測(cè)量學(xué) 水準(zhǔn)測(cè)量PPT課件

1、2021-11-1612-1 高程測(cè)量概述 一、高程測(cè)量l l 高程測(cè)量：測(cè)量地面點(diǎn)高程的工作。l l 目的：獲得未知點(diǎn)的高程。一般是通過測(cè)出已知點(diǎn)和未知點(diǎn)之間的高差，再根據(jù)已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。 l l 水準(zhǔn)測(cè)量原點(diǎn) ：直接由平均海水面測(cè)得高程的水準(zhǔn)點(diǎn)（圖2-J）。第1頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-162第2頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-163l l水準(zhǔn)測(cè)量：利用水平視線來測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的高差。此方法施測(cè)簡(jiǎn)單，且精度較高，所以是高程測(cè)量中最主要的方法，被廣泛應(yīng)用于高程控制測(cè)量、工程勘測(cè)和各項(xiàng)施工測(cè)量中。l l三角高程測(cè)量：是通過測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的水平距離（或傾斜距離）和豎直角，然后利用三角公

2、式計(jì)算出兩點(diǎn)間的高差。此方法的精度受各種條件的限制，一般只在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。l l氣壓高程測(cè)量、攝影高程測(cè)量、GPS高程測(cè)量。二、高程測(cè)量的方法二、高程測(cè)量的方法第3頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-164三、水準(zhǔn)點(diǎn)及其等級(jí)l l 水準(zhǔn)點(diǎn)（Bench Mark），通過水準(zhǔn)測(cè)量建立的高程控制點(diǎn)，工程上常用BM來標(biāo)記。l l 水準(zhǔn)點(diǎn)的等級(jí)及埋設(shè)w w 國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)分為一、二、三、四等四個(gè)等級(jí)，按規(guī)范要求埋設(shè)永久性標(biāo)石標(biāo)記。三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)一般用混凝土標(biāo)石制成，深埋到地面凍結(jié)線以下，在標(biāo)石的頂面設(shè)有用不銹鋼或其它不易銹蝕的材料制成的半球狀標(biāo)志（圖2-1a）。w w 墻上水準(zhǔn)點(diǎn)（圖2-1b）w w 圖根水

3、準(zhǔn)點(diǎn)和一些施工測(cè)量使用的水準(zhǔn)點(diǎn) 常采用臨時(shí)性標(biāo)志,例如:木樁（樁頂釘一半圓球狀鐵釘）第4頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-165或大鐵釘打入地面，也可在地面上突出的堅(jiān)硬巖石或房屋四周水泥面、臺(tái)階等處用紅油漆標(biāo)記。 l l水準(zhǔn)點(diǎn)的位置：選在土質(zhì)堅(jiān)硬、便于長(zhǎng)期保存和使用方便的地點(diǎn)。埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后，應(yīng)繪出水準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)之記。圖2-1第5頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-166水準(zhǔn)點(diǎn)圖示第6頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-167第7頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-168第8頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-169一、基本原理一、基本原理1. 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)質(zhì):測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的高差。2. 水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理： 利用水準(zhǔn)儀建立一條水平視線，

4、借助水準(zhǔn)尺來測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，從而由 已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。3. A、B兩點(diǎn)的高差為：(利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線，分別讀取A點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)a和B點(diǎn)的讀數(shù)b ) l l如果A點(diǎn)是已知高程點(diǎn)，B點(diǎn)是待求高程點(diǎn)。則B點(diǎn)高程為: )(baHhHHAABABbahAB 圖圖2-2第9頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16104. 水準(zhǔn)測(cè)量術(shù)語：水準(zhǔn)測(cè)量術(shù)語：如圖如圖2-2所示：所示： A后視點(diǎn)后視點(diǎn)、a后視讀數(shù)，后視讀數(shù)， B前視點(diǎn)前視點(diǎn)、 b前視讀數(shù)前視讀數(shù)v 高差高差=后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù) 觀測(cè)者站在儀器處，面向前進(jìn)方向，前面所立觀測(cè)者站在儀器處，面向前進(jìn)方向，前面所立尺為前視，背

