1、第第2章章 水準(zhǔn)儀及其使用水準(zhǔn)儀及其使用武漢大學(xué)水利水電學(xué)院武漢大學(xué)水利水電學(xué)院 鄧念武鄧念武2.1 水準(zhǔn)測(cè)量原理提出問(wèn)題：提出問(wèn)題：已知 A點(diǎn)的高程為HA，要測(cè)定B點(diǎn)的高程HB。解決問(wèn)題：解決問(wèn)題：所需儀器水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)儀架在兩尺 之間，水準(zhǔn)尺在AB兩點(diǎn)各垂直豎立一條。水準(zhǔn)儀 可以提供一條水平視線(xiàn)。大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面ABHAHBHAHBAB水平視線(xiàn)水平視線(xiàn)大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面hABab前進(jìn)方向前進(jìn)方向后視后視前視前視后視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)后后視視水水準(zhǔn)準(zhǔn)尺尺前前視視水水準(zhǔn)準(zhǔn)尺尺H1（水平視線(xiàn)高程（水平視線(xiàn)高程=HA+a）高差法視線(xiàn)高法方法方法2：視線(xiàn)高法：視線(xiàn)高法aHHA1

2、baHbHHAB1視線(xiàn)高程：視線(xiàn)高程：B點(diǎn)高程：點(diǎn)高程：bahABABABhHH方法方法1：高差法：高差法AB高差：高差：B點(diǎn)高程：點(diǎn)高程：返回示意圖2.2 DS3型微傾式水準(zhǔn)儀及其使用 2.2.1 DS3型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造型微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡：物鏡、對(duì)光透鏡， 十字絲分劃板、目鏡水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）、 圓水準(zhǔn)器托 板：通過(guò)微傾軸與望遠(yuǎn)鏡連 接基 座：軸套、腳螺旋1、望遠(yuǎn)鏡十字絲分劃板：有上絲、下絲、中橫絲、 豎絲，用來(lái)瞄準(zhǔn)和讀數(shù)。視 準(zhǔn) 軸：十字絲的交點(diǎn)和物鏡光心的 連線(xiàn)稱(chēng)為望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸， 是用來(lái)瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的視線(xiàn)。望遠(yuǎn)鏡的作用：提供一條瞄準(zhǔn)目標(biāo)的視線(xiàn)； 將遠(yuǎn)處的目標(biāo)放大，提高

3、瞄 準(zhǔn)和讀數(shù)的精度。中橫絲中橫絲豎絲豎絲上絲上絲下絲下絲2 2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器的作用：是用來(lái)指示視線(xiàn)是否水平或豎軸是否豎直的。水準(zhǔn)器的種類(lèi)：圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器（水準(zhǔn)管）兩種。水準(zhǔn)管分劃值：水準(zhǔn)管上相鄰兩分劃（即2mm）間的弧長(zhǎng)所對(duì) 的圓心角值。水準(zhǔn)管靈敏度：水準(zhǔn)管分劃值越小，靈敏度越高。水準(zhǔn)儀圖像符合水準(zhǔn)器：為了進(jìn)一步提高水準(zhǔn)管的靈敏度和方便測(cè)量，安裝了符合水準(zhǔn)。 水準(zhǔn)儀能提供水平視線(xiàn)的基本要求：水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)儀圖像圓水準(zhǔn)器：用來(lái)粗略整平儀器。水準(zhǔn)儀圖像全面認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊返回2.2.3 水準(zhǔn)儀的使用 1、安置和粗略整平儀器、安置和粗略整平儀器

4、粗略整平方法：如圖所示，左手大拇指的運(yùn)動(dòng)方向是氣泡運(yùn)動(dòng)方向，右手相反。水準(zhǔn)儀圖像2、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺3、精確整平和讀數(shù)、精確整平和讀數(shù) 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)尺圖像2.3 水準(zhǔn)測(cè)量的一般方法水準(zhǔn)測(cè)量的一般方法2.3.1 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施111bah222bah333bah444bah查看表將上述各式相加即得AB兩點(diǎn)高差： )()(432143214321bbbbaaaahhhhhhABba 則B點(diǎn)高程為： ABABhHH查看圖2.3.2 水準(zhǔn)測(cè)量的校核方法和精度要求 1、測(cè)站校核、測(cè)站校核 1）改變儀器高法）改變儀器高法 2）雙面尺法）雙面尺法2、路線(xiàn)校核、路線(xiàn)校核水準(zhǔn)測(cè)量的路線(xiàn)形

