精密水准测量仪器的认识与使用PPT

1、,项目三,精密高程控制测量,1,2,【项目概述】,项目三 精密高程控制测量,本项目主要介绍常规精密高程控制测量（即精 密水准测量）作业的基本原理、方法、内容及工作 过程，包括精密水准测量基本仪器的使用，外业观 测的误差来源、影响规律及减弱（或消除）方法； 精密水准测量技术设计、外业实施、内业计算的基 本方法、原理和作业过程。,2,2,【学习目标】,（1）知识目标：了解精密水准测量基本仪器的结构、 性能，清楚其基本测量方法，和影响其外业观测成果质量 的误差来源、影响规律及减弱（或消除）方法；学会精 密水准测量技术设计的内容及步骤；了解精密水准测量 选点、埋石的要求；知晓精密水准仪检校的方法；掌

2、握精密水准测量外业观测实施的方法、内容及注意事项； 清楚精密水准测量内业计算的内容及过程。,3,2,【关键内容】,（1）重点：电子水准仪的使用及测量方法；精密水准,测量技术设计；精密水准点的选点与埋石；电子水准仪的 测前常规检校；一、二等精密水准测量的施测；利用控制 测量数据处理软件进行精密水准测量的内业计算。 （2）难点：影响精密水准测量观测成果质量的误差来 源、影响规律及减弱（或消除）方法。,4,2,（2）技能目标：能够熟练使用精密水准测量仪器 及高程控制测量数据处理软件；能够团队协作完成精密 水准测量的技术设计、外业实施、内业数据处理工作，并 获得符合规范要求的精密水准测量成果。,（3）

3、素养目标：具备应用测量规范对观测过程及 结果进行质量控制的主动意识和基本素养；逐步培养沟 通交流的习惯、分工协作的团队意识；注重形成认真细 致、精益求精的工作作风。,5,2,任务3-1,精密水准测量仪器的认,识与使用,6,2,任务3-1 精密水准测量仪器的认识与使用,精密水准仪、水准尺是进行精密水准测量的主要仪器工具。我国水 准仪的系列标准是以水准仪所能达到的每公里往返测高差中数的偶然中误差 这一精度指标为依据制定的。水准仪系列按精度分类有S05型、S1型、S3型 等。S是“水”字的汉语拼音第一个字母, S的下标表示该类仪器所能达到的 每公里往返测高差中数的偶然中误差，它是以mm为单位的数值。

4、精密水准仪 一般指S3以上的各种水准仪。由于仪器的功能不同，常见的精密水准仪可分 为普通精密光学水准仪、自动安平水准仪和数字编码水准仪。,一、我国水准仪的系列标准,7,2,同的目镜中所见到的影像如图3-2所 示。,二、精密光学水准仪及配套水准标尺 1.精密光学水准仪 如图3-1所示为WildN3精密水准 仪的外形。望远镜物镜的有效孔径 为50mm，放大倍率为40倍，管状水 准器格值10/2mm。N3精密水准仪与 分格值为l0mm的精密因瓦水准标尺 配套使用，标尺的基辅差为 301.550cm。在望远镜目镜的左边上 下有两个小目镜它们是符合气泡观 察目镜和测微器读数目镜，在3个不,图31Wild

5、N3精密水准仪的外形,8,2,转动倾斜螺旋，使符合气泡观 察目镜的水准气泡两端符合，则视 线精确水平，此时可转动测微螺旋 使望远镜目镜中看到的楔形丝夹准 水准标尺上的148分划线，也就是使 148分划线平分楔角，再在测微器目 镜中读出测微器读数653(即6.53mm)，,故水平视线在水准标尺上的全部读 数为148.653cm。,图32N3水准仪的读数影像,9,2,图3-3所示为北光光学仪器厂生 产的AL132-C 自动安平水准仪，该 仪器主要用于国 家二等水准测量，也可用于高精度 的工程测量、地形测量及其它水准,测量当中。平板测微器采用直接读 数形式，直读0.1mm，估读0.01mm。 可在-

6、25 +45温度范围内使用。 仪器的基本部件如图3-3所示。,1.壳体 2.标牌 3.测微手轮 4.平板玻璃 5.锁紧手柄 图33AL132C自动安平水准仪,10,2,2.精密光学水准仪配套的精密水准尺 1）精密水准标尺的构造特点 精密水准标尺是测定高差的长度标准，如果 水准标尺的长度有误差，则对精密水准测量的观 测成果带来系统性质的误差影响，为此，对精密 水准标尺应满足如下要求： （1）当空气的温度和湿度发生变化时，水 准标尺分划间的长度必须保持稳定，或仅有微小 的变化。 （2）水准标尺的分划必须十分正确与精密， 分划的偶然误差和系统误差都应很小。 （3）水准标尺在构造上应保证全长笔直，并,

