土木工程測(cè)量 課件 第2章 水準(zhǔn)測(cè)量

授課教師：土木工程測(cè)量第2章水準(zhǔn)測(cè)量目錄水準(zhǔn)測(cè)量的原理2.1水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.3水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及注意事項(xiàng)2.5水準(zhǔn)儀及其操作2.2水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2.4電子水準(zhǔn)儀介紹2.6通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)理解水準(zhǔn)測(cè)量的原理，掌握水準(zhǔn)儀的構(gòu)造與操作、水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)實(shí)施和內(nèi)業(yè)計(jì)算的方法，了解水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正、水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析及電子水準(zhǔn)儀。學(xué)習(xí)目標(biāo)測(cè)定地面點(diǎn)高程的工作稱(chēng)為高程測(cè)量（heightdetermination）。某一點(diǎn)的高程一般是指這點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離，又稱(chēng)海拔或絕對(duì)高程。根據(jù)所使用的儀器及測(cè)量方法的不同，高程測(cè)量可分為水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、氣壓高程測(cè)量和GNSS高程測(cè)量等。水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)定地面點(diǎn)高程的精密方法，多用于水準(zhǔn)控制網(wǎng)點(diǎn)的高程測(cè)量。三角高程測(cè)量的精度次之，但工作速度較快，大多用于丘陵地帶或山區(qū)的高程控制測(cè)量或地形點(diǎn)的高程測(cè)量。氣壓高程測(cè)量的精度低，多用于森林隱蔽地區(qū)或起伏較大的山區(qū)的勘察工作，或簡(jiǎn)略的中、小比例尺測(cè)圖。GNSS測(cè)量是指通過(guò)GNSS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)量出GNSS接收機(jī)所在位置的大地水準(zhǔn)面高程，從而推算出所要測(cè)量的點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測(cè)量在國(guó)家高程控制測(cè)量、工程勘測(cè)和施工測(cè)量中被廣泛采用。因此，本章主要介紹水準(zhǔn)測(cè)量。為了使全國(guó)有統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，我國(guó)制定了一個(gè)統(tǒng)一的高程起算面，并在青島建立了水準(zhǔn)原點(diǎn)，作為全國(guó)高程的統(tǒng)一起算點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)水準(zhǔn)測(cè)量的原理2.12.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理水準(zhǔn)測(cè)量的主要目的是通過(guò)已知點(diǎn)的高程確定未知點(diǎn)的高程，但不是直接測(cè)定，而是通過(guò)測(cè)定已知點(diǎn)和未知點(diǎn)之間的高差來(lái)推算未知點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測(cè)量是指在兩個(gè)點(diǎn)分別豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線來(lái)讀取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，求得兩點(diǎn)之間的高差，從而由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理

(2-1)圖2-1水準(zhǔn)測(cè)量的原理2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理

(2-2)2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理

(2-3)

(2-4)則

(2-5)一般情況下，用兩點(diǎn)之間高差推算未知點(diǎn)高程的方法稱(chēng)為高差法，具體公式見(jiàn)式（2-3）。當(dāng)安置一次儀器需要同時(shí)求出若干未知點(diǎn)的高程時(shí)，用式（2-5）計(jì)算較為方便，相應(yīng)的方法稱(chēng)為視線高法。視線高法是指在每一個(gè)測(cè)站上測(cè)定一個(gè)視線高程作為該測(cè)站的常數(shù)，用此常數(shù)分別減去各待測(cè)點(diǎn)上的前視讀數(shù)，即可求得各未知點(diǎn)的高程，這種方法在實(shí)際工程中經(jīng)常用到。2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理

2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理

圖2-2連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理則

(2-6)

(2-7)

2.1水準(zhǔn)測(cè)量的原理為了保證高程傳遞的正確性，在連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，不僅要選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置（必須安放尺墊，水準(zhǔn)點(diǎn)上不需放尺墊），而且在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中，要保持轉(zhuǎn)點(diǎn)（尺墊）穩(wěn)定不動(dòng)；同時(shí)要盡可能保持各測(cè)站的前后視距（水準(zhǔn)儀到水準(zhǔn)尺的距離稱(chēng)為視距）大致相等，通過(guò)調(diào)節(jié)前視距和后視距，盡可能保持整條水準(zhǔn)路線中的前視距之和與后視距之和相等，這樣有利于消除（或減弱）地球曲率和某些儀器誤差對(duì)高差的影響。水準(zhǔn)儀及其操作2.22.2水準(zhǔn)儀及其操作測(cè)量高差的儀器主要有水準(zhǔn)儀、全站儀等，但由于水準(zhǔn)儀設(shè)備構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，精度更高，因此測(cè)量高差主要采用水準(zhǔn)儀。目前，工程測(cè)量常用的水準(zhǔn)儀有微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子（數(shù)字）水準(zhǔn)儀等，輔助工具有水準(zhǔn)尺和尺墊。其中，自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子（數(shù)字）水準(zhǔn)儀使用較為頻繁，而微傾水準(zhǔn)儀已基本被淘汰。但為了解最基本的水準(zhǔn)儀構(gòu)造，本節(jié)先對(duì)微傾水準(zhǔn)儀進(jìn)行介紹，接著介紹自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，后續(xù)再介紹電子水準(zhǔn)儀。無(wú)論哪一種水準(zhǔn)儀，其測(cè)量高差的原理是一樣的。2.2水準(zhǔn)儀及其操作

基座的作用是支撐儀器的上部，并通過(guò)連接螺旋使儀器與三腳架相連。它包括軸座、腳螺旋、三角形底板等?；娜齻€(gè)腳螺旋用于調(diào)節(jié)儀器水準(zhǔn)管氣泡，是儀器的常用部件。基座不是水準(zhǔn)儀獨(dú)有的，幾乎所有需要調(diào)平的測(cè)量?jī)x器都有基座，其結(jié)構(gòu)、作用和操作方法基本相同。1.基座

