1、一、彎制水冷壁管第二章水準(zhǔn)測量第一節(jié)水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量的基本測法是：在圖2-1中，已知A點(diǎn)的高程為Ha,只要能測出A點(diǎn)至B點(diǎn)的高程之差，簡稱高(2-1)理如圖2-1所示，B兩點(diǎn)之間安置一儀，設(shè)水準(zhǔn)儀的水過A點(diǎn)作一水平線的高度就是 A、BMACH就可以得到H B = H A + hAB圖2-1水準(zhǔn)測量原理示意圖差hAB。，則B點(diǎn)的高程 Hb就可用下式計算求得：用水準(zhǔn)測量方法測定高差hAB。的原在A、B兩點(diǎn)上豎立水準(zhǔn)尺，并在 A、 架可以得到水平視線的儀器即水準(zhǔn)平視線截在尺上的位置分別為 M、N, 與過B點(diǎn)的豎線相交于 C。因為BC 兩點(diǎn)之間的高差 hAB。，所以由矩形計算hAB的式:(2-2)

2、hAB = a - b測量時，a、b的值是用水準(zhǔn)儀瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺時直接讀取的讀數(shù)值。因為A點(diǎn)為已知高程的點(diǎn)，通常稱為后視點(diǎn),其讀數(shù)a為后視讀數(shù)，而 B點(diǎn)稱為前視點(diǎn)，其讀數(shù) b為前視讀數(shù)。即hAB =后視讀數(shù)-前視讀數(shù)視線圖Hi=H A+a(2-3)B點(diǎn)高程H B=Hi-b(2-4)綜上所述要測算地面上兩點(diǎn)間的高差或點(diǎn)的高程，所依據(jù)的就是一條水平視線，如果視線不水平，上述公式不成立，測算將發(fā)生錯誤。因此，視線必須水平，是水準(zhǔn)測量中要牢牢記住的操作要領(lǐng)。第二節(jié)水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺一、微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造如圖2-2所示，微傾式水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座組成。 水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡能繞儀器豎軸在水平方向轉(zhuǎn)動，為了

3、能精確地提供水平視線，在儀器構(gòu)造上安置了一個能使望遠(yuǎn)鏡上下作微小運(yùn)動的微傾螺旋，所以稱微傾式水準(zhǔn)儀。1 .望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡和十字絲三個主要部分組成，它的主要作用是能使我們看清遠(yuǎn)處的目標(biāo)，并提供一條照準(zhǔn)讀數(shù)值用的視線。十字絲是在玻璃片上刻線后，裝在十字絲環(huán)上，用三個或四個可轉(zhuǎn)動的螺旋固定在望遠(yuǎn)鏡筒上，十字絲的 上下兩條短線稱為視距絲，上面的短線稱上絲，下面的短線稱下絲。由上絲和下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)可求得儀器 到標(biāo)尺間的距離。十字絲橫絲與豎絲的交點(diǎn)與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸。2 .水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器的作用是把望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸安置到水平位置。水準(zhǔn)器有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種形式。圓水準(zhǔn)器是一個玻璃圓盒，

4、圓盒內(nèi)裝有化學(xué)液體，加熱密封時留有氣泡而成。圓水準(zhǔn)器內(nèi)表面是圓球面，中央畫一小圓，其圓心稱為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，過此零點(diǎn)的法線稱為圓水準(zhǔn)器軸。當(dāng) 氣泡中心與零點(diǎn)重合時，即為氣泡居中。此時，圓水準(zhǔn)軸線位于鉛垂位置。也就是說水準(zhǔn)儀豎軸處于鉛垂位置， 儀器達(dá)到基本水平狀態(tài)。管水準(zhǔn)器簡稱水準(zhǔn)管，它是把玻璃管縱向內(nèi)壁磨成曲率半徑很大的圓弧面，管壁上有刻劃線，管內(nèi)裝有酒精與乙醛的混合液，加熱密封時留有氣泡而成，如圖 2-6所示。水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧中心為水準(zhǔn)管零點(diǎn)，過零點(diǎn)與內(nèi)壁圓弧相切的直線稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)氣泡兩端與零點(diǎn)對稱時稱氣泡居中，這時的水準(zhǔn)管軸處于水平位置，也就是水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸處于水平位置。符合式水準(zhǔn)器，它