7、且尺身不易发生长度和弯扭等变形。,图34精密水准标尺,11,2,为了避免水准标尺在使用中尺身底部磨损而改变尺身的长度，在,水准标尺的底面必须钉有坚固耐磨的金属底板。,在精密水准测量作业时，水准标尺应竖立于特制的具有一定重量的 尺垫或尺桩上。尺垫和尺桩的形状如图3-5所示。,（4）在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，作业时扶尺者,借以使水准标尺保持在垂直位置。,（5）为了提高对水准标尺分划的照准精度，水准标尺分划的形式和 颜色与水准标尺的颜色相协调，一般精密水准标尺都为黑色线条分划和 浅黄色的尺面相配合，有利于观测时对水准标尺分划精确照准。,图35尺垫和尺桩,12,2,2）精密水准标尺的格

8、值,线条分划精密水准标尺的分格值有l0mm和5mm两种。分格值为lOmm的 精密水准标尺如图3-4（a）所示，它有两排分划，尺面右边一排分划注 记从0cm300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300cm600cm称 为辅助分划，同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数，其值 为3.01550m，称为基辅差，通常又称尺常数，水准测量作业时可以用以 检查读数的正确性。分格值为5mm的精密水准尺如图3-4（b）所示，它也 有两排分划，但两排分划彼此错开5mm ,所以实际上左边是单数分划，右 边是双数分划，也就是单数分划和双数分划各占一排，而没有辅助分划。 木质尺面右边注记的是米数，左边注记

9、的是分米数，整个注记从0. 1 m5.9m，实际分格值为5mm，分划注记比实际数值大了一倍，所以用这 种水准标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值。,13,2,3、精密光学水准仪的使用,这里以北光生产的AL132-C 自动安平水准仪为例进行介绍。,1）仪器使用前的准备工作,（1）调整好三角架，使三脚架架头平面基本处于水平位置，其高度应 使望远镜与观测者的眼睛基本一致。,（2）将仪器安置在三脚架架头上，并用中心螺旋手把将仪器可靠紧固。,（3）旋转脚螺旋，使圆水准器气泡居中。,（4）观察望远镜目镜，旋转目镜罩，使分划板刻划成像清晰。,（5）用仪器上的粗瞄准器瞄准标尺，旋转调焦手轮，使标尺成像

10、清晰，,这时眼睛作上、下、左、右的移动，目镜影像与 分划板刻线应无任何相对位移，即无视差存在， 然后旋转微动手轮，使标尺成像于视场中心。,图36视场内标尺影像,14,2,2）仪器的读数,精密水准标尺读数：,（1）高度读数；仪器瞄准标尺后，读数时读取水平十字丝在标尺所截 的数值，因是正像望远镜，标尺数字在视场内是由下往上增大，读数时读取 十字丝以下，最近的整厘米值（102cm），并由十字丝截住的厘米间隔估测 到毫米（6mm），如图3-6所示，读数是1.026m。,（2）视距读数量测距离时，视距丝读取上丝A1 值和下丝A2 值，两者 读数差乘100，即得仪器到标尺的水平距离，如图3-6所示：上丝

11、A1=1.115m， 下丝A2=0.943m，A1-A2=0.172m，视距D=17.2m。,（3）旋转测微手轮，使分划板水平横丝与水准标尺最近的厘米格值重,合，读取标尺读数和测微器读数，两者相加即为所测值。上下读数方法相同。 如图3-7所示。,15,2,图37 视场内标尺读数及测微器读数,标尺读数为1.48m,测微器刻度轮读数为,0.00457m,总读数为1.48457m,16,2,当使用传统水准标尺进行测量时，电子 水准仪也可以像普通自动安平水准仪一样使 用，不过这时的测量精度低于电子测量的精 度，特别是精密电子水准仪，由于没有光学 测微器，当成普通自动安平水准仪使用时， 其精度更低。,三

