(武漢大學(xué))數(shù)字測(cè)圖原理與方法課件-第四章

電子教案第四章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀數(shù)字測(cè)圖原理與方法武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院退出電子教案第四章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀數(shù)字測(cè)圖原理與方法武漢大學(xué)測(cè)1第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

退出4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀退出4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法24.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)定地面點(diǎn)高程的主要方法之一。水準(zhǔn)測(cè)量是使用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，根據(jù)水平視線測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推求未知點(diǎn)的高程。

4.1.1水準(zhǔn)測(cè)量原理

設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量的前進(jìn)方向是由A點(diǎn)向B點(diǎn)，則規(guī)定A點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為a，稱(chēng)為后視讀數(shù)；B點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為b，稱(chēng)為前視讀數(shù)。則A、B兩點(diǎn)間的高差為4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)3第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法為了避免計(jì)算高差時(shí)發(fā)生正、負(fù)號(hào)的錯(cuò)誤，在書(shū)寫(xiě)高差時(shí)必須注意下標(biāo)的寫(xiě)法。例如hAB是表示由A點(diǎn)至B點(diǎn)的高差；而hBA表示由B點(diǎn)至A點(diǎn)的高差，即

直接利用高差hAB計(jì)算B點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為高差法。

利用儀器視線高程Hi計(jì)算B點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為視線高法。Hi

＝HA＋a

HB＝HA＋（a－b）＝Hi－b

當(dāng)安置一次水準(zhǔn)儀，根據(jù)一個(gè)已知高程的后視點(diǎn)，需求出若干個(gè)未知點(diǎn)的高程時(shí)，用上式計(jì)算較為方便，這在建筑工程中經(jīng)常用到。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法44.1.2水準(zhǔn)測(cè)量方法

如果兩點(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)，或高差較大時(shí)，僅安置一次儀器便不能測(cè)得它們的高差，這時(shí)需要加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)的立尺點(diǎn)，作為傳遞高程的過(guò)渡點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)。每安置一次儀器，稱(chēng)為一個(gè)測(cè)站。

高差hAB由下式算得：

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.1.2水準(zhǔn)測(cè)量方法如果兩點(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)，或高差5４.1.3地球曲率和大氣折光的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法為了討論地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響，現(xiàn)把水準(zhǔn)面看作圓球面。地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響分別用

p1，p2表示（稱(chēng)為球差改正）。由于大氣折光的影響，實(shí)際視線不是水平直線，而是曲線。實(shí)際視線的形狀十分復(fù)雜，但當(dāng)視線不太長(zhǎng)時(shí)，可將其當(dāng)做圓弧看待。大氣折光的影響分別用f1,f2表示（稱(chēng)為氣差改正）。４.1.3地球曲率和大氣折光的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)6第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.1.3.1地球曲率對(duì)一根水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響

4.1.3.2大氣折光對(duì)一根水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響設(shè)通過(guò)儀器中心Ｉ的水準(zhǔn)面的半徑為Ｒ，儀器至水準(zhǔn)尺的弧長(zhǎng)為Ｓ，儀器至水準(zhǔn)尺的切線長(zhǎng)為t，地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響為p。得設(shè)彎曲視線的曲率為，此處k為折光系數(shù)。由于R′遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R，故k小于1，通常取平均值

k=0.11

地球曲率與大氣折光對(duì)讀數(shù)的聯(lián)合影響用r表示，稱(chēng)為球氣差改正，簡(jiǎn)稱(chēng)兩差改正。當(dāng)前、后視距離相等時(shí)，r1與r2互相抵消。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.7第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺４.２.１水準(zhǔn)儀的基本部件下圖為一種S3微傾式水準(zhǔn)儀的外形和各部件名稱(chēng)。它主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。水準(zhǔn)儀系列型號(hào)DS05DS1DS3DS10每千米往返測(cè)高差中數(shù)偶然中誤差≤0.5mm≤1mm≤3mm≤10mm主要用途國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量及地震監(jiān)測(cè)國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量及其他精密水準(zhǔn)測(cè)量國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量及一般工程水準(zhǔn)測(cè)量一般工程水準(zhǔn)測(cè)量第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺４.２.１84.2.2測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺

觀測(cè)者的眼睛作上、下（或左、右）移動(dòng)，若發(fā)覺(jué)目標(biāo)像與十字絲之間有相對(duì)移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“視差”。

消除視差的方法

1.物鏡；2.目鏡；3.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；7.十字絲放大像4.2.2測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理第4章水94.2.3水準(zhǔn)器及其靈敏度目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.3.1水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管的零點(diǎn)水準(zhǔn)管軸氣泡居中水準(zhǔn)管分劃值τ

