1、土木工程測量水準(zhǔn)測量土木工程測量水準(zhǔn)測量2 水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量第1頁/共55頁l l 水準(zhǔn)測量：利用水平視線來測量兩點之間的高差。此方法此方法施測簡單，且精度較高施測簡單，且精度較高，所以是高程測量中最，所以是高程測量中最主要的方法，被廣泛應(yīng)用于高程控制測量、工程勘測主要的方法，被廣泛應(yīng)用于高程控制測量、工程勘測和各項施工測量中。和各項施工測量中。l l三角高程測量三角高程測量：是通過測量兩點之間的水平距離：是通過測量兩點之間的水平距離（或傾斜距離）和豎直角，然后利用三角公式計算出（或傾斜距離）和豎直角，然后利用三角公式計算出兩點間的高差。兩點間的高差。此方法的精度受各種條件的限制，一般只在適當(dāng)

2、的條此方法的精度受各種條件的限制，一般只在適當(dāng)?shù)臈l件下才被采用。件下才被采用。l l氣壓高程測量、靜力高程測量、攝影高程測量、氣壓高程測量、靜力高程測量、攝影高程測量、GPS高程測量。高程測量。高程測量的方法高程測量的方法第2頁/共55頁2.1 水準(zhǔn)測量原理水準(zhǔn)測量原理圖圖2-12-1，A A、B B兩點高差為：兩點高差為：h hABAB=a-b (2-1)=a-b (2-1)h hABAB=a-b=a-b圖圖2-12-1中中，A A為已知高程為已知高程點，點，B B為待測高程點，為待測高程點，a a為為后后視讀數(shù)視讀數(shù)，b b為為前視讀數(shù)前視讀數(shù)。若已知若已知A A點高程為點高程為H HA

3、A，則，則B B點高程為：點高程為：H HB B=H=HA A+h+hABAB=H=HA A+(a-b) (2-2)+(a-b) (2-2)H HB B=H=HA A+h+hABAB=H=HA A+(a-b)+(a-b)B B點高程點高程還可通過儀器的視線高程還可通過儀器的視線高程H Hi i計算：計算：H Hi i=H=HA A+a+aH HB B=H=Hi i-b-b(2-3)(2-2式式)稱高差法稱高差法(2-3)式稱儀高法式稱儀高法第3頁/共55頁2.2 DS3型水準(zhǔn)儀及其操作型水準(zhǔn)儀及其操作第4頁/共55頁2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺DS3DS3型水準(zhǔn)儀，進行水準(zhǔn)測量每千米往

4、、返測高差精度可達型水準(zhǔn)儀，進行水準(zhǔn)測量每千米往、返測高差精度可達3 3mmmm. .其主要由其主要由望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器和和基座基座三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造第5頁/共55頁2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺1 1、望遠(yuǎn)鏡、望遠(yuǎn)鏡2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、鏡筒、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、鏡筒、調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板、目鏡等部件構(gòu)成。等部件構(gòu)成。第6頁/共55頁 l l 作用：作用：它可以提供視線，它可以提供視線，并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上

5、的讀數(shù)并可讀出遠(yuǎn)處水準(zhǔn)尺上的讀數(shù) l l 構(gòu)造：構(gòu)造：物鏡、目鏡、對光物鏡、目鏡、對光 透鏡和十字絲分劃板。透鏡和十字絲分劃板。 1） 物鏡：物鏡：使目標(biāo)的成像落在十字絲板前后。使目標(biāo)的成像落在十字絲板前后。 2） 調(diào)焦透鏡：調(diào)焦透鏡：使目標(biāo)的成像與十字絲重合。使目標(biāo)的成像與十字絲重合。 3） 目鏡：目鏡：放大放大十字絲和目標(biāo)的成像。十字絲和目標(biāo)的成像。 4） 十字絲分劃板：十字絲分劃板：豎絲豎絲是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)，是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)， 中絲（單絲或楔形絲）中絲（單絲或楔形絲）讀取讀數(shù)。讀取讀數(shù)。 視距絲：上、下短絲，用于測距。視距絲：上、下短絲，用于測距。l l視準(zhǔn)軸（即視線）：視準(zhǔn)軸（即視線）：十