望遠(yuǎn)鏡是用來(lái)精確照準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)（標(biāo)尺）和提供水平視線進(jìn)行讀數(shù)的設(shè)備，主要由物鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡四部分構(gòu)成，如圖2-4（a）所示。圖2-4（b）是從目鏡中看到的經(jīng)過(guò)放大后的十字絲分劃板的像。十字絲分劃板是用來(lái)精確照準(zhǔn)目標(biāo)的，中間一根長(zhǎng)橫絲稱(chēng)為中絲，與之垂直的一根絲稱(chēng)為豎絲，關(guān)于中絲上、下對(duì)稱(chēng)的兩根短橫絲分別稱(chēng)為上絲、下絲，上、下絲統(tǒng)稱(chēng)為視距絲。在進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，用中絲在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)以計(jì)算高差，用上、下絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)以計(jì)算水準(zhǔn)儀至水準(zhǔn)尺的距離（即視距）。2.望遠(yuǎn)鏡圖2-4望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)成及十字絲分劃板的像

2.望遠(yuǎn)鏡圖2-5望遠(yuǎn)鏡成像原理

2.望遠(yuǎn)鏡

2.望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋用于控制望遠(yuǎn)鏡在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以粗略照準(zhǔn)目標(biāo)。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)松開(kāi)制動(dòng)螺旋，避免造成制動(dòng)系統(tǒng)失靈；當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)后再擰緊制動(dòng)螺旋，且制動(dòng)力度不宜太大，以望遠(yuǎn)鏡不水平轉(zhuǎn)動(dòng)為宜。微動(dòng)螺旋與制動(dòng)螺旋配套使用，用于精確照準(zhǔn)目標(biāo)。只有當(dāng)制動(dòng)螺旋擰緊后，微動(dòng)螺旋才能發(fā)揮作用。當(dāng)制動(dòng)螺旋擰緊后，眼睛通過(guò)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，精確照準(zhǔn)目標(biāo)。如果正反旋轉(zhuǎn)微動(dòng)螺旋，都不能在望遠(yuǎn)鏡中照準(zhǔn)目標(biāo)，應(yīng)松開(kāi)制動(dòng)螺旋，重新照準(zhǔn)后再精確照準(zhǔn)。

2.望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器是水準(zhǔn)儀上的重要部件，它是一種利用液體受重力作用后使氣泡居于最高處的特性，指示水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸位于水平或豎直位置的裝置，可使水準(zhǔn)儀獲得一條水平視線。水準(zhǔn)器分為管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。

3.水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器1)2)管水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器由玻璃管制成，又稱(chēng)“水準(zhǔn)管”，用于精確整平儀器，其縱向內(nèi)壁研磨成具有一定半徑的圓?。▓A弧半徑一般為7~20m），內(nèi)裝酒精和乙醒的混合液，加熱密封冷卻后形成一個(gè)小長(zhǎng)氣泡，因氣泡較輕，故處于管內(nèi)最高處。

3.水準(zhǔn)器1)管水準(zhǔn)器

3.水準(zhǔn)器1)管水準(zhǔn)器圖2-6管水準(zhǔn)器

3.水準(zhǔn)器1)管水準(zhǔn)器

(2-8)