5、是提高管水準(zhǔn)器置平精度的一種裝置。在水準(zhǔn)管上方裝有一組符合棱鏡組，如圖2-7a）所示。氣泡兩端的半影像經(jīng)過折反射之后，反映在望遠(yuǎn)鏡旁的觀測窗內(nèi)。3 .基座基座主要由軸座、腳螺旋和連接板組成。儀器上部通過豎軸插入座內(nèi)，由基座承托整個儀器，儀器用連接螺旋與三腳架連接。二、水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺是與水準(zhǔn)儀配合進(jìn)行水準(zhǔn)測量的工具。水準(zhǔn)尺分為直尺、折尺和塔尺，如圖2-8a）所示。雙面水準(zhǔn)尺的分劃，一面是黑白相間的稱黑色面（主尺），黑面分劃尺底為零，另一面是紅白相間的稱紅色面（輔助尺），紅面 刻劃尺底為一常數(shù)：4687mm或4787mm 。使用水準(zhǔn)尺前一定要認(rèn)清刻劃特點(diǎn)。尺墊是供支承水準(zhǔn)尺和傳遞高程所用的工具。第三

6、節(jié)水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作在水準(zhǔn)儀的使用過程中，應(yīng)首先打開三腳架，把架頭大致水平，高度適中，踏實腳架尖后，將水準(zhǔn)儀安放 在架頭上并擰緊中心螺旋。水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作按以下四個步驟進(jìn)行：粗平一照準(zhǔn)一精平一讀數(shù)。一、粗 平粗平就是通過調(diào)整腳螺旋，將圓水準(zhǔn)氣泡居中，使儀器豎軸處于鉛垂位置，視線概略水平。具體做法是：用兩手同時以相對方向分別轉(zhuǎn)動任意兩個腳螺旋，此時氣泡移動的方向和左手大拇指旋轉(zhuǎn)方向相同，然后再轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋使氣泡居中，如圖2-10b）所示。如此反復(fù)進(jìn)行，直至在任何位置水準(zhǔn)氣泡均位于分劃圓圈內(nèi)為止。在操作熟練后，不必將氣泡的移動分解為兩步，視氣泡的具體位置而轉(zhuǎn)動任兩個腳螺旋直接使氣泡居中。二、照

7、準(zhǔn)照準(zhǔn)就是用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，清晰地看清目標(biāo)和十字絲。當(dāng)眼睛靠近目鏡上下微微晃動時，物像隨著眼睛的晃動也上下移動，這就表明存在著視差。有視差就會影響照準(zhǔn)和讀數(shù)精度，如圖2-11a）b）所示。消除視差的方法是仔細(xì)且反復(fù)交替地調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋，使十字絲和目標(biāo)影像共平面，且同時都十分清晰，三、精 平精平就是轉(zhuǎn)動微傾螺旋將水準(zhǔn)管氣泡居中，使視線精確水平，其做法是：慢慢轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使觀察窗中 符合水準(zhǔn)氣泡的影象符合。左側(cè)影像移動的方向與右手大拇指轉(zhuǎn)動方向相同。由于氣泡影像移動有慣性，在轉(zhuǎn) 動微傾螺旋時要慢、穩(wěn)、輕、速度不宜太快。必須指出的是：具有微傾螺旋的水準(zhǔn)儀粗平后，豎軸不是嚴(yán)格鉛垂的，當(dāng)望遠(yuǎn)