水準(zhǔn)管上兩相鄰分劃線間的圓?。ɑ￠L(zhǎng)為2mm）所對(duì)的圓心角，4.2.3.2圓水準(zhǔn)器

圓心Ｏ是圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，通過(guò)零點(diǎn)和球心的連線（點(diǎn)的法線），稱(chēng)為圓水準(zhǔn)軸。當(dāng)氣泡居中時(shí)，圓水準(zhǔn)軸就處于鉛垂位置?？墒顾疁?zhǔn)儀的縱軸大致處于鉛垂位置4.2.3水準(zhǔn)器及其靈敏度目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀10第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.4

帶有光學(xué)測(cè)微器裝置的水準(zhǔn)儀

N3精密水準(zhǔn)儀S1型水準(zhǔn)儀第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.11第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

4.2.5.1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的原理1）在光路中裝置—個(gè)“補(bǔ)償器”．使光線偏轉(zhuǎn)而通過(guò)十字絲交點(diǎn)

適當(dāng)?shù)剡x擇補(bǔ)償器的位置，可使水平光線正好通過(guò)十字絲的交點(diǎn)。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.12第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2）移動(dòng)十字絲的“補(bǔ)償”裝置視準(zhǔn)軸始終是鉛垂位置，兩個(gè)反光鏡構(gòu)成45度角，視準(zhǔn)軸經(jīng)兩次反射后射出望遠(yuǎn)鏡的光線必是水平光線．因此十字絲交點(diǎn)上始終得到水平視線的瀆數(shù)。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2）移動(dòng)134.2.5.2補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理補(bǔ)償器的具體結(jié)構(gòu)類(lèi)型有多種，但一般均采用吊掛光學(xué)零件的方法，借助重力的作用達(dá)到視線自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康?。?章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5.2補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理補(bǔ)償器的具體結(jié)構(gòu)類(lèi)型有14第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5.3阻尼器

空氣阻尼器磁阻尼器（a）（b）第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.15第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.6水準(zhǔn)尺和尺墊

因瓦水準(zhǔn)尺

尺墊與尺樁

區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.164.2.7水準(zhǔn)儀的使用

水準(zhǔn)儀的基本操作包括以下步驟：

1.安置儀器

2.粗平

3.瞄準(zhǔn)水淮尺

4.精平

5.讀數(shù)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.7水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的基本操作包括以下步174.2.8電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：速度快、精度高、讀數(shù)客觀、使用方便、能減輕作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、可自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)、易于實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的。

4.2.8.1概述目前電子水準(zhǔn)儀采用的自動(dòng)電子讀數(shù)方法有以下三種：相關(guān)法，如Leica公司NA2002，NA3003的電子水準(zhǔn)儀；幾何法，如蔡司廠的DiNi10，DiNi20；相位法，如拓普康公司的DL-101C，DL-102C。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.8電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，具有以下優(yōu)184.2.8.2.電子水準(zhǔn)儀的一般結(jié)構(gòu)

在望遠(yuǎn)鏡中裝置了一個(gè)由光敏二極管構(gòu)成的行陣探測(cè)器，儀器采用數(shù)字圖像識(shí)別處理系統(tǒng)，并配用條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺目錄4.2.8.2.電子水準(zhǔn)儀的一般結(jié)構(gòu)在望遠(yuǎn)鏡中裝置了一個(gè)194.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3.1普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)程序

在每一測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量中，為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用雙面尺法或兩次儀器高法進(jìn)行觀測(cè)，以檢查高差測(cè)定中可能發(fā)生的錯(cuò)誤。

雙面尺法為每一測(cè)站上用兩組不同的水準(zhǔn)尺面的讀數(shù)來(lái)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高差，兩次儀器高法為每一測(cè)站上用兩次不同儀器高度的水平視線來(lái)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高差。

4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3.20第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)

4.3.2國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一測(cè)站上水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)雙面水準(zhǔn)尺的順序?yàn)椋赫諟?zhǔn)后視標(biāo)尺黑面，進(jìn)行視距絲、中絲讀數(shù)；照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面，進(jìn)行中絲、視距絲讀數(shù)；照準(zhǔn)前視標(biāo)尺紅面，進(jìn)行中絲讀數(shù)；照準(zhǔn)后視標(biāo)尺紅面，進(jìn)行中絲讀數(shù)；即“后前前后”（黑、黑、紅、紅）四等水準(zhǔn)測(cè)量每站觀測(cè)順序也可為“后后前前”（黑、紅、黑、紅）。

