第三水準(zhǔn)測量演示文稿

第三水準(zhǔn)測量演示文稿當(dāng)前1頁，總共29頁。（優(yōu)選）第三水準(zhǔn)測量當(dāng)前2頁，總共29頁。當(dāng)前3頁，總共29頁。當(dāng)前4頁，總共29頁。3.2水準(zhǔn)測量的儀器和工具水準(zhǔn)測量所用的儀器為水準(zhǔn)儀，工具有水準(zhǔn)尺和尺墊。國產(chǎn)水準(zhǔn)儀的型號有：DS05、DS1、DS3等，其中字母D、S為“大地測量”和“水準(zhǔn)儀”漢語拼音的第一個字母，其后的數(shù)字表示儀器每公里往返測高差中數(shù)的中誤差，其單位為mm。DS05、DS1、DS3水準(zhǔn)儀其每公里往返測高差中數(shù)的中誤差分別為±0.5mm、±1mm、±3mm。

DS05、DS1為精密水準(zhǔn)儀，主要用于國家一、二等水準(zhǔn)測量和精密工程測量；

DS3為普通水準(zhǔn)儀，主要用于國家三、四等水準(zhǔn)測量和常規(guī)工程建設(shè)測量。工程建設(shè)中，使用最多的是DS3水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀有微傾式水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、數(shù)字電子水準(zhǔn)儀等幾種類型。3.2.1水準(zhǔn)儀的構(gòu)造水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。如下圖為DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造圖。1、物鏡；2、物鏡調(diào)焦螺旋；3、水平微動螺旋；4、水平制動螺旋；5、微傾螺旋；6、腳螺旋；7、符合水準(zhǔn)器觀察窗口；8、管水準(zhǔn)器；9、圓水準(zhǔn)器；10、圓水準(zhǔn)器校正螺釘；11、目鏡；12、準(zhǔn)星；13、準(zhǔn)們；14、基座當(dāng)前5頁，總共29頁。3.2.1.1望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡是用來照準(zhǔn)豎立于觀測點上的水準(zhǔn)尺并讀取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)的儀器裝置，要求其能看清水準(zhǔn)尺上的分劃和注記并配有讀數(shù)標(biāo)志。根據(jù)在目鏡端觀察到的物體成像情況，望遠(yuǎn)鏡可以分為正像望遠(yuǎn)鏡和倒像望遠(yuǎn)鏡。下圖是倒像望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)圖，它由物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板和目鏡組成。