8、境由一個目標(biāo)（后視）轉(zhuǎn)瞄 另一日標(biāo)（前視）時，氣泡不一定完全符合，還必須注意重新再精平，直到水準(zhǔn)管氣泡完全符合，才能讀數(shù)。四、讀 數(shù)讀數(shù)就是在視線水平時，用望遠(yuǎn)鏡十字絲的橫絲在尺上讀數(shù)，如圖 2-12所示。讀數(shù)前要認(rèn)清水準(zhǔn)尺的刻畫特征，呈像要清晰穩(wěn)定。 為了保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性， 讀數(shù)時要按由小到大的方向，先估讀mm數(shù)，再讀出m、dm、cm數(shù)。讀數(shù)前務(wù)必檢查符合水準(zhǔn)氣泡影像是否符合好，以保證在水平視線上讀取數(shù)值。還要特別注意不要錯讀單位和發(fā)生漏零現(xiàn)象。第四節(jié)普通水準(zhǔn)測量實施一、水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線水準(zhǔn)點(diǎn)是測區(qū)的高程控制點(diǎn)，一般縮寫為“ BM"，用""符號表示。水準(zhǔn)路線依據(jù)

9、工程的性質(zhì)和測區(qū)的情況，可布設(shè)成以下幾種形式：1 .閉合水準(zhǔn)路線。如圖2-13a）所示，是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMa出發(fā),經(jīng)過測量各測段的高差，求得沿線其它各點(diǎn)高程，最后又閉合頁腳內(nèi)容9到BMa的環(huán)形路線。2 .附合水準(zhǔn)路線。如圖2-13b）所示，是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMa出發(fā),經(jīng)過測量各測段的高差，求得沿線其它各點(diǎn)高程，最后附合到另一已知水準(zhǔn)點(diǎn) BM b的路線。3 .支水準(zhǔn)路線。如圖2-13c）所示；是從一已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMi出發(fā),沿線往測其它各點(diǎn)高程到終點(diǎn)2,又從2點(diǎn)返測到BMi,其路線既不閉合又不附合，但必須是往返施測的路線。加閉合水市路線圖2-13水準(zhǔn)路線圖、施測方法普通水準(zhǔn)測量通常用經(jīng)檢校后的DS

10、3型水準(zhǔn)儀施測。水準(zhǔn)尺采用塔尺或單面只，測量時水準(zhǔn)儀應(yīng)置于兩水準(zhǔn)尺中間，使前、后視的距離盡可能相等。具體施測方法如下：(1)如圖2-14,置水準(zhǔn)儀于距已知后視高程點(diǎn)A一定距離的I處，并選擇好前視轉(zhuǎn)點(diǎn) ZDi,將水準(zhǔn)尺置于 A點(diǎn)和ZDi點(diǎn)上。(2)將水準(zhǔn)儀粗平后，先瞄準(zhǔn)后視尺，消除視差。精平后讀取后視讀數(shù)值ai,并記入五等水準(zhǔn)測量記錄表中，見表2-3。(3)平轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視尺，精平后，讀取前視讀數(shù)值bi,并記入五等水準(zhǔn)測量記錄表中。至此便完成了普通水準(zhǔn)測量一個測站的觀測任務(wù)。(4)將儀器搬遷到第n站，把第I站的后視尺移到第n站的轉(zhuǎn)點(diǎn) ZD2上，把原第I站前視變成第n站的后視。(5)按(2)、(

11、3)步驟測出第n站的后、前視讀數(shù)值a2、b2,并記入五等水準(zhǔn)測量記錄表中。(6)重復(fù)上述步驟測至終點(diǎn)B為止。B點(diǎn)高程的計算是先計算出各站高差：hi = a - bi(i=1,2,3n)(2-6)再用A點(diǎn)的已知高程推算各轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程，最后求得B點(diǎn)的高程。即：h1=a1-b1HzD1=HA + h1h2=a2-b2HZD2=HZD1+h2hn=an- bnHB = HZDn +hn將上列左邊求和得:(2-7)E h=E a- E b=hAB從上列右邊可知：Hb=Ha+匯 h(2-8)需要指出的是，在水準(zhǔn)測量中，高程是依次由ZDi、ZD 2等點(diǎn)傳遞過來的，這些傳遞高程的點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。轉(zhuǎn)點(diǎn)既有前視讀數(shù)又有