5、后所立尺為后視。尺為前視，背后所立尺為后視。v 高差的符號(hào)高差的符號(hào)： 高差的正負(fù)號(hào)反映兩點(diǎn)的高低；高差的正負(fù)號(hào)反映兩點(diǎn)的高低； 高差的正負(fù)號(hào)又與測(cè)量前進(jìn)的方向有關(guān)高差的正負(fù)號(hào)又與測(cè)量前進(jìn)的方向有關(guān) ： hAB=hBA 圖圖2-2第10頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16115、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量： 在兩點(diǎn)間連續(xù)地多次安置儀器所進(jìn)行的水準(zhǔn)測(cè)量。 圖2-3 在圖2-3中： 測(cè)站：安置儀器的點(diǎn)（在圖2-3中、）轉(zhuǎn)點(diǎn)：(TurningPoint)常簡(jiǎn)寫為：TP，是傳遞高程的點(diǎn)(1、2)。第11頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1612連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量示意第12頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1613hAB為A、B兩點(diǎn)間測(cè)得

6、的高差， 則：未知點(diǎn)B的高程為：高差的計(jì)算檢核：ab=hAB高程的計(jì)算檢核：HBHA=hAB。 nAABABhiHhHH1第13頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1614二、儀高法測(cè)量二、儀高法測(cè)量 l l 適用場(chǎng)合：根據(jù)水準(zhǔn)儀的視線高Hi，來計(jì)算前視點(diǎn)B的高程。這一做法對(duì)安置一次儀器，并根據(jù)一個(gè)已知高程點(diǎn)的后視來求取若干個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)計(jì)算較為方便。 l l 儀高法：儀器的視線高：H Hi i = H= HA A +a+a 待求點(diǎn)高程： H H B B = H= HA A + + ( ( a ab b ) )= H= Hi i b b 第14頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16152-3 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器

7、及其使用水準(zhǔn)測(cè)量的儀器及其使用 一、水準(zhǔn)儀的種類一、水準(zhǔn)儀的種類 l l光學(xué)水準(zhǔn)儀： l l 微傾式水準(zhǔn)儀 ：用水準(zhǔn)管來獲得水平視線； l l 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀：用補(bǔ)償器來獲得水平視線。 l l 電子水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀按儀器精度分：DS05、DS1、DS3、DS10 四個(gè)等級(jí)。D、S 分別 是“ 大地測(cè)量” 和“ 水準(zhǔn)儀” 漢語拼音的第一個(gè)字母，數(shù)字05 、1 、3 、10 表示該儀器的精度。 DS05 和DS1 用于精密水準(zhǔn)測(cè)量，DS3 用于一般水準(zhǔn)測(cè)量，DS10 則用于簡(jiǎn)易水準(zhǔn)測(cè)量。工程常用DS3 水準(zhǔn)儀。 第15頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1616（一）水準(zhǔn)尺（一）水準(zhǔn)尺 用優(yōu)質(zhì)木材或合金制成

8、，要求尺長(zhǎng)穩(wěn)定，刻劃準(zhǔn)確。 l l 最常用的有雙面尺和塔尺兩種。 雙面尺多用于三、四等及以下精度的水準(zhǔn)測(cè)量（見圖2-5a）。 塔尺用兩節(jié)或三節(jié)套接在一起，能伸縮，攜帶方便。一般尺長(zhǎng)為5 m，尺的底部為零點(diǎn)，尺面繪有1 cm或5 mm黑白相間的分格，米和分米處注有數(shù)字（見圖2-5b）。圖2-5第16頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1617l l 尺墊是在轉(zhuǎn)點(diǎn)上放置水準(zhǔn)尺用的，尺墊可使轉(zhuǎn)點(diǎn)穩(wěn)固，防止下沉。 l l 用鋼板或鑄鐵制成，一般為三角形，中央有一突出的半球體，下方有三個(gè)尖腳（見圖2-6）。 l l 用時(shí)把三個(gè)尖腳踩入土中，把水準(zhǔn)尺立在突出的圓頂上。圖2-6（二）尺墊（二）尺墊第17頁(yè)/共72頁(yè)

9、2021-11-1618 （一）DSDS3 3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造 三、DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及使用第18頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1619水準(zhǔn)儀圖像(1)注意：轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)要松開制動(dòng)螺旋！第19頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1620水準(zhǔn)儀圖像(2)注意：轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)要松開制動(dòng)螺旋！第20頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1621 l l作用：它可以提供視線，并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù) l l構(gòu)造：物鏡、目鏡、對(duì)光 透鏡和十字絲分劃板。1）物鏡：使目標(biāo)的成像落在十字絲板前后。2）調(diào)焦透鏡：使目標(biāo)的成像與十字絲重合。3）目鏡：放大十字絲和目標(biāo)的成像。4）十字絲分劃板：豎絲是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)， 中絲（單絲或楔形