6、字絲交十字絲交 點與物鏡光心的連線。點與物鏡光心的連線。 它是水準(zhǔn)儀的主要軸線之一。它是水準(zhǔn)儀的主要軸線之一。 DS3水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡放大率一般為水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡放大率一般為28倍。倍。圖圖2-81.1.望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡第7頁/共55頁2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺2 2、水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器是用來標(biāo)志視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否是用來標(biāo)志視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否鉛垂的裝置。鉛垂的裝置。管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器( (水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管) )用來指示視準(zhǔn)軸是否水平用來指示視準(zhǔn)軸是否水平水準(zhǔn)管圓弧中點水準(zhǔn)管圓弧中點O O稱為水準(zhǔn)管零點。

7、過零點與內(nèi)壁圓稱為水準(zhǔn)管零點。過零點與內(nèi)壁圓弧的直線弧的直線LLLL，稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡中心與零點，稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡中心與零點重合時，稱氣泡居中，此時水準(zhǔn)管軸處于水平位置；若重合時，稱氣泡居中，此時水準(zhǔn)管軸處于水平位置；若氣泡不居中，則水準(zhǔn)管軸處于傾斜位置。氣泡不居中，則水準(zhǔn)管軸處于傾斜位置。水準(zhǔn)管零點水準(zhǔn)管零點水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸氣泡居中氣泡居中第8頁/共55頁圖圖2-102-10第9頁/共55頁圖圖2-12第10頁/共55頁圖圖2-13（2）圓水準(zhǔn)器：）圓水準(zhǔn)器：反映豎軸是否豎直，用于粗平。反映豎軸是否豎直，用于粗平。第11頁/共55頁2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺3

8、3、基座、基座2.2.1 DS32.2.1 DS3微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造微傾式水準(zhǔn)儀的構(gòu)造主要由軸座、腳螺旋和連接板構(gòu)成。主要由軸座、腳螺旋和連接板構(gòu)成。軸座軸座腳螺旋腳螺旋連接板連接板第12頁/共55頁2.2 水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺1 1、水準(zhǔn)尺、水準(zhǔn)尺2.2.2 2.2.2 水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺和尺墊塔尺塔尺由兩節(jié)或三節(jié)套接而由兩節(jié)或三節(jié)套接而成，長成，長3m3m或或5 5米，接頭處存在誤差，米，接頭處存在誤差，多用于精度較低的水準(zhǔn)測量中。多用于精度較低的水準(zhǔn)測量中。雙面尺雙面尺( (直尺或板尺直尺或板尺) )；黑面尺；黑面尺( (基本分劃基本分劃) )、紅面尺、紅面尺( (輔助分劃輔助分

9、劃) )；常；常數(shù)數(shù)K1=4.687mK1=4.687m，K2=4.787mK2=4.787m。用于三。用于三、四等精度以下的水準(zhǔn)測量中。、四等精度以下的水準(zhǔn)測量中。2 2、尺墊、尺墊第13頁/共55頁第14頁/共55頁l操作：操作：（氣泡的移動方向氣泡的移動方向與左手大拇指（右手的食指）運動的方向一致與左手大拇指（右手的食指）運動的方向一致）w氣泡未居中而位于氣泡未居中而位于a 處，則先按圖上箭頭所指的方向用處，則先按圖上箭頭所指的方向用兩手兩手相對轉(zhuǎn)動腳螺旋和，相對轉(zhuǎn)動腳螺旋和，使氣泡移到使氣泡移到b的位置（如圖的位置（如圖b）。）。w然后然后單獨轉(zhuǎn)動腳螺旋單獨轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。如有偏