12、后視讀數(shù)，轉(zhuǎn)點(diǎn)的選擇將影響到水準(zhǔn)測量的觀測精度，因此轉(zhuǎn)點(diǎn)要選在堅實、凸起、明顯的位置，在一般土地上應(yīng)放置尺墊。三、校核方法1 .計算校核由公式(2-7)看出，B點(diǎn)對A點(diǎn)的高差等于各轉(zhuǎn)點(diǎn)之間高差的代數(shù)和，也等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和的差值，即：hAB=E h=E a- E b(2-9)經(jīng)上式校核無誤后，說明高差計算是正確的。按照各站觀測高差和 A點(diǎn)已知高程，推算出各轉(zhuǎn)點(diǎn)的高程，最后求得終點(diǎn)B的高程。終點(diǎn) B的高程Hb減去起點(diǎn)A的高程Ha應(yīng)等于各站高差的代數(shù)和，即：HB-HA=Eh(2-10)經(jīng)上式校核無誤后，說明各轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的計算是正確的。2 .測站校核水準(zhǔn)測量連續(xù)性很強(qiáng)，一個測站的誤差或錯

13、誤對整個水準(zhǔn)測量成果都有影響。為了保證各個測站觀測成果 的正確性，可采用以下方法進(jìn)行校核。變更儀器高法：在一個測站上用不同的儀器高度測出兩次高差。測得第一次高差后，改變儀器高度(至少10cm),然后再測一次高差。當(dāng)兩次所測高差之差不大干35mm則認(rèn)為觀測值符合要求，取其平均值作為最后結(jié)果。若大于35mm則需要重測。雙面尺法：本法是儀器高度不變， 而用水準(zhǔn)尺的紅面和黑面高差進(jìn)行校核。紅、黑面高差之差也不能大于 35mm。3 .成果校核測量成果由于測量誤差的影響，使得水準(zhǔn)路線的實測高差值與應(yīng)有值不相符，其差值稱為高差閉合差，若 高差閉合差在允許誤差范圍之內(nèi)時，認(rèn)為外業(yè)觀測成果合格；若超過允許誤差范

14、圍時，應(yīng)查明原因進(jìn)行重測，直到符合要求為止。一般等外水準(zhǔn)測量的高差容許閉合差為:平原微丘區(qū)fh容=± 12 nm mm山嶺重丘區(qū)fh容=±40jLmm(2-11)式中：L 水準(zhǔn)路線長度，以km為單位。五等水準(zhǔn)測量的成果校核，主要考慮其高差閉合差是否超限。根據(jù)不同的水準(zhǔn)路線，其校核的方法也不同，各水準(zhǔn)路線的高差閉合差計算公式如下：(1)附合水準(zhǔn)路線：實測高差的總和與始、終已知水準(zhǔn)點(diǎn)高差之差值稱為附合水準(zhǔn)路線的高差閉合差。即：fh=Eh- (H -H 始)(2-12)(2)閉合水準(zhǔn)路線：實測高差的代數(shù)和不等于零，其差值為閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差。即：fh=Eh(2-13)(3)

15、支水準(zhǔn)路線：實測往、返高差的絕對值之差稱為支水準(zhǔn)路線的高差閉合差。即：fh= - | h 往 | - | h 返 |(2-14)如果水準(zhǔn)路線的高差閉合差fh小于或等于其容許的高差閉合差fh容，即fhWfh容，就認(rèn)為外業(yè)觀測成果合格，否則須進(jìn)行重測。四、成果處理五等水準(zhǔn)測量的成果處理就是當(dāng)外業(yè)觀測成果的高差閉合差在容許范圍內(nèi)時，所進(jìn)行的高差閉合差的調(diào)整，使調(diào)整后的各測段高差值等于應(yīng)有值，也就是使fh=0o最后用調(diào)整后的高差計算各測段水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。高差閉合差的調(diào)整原則是以水準(zhǔn)路線的測段站數(shù)或測段長度成正比，將閉合差反號分配到各測段上，并進(jìn) 行實測高差的改正計算。1.按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差若按測站數(shù)