10、絲）讀取讀數(shù)。 視距絲：上、下短絲，用于測(cè)距。l l視準(zhǔn)軸（即視線）：十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線。它是水準(zhǔn)儀的主要軸線之一。DS3水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡放大率一般為28倍。圖2-81 1望遠(yuǎn)鏡第21頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1622（1）管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）：反映視線是否水平，用于精平。l l 水準(zhǔn)管的零點(diǎn)：管面上刻有間隔為2 mm的分劃線，分劃線的對(duì)稱中心O稱。l l 水準(zhǔn)管軸LL：過零點(diǎn)與管內(nèi)壁縱向相切的直線（見圖2-10）。l l 氣泡居中：當(dāng)氣泡的中心點(diǎn)與零點(diǎn)重合時(shí)，稱氣泡居中，此時(shí)水準(zhǔn)管軸位于水平位置，視線水平。若氣泡不居中，則水準(zhǔn)管軸處于傾斜位置，視線不水平。 圖2-102-102 2水準(zhǔn)器

11、（管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器）管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器）第22頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1623l l 水準(zhǔn)管分劃值水準(zhǔn)管分劃值 定義 ：水準(zhǔn)管2 mm 的弧長(zhǎng)所對(duì)圓心角t t， 即氣泡每移動(dòng)一 格時(shí)，水準(zhǔn)管軸所傾斜的角值。 水準(zhǔn)管分劃值的大小反映了儀器置平精度的高低 。水準(zhǔn)管縱向弧線半徑 R 越大，t t值越小，則水準(zhǔn)管靈敏度越高。 DS3 型水準(zhǔn)管分劃值一般為20 /2 mm。圖2-102-10第23頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1624l 符合水準(zhǔn)器 l 當(dāng)氣泡居中時(shí)，兩端氣泡的影像就能符合成吻合的拋物線，它用于微傾式水準(zhǔn)儀。 l l 如果兩端影像錯(cuò)開，則表示氣泡不居中，這時(shí)可旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使氣泡影像符

12、合，使氣泡居中。 注：左邊氣泡影像的移動(dòng)方向與微傾螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。圖2-12第24頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1625l l 圓水準(zhǔn)器：一個(gè)封閉的圓形玻璃容器，頂面內(nèi)壁是球面，球面中央有一圓圈。l l 水準(zhǔn)器零點(diǎn): :圓圈圓心稱為。 l l 圓水準(zhǔn)器軸: :通過零點(diǎn)的球面法線 。l l 當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，圓水準(zhǔn)器軸豎直，儀器豎軸豎直。l l 圓水準(zhǔn)器的分劃值: :氣泡中心偏離零點(diǎn)2 mm的弧長(zhǎng)所對(duì)圓心角的大小。DS3水準(zhǔn)儀圓水準(zhǔn)器由于它的精度較低，故只用于儀器的粗略整平。 圖2-13（2）圓水準(zhǔn)器：）圓水準(zhǔn)器：反映豎軸是否豎直，用于粗平。反映豎軸是否豎直，用于粗平。第25頁(yè)/共72頁(yè)2

13、021-11-16263基座 ( (圖2-72-7) )l l 用于置平儀器，它支撐儀器的上部使其在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過連接螺旋與三腳架連接。l l 基座主要由軸座、腳螺旋、三角壓板和底板構(gòu)成。 調(diào)節(jié)三個(gè)腳螺旋可使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器粗略整平。 第26頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1627（二）DSDS3 3微傾式水準(zhǔn)儀的使用 微傾式水準(zhǔn)儀的使用包括安置儀器、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平與讀數(shù)等操作步驟。1 1安置儀器 l l 在測(cè)站上安置三腳架，架頭大致水平。 l l 用連接螺旋將儀器牢固地連接在三腳架頭上。 2 2粗略整平（粗平） l l 粗平概念：用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器