3.水準(zhǔn)器1)管水準(zhǔn)器圖2-7水準(zhǔn)管與符合棱鏡

3.水準(zhǔn)器2)圓水準(zhǔn)器2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架圖2-8水準(zhǔn)尺、尺墊、三腳架水準(zhǔn)尺是水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)使用的標(biāo)尺，其質(zhì)量的好壞直接影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度，因此水準(zhǔn)尺是用不易變形且干燥的優(yōu)良木材或玻璃鋼制成的，要求尺長(zhǎng)穩(wěn)定，刻劃準(zhǔn)確，長(zhǎng)度從2m至5m不等。根據(jù)構(gòu)造不同，常用的水準(zhǔn)尺可分為直尺（整體尺）和塔尺兩種，如圖2-8（a）所示。直尺中又有單面分劃尺和雙面（紅黑面）分劃尺。水準(zhǔn)尺尺面每隔1cm涂有黑白或紅白相間的分格，每分米處標(biāo)注有數(shù)字，數(shù)字一般是倒寫(xiě)的，以便觀測(cè)時(shí)從望遠(yuǎn)鏡中看到的是正像數(shù)字。2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架雙面水準(zhǔn)尺的兩面均有刻劃，一面為黑白分劃，稱(chēng)為“黑面尺”（也稱(chēng)主尺）；另一面為紅白分劃，稱(chēng)為“紅面尺”。通常用兩根尺組成一對(duì)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，兩根尺的黑面尺尺底均從零開(kāi)始；而紅面尺尺底，一根從固定數(shù)值4.687m開(kāi)始，另一根從固定數(shù)值4.787m開(kāi)始，此固定數(shù)值稱(chēng)為零點(diǎn)差（或紅黑面常數(shù)差，或尺常數(shù)）。水平視線在同一根水準(zhǔn)尺上的黑面與紅面的讀數(shù)之差稱(chēng)為尺底的零點(diǎn)差，可作為水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)讀數(shù)的檢核條件。2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架塔尺一般由三節(jié)（或五節(jié)）小尺套接而成，一般其他節(jié)小尺套在最下一節(jié)小尺內(nèi)，長(zhǎng)度為2m。如果三節(jié)（或五節(jié)）小尺全部拉出，則長(zhǎng)度可達(dá)5m。塔尺攜帶方便，但應(yīng)注意塔尺的連接處務(wù)必套接準(zhǔn)確、穩(wěn)固。塔尺一般用于地形起伏較大、精度要求較低的水準(zhǔn)測(cè)量中。塔尺在使用時(shí)優(yōu)先使用最下面一節(jié)，如果高差較大時(shí)才拉出上面的兩節(jié)，且應(yīng)確保每節(jié)完全拉出切記避免第三節(jié)完全拉出而第二節(jié)未完全拉出的情況。在使用過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)塔尺的保護(hù)避免套接損壞、尺面彎曲、尺面磨損嚴(yán)重、尺底磨損嚴(yán)重等情況出現(xiàn)。2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架如圖2-8（b）所示尺墊一般由三角形的鑄鐵制成下面有三個(gè)尖腳便于使用時(shí)將尺墊踩入土中使之穩(wěn)固。尺墊中心有一個(gè)突起的半球體水準(zhǔn)尺豎立于尺墊半球體的最高點(diǎn)處。尺墊一般安置在轉(zhuǎn)點(diǎn)處以防止觀測(cè)過(guò)程中水準(zhǔn)尺下沉或位置發(fā)生變化而影響讀數(shù)。安置尺墊時(shí)應(yīng)用力踩實(shí)避免尺墊沉降因?yàn)槌邏|的沉降誤差是不能通過(guò)數(shù)據(jù)檢查而發(fā)現(xiàn)的。在本測(cè)站未觀測(cè)結(jié)束之前不能移動(dòng)尺墊。在水泥地面等較為堅(jiān)硬的轉(zhuǎn)點(diǎn)處也應(yīng)安置尺墊。安置尺墊雖然增加了該轉(zhuǎn)點(diǎn)的尺底高程但不影響整個(gè)水準(zhǔn)路線的總體高差。尺墊起到傳遞高程的作用一般不需要計(jì)算尺墊位置的高程。在測(cè)量需要計(jì)算高程的控制點(diǎn)時(shí)不能使用尺墊。2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架三腳架是水準(zhǔn)儀的重要附件用以安置水準(zhǔn)儀一般用木頭或金屬制成。常用的三腳架如圖2-8（c）所示。腳架一般可伸縮便于攜帶和調(diào)整儀器高度。在使用三腳架過(guò)程中應(yīng)確保三個(gè)腳架腿不發(fā)生位置移動(dòng)和沉降如在土地上使用應(yīng)分別踩實(shí)三個(gè)腳架腿后再調(diào)整腳架長(zhǎng)度和調(diào)整儀器。為確保測(cè)量準(zhǔn)確應(yīng)確保三個(gè)腳架腿的伸縮固定螺栓固定以及中心連接螺旋與儀器牢固連接但不要全力擰緊以腳架相對(duì)位置不改變和儀器不在架頭發(fā)生移動(dòng)為宜。2.2.2水準(zhǔn)尺、尺墊和三腳架水準(zhǔn)儀的操作包括安置儀器、粗略整平（粗平）、照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精確整平（精平）和讀數(shù)等步驟。1.安置儀器2.粗略整平(粗平)3.照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺4.精確整平(精平)5.讀數(shù)2.2.3水準(zhǔn)儀的操作選取合適的位置安置儀器首先打開(kāi)三腳架按觀測(cè)者的身高調(diào)節(jié)三腳架的高度一般以架頭與觀測(cè)者腋窩高度平齊為宜。為便于整平儀器應(yīng)使三腳架的架頭大致水平并將三腳架的三個(gè)腳架腿踩實(shí)使腳架穩(wěn)定。然后將水準(zhǔn)儀平穩(wěn)地安放在架頭上一只手握住儀器另一只手立即將三腳架中心連接螺旋旋入儀器基座的中心螺孔內(nèi)適度旋緊防止儀器從架頭上摔落下來(lái)。1.安置儀器2.2.3水準(zhǔn)儀的操作粗略整平（粗平）是指通過(guò)移動(dòng)三腳架或調(diào)節(jié)三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，從而使儀器的豎軸大致鉛垂。如圖2-9（a）所示，外圍三個(gè)圓圈（標(biāo)號(hào)分別為1、2、3）為腳螺旋，中間為圓水準(zhǔn)器，虛線圓圈代表氣泡所在位置。粗平的具體做法是：首先用雙手按圖2-9（a）中箭頭所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋1、2，使氣泡移動(dòng)到這兩個(gè)腳螺旋連線方向的中間，然后按圖2-9（b）中箭頭所指方向，用左手轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋3，使氣泡居中（即位于黑圓圈中央）。在整平的過(guò)程中，氣泡移動(dòng)的方向與左手大拇指轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋時(shí)的移動(dòng)方向一致，因此這種方法稱(chēng)為左手拇指法則。2.2.3水準(zhǔn)儀的操作2.粗略整平(粗平)圖2-9圓水準(zhǔn)器整平（左手拇指法則）將望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景（如天空或白色明亮物體），轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的十字絲像十分清晰（以后照準(zhǔn)時(shí)就不需要再進(jìn)行目鏡調(diào)焦）。然后松開(kāi)制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡上方的缺口和準(zhǔn)星照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，粗略進(jìn)行物鏡調(diào)焦。當(dāng)在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)看到水準(zhǔn)尺像（如果無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋都不能看到水準(zhǔn)尺像，可能是望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有照準(zhǔn)，或是物鏡前存在遮擋物）時(shí)，擰緊制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，使十字絲的豎絲對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺中央或靠近水準(zhǔn)尺的一側(cè)，如圖2-10所示。此時(shí)可檢查水準(zhǔn)尺是否左右傾斜，如果傾斜則修正之后再行照準(zhǔn)。最后轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋進(jìn)行仔細(xì)對(duì)光，注意消除視差，使水準(zhǔn)尺的分劃像十分清晰。2.2.3水準(zhǔn)儀的操作3.照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺圖2-10照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺與讀數(shù)精確整平（精平）是指轉(zhuǎn)動(dòng)位于目鏡下方的微傾螺旋，從氣泡觀察窗內(nèi)看到水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)密吻合（居中），此時(shí)視線即水平視線。由于粗略整平中使用的圓水準(zhǔn)器的靈敏度較低，所以當(dāng)照準(zhǔn)某一目標(biāo)精平后，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)另一目標(biāo)時(shí)，水準(zhǔn)管氣泡將會(huì)有微小的偏離（不吻合）。因此，在進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量中，每次照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)密吻合后才能讀數(shù)。4.精確整平(精平)2.2.3水準(zhǔn)儀的操作儀器精平后，應(yīng)立即用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。根據(jù)望遠(yuǎn)鏡的成像原理，觀測(cè)者從望遠(yuǎn)鏡里看到的水準(zhǔn)尺像是倒立的（大部分儀器如此），為了便于讀數(shù)，一般將水準(zhǔn)尺上的注記倒寫(xiě)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)先確定讀數(shù)方向，即確定注記增大方向，依次讀出分米值（由分米值可以確定米值）、厘米值（從分米位依次往注記增大方向數(shù)）。由于水準(zhǔn)尺刻劃至厘米位，因此毫米值需要估讀，將個(gè)黑格（或白格）十等分，然后按照從小往大的方向依次估讀。讀數(shù)最終結(jié)果應(yīng)為四位數(shù)，單位為m或者mm。如圖2-10中水準(zhǔn)尺的中絲讀數(shù)為1.608m，也可讀作1608mm，其中末位8是估讀的毫米值。讀數(shù)應(yīng)迅速、果斷、準(zhǔn)確，讀數(shù)后應(yīng)立即重新檢視水準(zhǔn)管氣泡是否仍居中，如仍居中，則讀數(shù)有效，否則應(yīng)重新精平后再讀數(shù)。2.2.3水準(zhǔn)儀的操作5.讀數(shù)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是在一定的豎軸傾斜范圍內(nèi)，通過(guò)補(bǔ)償器自動(dòng)安平望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的水準(zhǔn)儀，如圖2-11所示。它的外形與微傾水準(zhǔn)儀的外形相似，但操作更為簡(jiǎn)便。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，機(jī)械部分通常采用摩擦制動(dòng)控制望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，即無(wú)制動(dòng)螺旋；第二，光學(xué)系統(tǒng)中裝有一個(gè)自動(dòng)補(bǔ)償器（代替管水準(zhǔn)器），起到視準(zhǔn)軸自動(dòng)安平的作用。當(dāng)視準(zhǔn)軸有微量?jī)A斜時(shí)，補(bǔ)償器在重力作用下相對(duì)視準(zhǔn)軸移動(dòng)，從而自動(dòng)、迅速地獲得準(zhǔn)確的水平視線。部分自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀還配置了粗略進(jìn)行水平角測(cè)量的刻度盤(pán)、方便觀察圓水準(zhǔn)器氣泡居中狀態(tài)的反光鏡。2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)圖2-11自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒(méi)有制動(dòng)螺旋、管水準(zhǔn)器和微傾螺旋，也就沒(méi)有水準(zhǔn)管氣泡觀察系統(tǒng)，因此操作簡(jiǎn)便，測(cè)量速度快，在工程測(cè)量中廣泛使用，基本取代了微傾水準(zhǔn)儀的市場(chǎng)地位。

