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1 第3章水准测量 3 1水准测量原理 3 2水准测量的仪器与工具及使用 3 3自动安平水准仪与数字水准仪 2 3 1水准测量原理 一 水准测量基本原理二 复合水准测量三 地球曲率的影响 了解 四 水准测量的分类 3 一 水准测量基本原理 hAB HB HA 测出A B两点之间的高差 4 一 水准测量基本原理 b 水准尺水准仪后视读数a前视读数b后视距 SAO前视距 SBO 后视尺 则A B点的高差为 O 前视尺 5 续 几点说明 1 水准测量的方向性 4 简单水准测量 只需一个测站就能测得两点之间的高差 0 B高于 低于A 0B高于 低于A 3 水平面代替大地水准面的问题 2 6 二 复合水准测量 水准点 转点 测站 迁站 结论 7 实际作业中 限定后前视距之差后前视距累积差 三 地球曲率的影响 结论 当前后视距相等时 地球曲率对一个测站的高差没有影响 8 四 水准测量的分类 精度 国家水准测量 普通水准测量 科学研究三四等水准测量的起算数据 国防建设 经济建设 地形测图的高程起算 等外水准测量 精度低 点位灵活 一二三四 工程水准测量 图根水准测量 根据应用 任务的不同 水准点的密度 路线布设 使用仪器 高程精度要求不同 在规范中有相应规定 9 3 2水准测量的仪器与工具及使用 一 水准仪L提供一条水平视线 能照准水准尺 读数二 水准尺L提供刻画三 尺垫L防止水准尺下沉和点位移动四 S3微倾水准仪的使用L 3 2 1S3微倾式水准仪及使用 3 2 2精密水准仪及其使用L 10 1 水准仪的等级 D 大地测量仪器S 水准仪数字 仪器的精度 即每公里往 返测得高差中数的中误差 mm 11 2 DS3型水准仪的结构 S3级微倾式水准仪图 12 1 望远镜 能够看清远近不同的物体 能够精确照准目标 在标尺上精确读数 作用 视准轴CC 十字丝交点与物镜中心的连线 13 续 望远镜的放大率 从望远镜内所看到的目标影像的视角 与肉眼直接观察该目标的视角之比 即 S3为28倍 25 30倍 物镜 对光 调焦 透镜 倒立 缩小 实像 目镜 倒立 放大 虚像 十字丝分划板 用于准确瞄准目标和读数 14 2 水准器 水准器是用来判断视准轴CC是否水平 视线水平 或仪器竖轴是否竖直的装置 水准器 1 圆水准器 用于粗平 2 管水准器 水准管 用于精平 3 符合水准器 15 圆水准器 圆水准轴竖直 视准轴粗略水平 仪器粗平 圆水准器管气泡 圆水准轴ll 圆水准器分划值 圆水准器零点 气泡居中 气泡居中 16 管水准器 水准管 水准管气泡 水准管轴LL 水准管分划值 分析 R越大 越小 灵敏度越高DS3 R 20 6265米 20 R 水准管零点 气泡居中 17 调节水准管连通望远镜一起做微小的上下倾斜运动 使气泡居中 围绕准高点 符合水准器 符合棱镜系统 可使气泡居中的精度提高一倍 18 3 基座 基座的作用 支承仪器和上部与三脚架连接 北光S3级水准仪图 19 二 水准尺 1 材料 伸缩性小 不易弯曲 变形 质轻而坚硬的木料 长3 4m2 分类 3 双面水准尺 用于三 四等水准测黑面尺 黑白刻划 起点0红面尺 红白刻划 起点4687 4787基本分划 厘米注记 米和分米处估读 20 水准尺 续 4 注意事项成对使用黑面尺起始数字 0 红面尺起始数字 4687mm或4787mm 避免观测中因印象而产生的读数错误 并可检查计算中的粗差 5 双面尺的优点 21 三 尺垫 作用 仅在转点处竖立水准尺时使用 传递高程防止点位移动和水准尺下沉 注意 突起的半球体的顶点作为竖立水准尺和标志转点之用 22 