等級(jí)儀器類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)視線長(zhǎng)度后前視距差后前視距差累計(jì)黑紅面讀數(shù)差黑紅面所測(cè)高差之差檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差三等S365m3.0m6.0m2.0mm3.0mm3.0mm四等S380m5.0m10.0m3.0mm5.0mm5.0mm第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.21第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)

4.3.3精密水準(zhǔn)測(cè)量精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量。在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)：

（1）往測(cè)：奇數(shù)站為后—前—前—后；偶數(shù)站為前—后—后—前。（2）返測(cè)：奇數(shù)站為前—后—后—前；偶數(shù)站為后—前—前—后。在一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線上，測(cè)站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。每一測(cè)段的水準(zhǔn)路線應(yīng)進(jìn)行往測(cè)與返測(cè)，且應(yīng)分別在上午和下午觀測(cè)。

水準(zhǔn)觀測(cè)中的注意事項(xiàng)：（1）觀測(cè)之前應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測(cè)時(shí)應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光；遷站時(shí)應(yīng)罩以?xún)x器罩。（2）觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)，并做標(biāo)記；隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。（3）除路線拐彎處外，每一測(cè)站上儀器和前后視標(biāo)尺的3個(gè)位置，應(yīng)盡可能接近于一條直線。（4）同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，

不得重復(fù)調(diào)焦。轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微輪時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)。（5）每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，否則應(yīng)加入標(biāo)尺零點(diǎn)差改正。由往測(cè)轉(zhuǎn)為返測(cè)時(shí)，2根標(biāo)尺必須互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。（6）在觀測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則應(yīng)選擇2個(gè)堅(jiān)穩(wěn)可靠的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)。間歇后，應(yīng)對(duì)2個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合要求后從間歇點(diǎn)起測(cè)。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.22第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析4.4.1儀器誤差4.4.1.1視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差

視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸在豎直面上投影的夾角稱(chēng)i角。1.i角對(duì)讀數(shù)的影響

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析232.i角對(duì)高差的影響

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

2.i角對(duì)高差的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.424第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

4.4.1.２.水準(zhǔn)尺誤差

水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、彎曲等，會(huì)影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度，因此，水準(zhǔn)尺需經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能使用。一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)差，可在一測(cè)段中使測(cè)站數(shù)為偶數(shù)的方法予以消除。4.4.2觀測(cè)誤差

觀測(cè)誤差主要包括有：１.精平誤差２.調(diào)焦誤差３.估讀誤差４.水準(zhǔn)尺傾斜誤差

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析25第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

4.4.3外界環(huán)境的影響4.4.3.1

水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺下沉誤差

若水準(zhǔn)儀在測(cè)站上隨安置時(shí)間的增加而下沉，采用“后—前—前—后”的觀測(cè)程序可減少儀器下沉對(duì)高差的影響。

消除水準(zhǔn)尺下沉的影響，辦法有：踩實(shí)尺墊；觀測(cè)間隔間將水準(zhǔn)尺從尺墊上取下，以減小下沉量；采用往返觀測(cè)，取高差平均值的方法可減弱其對(duì)高差影響。

4.4.3.２大氣折光的影響

1、視線應(yīng)高出地面0.3m，

2、選擇合適的天氣

3、避開(kāi)不利的環(huán)境4.4.3.3日照及風(fēng)力引起的誤差光照會(huì)造成儀器各部分受熱不均使軸線關(guān)系改變；風(fēng)大時(shí)會(huì)使儀器抖動(dòng)、不易精平等；消除和減弱其影響的方法：選擇好的天氣測(cè)量，給儀器打傘遮光等。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析26第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.1水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的條件水準(zhǔn)儀的主要軸線

1、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的主要條件有：

水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行

望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而變動(dòng)位置2、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的次要條件有：

圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的旋轉(zhuǎn)軸平行

十字絲的橫絲應(yīng)與儀器的旋轉(zhuǎn)軸垂直水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸儀器旋轉(zhuǎn)軸第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.527第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.1圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器旋轉(zhuǎn)軸平行的檢驗(yàn)和校正（1）檢驗(yàn)原理（2）檢驗(yàn)方法