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)1.自動(dòng)安平原理

(2-9)

圖2-12自動(dòng)安平原理

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)2.補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)2.補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理圖2-14望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸向下傾斜時(shí)直角棱鏡的偏轉(zhuǎn)情況

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)2.補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理圖2-15補(bǔ)償器沒(méi)有發(fā)生作用的光路

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)2.補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理圖2-16補(bǔ)償器發(fā)生作用后的光路

2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)2.補(bǔ)償器的補(bǔ)償原理2.2.4自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紀(jì)3.阻尼器補(bǔ)償器有一個(gè)因重力作用而產(chǎn)生的“擺”。為使“擺”的擺動(dòng)能迅速靜止，必須裝一個(gè)阻尼器。目前多采用空氣阻尼器，也可采用磁阻尼器。4.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的操作自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的操作步驟為：安置儀器→整→照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺→讀數(shù)。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀只有圓水準(zhǔn)氣泡，整平過(guò)程中，只需要將圓水準(zhǔn)氣泡居中即可。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的安置儀器、照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺和讀數(shù)等操作與微傾水準(zhǔn)儀的一樣。相對(duì)于微傾水準(zhǔn)儀，自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀每次旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)前減少了精確整平的步驟，更加快速。安置好儀器后，先利用腳架或腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后用十字絲中絲在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)，再記錄計(jì)算即可。部分自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀配有一個(gè)補(bǔ)償器檢查按鈕。水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.32.3水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量依據(jù)精度不同分為一、二、三、四等，其中一、二等水準(zhǔn)測(cè)量是國(guó)家高程控制的基礎(chǔ)，三、四等水準(zhǔn)測(cè)量直接為地形圖測(cè)繪和各種工程建設(shè)提供所必需的高程控制。工程水準(zhǔn)測(cè)量分為二、三、四、五等。精度低于四等的水準(zhǔn)測(cè)量又分為五等水準(zhǔn)測(cè)量和圖根水準(zhǔn)測(cè)量，也稱(chēng)為等外水準(zhǔn)測(cè)量和普通水準(zhǔn)測(cè)量。本節(jié)重點(diǎn)介紹普通水準(zhǔn)測(cè)量和三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容。2.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)圖2-17國(guó)家等級(jí)和建筑工程水準(zhǔn)點(diǎn)2.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn)（benchmark，BM）是用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)。一般按照水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)，根據(jù)地區(qū)氣候條件與工程需要，每隔一定距離埋設(shè)不同類(lèi)型的永久性或臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志或標(biāo)石。水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志或標(biāo)石應(yīng)埋設(shè)于土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固的地面或地表以下合適的位置，必須便于長(zhǎng)期保存，且利于觀測(cè)和尋找。國(guó)家等級(jí)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用鋼筋混凝土或石料制成，深埋到地面凍結(jié)線以下，如圖2-17（a）所示。標(biāo)石頂部鑲嵌由不銹鋼或其他不易銹蝕的材料制成的半球形標(biāo)志，標(biāo)志最高處（球頂）作為高程起算基準(zhǔn)。有時(shí)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)的金屬標(biāo)志也可以直接鑲嵌在堅(jiān)固穩(wěn)定的永久性建筑物的墻腳等方便觀測(cè)的位置，如圖2-17（b）所示。2.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)各類(lèi)建筑工程中常用的永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用混凝土或鋼筋混凝土制成，頂部設(shè)置半球形金屬標(biāo)志，如圖2-17（c）所示。工程中使用的臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)可用長(zhǎng)約20cm的木樁代替,如圖2-17（d）所示。木樁的一端削尖，方便打入土中；木樁的另一端釘入一個(gè)半圓球狀鐵釘，鐵釘?shù)淖罡咛幾鳛楦叱唐鹚慊鶞?zhǔn)。木樁打入土中的深度以確保木樁牢固為宜，一般留在土體表面的長(zhǎng)度不超過(guò)5cm。也可直接把大鐵釘（鋼筋頭）打入瀝青等路面或橋臺(tái)、房屋基石，或在堅(jiān)硬地面和巖石上刻上記號(hào)，并用紅油漆標(biāo)記。2.3.1水準(zhǔn)點(diǎn)為了便于尋找水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，編號(hào)前一般冠以“BM”字樣，以表示水準(zhǔn)點(diǎn)，并繪制水準(zhǔn)點(diǎn)與附近固定建筑物或其他明顯地物的關(guān)系的點(diǎn)位草圖，稱(chēng)為“點(diǎn)之記”，作為水準(zhǔn)測(cè)量的成果一并保存。關(guān)于永久性水準(zhǔn)點(diǎn)、臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置方法和要求，《工程測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB50026—2020）中有明確的規(guī)定，這里不再贅述。2.3.2測(cè)站、測(cè)段、水準(zhǔn)路線測(cè)站是指外業(yè)測(cè)量時(shí)安放儀器進(jìn)行觀測(cè)的點(diǎn)。在測(cè)站架設(shè)儀器進(jìn)行測(cè)量，完成該測(cè)站的所有工作環(huán)節(jié)后移動(dòng)儀器至下一個(gè)位置，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為搬站或遷站。1.測(cè)站測(cè)段是指兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)或控制點(diǎn)之間的測(cè)量區(qū)段，一般由一個(gè)或多個(gè)測(cè)站組成。當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)、不能通視、高差較大等情況時(shí)，需要設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)。2.測(cè)段2.3.2測(cè)站、測(cè)段、水準(zhǔn)路線3.水準(zhǔn)路線