16、進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整，則某一測段高差的改正數(shù)Vi為：fhVi=ni(2-15)n式中：匯n水準(zhǔn)路線各測段的測站數(shù)總和；ni某一測段的測站數(shù)。按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差和高程計算示例如圖2-15所示，并參見表 2-4。十工785山_41.9»0mr 2.345m叫3634512站M 蹄則13站圖2-15符合水準(zhǔn)路線按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差及高程計算表測段編號測點(diǎn)測站數(shù)(個)實測高差(m)改正數(shù)(m)改正后的高差(m)高程(m)備 注1BM a12+2.785-0.010+2.77536.345HBMB-HBMA =2.694fh = E h- (H BMB- HBMA) =2.741-2.6

17、94=+0.047En = 54fhVi= . ninBM 1218-4.369-0.016-4.38539.12034.745BM 2313+1.980-0.011+1.96936.704BM 3BM B411+2.345-0.010+2.33539.039匯54+2.741-0.047+2.6942.按測段長度調(diào)整高差閉合差若按測段長度進(jìn)行高差閉合差的調(diào)整，則某一測段高差的改正數(shù)Vi為：Vi=-fh- LL式中：匯L水準(zhǔn)路線各測段的總長度；Li某一測段的長度。表2-4(2-16)表2-5按測段長度調(diào)整高差閉合差和高程計算示例如圖2-15所示，并參見表2-5。按路線長度調(diào)整高差閉合差及高程計

18、算表測段編號測點(diǎn)測段數(shù)(個)實測高差(m)改正數(shù)(m)改正后的高差(m)高程(m)備 注1 ., BM a2.1+2.785-0.011+2.774fh = E h- (Hbmb Hb,ma) = 2.741 36.34539.119BM 122.8-4.369-0.014-4.3833BM 22.3+1.980-0.012+1.96834.7362.6944BM 31.9+2.345-0.010+2.33536.704=+0.047BM b39.039EL = 0.19.1+2.741-0.047+2.694Vi= , L iL需要指出的是：在水準(zhǔn)測量成果處理時無論是按測站數(shù)調(diào)整高差閉合差（

19、見表2-4）,還是按測段長度調(diào)整高差閉合差（見表2-5）,都應(yīng)滿足下列關(guān)系:也就是水準(zhǔn)路線各測段的改正數(shù)之和與高差閉合差大小相等符號相反。第五節(jié)微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正水準(zhǔn)儀在檢校前，首先應(yīng)進(jìn)行視檢，其內(nèi)容包括：順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，看豎軸轉(zhuǎn)動是否靈活、均 勻；微動螺旋是否可靠；瞄準(zhǔn)日標(biāo)后，再分別轉(zhuǎn)動微傾螺旋和對光螺旋，看望遠(yuǎn)鏡是否靈敏，有無晃動等現(xiàn)象；望遠(yuǎn)鏡視場中的十字絲及目標(biāo)能否調(diào)節(jié)清晰；有無霉斑、灰塵、油跡；腳螺旋或微傾螺旋均勻升降時，圓水準(zhǔn)器及管水準(zhǔn)器的氣泡移動不應(yīng)有突變現(xiàn)象；儀器的三腳架安放好后，適當(dāng)用力轉(zhuǎn)動架頭時，不應(yīng)有松動現(xiàn)象。根據(jù)水準(zhǔn)測量原理， 微傾式水準(zhǔn)儀各軸線間應(yīng)具備的