10、差可重復(fù)進行使氣泡居中。如有偏差可重復(fù)進行。第15頁/共55頁第16頁/共55頁 視差視差：觀測者的眼睛在目鏡端上下移動時，觀測者的眼睛在目鏡端上下移動時，物像與十字絲間有相對運物像與十字絲間有相對運動的現(xiàn)象，叫十字絲視差動的現(xiàn)象，叫十字絲視差，簡稱視差。，簡稱視差。 產(chǎn)生視差的原因及消除的方法產(chǎn)生視差的原因及消除的方法：l產(chǎn)生視差的原因產(chǎn)生視差的原因:尺像與十字絲分劃板不重合。尺像與十字絲分劃板不重合。 l消除的方法：消除的方法：重新調(diào)焦（物鏡）重新調(diào)焦（物鏡） 圖圖 2-152-15第17頁/共55頁讀數(shù)方法：讀數(shù)方法： 由小到大的讀（倒像儀器從上到下）。由小到大的讀（倒像儀器從上到下）。

11、圖圖2-12的讀數(shù)為的讀數(shù)為: : 1.259m。圖圖2-124 4精平與讀數(shù)精平與讀數(shù)第18頁/共55頁2.3 普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.1 2.3.1 水準(zhǔn)點水準(zhǔn)點用水準(zhǔn)測量方法測定的高程控制點稱為用水準(zhǔn)測量方法測定的高程控制點稱為水準(zhǔn)點水準(zhǔn)點( (記為記為BMBM. . (BenchMark) )國家水準(zhǔn)點分為一、二、三、四等，按規(guī)范規(guī)定埋國家水準(zhǔn)點分為一、二、三、四等，按規(guī)范規(guī)定埋設(shè)永久性標(biāo)石標(biāo)志。設(shè)永久性標(biāo)石標(biāo)志。普通水準(zhǔn)點和施工測量水準(zhǔn)點常采用臨時性標(biāo)志。普通水準(zhǔn)點和施工測量水準(zhǔn)點常采用臨時性標(biāo)志。第19頁/共55頁2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水

12、準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.2 2.3.2 水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法圖圖2-15轉(zhuǎn)點轉(zhuǎn)點(TuringPoint),簡寫為簡寫為TP第20頁/共55頁2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.22.3.2水準(zhǔn)測量方法水準(zhǔn)測量方法每一測站可測得前、后視兩點間的高差，即：每一測站可測得前、后視兩點間的高差，即：h1=a1-b1h2=a2-b2hn=an-bn各式相加，得：各式相加，得：hAB=h=a-bB點高程為：點高程為：HB=HA+h(2-5)hAB=h=a-bHB=HA+h第21頁/共55頁點號點號水準(zhǔn)尺讀數(shù)水準(zhǔn)尺讀數(shù)高高 差差高高 程程備備 注注后視后視前視前視+BMA1

13、.632 19.153已知高程點已知高程點TP12.4621.271 0.361 19.514 TP21.8460.9521.510 TP30.9311.2520.594 TP41.0362.078 1.147 BMB 2.0250.989 19.482 7.9077.5782.4652.136 計算檢核計算檢核ab=+0.329 h=+0.329 HBHA=+0.329表表2-2 水準(zhǔn)測量記錄手簿水準(zhǔn)測量記錄手簿21.02421.61820.471第22頁/共55頁2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.32.3.3水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理1、測站檢核、測站檢核

14、變動儀高法變動儀高法是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度是在同一個測站上用兩次不同的儀器高度(10cm)，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差，測得兩次高差以相互比較進行檢核。兩次所測高差之差不超過容許值不超過容許值(水準(zhǔn)測量容許值為水準(zhǔn)測量容許值為5mm)。否則必須重測。否則必須重測。雙面尺法雙面尺法:是儀器的高度不變，而立在前視點和后視點是儀器的高度不變，而立在前視點和后視點上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進行一次讀數(shù)，測得兩次高差，相互進行檢核。互進行檢核。若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)若同一水準(zhǔn)尺紅面與黑面讀數(shù)(加常數(shù)后加常