14、豎軸大致鉛直，從而使視準(zhǔn)軸粗略水平。 l l 氣泡的移動(dòng)方向 與左手大拇指（右手的食指）運(yùn)動(dòng)的方向一致 操作： 如圖2-14所示 （腳螺旋順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)該端升高，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)該端降低 ， 氣泡向高處移動(dòng) ）第27頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1628圖2-14l操作：（氣泡的移動(dòng)方向與左手大拇指（右手的食指）運(yùn)動(dòng)的方向一致）w氣泡未居中而位于a 處，則先按圖上箭頭所指的方向用兩手相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋和，使氣泡移到b的位置（如圖b）。w然后單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡居中。如有偏差可重復(fù)進(jìn)行。第28頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16293 3瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 l l 目鏡對(duì)光：對(duì)準(zhǔn)白色目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)目鏡，使十字絲成像清晰。 l

15、l 粗略瞄準(zhǔn)：缺口、準(zhǔn)星、目標(biāo)（尺）三點(diǎn)一線，制動(dòng)望遠(yuǎn)鏡。 l l 物鏡調(diào)焦（對(duì)光）：轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)成像清晰。 l l 精確照準(zhǔn)：轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋使目標(biāo)的對(duì)稱中心與豎絲重合（或在豎絲附近） 注意：瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時(shí)必須消除視差。第29頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1630 視差：觀測(cè)者的眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，物像與十字絲間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，叫十字絲視差，簡(jiǎn)稱視差。 產(chǎn)生視差的原因及消除的方法：l產(chǎn)生視差的原因:尺像與十字絲分劃板不重合。 l消除的方法：重新調(diào)焦（物鏡） 圖 2-152-15第30頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1631 l l 精平：轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使符合水準(zhǔn)管氣泡居中。 l l

16、讀數(shù)：用十字絲橫絲切尺上的刻劃直接讀出米、分米和厘米數(shù)，并估讀出毫米數(shù)，保證每個(gè)讀數(shù)均為四位數(shù)，即使某位數(shù)是零也不可省略。讀數(shù)方法： 由小到大的讀（倒像儀器從上到下）。圖2-16的讀數(shù)為: : 1.258m。圖2-164 4精平與讀數(shù)第31頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1632第32頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1633l 用設(shè)置在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的自動(dòng)補(bǔ)償器代替水準(zhǔn)管而能自動(dòng)獲得水平視線的水準(zhǔn)儀。l 觀測(cè)時(shí)，用圓水準(zhǔn)器使儀器粗略整平后，即可直接讀取水平視線讀數(shù)。l 具有觀測(cè)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各種等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量中。l 補(bǔ)償器有一定的補(bǔ)償范圍，應(yīng)特別注意圓水準(zhǔn)器的氣泡居中。l 要防止補(bǔ)償器貼

17、靠周圍的部件，保證其處于正常工作狀態(tài)。第33頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1634一、水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式 l l 附合水準(zhǔn)路線（a a） l l 閉合水準(zhǔn)路線（b b） l l 支水準(zhǔn)路線（c c） l l 水準(zhǔn)網(wǎng) （d d、e e）水準(zhǔn)路線:水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過的路線。 圖2-212-4 水準(zhǔn)測(cè)量的方法第34頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1635二、水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法二、水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法圖2-22中：v水準(zhǔn)點(diǎn)A為已知點(diǎn)，高程為51.903 m；vB為待定高程的點(diǎn) ；v施測(cè)過程 （見表2-1）(高差=后視-前視 hi=ai-bi)圖2-22第35頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1636點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差高

18、程備注后視前視+BMA1.339已知高程點(diǎn)TP11.4181.402TP21.5191.187TP31.2420.984TP41.2671.347BMB0.8716.7855.7911.1620.168計(jì)算檢核ab=+0.994h=+0.994HBHA=+0.994表表2-1水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿（水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿（記錄、計(jì)算記錄、計(jì)算）圖2-22第36頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1637點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差高程備注后視前視+BMA1.339已知高程點(diǎn)TP11.4181.402TP21.5191.187TP31.2420.984TP41.2671.347BMB0.871計(jì)算檢核表表2-1水準(zhǔn)測(cè)量記錄手

19、簿水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿第37頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1638點(diǎn)號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高差高程備注后視前視+BMA1.33951.903已知高程點(diǎn)TP11.4181.4020.063TP21.5191.1870.231TP31.2420.9840.535TP41.2671.3470.105BMB0.8710.39652.8976.7855.7911.1620.168計(jì)算檢核ab=+0.994h=+0.994HBHA=+0.994表表2-1水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿水準(zhǔn)測(cè)量記錄手簿第38頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1639為了保證水準(zhǔn)測(cè)量成果的正確可靠，必須進(jìn)行檢核。檢核的方法主要有以下幾種：1. 1. 計(jì)算檢核2.