先用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)，若氣泡仍在居中位置，則表明此項(xiàng)條件已得到滿(mǎn)足；若氣泡有了偏移，則表明條件沒(méi)有滿(mǎn)足。氣泡偏移弧長(zhǎng)代表了儀器旋轉(zhuǎn)軸和水準(zhǔn)軸的交角的兩倍。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正28（3）校正校正工作可用裝在圓水準(zhǔn)器下面的校正螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。分別調(diào)動(dòng)三個(gè)校正螺釘使氣泡向居中位置移動(dòng)偏離長(zhǎng)度的一半；如果操作完全準(zhǔn)確，經(jīng)過(guò)校正之后，水準(zhǔn)軸將與儀器旋轉(zhuǎn)軸平行，見(jiàn)圖（a）。如果此時(shí)用腳螺旋將儀器整平，則儀器旋轉(zhuǎn)軸處于豎直狀態(tài)，見(jiàn)圖（b）。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（3）校正校正工作可用裝在圓水準(zhǔn)器下面的校正螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。29第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.2十字絲橫絲應(yīng)與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直的檢驗(yàn)和校正校正工作用固定十字絲環(huán)的校正螺釘進(jìn)行。放松校正螺釘使整個(gè)十字絲環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，讓橫絲與圖（b）中所示的虛線位置重合或平行。

（1）檢驗(yàn)原理

（2）檢驗(yàn)方法

（3）校正第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正30第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.3望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸平行的檢驗(yàn)和校正望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸，在豎直面上的投影是否平行的檢驗(yàn)稱(chēng)為i角檢驗(yàn)。在水平面上的投影是否平行的檢驗(yàn)稱(chēng)為交叉誤差檢驗(yàn)。（1）檢驗(yàn)i角的基本原理在地面選定兩個(gè)固定點(diǎn)Ａ、B，測(cè)出Ａ、B間的兩次高差hAB和h’AB

。設(shè)儀器存在i角誤差，

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正31第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（2）第一種方法①檢驗(yàn)水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范規(guī)定，用于一、二等水準(zhǔn)測(cè)量的儀器i角不得大于15″；用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的儀器i角不得大于20″，否則應(yīng)進(jìn)行校正。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正32第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正②校正（1）儀器在B點(diǎn)一端不動(dòng)，計(jì)算A點(diǎn)標(biāo)尺的正確讀數(shù)a2

（2）用微傾螺旋使讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)a2

。（3）調(diào)節(jié)校正螺釘使水準(zhǔn)管氣泡居中。

這種校正方法的實(shí)質(zhì)是先將視線水平，即讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)，然后校正水準(zhǔn)軸至水平位置。檢驗(yàn)校正應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直到符合要求為止。

實(shí)際操作時(shí)，需先將左（或右）面的螺釘（如圖）略微松開(kāi)一些，使水準(zhǔn)管能夠活動(dòng)，然后再校正上、下兩螺釘。校正結(jié)束后仍應(yīng)將左（或右）面的螺釘旋緊。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正33第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（3）第二種方法②校正①檢驗(yàn)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正344.5.2.3

微傾式水準(zhǔn)儀交叉誤差的檢驗(yàn)與校正

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)儀器旋轉(zhuǎn)軸不嚴(yán)格豎直，兩軸在水平面上的投影不平行可能會(huì)導(dǎo)致兩軸在豎直面上不平行，即交叉誤差轉(zhuǎn)變?yōu)閕角誤差，用符號(hào)iω表示。

交叉誤差在一個(gè)測(cè)站上的影響是系統(tǒng)性的，它與前、后視距離之和成正比。

交叉誤差在高差中的影響對(duì)各個(gè)測(cè)站而言是偶然性的。

在水準(zhǔn)測(cè)量中，儀器旋轉(zhuǎn)軸的傾斜方向相對(duì)于三腳架大體保持在某一固定的位置，三腳架的某兩個(gè)腳如果固定在線路的一方，儀器旋轉(zhuǎn)軸的傾斜方向沒(méi)有變化，各測(cè)站交叉誤差在水準(zhǔn)測(cè)量成果中的影響便是系統(tǒng)性的。為了消除這種系統(tǒng)誤差，水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范規(guī)定：在連續(xù)各站上安置水準(zhǔn)儀的三腳架時(shí)，應(yīng)使其中兩腳與水準(zhǔn)線路方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。

4.5.2.3微傾式水準(zhǔn)儀交叉誤差的檢驗(yàn)與校正第4章35第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.3自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器性能的檢驗(yàn)

