第02章水準(zhǔn)測量

1、第第2章章 水準(zhǔn)儀及其使用水準(zhǔn)儀及其使用武漢大學(xué)水利水電學(xué)院武漢大學(xué)水利水電學(xué)院 鄧念武鄧念武2.1 水準(zhǔn)測量原理提出問題：提出問題：已知 A點(diǎn)的高程為HA，要測定B點(diǎn)的高程HB。解決問題：解決問題：所需儀器水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)儀架在兩尺 之間，水準(zhǔn)尺在AB兩點(diǎn)各垂直豎立一條。水準(zhǔn)儀 可以提供一條水平視線。大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面ABHAHBHAHBAB水平視線水平視線大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面hABab前進(jìn)方向前進(jìn)方向后視后視前視前視后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)后后視視水水準(zhǔn)準(zhǔn)尺尺前前視視水水準(zhǔn)準(zhǔn)尺尺H1（水平視線高程（水平視線高程=HA+a）高差法視線高法方法方法2：視線高法：視線高法aHHA1

2、baHbHHAB1視線高程：視線高程：B點(diǎn)高程：點(diǎn)高程：bahABABABhHH方法方法1：高差法：高差法AB高差：高差：B點(diǎn)高程：點(diǎn)高程：返回示意圖2.2 DS3型微傾式水準(zhǔn)儀及其使用 2.2.1 DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡：物鏡、對光透鏡， 十字絲分劃板、目鏡水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）、 圓水準(zhǔn)器托 板：通過微傾軸與望遠(yuǎn)鏡連 接基 座：軸套、腳螺旋1、望遠(yuǎn)鏡十字絲分劃板：有上絲、下絲、中橫絲、 豎絲，用來瞄準(zhǔn)和讀數(shù)。視 準(zhǔn) 軸：十字絲的交點(diǎn)和物鏡光心的 連線稱為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸， 是用來瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的視線。望遠(yuǎn)鏡的作用：提供一條瞄準(zhǔn)目標(biāo)的視線； 將遠(yuǎn)處的目標(biāo)放大，提高

3、瞄 準(zhǔn)和讀數(shù)的精度。中橫絲中橫絲豎絲豎絲上絲上絲下絲下絲2 2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器的作用：是用來指示視線是否水平或豎軸是否豎直的。水準(zhǔn)器的種類：圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）兩種。水準(zhǔn)管分劃值：水準(zhǔn)管上相鄰兩分劃（即2mm）間的弧長所對 的圓心角值。水準(zhǔn)管靈敏度：水準(zhǔn)管分劃值越小，靈敏度越高。水準(zhǔn)儀圖像符合水準(zhǔn)器：為了進(jìn)一步提高水準(zhǔn)管的靈敏度和方便測量，安裝了符合水準(zhǔn)。 水準(zhǔn)儀能提供水平視線的基本要求：水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)儀圖像圓水準(zhǔn)器：用來粗略整平儀器。水準(zhǔn)儀圖像全面認(rèn)識水準(zhǔn)儀2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊返回2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用 1、安置和粗略整平儀器、安置和粗略整平儀器

4、粗略整平方法：如圖所示，左手大拇指的運(yùn)動方向是氣泡運(yùn)動方向，右手相反。水準(zhǔn)儀圖像2、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺3、精確整平和讀數(shù)、精確整平和讀數(shù) 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)尺圖像2.3 水準(zhǔn)測量的一般方法水準(zhǔn)測量的一般方法2.3.1 水準(zhǔn)測量的實施水準(zhǔn)測量的實施111bah222bah333bah444bah查看表將上述各式相加即得AB兩點(diǎn)高差： )()(432143214321bbbbaaaahhhhhhABba 則B點(diǎn)高程為： ABABhHH查看圖2.3.2 水準(zhǔn)測量的校核方法和精度要求 1、測站校核、測站校核 1）改變儀器高法）改變儀器高法 2）雙面尺法）雙面尺法2、路線校核、路線校核水準(zhǔn)測量的路線形