20、 2. 測(cè)站檢核3. 3. 成果檢核第39頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16401.1. 計(jì)算檢核在每一測(cè)段結(jié)束后或手簿上每一頁(yè)之末，必須進(jìn)行計(jì)算檢核。表2-1中:（1） a b= h=0.994說明高差的計(jì)算是正確的。（2）HB HA= h說明高程的計(jì)算也是正確的。如不相等，則計(jì)算中必有錯(cuò)誤，應(yīng)進(jìn)行檢查。第40頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16412.2.測(cè)站檢核通常采用以下兩種方法：（1）變動(dòng)儀器高法：在一個(gè)測(cè)站上兩次置鏡( (變動(dòng)儀高0.1m0.1m) )所得高差之差不超過容許值（例如圖根水準(zhǔn)測(cè)量容許值為6 mm），則認(rèn)為符合要求，并取其平均值作為最后結(jié)果，否則，必須重測(cè)。（2）雙面尺法 利

21、用同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面兩次測(cè)得高差，扣除一對(duì)尺常數(shù)差后，較差均在容許值范圍內(nèi),則取其平均值作為該測(cè)站觀測(cè)高差。否則，需要檢查原因，重新觀測(cè)。第41頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16423. 3. 成果檢核l l將整個(gè)水準(zhǔn)路線的成果與理論值進(jìn)行比較：能檢測(cè)出多個(gè)測(cè)站的累計(jì)誤差如：溫度、風(fēng)力、儀器、大氣折光、尺子傾斜及轉(zhuǎn)點(diǎn)位置移動(dòng)等誤差的影響。l l方法：是按水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式求出高差閉合差并與限差比較：高差閉合差=實(shí)測(cè)高差理論高差 限差第42頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1643路線校核 （1）閉合水準(zhǔn)路線 0理h測(cè)hh理論上高差代數(shù)和：高差閉合差：高差閉合差允許值：Lh40允nh10允其中L為路線

22、長(zhǎng)度，km；n為測(cè)站數(shù)。第43頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1644路線校核（2）附合水準(zhǔn)路線）（始終測(cè)HHhh高差閉合差為：高差閉合差允許值：Lh40允nh10允（3）支水準(zhǔn)路線 高差閉合差為：返往hhh高差閉合差允許值：Lh40允nh10允第44頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1645l 檢校的時(shí)間：l購(gòu)進(jìn)儀器之后l長(zhǎng)途運(yùn)輸之后l項(xiàng)目開工之后l出現(xiàn)問題之后l 檢校目的：使儀器各種軸系關(guān)系處于正常狀態(tài)。2-5 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正第45頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1646一、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正一、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正l 水準(zhǔn)儀的主要軸、線：v視準(zhǔn)軸CCv水準(zhǔn)管軸LLv儀器豎軸VVv圓水準(zhǔn)器

23、軸L L v十字絲橫絲（中絲）l軸線之間應(yīng)滿足的幾何條件vL L VVv橫絲VVvLLCC（最重要）圖2-24第46頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1647（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正l 目的使L L VV，圓水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，豎軸位于鉛垂位置。l 檢驗(yàn)（1）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中（2）將望遠(yuǎn)鏡水平方向繞豎軸旋轉(zhuǎn)180，若氣泡仍居中，則L L VV，若氣泡偏離，則需進(jìn)行校正。第47頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1648l校正v先用腳螺旋使氣泡向中央方向移動(dòng)偏離量的一半；v稍松中間的固定螺絲（有的儀器無此螺絲）；v再用校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器的三個(gè)校正螺絲使氣泡居中。l重復(fù)上述的檢驗(yàn)和校

24、正，使儀器上部旋轉(zhuǎn)到任何位置氣泡都能居中為止。l最后應(yīng)注意旋緊固定螺絲。圖2-25第48頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1649（二）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正l 目的 使橫絲VV，當(dāng)儀器粗略整平后，橫絲基本水平，用橫絲上任意位置所得讀數(shù)均相同。l檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀整平后，先用十字絲橫絲的一端切準(zhǔn)一個(gè)點(diǎn)狀目標(biāo)P，若P點(diǎn)始終在橫絲上移動(dòng)，說明橫絲已與豎軸垂直；若P點(diǎn)移動(dòng)的軌跡離開了橫絲，則說明橫絲與豎軸不垂直，需要校正。圖2-27第49頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1650l 校正 v打開十字絲分劃板的護(hù)罩，可見到三個(gè)或四個(gè)分劃板的固定螺絲v松開這些固定螺絲v用手轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板座，使橫絲的另一端與

