水準(zhǔn)儀使用方法及原理課件

2.1水準(zhǔn)測量原理

1.水準(zhǔn)測量基本原理目的：測定兩點的高差儀器：原理：利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線對豎立在兩點之間的水準(zhǔn)尺進(jìn)行觀測，并通過其中一個點（M點）的高程推算另一個點(N點)的高水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.水準(zhǔn)測量觀測方法

（1）高差法：

在M、N兩點間安置水準(zhǔn)儀，在M、N兩點分別豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)移的水平視線分別讀取M點、N點上的讀數(shù)a、b，則兩點的高差為則N點的高程HN為

a：后視讀數(shù)(后視觀測讀數(shù))；b：前視讀數(shù)(前視觀測讀數(shù))。M：后視點N：前視點永遠(yuǎn)是后視減前視水準(zhǔn)儀使用方法及原理（2）視線高法（單站多測法）

安置一次儀器可以測算多個點高程的方法。首先算出水準(zhǔn)儀的視線高程Hi，然后分別計算出各個點的高程：bj為第j個前視點的讀數(shù)，Hj為第j個前視點的高程。這種方法常用于路線縱斷面測量。水準(zhǔn)儀使用方法及原理3.

連續(xù)水準(zhǔn)測量（路線水準(zhǔn)測量）

應(yīng)用前提：兩待測點之間距離較遠(yuǎn)、高差較大，或中間有障礙。方法：加設(shè)若干個臨時立尺點（稱為轉(zhuǎn)點ZD），依此測定相鄰兩個點的高差，取各高差的代數(shù)和即得到起終兩個點的高差。則M、N兩點的高差為

水準(zhǔn)儀使用方法及原理4.提高精度的觀測方法“中間法”觀測：各測站前、后視線長度大致相等水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.2水準(zhǔn)儀1.水準(zhǔn)儀：提供水平視線（平行大地水準(zhǔn)面）的設(shè)備2.水準(zhǔn)儀類型：（1）微傾式水準(zhǔn)儀（2）自動安平水準(zhǔn)儀（3）電子水準(zhǔn)儀3.水準(zhǔn)儀的表示方法（國產(chǎn)儀器）

DSn：D表示大地測量S表示水準(zhǔn)儀，n為數(shù)字表示儀器精度，數(shù)值n越小,表示儀器精度越高。如DS0.5,,表示每公里往返測量高差中數(shù)的偶然中誤差小于或等于0.5mm

水準(zhǔn)儀使用方法及原理4.常用水準(zhǔn)儀的等級劃分及主要用途水準(zhǔn)儀使用方法及原理5.水準(zhǔn)儀的主要結(jié)構(gòu)組成主要為三部分：（1）望遠(yuǎn)鏡（2）水準(zhǔn)器

（3）基座其中望遠(yuǎn)鏡為主要組成部分。下圖為WILDNAK-0X型水準(zhǔn)儀（由北京測繪儀器廠組裝）目鏡目鏡對光螺旋物鏡對光螺旋物鏡水平微調(diào)螺旋腳螺旋準(zhǔn)星水準(zhǔn)儀使用方法及原理6.望遠(yuǎn)鏡組成及其成像原理望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡、對光凹透鏡和十字絲四個主要部分組成。成像原理：目標(biāo)經(jīng)過物鏡和對光凹透鏡的作用，在鏡筒內(nèi)造成倒立、縮小的實像，通過調(diào)節(jié)對光凹透鏡，就可以使像清晰地成在十字絲平面上。（望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)）視準(zhǔn)軸水準(zhǔn)儀使用方法及原理目鏡的作用：放大，人眼經(jīng)過目鏡，可以看到目標(biāo)的小實像與十字絲一起放大了的虛像。十字絲的作用：提供照準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。其中心交點和物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸，即視線。玻璃片上的上、下短絲稱為視距絲。水準(zhǔn)測量就是當(dāng)視線水平時，用中間橫絲截取水準(zhǔn)尺讀數(shù)。視準(zhǔn)軸：十字絲中央交點和物鏡光心的連線（水準(zhǔn)儀四條軸線之一）豎軸：望遠(yuǎn)鏡底部與基座相連的軸的中心線。（水準(zhǔn)儀四條軸線之一）視距絲橫絲水準(zhǔn)儀使用方法及原理7.水準(zhǔn)器（1）水準(zhǔn)器的用途：