圖2-18測(cè)量水準(zhǔn)路線簡(jiǎn)圖2.3.2測(cè)站、測(cè)段、水準(zhǔn)路線3.水準(zhǔn)路線（1）支水準(zhǔn)路線：從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，沿各待測(cè)高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，如圖2-18（a）所示。對(duì)于支水準(zhǔn)路線，為提高測(cè)量精度，待測(cè)高程點(diǎn)不應(yīng)超過(guò)3個(gè)，且應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè)。（2）閉合水準(zhǔn)路線：從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，沿各待測(cè)高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原水準(zhǔn)點(diǎn)，如圖2-18（b）所示。（3）附合水準(zhǔn)路線：從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，沿各待測(cè)高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合至另一已知水準(zhǔn)點(diǎn)上，如圖2-18（c）所示。（4）水準(zhǔn)網(wǎng)：若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成網(wǎng)狀，如圖2-18（d）所示。2.3.3普通水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施

圖2-19普通水準(zhǔn)測(cè)量略圖2.3.3普通水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施

2.3.3普通水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施

2.3.3普通水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.3.4水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站檢核每站測(cè)量時(shí)，任何一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都將導(dǎo)致所觀測(cè)高差不正確。為保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的正確性，需要對(duì)每個(gè)測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，檢核合格之后才能進(jìn)行下一站測(cè)量。通常采用變動(dòng)儀器高法或雙面尺法進(jìn)行測(cè)站檢核。2.3.4水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站檢核在每一測(cè)站測(cè)得高差后，改變儀器高度（即重新安置與整平儀器）在0.1m以上再觀測(cè)一次高差，若兩次測(cè)得高差的差值在±5mm以?xún)?nèi)，則取兩次高差的平均值作為該站測(cè)得的高差值。否則需要查找原因，重新觀測(cè)。1.變動(dòng)儀器高法2.3.4水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站檢核

2.雙面尺法2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理測(cè)站檢核只能檢查每一個(gè)測(cè)站所測(cè)高差是否正確，而對(duì)于整條水準(zhǔn)路線來(lái)說(shuō)，還不能說(shuō)明它的精度是否符合要求。例如，儀器搬站期間，轉(zhuǎn)點(diǎn)的尺墊被碰動(dòng)、下沉等引起的誤差，在測(cè)站檢核中無(wú)法發(fā)現(xiàn)，而水準(zhǔn)路線的高差閉合差卻能反映出來(lái)。因此，普通水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)觀測(cè)結(jié)束后，首先應(yīng)復(fù)查與檢核記錄手簿，并按水準(zhǔn)路線布設(shè)形式進(jìn)行成果整理。普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理的內(nèi)容包括高差閉合差的計(jì)算與檢核、高差閉合差的分配和改正后的高差計(jì)算、未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算。2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1）支水準(zhǔn)路線1.高差閉合差的計(jì)算與檢核2）閉合水準(zhǔn)路線3）附合水準(zhǔn)路線2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1.高差閉合差的計(jì)算與檢核1）支水準(zhǔn)路線

(2-10)2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1.高差閉合差的計(jì)算與檢核2）閉合水準(zhǔn)路線

(2-11)2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1.高差閉合差的計(jì)算與檢核3）附合水準(zhǔn)路線

(2-12)

(2-13)2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1.高差閉合差的計(jì)算與檢核3）附合水準(zhǔn)路線

(2-14)2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理1.高差閉合差的計(jì)算與檢核3）附合水準(zhǔn)路線

(2-15)

表2-2各等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值水準(zhǔn)測(cè)量等級(jí)二等三等四等五等圖根（普通）平地往返較差、閉合差/mm山地往返較差、閉合差/mm————

2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理2.高差閉合差的分配和改正后的高差計(jì)算

(2-16)或

(2-17)