25、目標(biāo)相切。v反復(fù)試驗(yàn)使橫絲的兩端都能與目標(biāo)相切，則校正完成。v最后旋緊所有固定螺絲。 圖2-28第50頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1651（三）（三）i i角誤差的檢驗(yàn)和校正角誤差的檢驗(yàn)和校正 l l i角：水準(zhǔn)管軸和視準(zhǔn)軸在垂直面上的投影的夾角。 l l 交叉誤差：上述兩軸在水平面上投影的夾角。在等外水準(zhǔn) 測(cè)量中可忽略其影響 為使LLCC，兩軸在水平面和垂直面的投影都應(yīng)平行。 l l i角檢驗(yàn)：是水準(zhǔn)儀檢校中最重要的一項(xiàng)， l i角檢驗(yàn)?zāi)康?當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡符合時(shí)，視準(zhǔn)軸就處于水平位置，使讀數(shù)正確。第51頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1652 圖2-29 a2 a2a1第52頁(yè)/共72頁(yè)2021-

26、11-1653檢驗(yàn)方法：（圖2-29） l l在平坦之地選相距6080m的A、B兩點(diǎn)，在兩點(diǎn)打入木樁； l l水準(zhǔn)儀置于I點(diǎn)（ A、B兩點(diǎn)的中點(diǎn)）， 用雙儀高法測(cè)得A B兩點(diǎn)的高差h1=a1-b1 l l把將儀器搬至II點(diǎn)（距B點(diǎn)略大于2 2米）， 測(cè)得A、B兩點(diǎn)高差h2=a2-b2 l l如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即i=0。如果h2h1則說明存在i角誤差：式中=h2-h1=a2-a2兩點(diǎn)所測(cè)高差之差；DABA、B兩點(diǎn)間的距離； 206265。當(dāng)或i角為正時(shí)，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對(duì)于DS3水準(zhǔn)儀，要求i角不大于20 ，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 ABDi a2 a2a1第53頁(yè)

27、/共72頁(yè)2021-11-1654l l如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即i=0。如果h2h1則說明存在 i 角誤差：式中=h2-h1=a2-a2兩點(diǎn)所測(cè)高差之差；DABA、B兩點(diǎn)間的距離； 206265。當(dāng)或i角為正時(shí)，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對(duì)于DS3水準(zhǔn)儀，要求i角不大于20 ，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 ABDi a2 a2a1第54頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1655l儀器在II處，用微傾螺旋使遠(yuǎn)點(diǎn)A的讀數(shù)從a2改變到a2=b2+h1。此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置，但水準(zhǔn)管也因隨之變動(dòng)而氣泡不再符合。l用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合，(圖2-30)則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置

28、，從而使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時(shí)先松動(dòng)左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符合。撥動(dòng)上下校正螺絲時(shí)，應(yīng)先松一個(gè)再緊另一個(gè)逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時(shí)，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。以上檢驗(yàn)校正要反復(fù)進(jìn)行，直到i角小于20為止。（圖2-29）第55頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1656圖2-30l用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合，(圖2-30)則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，從而使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時(shí)先松動(dòng)左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符合。撥動(dòng)上下校正螺絲時(shí)，應(yīng)先松一個(gè)再緊另一個(gè)逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時(shí)，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。

29、以上檢驗(yàn)校正要反復(fù)進(jìn)行，直到i角小于20為止。第56頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1657二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正二、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正1. 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件l圓水準(zhǔn)器軸平行儀器的豎軸；l十字絲橫絲垂直豎軸；l水準(zhǔn)儀在補(bǔ)償范圍內(nèi)，應(yīng)能起到補(bǔ)償作用；l視準(zhǔn)軸經(jīng)過補(bǔ)償后應(yīng)與水平線一致。第57頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16582、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正l 前兩項(xiàng)的檢校與微傾式水準(zhǔn)儀的檢校方法完全相同。l 第三項(xiàng)（補(bǔ)償器）的檢驗(yàn)v離水準(zhǔn)儀約50m處豎立水準(zhǔn)尺，儀器安置成如下位置：即使其中兩個(gè)腳螺旋的連線垂直于儀器到水準(zhǔn)尺連線的方向；v用圓水準(zhǔn)器整平儀器，讀取水準(zhǔn)尺上讀數(shù)；v