在較平坦地方選擇A、B兩點(diǎn)，AB長(zhǎng)約100m左右，在A、B點(diǎn)各釘入一木樁（或用尺墊代替），將水準(zhǔn)儀置于AB連線的中點(diǎn)，并使兩個(gè)腳螺旋中心的連線(為講述方便稱(chēng)為第1、2腳螺旋)與AB連線方向垂直。首先用圓水準(zhǔn)器將儀器置平，測(cè)出A、B兩點(diǎn)間的高差hAB，此值作為正確高差；升高第3個(gè)腳螺旋，使儀器向上（或下）傾斜，測(cè)出兩點(diǎn)間的高差；降低第3個(gè)腳螺旋，使儀器向下（或上）傾斜，測(cè)出兩點(diǎn)間的高差；升高第3個(gè)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；升高第1個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向左（或向右）傾斜，測(cè)出兩點(diǎn)間的高差；降低第1個(gè)腳螺旋，使后視時(shí)望遠(yuǎn)鏡向右（或向左）傾斜，測(cè)出兩點(diǎn)間的高差。無(wú)論上、下、左、右傾斜，儀器的傾斜角度均由圓水準(zhǔn)器氣泡位置確定，四次傾斜的角度應(yīng)相同，一般取補(bǔ)償器所能補(bǔ)償?shù)淖畲蠼嵌?。將儀器傾斜時(shí)測(cè)得的4次高差與正確高差相比較，視其差數(shù)確定補(bǔ)償器的性能；對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，此差數(shù)一般應(yīng)小于5mm。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正36第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.4水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)1.一般檢視2.圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正3.水準(zhǔn)尺分劃的檢驗(yàn)水準(zhǔn)尺每米平均真長(zhǎng)的測(cè)定每米長(zhǎng)度誤差，不得超過(guò)±0.5mm水準(zhǔn)尺每分米分劃誤差的測(cè)定

分劃線位置誤差不得超過(guò)±0.1mm水準(zhǔn)尺紅黑面零點(diǎn)差的測(cè)定應(yīng)為4687或4787mm一對(duì)水準(zhǔn)尺黑面零點(diǎn)差設(shè)置偶數(shù)測(cè)站區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)尺退出目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正37電子教案第四章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀數(shù)字測(cè)圖原理與方法武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院退出電子教案第四章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀數(shù)字測(cè)圖原理與方法武漢大學(xué)測(cè)38第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

退出4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀退出4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法394.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)定地面點(diǎn)高程的主要方法之一。水準(zhǔn)測(cè)量是使用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，根據(jù)水平視線測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推求未知點(diǎn)的高程。

4.1.1水準(zhǔn)測(cè)量原理

設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量的前進(jìn)方向是由A點(diǎn)向B點(diǎn)，則規(guī)定A點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為a，稱(chēng)為后視讀數(shù)；B點(diǎn)為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)為b，稱(chēng)為前視讀數(shù)。則A、B兩點(diǎn)間的高差為4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)40第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法為了避免計(jì)算高差時(shí)發(fā)生正、負(fù)號(hào)的錯(cuò)誤，在書(shū)寫(xiě)高差時(shí)必須注意下標(biāo)的寫(xiě)法。例如hAB是表示由A點(diǎn)至B點(diǎn)的高差；而hBA表示由B點(diǎn)至A點(diǎn)的高差，即

直接利用高差hAB計(jì)算B點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為高差法。

利用儀器視線高程Hi計(jì)算B點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為視線高法。Hi

＝HA＋a

HB＝HA＋（a－b）＝Hi－b

當(dāng)安置一次水準(zhǔn)儀，根據(jù)一個(gè)已知高程的后視點(diǎn)，需求出若干個(gè)未知點(diǎn)的高程時(shí)，用上式計(jì)算較為方便，這在建筑工程中經(jīng)常用到。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法414.1.2水準(zhǔn)測(cè)量方法

如果兩點(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)，或高差較大時(shí)，僅安置一次儀器便不能測(cè)得它們的高差，這時(shí)需要加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)的立尺點(diǎn)，作為傳遞高程的過(guò)渡點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)。每安置一次儀器，稱(chēng)為一個(gè)測(cè)站。

高差hAB由下式算得：

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.1.2水準(zhǔn)測(cè)量方法如果兩點(diǎn)之間的距離較遠(yuǎn)，或高差42４.1.3地球曲率和大氣折光的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法為了討論地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響，現(xiàn)把水準(zhǔn)面看作圓球面。地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響分別用

p1，p2表示（稱(chēng)為球差改正）。由于大氣折光的影響，實(shí)際視線不是水平直線，而是曲線。實(shí)際視線的形狀十分復(fù)雜，但當(dāng)視線不太長(zhǎng)時(shí)，可將其當(dāng)做圓弧看待。大氣折光的影響分別用f1,f2表示（稱(chēng)為氣差改正）。４.1.3地球曲率和大氣折光的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)43第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.1.3.1地球曲率對(duì)一根水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響