2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理2.高差閉合差的分配和改正后的高差計(jì)算

高差改正數(shù)計(jì)算檢核式為2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理2.高差閉合差的分配和改正后的高差計(jì)算

(2-18)

2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理

3.未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理對(duì)于如圖2-20所示的平原地區(qū)閉合水準(zhǔn)路線，BM.A為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，按普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)得的各測(cè)段觀測(cè)高差和路線長(zhǎng)度已分別標(biāo)注在水準(zhǔn)路線上?，F(xiàn)將此算例高差閉合差的分配和改正后的高差及高程計(jì)算成果列于表2-3中（表2-3見(jiàn)教材35頁(yè)）。3.未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算1）算例一圖2-20平原地區(qū)閉合水準(zhǔn)路線略圖2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理由表2-3可知3.未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算1）算例一

則

故此算例成果合格。2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理對(duì)于如圖2-21所示的丘陵地區(qū)附合水準(zhǔn)路線，BM.A和BM.B為已知水準(zhǔn)點(diǎn)，按普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)得的各測(cè)段觀測(cè)高差和測(cè)站數(shù)已分別標(biāo)注在路線的上、下方?，F(xiàn)將此算例高差閉合差的分配和改正后高差及高程計(jì)算成果列于表2-4中（表2-4見(jiàn)教材35頁(yè)）。3.未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算2）算例二圖2-21丘陵地區(qū)附合水準(zhǔn)路線略圖2.3.5普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理由表2-4可知3.未知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算

故此算例成果合格。2）算例二

2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施三、四等水準(zhǔn)測(cè)量除了用于國(guó)家高程控制網(wǎng)的加密，還常用作小區(qū)域測(cè)繪工程的首級(jí)高程控制、工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)施工測(cè)量和變形觀測(cè)的基本控制。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)以測(cè)區(qū)附近高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程為起算數(shù)據(jù)，布設(shè)成單一附合（閉合）水準(zhǔn)路線、單結(jié)點(diǎn)或多結(jié)點(diǎn)水準(zhǔn)網(wǎng)。水準(zhǔn)點(diǎn)距離可根據(jù)實(shí)際需要確定，一般為1~2km。應(yīng)埋設(shè)普通水準(zhǔn)標(biāo)石或設(shè)置墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志，也可將埋石的平面控制點(diǎn)作為水準(zhǔn)點(diǎn)。2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施

2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施在一個(gè)測(cè)段的第一測(cè)站，后視尺人員在后視點(diǎn)立尺，觀測(cè)者在目估視距不超過(guò)75m（四等水準(zhǔn)不超過(guò)100m）的地方安置水準(zhǔn)儀，調(diào)整圓水準(zhǔn)器使氣泡居中。前視尺人員從后視點(diǎn)開(kāi)始用步幅法測(cè)量后視距和前視距，在視距差不超過(guò)3m（四等水準(zhǔn)不超過(guò)5m）的地方用尺墊作轉(zhuǎn)點(diǎn)，在尺墊上立尺。觀測(cè)者分別照準(zhǔn)后視尺、前視尺估讀視距，確認(rèn)前后視距差不超限（如果超限，則需調(diào)整前視轉(zhuǎn)點(diǎn)或測(cè)站位置），然后按表2-6所列觀測(cè)順序進(jìn)行觀測(cè)（表2-6見(jiàn)教材37頁(yè)）。記錄者將讀數(shù)記錄在表2-6相應(yīng)欄內(nèi)，并現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與限差比較，進(jìn)行檢核。1.測(cè)站觀測(cè)方法與記錄2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施表2-6前4行中，括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示在每個(gè)測(cè)站上觀測(cè)、記錄、計(jì)算、檢核的順序。其中：①讀取后視尺黑面：上絲讀數(shù)（1），下絲讀數(shù)（2），中絲讀數(shù)（3）；②讀取前視尺黑面：上絲讀數(shù)（4），下絲讀數(shù)（5），中絲讀數(shù)（6）；③讀取前視尺紅面:中絲讀數(shù)（7）；④讀取后視尺紅面:中絲讀數(shù)（8）。上述8個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)是測(cè)站計(jì)算的基礎(chǔ)，記錄者要“邊觀測(cè)、邊記錄、邊計(jì)算、邊檢核”。如果觀測(cè)數(shù)據(jù)符合技術(shù)要求，則可以繼續(xù)施測(cè)，否則應(yīng)及時(shí)告知觀測(cè)者本站從頭觀測(cè)，直至所觀測(cè)數(shù)據(jù)符合要求。1.測(cè)站觀測(cè)方法與記錄2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施以上觀測(cè)順序簡(jiǎn)稱(chēng)為“后（黑）—前（黑）—前（紅）—后（紅）”，三等水準(zhǔn)測(cè)量必須依照這個(gè)觀測(cè)順序進(jìn)行。四等水準(zhǔn)測(cè)量也可以按照“后（黑）—后（紅）—前（黑）—前（紅）”的觀測(cè)順序進(jìn)行。如果一個(gè)測(cè)段存在多個(gè)測(cè)站，則雙面尺的長(zhǎng)期使用或制造誤差會(huì)造成黑、紅面的零點(diǎn)差不是4.787m和4.687m。如果測(cè)站數(shù)是奇數(shù)，則很難消除零點(diǎn)差造成的誤差，因此一般要求一個(gè)測(cè)段的測(cè)站數(shù)為偶數(shù)。1.測(cè)站觀測(cè)方法與記錄視距部分1)2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核三、四等水準(zhǔn)測(cè)量在每個(gè)測(cè)站上的計(jì)算有視距、高差和檢核3個(gè)部分。這里約定，水準(zhǔn)標(biāo)尺上讀數(shù)的單位為mm。2)3)高差部分檢核部分視距部分1)2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核后視距：(9)=100×[(1)－(2)]。三等不超過(guò)75m，四等不超過(guò)100m。后視距：(10)=100×[(4)－(5)]。三等不超過(guò)75m，四等不超過(guò)100m。視距測(cè)量的原理參見(jiàn)4.2.1節(jié)內(nèi)容。前后視距差：(11)=(9)－(10)。三等不超過(guò)±3m，四等不超過(guò)±5m。前后視距差累積：(12)=本站的(11)－前站的(12)。三等不超過(guò)±6m，四等不超過(guò)±10m。2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核