1、物鏡；2、目鏡；3、對光透鏡；4、十字絲分劃板；5、物鏡調(diào)焦螺旋；6、目鏡調(diào)焦螺旋其成像原理見下圖所示：當(dāng)前6頁，總共29頁。十字絲分劃板：當(dāng)前7頁，總共29頁。十字絲分劃板：在一直徑為約10mm的光學(xué)玻璃圓片上刻出三根橫絲和一根垂直于橫絲的縱絲；中間的長橫絲稱為中絲，用于讀取水準(zhǔn)尺上分劃的讀數(shù)；上、下兩根較短的橫絲稱為上絲和下絲，上、下絲總稱為視距絲，用來測定水準(zhǔn)儀至水準(zhǔn)尺的距離。用視距絲測量出的距離稱為視距。十字絲分劃板安裝在一金屬圓環(huán)上，用四顆校正螺絲固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。望遠(yuǎn)鏡物鏡光心與十字絲交點的連線稱為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸，用CC表示。望遠(yuǎn)鏡物鏡光心的位置是固定的，調(diào)整固定十字絲分劃板的四顆校正螺絲，在較小的范圍內(nèi)移動十字絲分劃板可以調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。當(dāng)前8頁，總共29頁。視差：物鏡與十字絲分劃板之間的距離是固定不變的，而望遠(yuǎn)鏡所瞄準(zhǔn)的目標(biāo)有遠(yuǎn)有近。目標(biāo)發(fā)出的光線通過物鏡后，在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所成實像的位置隨著目標(biāo)的遠(yuǎn)近而改變，要旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)像與十字絲分劃板平面重合才可以讀數(shù)。觀測者的眼睛在目鏡端上、下微微移動時，目標(biāo)像與十字絲沒有相對移動，如果目標(biāo)像與十字絲分劃板平面不重合，觀測者的眼睛在目鏡端上、下微微移動時，目標(biāo)像與十字絲之間就會有相對移動，這種現(xiàn)象稱為視差。視差會影響讀數(shù)的正確性，讀數(shù)之前必須消除它。消除視差的方法：用手暫時遮住物鏡(或?qū)⑼h(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空)，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲十分清晰；移去遮物鏡的手(或瞄準(zhǔn)標(biāo)尺)，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)像十分清晰。當(dāng)前9頁，總共29頁。3.2.1.2水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器用于置平儀器。水準(zhǔn)器有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。1、管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器由玻璃圓管制成，其內(nèi)壁磨成一定半徑R的圓弧，如圖所示。將管內(nèi)注滿酒精或乙醚，加熱封閉冷卻后，管內(nèi)形成的空隙部分充滿了液體的蒸汽，稱為水準(zhǔn)氣泡。因為蒸汽的比重小于液體，所以，水準(zhǔn)氣泡總是位于內(nèi)圓弧的最高點。當(dāng)前10頁，總共29頁。當(dāng)前11頁，總共29頁。2、圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器由玻璃圓柱管制成，其頂面內(nèi)壁是磨成一定半徑R的球面，中央刻有小圓圈，其圓心O是圓水準(zhǔn)器的零點；過零點O的球面法線為圓水準(zhǔn)器軸；當(dāng)圓水準(zhǔn)氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器軸處于豎直位置；當(dāng)氣泡不居中，氣泡偏移零點2mm時，軸線所傾斜的角度值，稱為圓水準(zhǔn)器的分劃值。一般為8′~10′。圓水準(zhǔn)器用于粗略整平儀器。制造水準(zhǔn)儀時，使圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸。旋轉(zhuǎn)基座上的三個腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器軸處于豎直位置，從而使儀器豎軸也處于豎直位置。當(dāng)前12頁，總共29頁。3、基座基座的作用是支承儀器的上部，用中心螺旋將基座連接到三腳架上?；饕奢S座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。3.2.2水準(zhǔn)尺和尺墊

水準(zhǔn)尺一般用優(yōu)質(zhì)木材或玻璃鋼制成，長度從2m~5m不等。

水準(zhǔn)尺分為直尺、塔尺，其中直尺又分單面分劃和雙面分劃兩種。塔尺常用于圖根水準(zhǔn)測量，尺面上的最小分劃為1cm或0.5cm，在每1米和每1分米處均有注記。雙面水準(zhǔn)尺多用于三、四等水準(zhǔn)測量，以兩把尺為一對使用。尺的兩面均有分劃，一面為黑白相間稱黑面尺；另一面為紅白相間稱紅面尺，兩面的最小分劃均為1cm，只在分米處有注記。兩把尺的黑面均由零開始分劃和注記。紅面的分劃和注記，一把尺由4.687m開始分劃和注記，另一把尺由4.787m開始分劃和注記，兩把尺紅面注記的零點差為0.1m。尺墊是在轉(zhuǎn)點處放置水準(zhǔn)尺用的，它是用生鐵鑄成的三角形板座，尺墊中央有一凸起的半球體以便于放置水準(zhǔn)尺，下有三個尖足便于將其踩入土中，以固穩(wěn)防動。當(dāng)前13頁，總共29頁。按觀測者的身高調(diào)節(jié)好三腳架的高度，為便于整平儀器，還要求使三腳架的架頭面大致水平，并將三腳架的三個腳尖踩入土中，使腳架穩(wěn)定。然后從儀器箱內(nèi)取出水準(zhǔn)儀，放在三腳架的架頭面上，并立即用中心螺旋旋入儀器基座的螺孔內(nèi)，以防止儀器從三腳架頭上摔下來。水準(zhǔn)測量的操作步驟：粗平→瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺→精平→讀數(shù)。1、粗平（即粗略整平儀器）：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，儀器的豎軸大致鉛垂，使望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸大致水平。

