土木工程测量第四版第2章教案

1,第二章水准测量,高程测量是确定地面点位置的基本工作。地面点高程测量的二种主要方法：水准测量和三角高程测量。,2,一、基本原理：利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。,大地水准面,Hi,b,HB,HA,hAB,前进方向,A,B,a,第一节水准测量原理,水准测量原理,3,如图，已知HA，求HB？（1）高差法A点水准尺上读数为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则HB=HA+hAB=HA+(a-b)在计算高差hAB时，一定要注意hAB的下标：hAB表示A点至B点的高差。,前进方向,水平视线,HA,HB,A,后视尺,前视尺,b,hAB,大地水准面,B,4,例：图中已知A点高程HA=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。,解：B点对于A点高差：,hAB=1.5710.685=0.886m,B点高程：,HB452.6230.886453.509m,前进方向,水平视线,HA,HB,A,后视尺,前视尺,b,hAB,大地水准面,B,5,（2）视线高法（仪高法）B点高程也可以通过水准仪视线高程Hi（也称为仪器高程）来计算，即Hi=HA+a则HB=(HA+a)-b=Hi-b,水平视线,HA,HB,A,后视尺,前视尺,b,大地水准面,B,hAB,前进方向,Hi,6,例：图中已知A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。先测得A点后视读数a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。解：先计算出视线高程Hi=HA+a=423.5181.563425.081m各待定点高程分别为：H1Hib1425.0810.953424.128mH2Hib2425.0811.15223.929mH3Hib3425.0811.32823.753m,7,hAB=abHB=HA+hAB,大地水准面,Hi,b,HB,HA,hAB,前进方向,高差法,Hi=HA+aHB=Hi-b,视线高法,A,B,a,高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便。,8,hAB=h1+h2+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+(an-bn)=a-b,转点TP(turningpoint或ZD)的概念：若A、B两点间布设一些过渡点（转点）1、2、3，将其分为n段，则用水准仪分别测得各段高差为h1，h2hn，则有：,9,第二节水准测量的仪器和工具,10,微倾式水准仪,自动安平水准仪,11,水准仪的等级：DS05、DS1、DS3、DS10D大地测量仪器S水准仪数字表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器标称精度为3mm/km。,12,目镜,水准管目镜,圆水准器校正螺钉,一、DS3型水准仪的构造,主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。,微倾螺旋,13,1、望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；,由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为2530倍。,视准轴：物镜中心与十字丝交点的连线。,14,2mm,2、水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。（1）圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直,作用：粗略整平结构：如图所示分划值：一般为8至10/2mm（气泡中心偏离零点2mm轴线倾斜角值）,圆水准器轴：过圆水准器零点所作圆球面的法线,15,（2）管水准器作用：精确整平结构：如图所示分划值：一般=20/2mm水准管的分划值：是水准管表面2mm圆弧所对应的圆心角。公式：分析：R越大，越小，灵敏度越高。DS3:R=20626.5mm=20,16,17,3、基座,轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架,组成,轴座,脚螺旋,连接板,水准仪构造,18,二、水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。,19,2、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。,20,操作程序：粗平瞄准精平读数（一）粗平调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。,三、水准仪的使用,脚螺旋,21,图形：粗平的操作方法示意图,对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向中间转动脚螺旋3，使气泡居中。,规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。,22,（二）瞄准,1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差：概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。,23,（三）精平,方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。,24,（四）读数,精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。,25,3、读数实例,6.252,1.534,0.725,注意：读数前必须精平，精平后立即读数。,水准仪操作,26,例：一个测站的水准测量工作,A,B,a,b,1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