30、四種情況（豎軸向前、后、左、右傾斜）下讀數(shù)：l旋轉(zhuǎn)視線方向上的第三個(gè)腳螺旋，讓氣泡中心偏離圓水準(zhǔn)器零點(diǎn)少許，使豎軸向前稍傾斜；然后再次旋轉(zhuǎn)這個(gè)腳螺旋，使氣泡中心向相反方向l重新整平儀器，用位于垂直于視線方向的兩個(gè)腳螺旋，先后使儀器向左右兩側(cè)傾斜第58頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1659v儀器豎軸向前后左右傾斜時(shí)所得讀數(shù)與儀器整平時(shí)所得讀數(shù)之差不超過2mm，則可認(rèn)為補(bǔ)償器工作正常，否則應(yīng)檢查原因或送工廠修理。第四項(xiàng)（視準(zhǔn)軸經(jīng)過補(bǔ)償后應(yīng)與水平線一致）的檢校若視準(zhǔn)軸經(jīng)補(bǔ)償后不能與水平線一致，則也構(gòu)成i角，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。l檢驗(yàn)方法與微傾式水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn)方法相同l校正校正十字絲。撥十字絲的校正螺絲，使

31、A點(diǎn)的讀數(shù)從a2改變到a2。l對(duì)于DS3水準(zhǔn)儀也應(yīng)使i角不大于20第59頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16602-6水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析為了保證測(cè)量成果的精度，需要分析研究產(chǎn)生誤差的原因，并采取措施消除或減小誤差的影響。主要的誤差來源：v儀器v觀測(cè)者v外界條件第60頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1661一、儀器誤差 l l 儀器校正后的殘余誤差（i角誤差 ） 此項(xiàng)誤差與儀器至立尺點(diǎn)的距離成正比。 l l 在測(cè)量中，保持前視和后視的距離相等，可消除該項(xiàng)誤差。 l l 因某種原因某一測(cè)站的前視（或后視）距離較大，那么就在下一測(cè)站上使后視（或前視）距離較大，可使誤差得到補(bǔ)償。 l l 水準(zhǔn)尺的誤差 l l

32、 尺長(zhǎng)誤差 ：尺長(zhǎng)變化、彎曲引起的誤差，通常限制彎曲度、施加改正數(shù)消除。 l l 刻劃誤差：刻劃不準(zhǔn)確引起的誤差，可施加改正數(shù)消除。 l l零點(diǎn)誤差：尺底的刻劃值與理論值之差，可采用偶數(shù)站或使用一根水準(zhǔn)尺消除。第61頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1662二、觀測(cè)誤差l 讀數(shù)誤差估讀的誤差與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大率以及視線的長(zhǎng)度有關(guān)。l 水準(zhǔn)尺傾斜誤差v水準(zhǔn)尺傾斜會(huì)使讀數(shù)增大：裝有水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)尺、搖尺法可消除。第62頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1663三、外界條件的影響1.1.儀器下沉和水準(zhǔn)尺下沉v儀器下沉：“后、前、前、后”的觀測(cè)程序，可減弱其影響。v水準(zhǔn)尺下沉：“往返測(cè)”可以減弱水準(zhǔn)尺下

33、沉的影響。2.2.氣候的影響v溫度的變化引起大氣折光變化造成尺像跳動(dòng)；v烈日直曬儀器和大風(fēng)影響水準(zhǔn)管氣泡的整平。盡量選擇無風(fēng)的陰天進(jìn)行測(cè)量。第63頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-1664v地球曲率的影響水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)面來求出兩點(diǎn)的高差，但視準(zhǔn)軸是一直線，因此使讀數(shù)中含有由地球曲率引起的誤差“p”。 P=D2 (2R)v大氣折光的影響在一般大氣情況下，大氣折光誤差“ ”是地球曲率誤差“p”的1/7; = D2 (14R)v地球曲率與大氣折光的共同影響： f = p - =0.43D2 Rv若前后視距相等,該誤差可在計(jì)算高差時(shí)自行消除。3 3、地球曲率和大氣折光的影響(圖2-34)第64頁(yè)/共72頁(yè)2021-11-16652-7 精密水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺一、精密水準(zhǔn)儀（圖2-35）l DS05、DS1均屬于精密水