨時性水準(zhǔn)點二、水準(zhǔn)路線1．閉合水準(zhǔn)路線2．附合水準(zhǔn)路線3．支水準(zhǔn)路線圖2-17水準(zhǔn)路線的布設(shè)三、水準(zhǔn)測量外業(yè)的實施1．一般要求作業(yè)前應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膬x器、水準(zhǔn)標(biāo)尺，并對其進(jìn)行檢驗和校正。三、四等水準(zhǔn)測量和圖根控制測量用DS3型儀器和雙面尺，等外水準(zhǔn)配單面尺。一般性水準(zhǔn)測量采用單程觀測，作為首級控制或支水準(zhǔn)路線測量必須進(jìn)行往返測量。等級水準(zhǔn)測量的視距長度、路線長度等必須符合規(guī)范要求。測量時應(yīng)盡可能采用中間法，即儀器安置在距離前、后視尺大致相等的位置。三、水準(zhǔn)測量外業(yè)的實施2．實施過程（一個測站為例）圖2-18水準(zhǔn)測量外業(yè)實施三、水準(zhǔn)測量外業(yè)的實施表2-2水準(zhǔn)測量手簿日期：

2010年9月20日

天氣：

晴

小組：第2小組儀器：

DS3觀測者：

張寧

記錄者：

王小明

單位（m）測站測點水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差

高程

備注后視讀數(shù)a前視讀數(shù)b1BMA2.036+0.48948.145

TP.11.5472TP.11.743+0.307

TP.21.4363TP.21.676+0.642

TP.31.0344TP.31.244-0.52149.062

B1.765

+0.917

計算檢核

6.699-5.782=0.917m0.917m0.917m三、水準(zhǔn)測量外業(yè)的實施3．水準(zhǔn)測量檢核（1）測站檢核

′″≤（2-7）

100mm≤（2-8）（2）計算檢核（3）成果檢核

（2-9）

≤

（2-10）二、水準(zhǔn)路線三等水準(zhǔn)測量：平地=±12mm；山地=±4mm（2-11）四等水準(zhǔn)測量：平地=±20mm；山地=±6mm（2-12）圖根水準(zhǔn)測量：平地=±40mm；山地=±12mm（2-13）第五節(jié)水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理1．高差閉合差的計算（1）閉合水準(zhǔn)路線

（2-14）（2）附合水準(zhǔn)路線（2-15）（2-16）（3）支線水準(zhǔn)路線

=0（2-17）（2-18）第五節(jié)水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理2．改正數(shù)v的計算（高差閉合差的調(diào)整）（2-19）

（2-20）3．改正后高差的計算

′（2-21）第五節(jié)水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理4．高程的計算′（2-22）圖2-19附合水準(zhǔn)路線第五節(jié)水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)處理表2-3附合水準(zhǔn)路線測量成果內(nèi)業(yè)計算

測點測站數(shù)實測高差(m)高差改正數(shù)(m)改正后的高差(m)高程(m)備注BMA

42.365

山地等外水準(zhǔn)測量6-2.515-0.011-2.526139.8396-3.227-0.011-3.238236.6014+1.378-0.008+1.370337.9718-5.447-0.015-5.462BMB32.50924-9.8110.045-9.856輔助計算第六節(jié)微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正12圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的檢驗校正十字絲橫絲垂直儀器豎軸的檢驗與校正3水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的檢驗與校正第六節(jié)微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲，見圖2—20。圖2-20

水準(zhǔn)儀的主要軸線一、圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的

檢驗校正(1)檢驗方法：圖2—21

圓水準(zhǔn)器檢驗校正原理一、圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的

檢驗校正(2)校正方法：圖2-22

圓水準(zhǔn)器校正螺釘圖2-23

十字絲的校正二、十字絲橫絲垂直儀器豎軸的

檢驗與校正(1)檢驗方法(2)校正方法

圖2-24

十字絲的檢驗

三、水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的

檢驗與校正(1)檢驗方法：

(2-23)

(2-24)圖2—25

水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的檢驗三、水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的

檢驗與校正(2)校正方法：圖2—26水準(zhǔn)管的校正第七節(jié)水準(zhǔn)測量的誤差及注意事項12儀器誤差觀測誤差3外界條件影響一、儀器誤差(1)儀器校正后的殘余誤差例如水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸不平行，雖經(jīng)過校正但仍然殘存少量誤差，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。(2)水準(zhǔn)尺誤差由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確、尺長變化、彎曲等影響，都會影響水準(zhǔn)測量的精度。二、觀測誤差(1)水準(zhǔn)管氣泡居中誤差

(2-25)(2)讀數(shù)誤差

(2-26)(3)視差影響(4)水準(zhǔn)尺傾斜誤差三、外界條件影響(1)儀器下沉(2)尺墊下沉(3)地球曲率的影響

(2-27)(4)大氣折光影響

(2-28)

(2-29)(5)溫度的影響第八節(jié)自動安平水準(zhǔn)儀12視線自動安平原理自動安平補償器3自動安平水準(zhǔn)儀的使用一、視線自動安平原理(2-30)圖2-28自動安平原理二、自動安平補償器

(2-31)圖2-29DSZ3自動安平水準(zhǔn)儀構(gòu)造二、自動安平補償器圖2-30平面鏡全反射原理圖2-31補償器工作原理三、自動安平水準(zhǔn)儀的使用使用自動安平水準(zhǔn)儀時，首先將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，等待2～4秒后，即可進(jìn)行讀數(shù)。有的自動安平水準(zhǔn)儀配有一個補償器檢查按鈕，每次讀數(shù)前按一下該按鈕，確認(rèn)補償器能正常作用再讀數(shù)。第九節(jié)精密水準(zhǔn)儀與電子水準(zhǔn)儀12精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺電子水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺1．精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點（1）水準(zhǔn)器具有較高的靈敏度。（2）望遠(yuǎn)鏡具有良好的光學(xué)性能。（3）具有光學(xué)測微器裝置。（4）視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定。一、精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺圖圖2-32精密水準(zhǔn)儀一、精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺2．精密水準(zhǔn)儀的構(gòu)造原理圖2—33

光學(xué)測微器構(gòu)造與讀數(shù)一、精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀必須配有精密水準(zhǔn)尺。這種尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，安有一根銦瓦合金帶。帶上標(biāo)有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準(zhǔn)尺上的分劃注記一般有兩種形式：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃（0——300cm注記），左邊為輔助分劃(300——600cm注記)。另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。一、精密水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺4．精密水準(zhǔn)儀的操作方法與讀數(shù)圖2-34精密水準(zhǔn)尺圖2-35精密水準(zhǔn)尺讀數(shù)二、電子水準(zhǔn)儀圖2-36DINI12電子水準(zhǔn)儀及條碼尺水平微動螺旋水平氣泡電池鎖扣鍵盤和顯示面板PCMCIA卡插槽條碼尺圖例提

把對焦目鏡、

二、電子水準(zhǔn)儀1.電子水準(zhǔn)儀的原理：圖2-37DINI12電子水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡二、電子水準(zhǔn)儀2.電子水準(zhǔn)儀的特點（1)讀數(shù)客觀。（2)精度高。（3)速度快。（4)效率高。二、電子水準(zhǔn)儀3.