4.1.3.2大氣折光對(duì)一根水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響設(shè)通過(guò)儀器中心Ｉ的水準(zhǔn)面的半徑為Ｒ，儀器至水準(zhǔn)尺的弧長(zhǎng)為Ｓ，儀器至水準(zhǔn)尺的切線長(zhǎng)為t，地球曲率對(duì)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的影響為p。得設(shè)彎曲視線的曲率為，此處k為折光系數(shù)。由于R′遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R，故k小于1，通常取平均值

k=0.11

地球曲率與大氣折光對(duì)讀數(shù)的聯(lián)合影響用r表示，稱(chēng)為球氣差改正，簡(jiǎn)稱(chēng)兩差改正。當(dāng)前、后視距離相等時(shí)，r1與r2互相抵消。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.1水準(zhǔn)測(cè)量原理與方法4.44第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺４.２.１水準(zhǔn)儀的基本部件下圖為一種S3微傾式水準(zhǔn)儀的外形和各部件名稱(chēng)。它主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。水準(zhǔn)儀系列型號(hào)DS05DS1DS3DS10每千米往返測(cè)高差中數(shù)偶然中誤差≤0.5mm≤1mm≤3mm≤10mm主要用途國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量及地震監(jiān)測(cè)國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量及其他精密水準(zhǔn)測(cè)量國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量及一般工程水準(zhǔn)測(cè)量一般工程水準(zhǔn)測(cè)量第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺４.２.１454.2.2測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺

觀測(cè)者的眼睛作上、下（或左、右）移動(dòng)，若發(fā)覺(jué)目標(biāo)像與十字絲之間有相對(duì)移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“視差”。

消除視差的方法

1.物鏡；2.目鏡；3.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；7.十字絲放大像4.2.2測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造及其成像和瞄準(zhǔn)原理第4章水464.2.3水準(zhǔn)器及其靈敏度目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.3.1水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管的零點(diǎn)水準(zhǔn)管軸氣泡居中水準(zhǔn)管分劃值τ

水準(zhǔn)管上兩相鄰分劃線間的圓?。ɑ￠L(zhǎng)為2mm）所對(duì)的圓心角，4.2.3.2圓水準(zhǔn)器

圓心Ｏ是圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，通過(guò)零點(diǎn)和球心的連線（點(diǎn)的法線），稱(chēng)為圓水準(zhǔn)軸。當(dāng)氣泡居中時(shí)，圓水準(zhǔn)軸就處于鉛垂位置?？墒顾疁?zhǔn)儀的縱軸大致處于鉛垂位置4.2.3水準(zhǔn)器及其靈敏度目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀47第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.4

帶有光學(xué)測(cè)微器裝置的水準(zhǔn)儀

N3精密水準(zhǔn)儀S1型水準(zhǔn)儀第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.48第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

4.2.5.1自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的原理1）在光路中裝置—個(gè)“補(bǔ)償器”．使光線偏轉(zhuǎn)而通過(guò)十字絲交點(diǎn)

適當(dāng)?shù)剡x擇補(bǔ)償器的位置，可使水平光線正好通過(guò)十字絲的交點(diǎn)。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.49第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2）移動(dòng)十字絲的“補(bǔ)償”裝置視準(zhǔn)軸始終是鉛垂位置，兩個(gè)反光鏡構(gòu)成45度角，視準(zhǔn)軸經(jīng)兩次反射后射出望遠(yuǎn)鏡的光線必是水平光線．因此十字絲交點(diǎn)上始終得到水平視線的瀆數(shù)。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2）移動(dòng)504.2.5.2補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理補(bǔ)償器的具體結(jié)構(gòu)類(lèi)型有多種，但一般均采用吊掛光學(xué)零件的方法，借助重力的作用達(dá)到視線自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康摹５?章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5.2補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理補(bǔ)償器的具體結(jié)構(gòu)類(lèi)型有51第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.5.3阻尼器

空氣阻尼器磁阻尼器（a）（b）第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.52第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.6水準(zhǔn)尺和尺墊

因瓦水準(zhǔn)尺

尺墊與尺樁

區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.534.2.7水準(zhǔn)儀的使用

水準(zhǔn)儀的基本操作包括以下步驟：

1.安置儀器

2.粗平

3.瞄準(zhǔn)水淮尺

4.精平

5.讀數(shù)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.7水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的基本操作包括以下步544.2.8電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：速度快、精度高、讀數(shù)客觀、使用方便、能減輕作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、可自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)、易于實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)外業(yè)一體化的。