衡量視線是否水平、豎軸是否鉛垂的標(biāo)志。（2）水準(zhǔn)器種類：水準(zhǔn)盒及水準(zhǔn)管水準(zhǔn)盒用于粗調(diào)整平，水準(zhǔn)管則用于精密整平水準(zhǔn)儀使用方法及原理（3）水準(zhǔn)盒軸線：水準(zhǔn)盒頂面中心（水準(zhǔn)盒零點）的球面法線（水準(zhǔn)儀四條主要軸線之一）（4）水準(zhǔn)管軸線：過水準(zhǔn)管圓弧中心點（水準(zhǔn)管零點）與頂面圓弧內(nèi)壁相切的直線（水準(zhǔn)儀四條主要軸線之一）（5）水準(zhǔn)器靈敏度：用分劃值表示，即當(dāng)氣泡移動2mm時，水準(zhǔn)盒（管）軸相應(yīng)傾斜的角度水準(zhǔn)儀使用方法及原理8.水準(zhǔn)尺用途：用于水準(zhǔn)測量的目標(biāo)點觀測種類：塔尺和板尺兩種。塔尺是可以伸縮的塔尺一般長3米，由三節(jié)組成。板尺一般2米。水準(zhǔn)尺的刻度與標(biāo)注：水準(zhǔn)儀使用方法及原理精度比較：板尺精度高于塔尺。用途：板尺一般常用于三、四等水準(zhǔn)測量，而塔尺則用于等外水準(zhǔn)測量。

使用注意事項：使用前應(yīng)認(rèn)清尺子刻劃線與數(shù)字之間的位置關(guān)系，是否為正、倒數(shù)字，尺底的數(shù)值。對于塔尺，當(dāng)使用兩節(jié)以上時應(yīng)注意兩節(jié)接口位置是否對準(zhǔn)、卡簧是否卡住。水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.3水準(zhǔn)儀使用方法儀器安放整平

對光照準(zhǔn)消除視差照準(zhǔn)讀數(shù)三角架腳螺旋目、物鏡對光螺旋腳架張開角度勿太大或太小不可對準(zhǔn)太陽水平微調(diào)螺旋刻度大小正、倒像注意：如何辨別及消除視差？水準(zhǔn)儀使用方法及原理用腳螺旋整平儀器水準(zhǔn)儀使用方法及原理

視差存在的根本原因：目標(biāo)像和十字絲分劃板不重合?。?！水準(zhǔn)儀使用方法及原理水準(zhǔn)尺讀數(shù)方法：2.375m水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.4水準(zhǔn)測量的實施1.水準(zhǔn)點及其選擇

水準(zhǔn)測量必須要有已知水準(zhǔn)點（即其高程已知的點，用BM表示，如BM0、BM1等）水準(zhǔn)點選擇：結(jié)合測區(qū)內(nèi)水準(zhǔn)點的分布情況、被測點的分布以及地形地勢情況、所采取的路線形式選擇。水準(zhǔn)點類型：永久性和臨時性水準(zhǔn)點制成：依永久性及臨時性水準(zhǔn)點而制做。水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.水準(zhǔn)路線布置（1）閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差：（2）附合水準(zhǔn)路線高差閉合差：附合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線3水準(zhǔn)儀使用方法及原理（3）支水準(zhǔn)路線：從一水準(zhǔn)點出發(fā)，沿線測量各待定點，其線路既不閉合到原來的已知點，也不附合到另一已知點。而是通過往返觀測來檢查觀測差。理論上往返高差應(yīng)為絕對值相等而符號相反。（4）結(jié)點水準(zhǔn)網(wǎng)：由若干條單水準(zhǔn)路線相互連接而成的圖形。可分為附合水準(zhǔn)網(wǎng)及獨立水準(zhǔn)網(wǎng)。