旋轉(zhuǎn)腳螺旋方向與圓水準(zhǔn)氣泡移動方向的規(guī)律是：用左手旋轉(zhuǎn)腳螺旋，則左手大拇指移動方向即為水準(zhǔn)氣泡移動方向；用右手旋轉(zhuǎn)腳螺旋，則右手食指移動方向即為水準(zhǔn)氣泡移動方向，初學(xué)者一般先練習(xí)用一只手操作，熟練后再練習(xí)用雙手操作。3.3水準(zhǔn)儀的使用當(dāng)前14頁，總共29頁。2、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 先目鏡對光：將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)明亮的背景，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰；松開制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡上的準(zhǔn)星和照門瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動螺旋；從望遠(yuǎn)鏡中觀察目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)清晰，再旋轉(zhuǎn)微動螺旋，使豎絲對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。3、精平從望遠(yuǎn)鏡的一側(cè)觀察管水準(zhǔn)氣泡偏離零點的方向，旋轉(zhuǎn)微傾螺旋，使氣泡大致居中，這時再從目鏡左邊的附合氣泡觀察窗中察看兩個氣泡影像是否吻合，如不吻合，再慢慢旋轉(zhuǎn)微傾螺旋直至完全吻合為止。4、讀數(shù)儀器精平后，應(yīng)立即用十字絲的橫絲在水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)。當(dāng)前15頁，總共29頁。1、水準(zhǔn)點為統(tǒng)一全國的高程系統(tǒng)和滿足各種測量的需要，測繪部門在全國各地埋設(shè)并測定了很多高程點，這些點稱為水準(zhǔn)點(縮寫為BM)。 一、二等水準(zhǔn)測量為精密水準(zhǔn)測量，三、四等水準(zhǔn)測量為普通水準(zhǔn)測量。 采用某等級的水準(zhǔn)測量方法測出其高程的水準(zhǔn)點稱為該等級水準(zhǔn)點； 各等水準(zhǔn)點均應(yīng)埋設(shè)永久性標(biāo)石或標(biāo)志，水準(zhǔn)點的等級應(yīng)注記在水準(zhǔn)點標(biāo)石或標(biāo)記面上。 水準(zhǔn)點標(biāo)石的類型可分為：基巖水準(zhǔn)標(biāo)石、基本水準(zhǔn)標(biāo)石、普通水準(zhǔn)標(biāo)石和墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志四種， 其中混凝土普通水準(zhǔn)標(biāo)石和墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志的埋設(shè)要求見下圖，水準(zhǔn)點在地形圖上的表示符號見下圖。3.4水準(zhǔn)線路觀測方法及成果處理當(dāng)前16頁，總共29頁。2、水準(zhǔn)線路形式當(dāng)前17頁，總共29頁。3、水準(zhǔn)測量外業(yè)工作方法 在進(jìn)行連續(xù)水準(zhǔn)測量時，如果任何一測站的后視讀數(shù)或前視讀數(shù)有錯誤，都將影響所測高差的正確性。 在每一測站的水準(zhǔn)測量中，為了能及時發(fā)現(xiàn)觀測中的錯誤，通常采用兩次儀器高法或雙面尺法進(jìn)行觀測，以檢核高差測量中可能發(fā)生的錯誤，這種檢核稱測站檢核。1)兩次儀器高法：在每一測站上用兩次不同儀器高度的水平視線(改變儀器高度應(yīng)在10cm以上)來測定相鄰兩點間的高差；如果兩次高差觀測值不相等，對圖根水準(zhǔn)測量，其差的絕對值應(yīng)小于5mm，否則應(yīng)重測。表為一附合水準(zhǔn)路線進(jìn)行水準(zhǔn)測量的記錄計算格式，表中圓括弧內(nèi)的數(shù)值為兩次高差之差。2)雙面尺法：用雙面尺法進(jìn)行水準(zhǔn)測量就是同時讀取每一把水準(zhǔn)尺的黑面和紅面分劃讀數(shù)，然后由前后視尺的黑面讀數(shù)計算出一個高差，前后視尺的紅面讀數(shù)計算出另一個高差，以這兩個高差之差是否小于某一限值來進(jìn)行檢核。在每一測站上儀器高度不變，這樣可加快觀測的速度。立尺點和水準(zhǔn)儀的安置同兩次儀器高法。在每一測站上，儀器經(jīng)過粗平后，其觀測程序為（三、四等水準(zhǔn)測量）：①瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)；②瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺黑面分劃→精平→讀數(shù)；③瞄準(zhǔn)前視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)；④瞄準(zhǔn)后視點水準(zhǔn)尺紅面分劃→精平→讀數(shù)。若進(jìn)行等外水準(zhǔn)測量，則只須進(jìn)行單尺面的觀測即可，即最終每測站只有六個觀測數(shù)據(jù)。當(dāng)前18頁，總共29頁。當(dāng)前19頁，總共29頁。當(dāng)前20頁，總共29頁。4、水準(zhǔn)測量的成果處理