4.2.8.1概述目前電子水準(zhǔn)儀采用的自動(dòng)電子讀數(shù)方法有以下三種：相關(guān)法，如Leica公司NA2002，NA3003的電子水準(zhǔn)儀；幾何法，如蔡司廠的DiNi10，DiNi20；相位法，如拓普康公司的DL-101C，DL-102C。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺4.2.8電子水準(zhǔn)儀電子水準(zhǔn)儀與光學(xué)水準(zhǔn)儀相比，具有以下優(yōu)554.2.8.2.電子水準(zhǔn)儀的一般結(jié)構(gòu)

在望遠(yuǎn)鏡中裝置了一個(gè)由光敏二極管構(gòu)成的行陣探測(cè)器，儀器采用數(shù)字圖像識(shí)別處理系統(tǒng)，并配用條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺。第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀

4.2水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺目錄4.2.8.2.電子水準(zhǔn)儀的一般結(jié)構(gòu)在望遠(yuǎn)鏡中裝置了一個(gè)564.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3.1普通水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)程序

在每一測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量中，為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用雙面尺法或兩次儀器高法進(jìn)行觀測(cè)，以檢查高差測(cè)定中可能發(fā)生的錯(cuò)誤。

雙面尺法為每一測(cè)站上用兩組不同的水準(zhǔn)尺面的讀數(shù)來(lái)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高差，兩次儀器高法為每一測(cè)站上用兩次不同儀器高度的水平視線來(lái)測(cè)定相鄰兩點(diǎn)間的高差。

4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3.57第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)

4.3.2國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量一測(cè)站上水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)雙面水準(zhǔn)尺的順序?yàn)椋赫諟?zhǔn)后視標(biāo)尺黑面，進(jìn)行視距絲、中絲讀數(shù)；照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面，進(jìn)行中絲、視距絲讀數(shù)；照準(zhǔn)前視標(biāo)尺紅面，進(jìn)行中絲讀數(shù)；照準(zhǔn)后視標(biāo)尺紅面，進(jìn)行中絲讀數(shù)；即“后前前后”（黑、黑、紅、紅）四等水準(zhǔn)測(cè)量每站觀測(cè)順序也可為“后后前前”（黑、紅、黑、紅）。

等級(jí)儀器類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)視線長(zhǎng)度后前視距差后前視距差累計(jì)黑紅面讀數(shù)差黑紅面所測(cè)高差之差檢測(cè)間歇點(diǎn)高差之差三等S365m3.0m6.0m2.0mm3.0mm3.0mm四等S380m5.0m10.0m3.0mm5.0mm5.0mm第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.58第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)

4.3.3精密水準(zhǔn)測(cè)量精密水準(zhǔn)測(cè)量一般指國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量。在兩相鄰測(cè)站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測(cè)站的觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)：

（1）往測(cè)：奇數(shù)站為后—前—前—后；偶數(shù)站為前—后—后—前。（2）返測(cè)：奇數(shù)站為前—后—后—前；偶數(shù)站為后—前—前—后。在一測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量路線上，測(cè)站數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。每一測(cè)段的水準(zhǔn)路線應(yīng)進(jìn)行往測(cè)與返測(cè)，且應(yīng)分別在上午和下午觀測(cè)。

水準(zhǔn)觀測(cè)中的注意事項(xiàng)：（1）觀測(cè)之前應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測(cè)時(shí)應(yīng)用測(cè)傘遮蔽陽(yáng)光；遷站時(shí)應(yīng)罩以?xún)x器罩。（2）觀測(cè)前應(yīng)測(cè)出傾斜螺旋的置平零點(diǎn)，并做標(biāo)記；隨著氣溫變化，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整置平零點(diǎn)的位置。（3）除路線拐彎處外，每一測(cè)站上儀器和前后視標(biāo)尺的3個(gè)位置，應(yīng)盡可能接近于一條直線。（4）同一測(cè)站上觀測(cè)時(shí)，

不得重復(fù)調(diào)焦。轉(zhuǎn)動(dòng)儀器的傾斜螺旋和測(cè)微輪時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)。（5）每一測(cè)段的往測(cè)與返測(cè)，其測(cè)站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，否則應(yīng)加入標(biāo)尺零點(diǎn)差改正。由往測(cè)轉(zhuǎn)為返測(cè)時(shí)，2根標(biāo)尺必須互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。（6）在觀測(cè)工作間歇時(shí)，最好能結(jié)束在固定的水準(zhǔn)點(diǎn)上，否則應(yīng)選擇2個(gè)堅(jiān)穩(wěn)可靠的固定點(diǎn)，作為間歇點(diǎn)。間歇后，應(yīng)對(duì)2個(gè)間歇點(diǎn)的高差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合要求后從間歇點(diǎn)起測(cè)。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.3水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)施測(cè)4.59第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析4.4.1儀器誤差4.4.1.1視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行的誤差