高差部分2)2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核黑、紅面高差之差：(15)=(13)-(14)。三等不超過(guò)±3mm，四等不超過(guò)±5mm。黑面高差：(16)=(3)-(6)。紅面高差：(17)=(8)-(7)。黑、紅面高差之差檢核：(15)=(13)-(14)=(16)-[(17)±100]。高差部分2)2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核由于兩根水準(zhǔn)尺的尺常數(shù)相差100mm，即4787mm與4687mm之差，因此紅面高差應(yīng)經(jīng)過(guò)“±100mm”的換算，是“+”還是“-”要以黑面高差來(lái)確定。具體做法是：以黑面高差為基準(zhǔn)，如果黑面高差值比紅面高差值大，則紅面實(shí)際高差應(yīng)“+100mm”；如果黑面高差值比紅面高差值小，則紅面實(shí)際高差應(yīng)“-100mm”。前面各項(xiàng)值在滿足規(guī)范要求的限值的前提下，方能計(jì)算平均高差，且平均高差中的紅面高差應(yīng)采用經(jīng)過(guò)換算后的高差。平均高差：高差部分2)

2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核

檢核部分3)2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施2.測(cè)站計(jì)算與檢核視距差檢核：檢核部分3)

高差檢核：

2.3.6三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施3.成果整理三、四等水準(zhǔn)測(cè)量成果整理的內(nèi)容與普通水準(zhǔn)測(cè)量成果整理的內(nèi)容一樣，主要區(qū)別在于等級(jí)不同，高差閉合差容許值的計(jì)算公式不一樣。這里不再贅述。水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正2.42.4水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)就是查明儀器各軸線是否滿足應(yīng)有的幾何條件。只有各軸線滿足幾何條件，水準(zhǔn)儀才能真正提供一條水平視線，正確地測(cè)定兩點(diǎn)間的高差。如果各軸線不滿足幾何條件，且超出規(guī)定的范圍，則應(yīng)進(jìn)行儀器校正。所以水準(zhǔn)儀校正的目的是使儀器各軸線滿足應(yīng)有的幾何條件。2.4.1水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的幾何條件

圖2-22水準(zhǔn)儀的軸線2.4.1水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的幾何條件

安置水準(zhǔn)儀后，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，如圖2-23（a）所示。然后將儀器繞豎軸旋儀器轉(zhuǎn)180°。如果氣泡仍舊居中，則表示該幾何條件滿足，不必校正。如果氣泡偏離中心，如圖2-23（b）所示，則表示該幾何條件不滿足，需要進(jìn)行校正。2.4.2圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)方法圖2-23圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正方法2.4.2圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正2.校正方法先保持水準(zhǔn)儀不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡向圓水準(zhǔn)器中心方向移動(dòng)偏離值的一半，如圖2-23（c）所示；然后用校正針?biāo)蓜?dòng)圓水準(zhǔn)器底部中間的連接螺絲，如圖2-23（d）所示；再分別撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器底部的三個(gè)校正螺絲，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，如圖2-23（e）所示。校正完畢后，應(yīng)記住把連接螺絲再旋緊。2.4.2圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正3.校正原理圖2-24圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的校正原理圖2.4.2圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正3.校正原理

2.4.2圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正3.校正原理

若十字絲中絲已垂直于儀器豎軸，則當(dāng)儀器豎軸鉛垂時(shí)，中絲應(yīng)水平，從而用中絲的不同部分在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)應(yīng)該是相同的。安置水準(zhǔn)儀整平后，用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)某一明顯的點(diǎn)狀目標(biāo)A，擰緊制動(dòng)螺旋，緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，從望遠(yuǎn)鏡中觀測(cè)A點(diǎn)是否始終沿著中絲移動(dòng)。如果A點(diǎn)始終沿著中絲移動(dòng)，則表示中絲是水平的，否則需要校正。2.4.3十字絲中絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)方法校正方法因十字絲裝置的形式不同而異。對(duì)于如圖2-25所示的形式，需旋下目鏡端的十字絲環(huán)外罩，用螺絲刀松開(kāi)十字絲環(huán)的四個(gè)壓環(huán)螺絲，按中絲傾斜的反方向小心地轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)的校正螺絲，直至中絲水平；再重復(fù)檢驗(yàn)，最后固緊十字絲環(huán)的壓環(huán)螺絲，旋上十字絲環(huán)外罩。2.4.3十字絲中絲垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正2.校正方法圖2-25十字絲中絲垂直于儀器豎軸的校正方法2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)原理

2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正2.檢驗(yàn)方法一

圖2-26水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)方法一2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正2.檢驗(yàn)方法一

(2-19)2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正2.檢驗(yàn)方法一

(2-20)

2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正3.校正方法一

(2-21)則

(2-22)

2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正3.校正方法一

2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正4.檢驗(yàn)方法二

圖2-27水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)方法二2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正4.檢驗(yàn)方法二

(2-23)

2.4.4水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正5.校正方法二

(2-24)

水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及注意事項(xiàng)2.52.5水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析及注意事項(xiàng)在水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，儀器的問(wèn)題、操作的問(wèn)題、環(huán)境的影響會(huì)造成最終的測(cè)量結(jié)果不能滿足要求。為了保證應(yīng)有的觀測(cè)精度，測(cè)量人員應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因以及控制誤差的方法有所了解，尤其要避免讀數(shù)錯(cuò)誤、記錄錯(cuò)誤等基本錯(cuò)誤。2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析水準(zhǔn)測(cè)量誤差按照其來(lái)源可以分為儀器誤差、觀測(cè)與操作者的誤差、外界環(huán)境的影響等幾個(gè)方面。2.觀測(cè)與操作者的誤差1.儀器誤差3.外界環(huán)境的影響2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析1.儀器誤差