水準(zhǔn)測量的成果整理內(nèi)容包括：測量記錄和計算的復(fù)核，高差閉合差的計算和檢核，高差改正數(shù)和各點高程的計算。

當(dāng)前21頁，總共29頁。【例】圖為按圖根水準(zhǔn)測量要求施測某附合水準(zhǔn)路線觀測成果略圖。BM-A和BM-B為已知高程的水準(zhǔn)點，圖中箭頭表示水準(zhǔn)測量前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點間的高差(以m為單位)，路線下方數(shù)字為該段路線的長度(以km為單位)，試計算待定點1、2、3點的高程。當(dāng)前22頁，總共29頁。當(dāng)前23頁，總共29頁。

水準(zhǔn)測量誤差包括儀器誤差、觀測誤差和外界環(huán)境的影響三個方面。1、儀器誤差1)儀器校正后的殘余誤差：規(guī)范規(guī)定，DS3水準(zhǔn)儀的i角大于20″才需要校正，因此，正常使用情況下，i角將保持在±20″以內(nèi)。

i角引起的水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差與儀器至標(biāo)尺的距離成正比，只要觀測時注意使前、后視距相等，便可消除或減弱角誤差的影響。在水準(zhǔn)測量的每站觀測中，使前、后視距完全相等是不容易做到的，因此規(guī)范規(guī)定，對于四等水準(zhǔn)測量，一站的前、后視距差應(yīng)小于等于5m，任一測站的前后視距累積差應(yīng)小于等于10m。2)水準(zhǔn)尺誤差：由于水準(zhǔn)尺分劃不準(zhǔn)確、尺長變化、尺彎曲等原因而引起的水準(zhǔn)尺分劃誤差會影響水準(zhǔn)測量的精度，因此須檢驗水準(zhǔn)尺上米間隔平均真長與名義長之差。規(guī)范規(guī)定：對于區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺不應(yīng)大于0.5mm，否則，應(yīng)在所測高差中進(jìn)行米真長改正。至于一對水準(zhǔn)尺的零點差，可在一水準(zhǔn)測段的觀測中安排偶數(shù)個測站予以消除。2、觀測誤差1)管水準(zhǔn)氣泡居中誤差：視準(zhǔn)軸水平是通過管水準(zhǔn)氣泡居中來實現(xiàn)的。如果精平儀器時，管水準(zhǔn)氣泡沒有精確居中，將造成管水準(zhǔn)器軸偏離水平面而產(chǎn)生誤差。由于這種誤差在前視與后視讀數(shù)中不相等，所以，高差計算中不能抵消。3.5水準(zhǔn)測量的誤差及其消減方法當(dāng)前24頁，總共29頁。2)讀數(shù)誤差：普通水準(zhǔn)測量的mm位數(shù)字是根據(jù)十字絲橫絲在水準(zhǔn)尺的厘米分劃內(nèi)的位置進(jìn)行估讀的，在望遠(yuǎn)境內(nèi)看到的橫絲寬度相對于厘米分劃格寬度的比例決定了估讀的精度。讀數(shù)誤差與望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)和視距長有關(guān)。視距愈長，讀數(shù)誤差愈大。因此，規(guī)范規(guī)定，使用DS3水準(zhǔn)儀進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量時，視距應(yīng)小于等于80m。3)水準(zhǔn)尺傾斜：讀數(shù)時水準(zhǔn)尺必須豎直。如果水準(zhǔn)尺前后傾斜，在水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的視場中不會察覺，但由此引起的水準(zhǔn)尺讀數(shù)總是偏大。且視線高度愈大，誤差就愈大。在水準(zhǔn)尺上安裝圓水準(zhǔn)器是保證尺子豎直的主要措施。4)視差：視差是指在望遠(yuǎn)鏡中，水準(zhǔn)尺的像沒有準(zhǔn)確地成在十字絲分劃板上，造成眼睛的觀察位置不同時，讀出的標(biāo)尺讀數(shù)也不同，由此產(chǎn)生讀數(shù)誤差。3、外界環(huán)境的影響1)儀器下沉和尺墊下沉：儀器或水準(zhǔn)尺安置在軟土或植被上時，容易產(chǎn)生下沉。采用“后—前—前—后”的觀測順序可以削弱儀器下沉的影響，采用往返觀測取觀測高差的中數(shù)可以削弱尺墊下沉的影響。2)大氣折光影響：晴天在日光的照射下，地面的溫度較高，靠近地面的空氣溫度也較高，其密度較上層為稀。水準(zhǔn)儀的水平視線離地面越近，光線的折射也就越大。規(guī)范規(guī)定，三、四等水準(zhǔn)測量時應(yīng)保證上、中、下三絲應(yīng)能讀數(shù)。3)溫度影響：當(dāng)日光照射水準(zhǔn)儀時，由于儀器各構(gòu)件受熱不勻而引起的不規(guī)則膨脹，將影響儀器軸線間的正常關(guān)系，使觀測產(chǎn)生誤差。觀測時應(yīng)注意撐傘遮陽。當(dāng)前25頁，總共29頁。1、水準(zhǔn)儀的軸線根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)，水準(zhǔn)儀有四條軸線，如圖所示。儀器包括視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)器軸這四條軸線。3.6水準(zhǔn)儀理論上應(yīng)滿足的條件2、水準(zhǔn)儀軸線之間應(yīng)滿足的幾何關(guān)系