視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸在豎直面上投影的夾角稱(chēng)i角。1.i角對(duì)讀數(shù)的影響

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析602.i角對(duì)高差的影響

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

2.i角對(duì)高差的影響第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.461第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

4.4.1.２.水準(zhǔn)尺誤差

水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、彎曲等，會(huì)影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度，因此，水準(zhǔn)尺需經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能使用。一對(duì)水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)差，可在一測(cè)段中使測(cè)站數(shù)為偶數(shù)的方法予以消除。4.4.2觀測(cè)誤差

觀測(cè)誤差主要包括有：１.精平誤差２.調(diào)焦誤差３.估讀誤差４.水準(zhǔn)尺傾斜誤差

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析62第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析

4.4.3外界環(huán)境的影響4.4.3.1

水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺下沉誤差

若水準(zhǔn)儀在測(cè)站上隨安置時(shí)間的增加而下沉，采用“后—前—前—后”的觀測(cè)程序可減少儀器下沉對(duì)高差的影響。

消除水準(zhǔn)尺下沉的影響，辦法有：踩實(shí)尺墊；觀測(cè)間隔間將水準(zhǔn)尺從尺墊上取下，以減小下沉量；采用往返觀測(cè)，取高差平均值的方法可減弱其對(duì)高差影響。

4.4.3.２大氣折光的影響

1、視線應(yīng)高出地面0.3m，

2、選擇合適的天氣

3、避開(kāi)不利的環(huán)境4.4.3.3日照及風(fēng)力引起的誤差光照會(huì)造成儀器各部分受熱不均使軸線關(guān)系改變；風(fēng)大時(shí)會(huì)使儀器抖動(dòng)、不易精平等；消除和減弱其影響的方法：選擇好的天氣測(cè)量，給儀器打傘遮光等。目錄第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.4水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析63第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.1水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的條件水準(zhǔn)儀的主要軸線

1、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的主要條件有：

水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行

望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而變動(dòng)位置2、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的次要條件有：

圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的旋轉(zhuǎn)軸平行

十字絲的橫絲應(yīng)與儀器的旋轉(zhuǎn)軸垂直水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸儀器旋轉(zhuǎn)軸第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.564第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.1圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器旋轉(zhuǎn)軸平行的檢驗(yàn)和校正（1）檢驗(yàn)原理（2）檢驗(yàn)方法

先用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)，若氣泡仍在居中位置，則表明此項(xiàng)條件已得到滿(mǎn)足；若氣泡有了偏移，則表明條件沒(méi)有滿(mǎn)足。氣泡偏移弧長(zhǎng)代表了儀器旋轉(zhuǎn)軸和水準(zhǔn)軸的交角的兩倍。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正65（3）校正校正工作可用裝在圓水準(zhǔn)器下面的校正螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。分別調(diào)動(dòng)三個(gè)校正螺釘使氣泡向居中位置移動(dòng)偏離長(zhǎng)度的一半；如果操作完全準(zhǔn)確，經(jīng)過(guò)校正之后，水準(zhǔn)軸將與儀器旋轉(zhuǎn)軸平行，見(jiàn)圖（a）。如果此時(shí)用腳螺旋將儀器整平，則儀器旋轉(zhuǎn)軸處于豎直狀態(tài)，見(jiàn)圖（b）。

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（3）校正校正工作可用裝在圓水準(zhǔn)器下面的校正螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。66第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.2十字絲橫絲應(yīng)與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直的檢驗(yàn)和校正校正工作用固定十字絲環(huán)的校正螺釘進(jìn)行。放松校正螺釘使整個(gè)十字絲環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，讓橫絲與圖（b）中所示的虛線位置重合或平行。

（1）檢驗(yàn)原理

（2）檢驗(yàn)方法

（3）校正第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正67第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正4.5.2.3望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸平行的檢驗(yàn)和校正望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸，在豎直面上的投影是否平行的檢驗(yàn)稱(chēng)為i角檢驗(yàn)。在水平面上的投影是否平行的檢驗(yàn)稱(chēng)為交叉誤差檢驗(yàn)。（1）檢驗(yàn)i角的基本原理在地面選定兩個(gè)固定點(diǎn)Ａ、B，測(cè)出Ａ、B間的兩次高差hAB和h’AB

。設(shè)儀器存在i角誤差，

第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正68第4章水準(zhǔn)測(cè)量和水準(zhǔn)儀4.5

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（2）第一種方法①檢驗(yàn)