12、、精密电子水准仪及配套精密水准标尺 1.精密电子水准仪 电子水准仪又称数字水准仪，是以自动 安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了 分光镜和读数器，并采用条码标尺和图象处 理电子系统构成的光机电测一体化的高科技 产品，如图3-8所示。,图38电子水准仪,17,2,下面以TRIMBLE DINI 03数字水准仪为例进行介绍。 1）基本部件 TRIMBLE DINI03 数字水准仪的外观如图3-9所示 1-望远镜遮阳板；2-望远镜调焦旋钮；3-触发键；4-水平微调；5-刻度盘； 6-脚螺旋；7-底座； 8-电源/通讯口； 9-键盘； 10-显示器； 11-圆水准气 泡； 12-十字丝；13-可以动

13、圆水准气泡调节器；14-电池盒,图3-9,TRIMBLE DINI 数字水准仪的基本部件,18,2,2）面板 DINI的面板含义如图3-10所示。,大小字母、数字,开关,测量 键,测量程 序,方向 键,取消,确定,数字英文 显示,切换键 天宝程序菜,单,数字和字母 键盘 删,除,图3-10,DINI的面板,19,2,3）软件主菜单 天宝DINI03电子水准仪的主菜单如 图3-11所示，其主菜单所包 含的内容见表3-2。,仪器设置 线路平 差,文件管 理 水准测量,图3-11 天宝DINI电子水准仪的主菜单,20,2,2.精密电子水准仪配套的精密水准,标尺,与数字水准仪配套使用的条形码水 准标尺

14、如图3-12所示。它是通过数字水 准仪的探测器来识别水准尺上的条形码， 再经过数字影像处理，给出水准尺上的 读数，取代了在水准尺上的目视读数。,图312条码水准标尺,21,2,3.精密电子水准仪的使用,精密电子水准仪的使用操作步骤如下： 1）安置、整平仪器 方法同普通水准仪。 2）十字丝调焦,将望远镜对准明亮或色彩鲜艳的物体表面，调整望远镜的目镜十 字丝，直至图像最清晰显示。 3）按键开机,打开【文件】菜单，选择【项目管理】，确定后点击【选择项目】 （选择已有的项目）或【新建项目】（新建一个项目）。如图3-13所 示。,22,2,图3-13 新建项目,23,2,4）设置大气折光系数,打开【配置

15、】菜单，点击【输入】，输入大气折光系数、尺子读数加,常数等。如图3-14所示。,1、大气折光系数.,2、输入尺子读数的改正数,（尺读数加常数）,3、日期 4、时间,图3-14 相关参数的输入,24,2,5）设置测量限差 设置测量限差的步骤如图3-15所示。限差值为规范规定的值。 1.最大允许视距长度(当测量的距 离超过此距离时会警告用户). 2.最小视高(尺子离地高度) 3.最大视高（尺子离地高度） 1、设置单次测量和一测站限差 2、检测测量时所用的30cm尺面,1、设置单站前后视距差 2、整条水准线路前后视距差,图3-15 设置限差,25,2,6）照准目标,7）测量,（1）单点测量。如图3-

16、16所示。,图3-16 单点测量步骤,26,2,（2）水准线路测量。如图3-17所示。,设置线路名,1、新建线路,2、继续已有线 路,3、从项目中选 取线路,27,2,起始水准点名 和高程,选取测量模式,BF,BFFB,BBF,F,BFBF，,aBF,aBFFB,aB,BFF,aBFBF带a 为奇偶站交换 前后尺),28,2,读尺子先后信息 和测站数,测量结果:,Rb=后视尺子的读数 Rf=前视尺子的读数 HD=当前视距,29,2,输入测点信息,1、信息：仪器状态和前后累距 2、重测：重复测量单次测量,重复本站测量,图3-17 水准线路测量步骤,30,2,1.实训目的 （1）了解精密水准仪和铟钢水准尺的基本结构，以及精密水准仪各 螺旋的作用； （2）掌握使用精密水准仪在铟瓦水准标尺上读数的方法。 2.实训任务与要求 1）精密水准仪、水准尺的认识 将各校现有的精密水准测量仪器与书本上仪器外貌图对照，熟悉仪器 各部件的名称及其作用，着重比较不同仪器的特点。 2）精密水准仪、水准尺的使用 （1）了解精密水准尺的特点，它与一般普通水准尺有何区别； （2）掌握几种仪器在水准尺上的读数方法。,四、技能训练精密水准仪、水准尺的认识及使用,【实训3-1】,31,2,4.实训内容,（1）将仪器与书本