水準(zhǔn)儀使用方法及原理3.水準(zhǔn)測量施測

（1）觀測與記錄：采用連續(xù)水準(zhǔn)路線測量方法進(jìn)行測量。點與點之間的距離大小取決于通視條件、讀數(shù)清晰度以及保證視線在尺子范圍內(nèi)，一般為50~100米。注意：待測點必須要立尺觀測。對每一測站分別記錄后視讀數(shù)及前視讀數(shù)。注意：記錄方法水準(zhǔn)儀使用方法及原理（2）測量結(jié)果校核1）計算校核：檢查計算結(jié)果有無錯誤：高差計算結(jié)果；采用公式是否正確等。

2）測站校核：對每一站的觀測和記錄都及時地在現(xiàn)場進(jìn)行校核。校核方法有：變動儀器高法、雙面尺法或雙儀器法；

3）路線校核：根據(jù)計算的閉合差，與規(guī)定的允許誤差比較，判斷觀測精度是否合格。

平地

(L為水準(zhǔn)路線總長度km）

山地

(n為測站總數(shù)）水準(zhǔn)儀使用方法及原理4.水準(zhǔn)測量的高程計算（1）高差閉合差計算

計算閉合差及閉合差允許值，寫在“路線校核”欄內(nèi)。（2）高差閉合差分配及高程計算

當(dāng)導(dǎo)線閉合差滿足技術(shù)要求時，可進(jìn)行閉合差分配。分配的原則：改正數(shù)v與測站數(shù)n（或路線長度L）成正比，與閉合差反號，即

各點高程值

H0：已知點的高程，Hi為改正前的高程值。水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.5水準(zhǔn)測量的誤差來源及削減措施儀器誤差（水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺）觀測誤差（視差、估讀、氣泡、尺傾斜）外界條件影響（設(shè)備下沉、地球曲率、大氣折光等）1.校正儀器

2.偶數(shù)測站數(shù)觀測1.消除視差

2.相同人觀測

3.嚴(yán)格調(diào)平儀器

4.立尺豎正1.往返觀測取平均

2.控制前后視點距離

3.選擇良好氣候觀測

4.視線盡量高于地面水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.6水準(zhǔn)儀校驗

1.水準(zhǔn)儀軸線幾何關(guān)系（1）水準(zhǔn)盒軸平行豎軸；（2）十字絲橫絲垂直豎軸；（3）水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.檢驗方法：（1）檢驗水準(zhǔn)盒軸與豎軸是否平行：

調(diào)平水準(zhǔn)盒氣泡居中，然后旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡180度，若氣泡依然居中則兩軸平行。（2）檢驗十字絲橫軸與豎軸是否垂直：

將十字絲橫絲左端對準(zhǔn)某一目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋使目標(biāo)移到十字絲的右端，若目標(biāo)依然位于十字絲橫絲上則表明兩軸垂直。（3）檢驗水準(zhǔn)管軸是否平行視準(zhǔn)軸：

在已知高差的兩點間架設(shè)儀器，并使儀器距兩點之間的距離懸殊，首先在其中一個點立尺觀測讀數(shù)a，并根據(jù)a計算出儀器對另一點的應(yīng)該讀數(shù)b。然后對其進(jìn)行觀測讀數(shù)得b’，利用b’、b及兩測點之間的距離DMN可以計算出兩軸線的夾角γ

(單位為秒)，若γ

大于20秒不平行。水準(zhǔn)儀使用方法及原理2.7其它用于水準(zhǔn)測量的儀器1.精密水準(zhǔn)儀光學(xué)測微器+精密水準(zhǔn)尺2.自動安平水準(zhǔn)儀自動補償裝置，補償視準(zhǔn)軸出現(xiàn)輕