(2-25)

2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析1.儀器誤差

2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

2.觀測(cè)與操作者的誤差1）水準(zhǔn)尺讀數(shù)誤差

因此觀測(cè)者應(yīng)認(rèn)真讀數(shù)與操作，以盡量減少此項(xiàng)誤差的影響。2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

2.觀測(cè)與操作者的誤差2）水準(zhǔn)尺豎立不直（傾斜）誤差

因此，一般在水準(zhǔn)尺上安裝有圓水準(zhǔn)器，扶尺者操作時(shí)應(yīng)注意使尺上圓水準(zhǔn)管氣泡居中，表明水準(zhǔn)尺豎直。如果沒(méi)有安裝圓水準(zhǔn)器，則可采用搖尺法，使水準(zhǔn)尺緩緩地向前、后傾斜，觀測(cè)者讀取到的最小讀數(shù)即為水準(zhǔn)尺豎直時(shí)的讀數(shù)。水準(zhǔn)尺左、右傾斜可由儀器觀測(cè)者指揮立尺員糾正。2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析如果水準(zhǔn)儀或尺墊處地面土質(zhì)松軟，則水準(zhǔn)儀或尺墊會(huì)由于自重隨安置時(shí)間而下沉（或回彈）。為減少此類(lèi)誤差影響，觀測(cè)者與操作者應(yīng)選擇堅(jiān)實(shí)地面安置水準(zhǔn)儀和尺墊并踩實(shí)三腳架和尺墊，觀測(cè)時(shí)力求迅速，以減少安置時(shí)間。對(duì)于精度要求較高的水準(zhǔn)測(cè)量，采取一定的觀測(cè)順序（后—前—前—后），可以減弱水準(zhǔn)儀下沉誤差對(duì)高差的影響；采取往測(cè)與返測(cè)相結(jié)合并取其高差平均值，可以減弱尺墊下沉誤差對(duì)高差的影響。2.觀測(cè)與操作者的誤差3）水準(zhǔn)儀與尺墊下沉誤差2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

3.外界環(huán)境的影響1）地球曲率和大氣折光的影響

(2-26)

2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析

3.外界環(huán)境的影響1）地球曲率和大氣折光的影響

(2-27)

2.5.1水準(zhǔn)測(cè)量誤差分析當(dāng)大氣溫度變化或日光直射水準(zhǔn)儀時(shí)，儀器受熱不均勻，會(huì)影響儀器軸線間的正常幾何關(guān)系，發(fā)生水準(zhǔn)儀氣泡偏離中心或三腳架扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。所以，在陽(yáng)光下進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，水準(zhǔn)儀應(yīng)打傘防曬，風(fēng)力較大時(shí)應(yīng)暫停水準(zhǔn)測(cè)量。3.外界環(huán)境的影響2）大氣溫度（日光）和風(fēng)力的影響2.5.2水準(zhǔn)測(cè)量注意事頂水準(zhǔn)測(cè)量是一項(xiàng)集觀測(cè)、記錄及扶尺為一體的測(cè)量工作，只有全體參與人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，按規(guī)定要求仔細(xì)觀測(cè)與操作，才能取得良好的成果。下面從觀測(cè)、記錄、扶尺幾方面給出水準(zhǔn)測(cè)量注意事項(xiàng)。2.5.2水準(zhǔn)測(cè)量注意事頂（1）觀測(cè)前應(yīng)認(rèn)真按要求校驗(yàn)水準(zhǔn)儀，檢查水準(zhǔn)尺；（2）儀器應(yīng)安置在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處，并踩實(shí)三腳架；（3）水準(zhǔn)儀至前、后視水準(zhǔn)尺的視距應(yīng)盡可能相等；（4）每次讀數(shù)前，注意消除視差，只有當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中后才能讀數(shù)，讀數(shù)應(yīng)迅速、果斷、準(zhǔn)確，特別應(yīng)認(rèn)真估讀毫米值；（5）晴好天氣，儀器應(yīng)打傘防曬，操作時(shí)細(xì)心認(rèn)真，做到“人不離開(kāi)儀器”；（6）只有當(dāng)一測(cè)站記錄計(jì)算合格后方能搬站，搬站時(shí)應(yīng)檢查儀器連接螺旋是否固緊，一只手托住儀器，另一只手握住腳架穩(wěn)步前進(jìn)。1.觀測(cè)2.5.2水準(zhǔn)測(cè)量注意事頂（1）認(rèn)真記錄，邊記錄邊復(fù)報(bào)數(shù)字，并將其準(zhǔn)確無(wú)誤地記入記錄手簿相應(yīng)欄內(nèi)，嚴(yán)禁偽造和轉(zhuǎn)抄；（2）字體要端正、清楚，不準(zhǔn)連環(huán)涂改，不準(zhǔn)用橡皮擦改，如按規(guī)定可以改正時(shí)，應(yīng)在原數(shù)字上劃線后再在上方重寫(xiě)；（3）每站應(yīng)當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，檢查符合要求后才能通知觀測(cè)者搬站。2.記錄2.5.2水準(zhǔn)測(cè)量注意事頂（1）扶尺員應(yīng)認(rèn)真豎立水準(zhǔn)尺，注意保持尺上圓水準(zhǔn)管氣泡居中；（2）轉(zhuǎn)點(diǎn)應(yīng)選擇在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)處設(shè)置，并將尺墊踩實(shí)；（3）水準(zhǔn)儀搬站時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)好原前視點(diǎn)尺墊位置，使其不受碰動(dòng)。3.扶尺電子水準(zhǔn)儀介紹2.62.6電子水準(zhǔn)儀介紹電子水準(zhǔn)儀主要用于國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量和高精度的工程測(cè)量中，如建筑物的沉降觀測(cè)、大型設(shè)備的安裝及對(duì)高程精度要求很高的工程建設(shè)項(xiàng)目等測(cè)量工作，其高差測(cè)量的原理同微傾水準(zhǔn)儀和自動(dòng)