15、數(shù)后)之差，不超之差，不超過過3mm；且兩次高差之差，又未超過且兩次高差之差，又未超過5mm,則取其平均值作為該測則取其平均值作為該測站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。站的觀測高差。否則，需要檢查原因，重新觀測。第23頁/共55頁2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.3 2.3.3 水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理2、成果檢核、成果檢核附合水準(zhǔn)路線附合水準(zhǔn)路線高差閉合差高差閉合差fh=h測測-(H終終-H始始)(2-6)fh=h測測-(H終終-H始始)閉合水準(zhǔn)路閉合水準(zhǔn)路線線高差閉合差高差閉合差fh=h測測(2-7)fh=h測測支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線高差閉合差高

16、差閉合差fh=h往往+h返返(2-8)fh=h往往+h返返第24頁/共55頁2.3普通水準(zhǔn)測量及其成果整理普通水準(zhǔn)測量及其成果整理2.3.32.3.3水準(zhǔn)測量成果整理水準(zhǔn)測量成果整理2、成果檢核、成果檢核高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)高差閉合差是各種因素產(chǎn)生的測量誤差，故閉合差的數(shù)值應(yīng)該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。該在容許范圍內(nèi)，否則應(yīng)檢查原因，返工重測。普通普通水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地山地(2-9)( 12)( L40mmnfmmfhh容容四等四等水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：水準(zhǔn)測量高差閉合差容許值為：平地平地山地

17、山地(2-10)( 6)( L02mmnfmmfhh容容式中：式中：L為水準(zhǔn)路線總長為水準(zhǔn)路線總長(km)；n為測站數(shù)為測站數(shù)第25頁/共55頁2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算高差閉合差的計算高差閉合差的計算由式由式(2-6)：fh=h測測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm按山地水準(zhǔn)精度計算閉合差容許差為：按山地水準(zhǔn)精度計算閉合差容許差為：fh容容=12n1/2=12241/2=58mm|fh|fh容容|，符合水準(zhǔn)測量技術(shù)要求。，符合水準(zhǔn)測量技術(shù)要求。 fh=

18、h測測-(HB-HA)=-9.811-(32.509-42.365)=+0.045m=+45mm第26頁/共55頁2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合差調(diào)整閉合差調(diào)整閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到閉合差的調(diào)整是按與距離或與測站數(shù)成正比例反符號分配到各測段高差中。第各測段高差中。第i測段高差改正數(shù)按下式計算：測段高差改正數(shù)按下式計算：式中：式中：n路線總測站數(shù)；路線總測站數(shù)；ni第第i段測站數(shù)；段測站數(shù)；L路線總長；路線總長；Di第第i段距離。段距離。由式由式(2-11)算出第一段算出第一段(A

19、1)的改正數(shù)為：的改正數(shù)為：(2-11)infinvh或或(2-12)iLfiDvhmvi011. 0624045. 0其他各測段改正數(shù)按式其他各測段改正數(shù)按式(2-11)算出中。算出中。改正數(shù)的總和與高差閉改正數(shù)的總和與高差閉合差大小相等符號相反合差大小相等符號相反。每測段實測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改。每測段實測高差加相應(yīng)的改正數(shù)便得到改正后的高差。正后的高差。第27頁/共55頁2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.1 2.4.1 附合水準(zhǔn)路線測量成果計算附合水準(zhǔn)路線測量成果計算計算各點高程計算各點高程用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點用改正后的高差，由已知水準(zhǔn)點A開始，逐點算出各點高

20、程，開始，逐點算出各點高程，由計算得到的由計算得到的B點高程應(yīng)與點高程應(yīng)與B點的已知高程相等，以此作為計算檢點的已知高程相等，以此作為計算檢核。核。 第28頁/共55頁2.4 水準(zhǔn)測量成果計算水準(zhǔn)測量成果計算2.4.2 2.4.2 閉合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合水準(zhǔn)路線測量成果計算閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差按式閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差按式(2-7)計算，若閉合差在容許值計算，若閉合差在容許值范圍內(nèi)，按上述附合水準(zhǔn)路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程。范圍內(nèi)，按上述附合水準(zhǔn)路線相同的方法調(diào)整閉合差，并計算高程。第29頁/共55頁表表2-3 附合水準(zhǔn)路線成果計算附合水準(zhǔn)路線成果計算(例例圖圖2.19)測測