5、式有多種，下面對(duì)單一水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)形式進(jìn)行校核：1）閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)12BMA32）附合水準(zhǔn)路線(xiàn)12BMABMB3）支水準(zhǔn)路線(xiàn)12BMA往往 測(cè)測(cè)返返 測(cè)測(cè)2.4 水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差的調(diào)整和高程計(jì)算 2.4.1 閉合和附合水準(zhǔn)路線(xiàn)高差閉合差的調(diào)整閉合和附合水準(zhǔn)路線(xiàn)高差閉合差的調(diào)整表格BMB12BMA3453.5km+8.364m1.5km-3.827m2.3km+3.464m3.5km+2.186m3.9km-1.335m2.5km+5.024m2、高差閉合差的調(diào)整、高差閉合差的調(diào)整 高差閉合差的調(diào)整原則是：將閉合差反其符號(hào)，按路線(xiàn)長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)成正比分配到各段高差觀(guān)測(cè)值上。則高差改正值為：）（以測(cè)站數(shù)成

6、正比分配或）（以路線(xiàn)長(zhǎng)成正比分配iiiinnhhLLhhmLLhh013. 05 . 32 .17066. 011返回2.4.2 支水準(zhǔn)路線(xiàn)高差閉合差的調(diào)整支水準(zhǔn)路線(xiàn)高差閉合差的調(diào)整支水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差的調(diào)整原則是： 取往測(cè)和返測(cè)高差絕對(duì)值的平均值作為兩點(diǎn)的高差值，其符號(hào)與往測(cè)同；然后根據(jù)起點(diǎn)高程以各段平均高差推算各測(cè)點(diǎn)的高程。2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正 水準(zhǔn)儀各軸線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足下列條件： 1、圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的豎軸，即Lf Lf / V V； 2、十字絲橫絲垂直于豎軸； 3、水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，即LL /CC（主要條件）。2.5.1 圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)和校正圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器

7、豎軸的檢驗(yàn)和校正1、檢驗(yàn) 2、校正 水準(zhǔn)儀圖像2.5.2、 十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗(yàn)和校正十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗(yàn)和校正1、檢驗(yàn) 2、校正 水準(zhǔn)儀圖像2.5.3 水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正 1、檢驗(yàn)、檢驗(yàn)a、在比較平坦的地面上相距50米左右打兩個(gè)木樁或放兩個(gè)尺墊作為固定點(diǎn)A和 B，立上水準(zhǔn)尺。b、將儀器安置于距A點(diǎn)和B點(diǎn)的等距離處，測(cè)得高差h1a1b1，此時(shí)即使視線(xiàn) 是傾斜的，但因?yàn)閮x器到兩標(biāo)尺的距離相等，故誤差相等，由此求得的高差 h1仍然正確的；c、將儀器安置于B點(diǎn)附近，測(cè)第二次高差h2a2b2。d、判斷：若h2與h1的差值不超過(guò)3mm，則說(shuō)明儀器的水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn) 軸；否則說(shuō)

8、明水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，必須進(jìn)行校正。122hba2、校正 a、求遠(yuǎn)尺正確讀數(shù)： b、校正方法是：轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，令在A尺上的讀數(shù)恰為正 確讀數(shù)，此時(shí)視線(xiàn)水平，但符合氣泡不居中，則用校 正針拔動(dòng)水準(zhǔn)管上、下兩個(gè)校正螺絲，使氣泡居中， 水準(zhǔn)管軸即平行于視準(zhǔn)軸。c、再次檢查：測(cè)第三次高差，求得h3a3b3，若h3與 h1之差不超過(guò) 3 mm，則校正工作結(jié)束。水準(zhǔn)儀圖像 2.6 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及其消減方法 2.6.1 儀器誤差 1、儀器校正不完善的誤差2、水準(zhǔn)尺誤差 水準(zhǔn)尺誤差包括刻劃和尺底零點(diǎn)不準(zhǔn)確等誤差。 水準(zhǔn)尺圖像水準(zhǔn)儀圖像2.6.2 觀(guān)測(cè)誤差 DM平4、水準(zhǔn)尺豎立不直的誤差結(jié)論：尺立正，視線(xiàn)不要太高。2.6.3 外界條件的影響外界條件的影響1、儀器和尺墊升降的誤差、儀器和尺墊升降的誤差 結(jié)論：儀器和尺墊要踩緊，不要松動(dòng)。觀(guān)測(cè)要迅速，在高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量中采用一定的觀(guān)測(cè)手段。2、地球曲率的影響、地球曲率的影響 結(jié)論：將儀器安置于距A