20、幾何關(guān)系是：圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸（L' L' /VV）,十字絲 的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于儀器視準(zhǔn)軸（LL /CC）,如圖2-16所示，其檢驗與校正的具體做法如下：一、圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正目的：使圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸，也就是當(dāng)圓水準(zhǔn)器的氣泡居中時，儀器的豎軸應(yīng)處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。檢驗方法：首先轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180。如果氣泡仍居中，說明兩軸平行；如果氣泡偏移了零點(diǎn)，說明兩軸不平行，需校正。校正方法：撥動圓水準(zhǔn)器的校正螺絲使氣泡中點(diǎn)退回距零點(diǎn)偏離量的一半，如圖2-18所示。然后轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。檢驗和校正應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直至儀器轉(zhuǎn)到任何

21、位置，圓水準(zhǔn)氣泡始終居中，即位于刻劃圈內(nèi)為止。二、十字絲橫絲的檢驗與校正一、彎制水冷壁管目的：使十字絲橫絲垂直于儀器的豎軸。也就是豎軸鉛垂時，橫絲應(yīng)水平。檢驗方法：整平儀器后，將橫絲的一端對準(zhǔn)一明顯固定點(diǎn)，旋緊制動螺旋后再轉(zhuǎn)動微動螺旋，如果該點(diǎn)始終在橫絲上移動，說明十字絲橫絲垂直于豎軸，如圖 2-19a)所示。如果該點(diǎn)離開橫絲，說明橫絲不水平，需要校正，如圖 2-19b)所示。校正方法：用螺絲刀松開十字絲環(huán)的三個固定螺絲，再轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，調(diào)整偏移量，直到滿足條件為止，最 后擰緊該螺絲，上好外罩。三、管水準(zhǔn)器的檢驗與校正目的：使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)袖，也就是當(dāng)管水準(zhǔn)器氣泡居中時，視準(zhǔn)軸應(yīng)處于水平狀

22、態(tài)。檢驗方法：首先在平坦地面上選擇相距100m左右的A點(diǎn)和B點(diǎn)，在兩點(diǎn)放上尺墊或打入木樁，并豎立水準(zhǔn)尺，如圖2-20所示。然后將水準(zhǔn)儀器安置在A、B兩點(diǎn)的中間位置 C處進(jìn)行觀測，假如水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，視線在尺上的讀數(shù)分別為ai和bi,由于視線的傾斜而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差均為A,則兩點(diǎn)間的高差hAB為:hAB=ai- bi圖2-20管水準(zhǔn)器檢校原理圖由圖2-20可知：ai=a+A , bi=b+,代入上式得：hAB=(a+ A) - (b+尸a-b此式表明，若將水準(zhǔn)儀安置在兩點(diǎn)中間進(jìn)行觀測，便可消除由于視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸所產(chǎn)生的誤差讀 數(shù)，得到兩點(diǎn)間的 正確高差hAB。為了防上錯誤和提高觀測

23、精度，一般應(yīng)改變儀器高觀測兩次，若兩次高差的誤差小于3mm時，取平均數(shù)作為正確高差hAB。再將水準(zhǔn)儀安置在距 B尺2m左右的E處，安置好儀器后，先讀取近尺B的讀數(shù)值b2,因儀器離B點(diǎn)很近, 兩軸不平行的誤差可忽略不計。然后根據(jù)b2正確高差hAB計算視線水平時在遠(yuǎn)尺 A的正確讀數(shù)值a' 2(2-17)a' 2=b2+hAB用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn) A點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動微傾螺旋將橫絲對準(zhǔn)a' 2,這時視準(zhǔn)軸已處于水平位置，如果水準(zhǔn)管氣泡影像符合，說明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，否則應(yīng)進(jìn)行校正。校正方法：轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲對準(zhǔn)A尺正確讀數(shù)a' 2時，視準(zhǔn)軸已處于水平位置，由于兩軸不平行，