1）水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸2）圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸

3）十字絲橫絲應(yīng)垂直儀器豎軸當(dāng)前26頁，總共29頁。3.7水準(zhǔn)儀在施工測量中的基本應(yīng)用方法1、已知設(shè)計高程的點的高度位置測設(shè)方法

高程測設(shè)的任務(wù)是，將設(shè)計高程測設(shè)到指定的樁位上。高程測設(shè)主要用在場地平整、開挖基坑（槽）、測設(shè)樓層面、定道路（管道）中線坡度和定橋臺橋墩的設(shè)計標(biāo)高等場合使用。高程測設(shè)的方法主要有水準(zhǔn)測量法和全站儀高程測設(shè)法。水準(zhǔn)測量法一般是采用視線高程法進(jìn)行測設(shè)。1）視線高法測設(shè)建筑物的如圖，已知水準(zhǔn)點A的高程，欲在B點測設(shè)出某建筑物的室內(nèi)地坪高程（建筑物的）為。將水準(zhǔn)儀安置在A、B兩點的中間位置，在A點豎立水準(zhǔn)尺，并精平儀器，讀取A尺的中絲讀數(shù)。則視線高為：，在B點木樁側(cè)面立水準(zhǔn)尺，設(shè)水準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)B尺的中絲讀數(shù)為，則應(yīng)滿足等式；由此可先計算出為：，然后操作者指揮立尺者，上下移動水準(zhǔn)尺，當(dāng)其上的尺讀數(shù)剛好為時，沿尺底在木樁側(cè)面畫一橫線，此時B點的高程就等于欲測設(shè)的高程。當(dāng)前27頁，總共29頁。3.7水準(zhǔn)儀在施工測量中的基本應(yīng)用方法2）視線高法測設(shè)深基坑的坑底標(biāo)高如圖，水準(zhǔn)點A的高程已知，欲在深基坑內(nèi)測設(shè)出坑底的設(shè)計高程，可按下面方法進(jìn)行測設(shè)。在深基坑一側(cè)懸掛鋼尺（尺的零端朝下，并掛一個重量約等于鋼尺檢定時的拉力的重錘），以代替水準(zhǔn)尺作為高程測設(shè)時的標(biāo)尺。先在地面上的圖示位置安置水準(zhǔn)儀，精平后先后讀取A點上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，鋼尺上的讀數(shù)；然后在深基坑內(nèi)安置水準(zhǔn)儀，讀出鋼尺上的讀數(shù)為，假設(shè)B點