23 四 水准仪的使用 24 1 安置 注意 高度适中 架头大致水平 固定仪器 仪器安全 安置三角架和水准仪打开三脚架 使高度适中 使架头大致水平 稳固地架设在地面上 打开仪器箱取出仪器 仪器放置在三角架上 并用连接螺旋将水准仪牢固地固连在三脚架上 25 2 粗略整平 操作方法 转动脚螺旋 注意 气泡移动的方向与左手大拇指转动的方向一致 1 两手相对 相反方向转动两个脚螺 气泡移动的方向与左手大拇指转动的方向一致 2 转动第三个脚螺旋 使圆水准器的气泡居中仪器竖轴大致铅垂使视准轴粗略水平 26 3 瞄准 转动水准仪 使望远镜粗略瞄准水准尺 制动 调节水平微动螺旋 使望远镜精确瞄准水准尺 若物像不清楚 则转动物镜对光螺旋进行对光 目的 使目标和十字丝成像清晰 方法 目镜调焦 使十字丝清晰 初步瞄准 用准星对准目标 物镜调焦 使目标成像清晰 精确瞄准 使中丝 竖丝对准目标 注意 瞄准时应消除视差 27 关于视差现象 视差 目标的影像不在十字丝平面上 当眼睛在目镜端上下微微移动时 若发现十字丝与目标影像有相对运动 说明存在视差现象 产生视差原因 目标的像平面与十字丝平面不重合 视差消除方法 仔细进行目镜 物镜调焦 28 4 精平 操作方法 转动微倾螺旋 如果仪器用符合水准器 使气泡两端的影像吻合如果仪器用水准管 则气泡居中如果使用自动安平水准仪 可省略 精平 操作 使水准管气泡居中 视准轴精确水平 29 5 读数 十字丝中丝 横丝 在水准尺上的刻画 30 国家一 二等水准测量 thefirstandsecondorderleveling 高精度的工程测量 例如建 构 筑物的沉降观测 大型桥梁工程的施工测量 大型精密设备安装的水平基准测量等 3 2 2精密水准仪和精密水准尺及其使用 精密水准仪 DS05 DS1 主要用于 31 1 精密水准仪的构造与特点 1 管水准器分划值 小 为10 2mm 精平精度高 2 望远镜的放大倍率大 分辨率高 如规范要求DS1不小于38倍 DS05不小于40倍 3 望远镜的物镜有效孔径大 亮度好 4 望远镜外表材料一般采用受温度变化小的因瓦合金钢 以减小环境温度变化的影响 5 采用平板玻璃测微器读数 读数误差小 6 配备精密水准尺 望远镜水准器基座 32 2 精密水准尺 因瓦水准尺 构造 是在木质尺身的凹槽内 引张一根因瓦合金钢带 其中零点端固定在尺身上 另一端用弹簧以一定的拉力将其引张在尺身上 以使因瓦合金钢带不受尺身伸缩变形的影响 刻划 长度分划在因瓦合金钢带上 数字注记在木质尺身上 精密水准尺的分划值分为基辅分划 1cm 和奇偶分划 0 5cm 两种 基辅分划差为 3 01550m 33 3 N3精密水准仪及其读数原理 精度0 3mm平行玻璃板测微器 测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内 10份 100份 148 0 655 148 655cm 1 48655m 4 精密水准仪的使用 34 没有水准管和微倾螺旋 安置仪器时 只要使圆水准器的气泡居中后 借助一种 补偿器 的特别装置 使视线自动处于水平状态 3 3自动安平水准仪及数字水准仪 一 自动安平水准仪 35 自动安平水准仪安平的工作原理 A 36 二 激光水准仪 在普通水准仪的基础上 安置一个能够发射激光的装置 这种用激光束代替望远镜水平视线的水准仪称为激光水准仪 立尺者读数应用 线路水准测量面水准测量施工测量中放样 37 三 数字水准仪 电子水准仪 望远镜 基座 脚螺旋 自动安平补偿器 电子水准仪 调焦螺旋制动 微动螺旋 调焦发送器 计算概略视距值 补偿监视器 监测安平补偿器的工作状态分光镜 将由物镜计入的光分为可见