24、便使水準(zhǔn)管氣泡偏離零點(diǎn)，即氣泡影像不符合，如圖 2-21所示。這時首先用撥針?biāo)砷_水準(zhǔn)管左右校正螺絲（水準(zhǔn) 管校正螺絲在水準(zhǔn)管的一端），用校正針撥動水準(zhǔn)管上、下校正螺絲，撥動時應(yīng)先松后緊，以免損壞螺絲，直到 氣泡影像符合為止。為了避免和減少校正不完善的殘留誤差影響，在進(jìn)行等級水準(zhǔn)測量時，一般要求前、后視距離基本相等。第六節(jié)自動安平水準(zhǔn)儀用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量的關(guān)鍵操作是用水準(zhǔn)管氣泡居中來獲得水平視線，因此，在讀數(shù)前都要用微傾螺旋 將水準(zhǔn)管氣泡居中，這對于提高水準(zhǔn)測量的速度是很大的障礙。自動安平水準(zhǔn)儀就不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋， 只有一個圓水準(zhǔn)器，安置儀器時，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中后，借助一種“補(bǔ)償

25、器”的特別裝置，使視線自 動處于水平狀態(tài)。因此使用這種自動安平水準(zhǔn)儀不僅操作簡便，而且能大大縮短觀測時間，也可把由于水準(zhǔn)儀 整置不當(dāng)、地面有微小的振動或腳架的不規(guī)則下沉等影響視線水平的因素作迅速的調(diào)整，從而得到正確的讀數(shù) 值，提高水準(zhǔn)測量的精度。自動安平水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作程序分四步進(jìn)行，即粗平一一瞄準(zhǔn)一一檢查一一讀數(shù)。其中粗平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù) 方法和微傾式水準(zhǔn)儀相同，具體操作參閱本章第三節(jié)即可。檢查就是按動自動安平水準(zhǔn)儀目鏡下方的補(bǔ)償控制按鈕，查看“補(bǔ)償器”工作是否正常，在自動安平水準(zhǔn) 儀粗平后，也就是概略置平的情況下，按動一次按鈕，如果目標(biāo)影響在視場中晃動，說明“補(bǔ)償器”工作正常， 視線便可自動調(diào)

26、整到水平位置。自動安平水準(zhǔn)儀的檢驗與校正與微傾式水準(zhǔn)儀相同。第七節(jié) 三、四等水準(zhǔn)測量一.每一站的觀測順序后視水準(zhǔn)尺黑面，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，讀取下、上絲讀數(shù)，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取 中絲讀數(shù)。前視水準(zhǔn)尺黑面，讀取下、上絲讀數(shù)，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)。前視水準(zhǔn)尺紅面，轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)；后視水準(zhǔn)尺紅面，轉(zhuǎn)動微頓螺旋，使符合水準(zhǔn)氣泡居中，讀取中絲讀數(shù)。這樣的觀測順序簡稱為后一前一前一后。其優(yōu)點(diǎn)是可以大大減弱儀器下沉誤差的影響。四等水準(zhǔn)測量每站觀測順序可為：后一后一前一前二.測站計算與檢核(1)視距計算前、后視距差，三等水準(zhǔn)測量，不

27、得超過3m,四等水準(zhǔn)測量，不得超過5m 前、后視距累積差，三等水準(zhǔn)測量，不得超過 6m,四等水準(zhǔn)測量，不得超過10ml(2)同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)的檢核同一水準(zhǔn)尺紅、黑面中絲讀數(shù)之差，應(yīng)等于該尺紅、黑面的常數(shù)差 K(4.687或4.787),三等水準(zhǔn)測量，不 得超過2mdR四等水準(zhǔn)溯量，不得超過3a3ml(3)計算黑面、紅面的高差三等水準(zhǔn)測量，不得超過3mm四等水準(zhǔn)測量，不得超過5mm式內(nèi)0.100為單、雙號兩根水準(zhǔn)尺紅面零點(diǎn)注記之差，以米(m)為單位。(4)計算平均高差三.國四等水準(zhǔn)測量限差 及目四等水準(zhǔn)測量觀測手簿5 .成果計算計算方法與本書第二章所介紹的方法相同。這里順便介紹一下圖根