5、式有多種，下面對單一水準(zhǔn)測量路線形式進(jìn)行校核：1）閉合水準(zhǔn)路線12BMA32）附合水準(zhǔn)路線12BMABMB3）支水準(zhǔn)路線12BMA往往 測測返返 測測2.4 水準(zhǔn)路線閉合差的調(diào)整和高程計算 2.4.1 閉合和附合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整閉合和附合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整表格BMB12BMA3453.5km+8.364m1.5km-3.827m2.3km+3.464m3.5km+2.186m3.9km-1.335m2.5km+5.024m2、高差閉合差的調(diào)整、高差閉合差的調(diào)整 高差閉合差的調(diào)整原則是：將閉合差反其符號，按路線長度或測站數(shù)成正比分配到各段高差觀測值上。則高差改正值為：）（以測站數(shù)成

6、正比分配或）（以路線長成正比分配iiiinnhhLLhhmLLhh013. 05 . 32 .17066. 011返回2.4.2 支水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整支水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整支水準(zhǔn)路線閉合差的調(diào)整原則是： 取往測和返測高差絕對值的平均值作為兩點(diǎn)的高差值，其符號與往測同；然后根據(jù)起點(diǎn)高程以各段平均高差推算各測點(diǎn)的高程。2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗和校正 水準(zhǔn)儀各軸線應(yīng)滿足下列條件： 1、圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的豎軸，即Lf Lf / V V； 2、十字絲橫絲垂直于豎軸； 3、水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，即LL /CC（主要條件）。2.5.1 圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗和校正圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器

7、豎軸的檢驗和校正1、檢驗 2、校正 水準(zhǔn)儀圖像2.5.2、 十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗和校正十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗和校正1、檢驗 2、校正 水準(zhǔn)儀圖像2.5.3 水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗和校正 1、檢驗、檢驗a、在比較平坦的地面上相距50米左右打兩個木樁或放兩個尺墊作為固定點(diǎn)A和 B，立上水準(zhǔn)尺。b、將儀器安置于距A點(diǎn)和B點(diǎn)的等距離處，測得高差h1a1b1，此時即使視線 是傾斜的，但因為儀器到兩標(biāo)尺的距離相等，故誤差相等，由此求得的高差 h1仍然正確的；c、將儀器安置于B點(diǎn)附近，測第二次高差h2a2b2。d、判斷：若h2與h1的差值不超過3mm，則說明儀器的水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn) 軸；否則說

8、明水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，必須進(jìn)行校正。122hba2、校正 a、求遠(yuǎn)尺正確讀數(shù)： b、校正方法是：轉(zhuǎn)動微傾螺旋，令在A尺上的讀數(shù)恰為正 確讀數(shù)，此時視線水平，但符合氣泡不居中，則用校 正針拔動水準(zhǔn)管上、下兩個校正螺絲，使氣泡居中， 水準(zhǔn)管軸即平行于視準(zhǔn)軸。c、再次檢查：測第三次高差，求得h3a3b3，若h3與 h1之差不超過 3 mm，則校正工作結(jié)束。水準(zhǔn)儀圖像 2.6 水準(zhǔn)測量的誤差及其消減方法 2.6.1 儀器誤差 1、儀器校正不完善的誤差2、水準(zhǔn)尺誤差 水準(zhǔn)尺誤差包括刻劃和尺底零點(diǎn)不準(zhǔn)確等誤差。 水準(zhǔn)尺圖像水準(zhǔn)儀圖像2.6.2 觀測誤差 DM平4、水準(zhǔn)尺豎立不直的誤差結(jié)論：尺立正，視線不要太高。2.6.3 外界條件的影響外界條件的影響1、儀器和尺墊升降的誤差、儀器和尺墊升降的誤差 結(jié)論：儀器和尺墊要踩緊，不要松動。觀測要迅速，在高等級水準(zhǔn)測量中采用一定的觀測手段。2、地球曲率的影響、地球曲率的影響 結(jié)論：將儀器安置于距A