28、水準(zhǔn)測量的用途及技術(shù)要求。圖根水準(zhǔn)測量是用于測定圖根點(diǎn)的高程及作工程水準(zhǔn)測量用的，其精度低于四等水準(zhǔn)測量，故又稱為等外水準(zhǔn)測量。其觀測方法及記錄計算，參閱本書第二章。第八節(jié)水準(zhǔn)測量的誤差分析一、儀器誤差1 .儀器校正后的殘余誤差I(lǐng) 角校正殘余誤差，這種影響與距離成正比，只要觀測時注意前、后視距離相等，可消除或減弱此項的影 響。頁腳內(nèi)容12一、彎制水冷壁管2 .水準(zhǔn)尺誤差由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長變化、彎曲等影響，水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過檢驗才能使用。標(biāo)尺的零點(diǎn)差可在一水準(zhǔn) 段中使測站為偶數(shù)的方法予以消除。、觀測誤差1 .水準(zhǔn)管氣泡居中誤差設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為。，居中誤差一般為土0.15 °，采用符

29、合式水準(zhǔn)器時，氣泡居中精度可提高一倍，故 居中誤差為2 .讀數(shù)誤在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線長度有關(guān)，通常按下式計60ff D3 .視差影響當(dāng)視差存在時，十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合，若眼睛觀察的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，因而也會產(chǎn)生讀數(shù)誤差。4 .水準(zhǔn)尺傾斜影響水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。三、外界條件的影響1 .儀器下沉由于儀器下沉，使視線降低，從而引起高差誤差。采用“后、前、前、后”的觀測程序，可減弱其影響。2 .尺墊下沉如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀測，取平均值的方法可以減弱其影響。3 .印地球曲率及大氣折光影響用水

30、平視線代替大地水準(zhǔn)面地尺上讀數(shù)產(chǎn)生的誤差為C,則c = d"Ar7倍，其折光量的大小對由于大氣折光，視線并非是水平，而是一條曲線，曲線的曲率半徑為地球半徑的 水準(zhǔn)讀數(shù)產(chǎn)生的影響為折光影響與地球曲率影響之和為A ZD1= C-r =-=843 2R 14&R如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測站的距離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含有相同的。這樣在高差中就沒有這誤差的影響了。因此，放測站時要爭取“前后視相等”接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線在密度不勻的介質(zhì)中沿曲線傳布。這稱為“大氣折光”?？傮w上說，白天近地面的空氣溫度高，密度低，彎曲的光線凹面向上；晚上近地面的

31、空氣溫度低，密度高，彎曲的光線凹面向下。接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大，由于空氣的溫度不同時刻不同的地方一直處于變動之中。所以很難描述折光的規(guī)律。對策是避免用接近地面的視線工作，盡量抬高視線，用前后視等距的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測量除了規(guī)律性的大氣折光以外，還有不規(guī)律的部分：白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣下降補(bǔ)充。因此，這里的空氣處于頻繁的運(yùn)動之中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會使視線抖動，從而增加讀數(shù)誤差。對策是夏天中午一般不做水準(zhǔn)測量。在沙地，水泥地湍流強(qiáng)的地區(qū)，一般只在上午10點(diǎn)之前作水準(zhǔn)測量。高精度的水準(zhǔn)測量也只在上午10點(diǎn)之前進(jìn)行。4,溫度對儀器的影響溫度會引起儀器的部件漲縮，從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件(物鏡，十字絲和調(diào)焦鏡)相對位置的變化，或者引起視準(zhǔn)軸相對與水準(zhǔn)管軸位置的變化。由于光學(xué)測量儀器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線產(chǎn)生幾秒偏差，從而使測量結(jié)果的誤差增大。不均勻的溫度對儀器的性能影響尤其大。例如從