21、 段段點點 號號路線長度路線長度（km）測站測站數(shù)數(shù)實測實測高差高差（m）改改 正正 數(shù)數(shù)（m）改正改正后高差后高差（m）高高 程程（m） 1BMA0.60 +1.331-0.002+1.3296.54317.87222.00 +1.813-0.008+1.80529.67731.60 -1.424-0.007-1.43138.34642.05 +1.340-0.008+1.332BMB9.5786.25 +3.060-0.025+3.035 輔輔助助計計算算mm10040Lfh容m25)(mHHhfABhiihiLmmLLfv832第30頁/共55頁2-6 水準(zhǔn)儀的檢驗和校正水準(zhǔn)儀的檢驗和校

22、正l檢校的時間檢校的時間：l購進儀器之后購進儀器之后l長途運輸之后長途運輸之后l項目開工之后項目開工之后l出現(xiàn)問題之后出現(xiàn)問題之后l檢校目的檢校目的：使儀器各種軸系關(guān)系處于正常狀態(tài)。：使儀器各種軸系關(guān)系處于正常狀態(tài)。2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正第31頁/共55頁2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)儀有以下主要軸線：視準(zhǔn)軸、水準(zhǔn)管軸、儀器豎軸和圓水準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲，見圖水準(zhǔn)器軸，以及十字絲橫絲，見圖2-18。各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件是:圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器l軸平行儀

23、器豎軸；軸平行儀器豎軸；十字絲橫絲垂直儀器豎軸；十字絲橫絲垂直儀器豎軸；水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸。第32頁/共55頁（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗和校正（一）圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸的檢驗和校正l目的目的 使使L L VV ，圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器氣泡居中時，豎軸位于鉛垂位置。豎軸位于鉛垂位置。l檢驗檢驗 （1）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中 （2）將望遠(yuǎn)鏡水平方向繞豎軸旋轉(zhuǎn)將望遠(yuǎn)鏡水平方向繞豎軸旋轉(zhuǎn)180，若，若氣泡仍居中，則氣泡仍居中，則L L VV ，若氣泡偏離，則，若氣泡偏離，則需進行校正。需進行校正。2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正

24、微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正第33頁/共55頁l校正校正 v先用腳螺旋使氣泡向中先用腳螺旋使氣泡向中央方向移動偏離量的一半；央方向移動偏離量的一半；v稍松中間的固定螺絲稍松中間的固定螺絲（有的儀器無此螺絲）；（有的儀器無此螺絲）；v再用校正針撥動圓水準(zhǔn)再用校正針撥動圓水準(zhǔn)器的三個校正螺絲使氣泡器的三個校正螺絲使氣泡居中。居中。l重復(fù)上述的檢驗和校正重復(fù)上述的檢驗和校正，使，使儀器上部旋轉(zhuǎn)到任何位置氣儀器上部旋轉(zhuǎn)到任何位置氣泡都能居中為止。泡都能居中為止。l最后應(yīng)注意旋緊固定螺絲最后應(yīng)注意旋緊固定螺絲。圖圖2-25第34頁/共55頁2.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正2.5.1

25、2.5.1 圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的檢驗校正圓水準(zhǔn)器軸平行儀器豎軸的檢驗校正第35頁/共55頁（二）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗和校正（二）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗和校正l目的目的 使使橫絲橫絲VV ，當(dāng)儀器粗略整平后，當(dāng)儀器粗略整平后，橫絲基本水平，用橫橫絲基本水平，用橫絲上任意位置所得讀絲上任意位置所得讀數(shù)均相同。數(shù)均相同。l檢驗檢驗水準(zhǔn)儀整平后，先用十字絲橫絲的一端切準(zhǔn)水準(zhǔn)儀整平后，先用十字絲橫絲的一端切準(zhǔn)一個點狀目標(biāo)一個點狀目標(biāo)P，若，若P點始終在橫絲上移動，說明橫點始終在橫絲上移動，說明橫絲已與豎軸垂直；若絲已與豎軸垂直；若P點移動的軌跡離開了橫絲，則點移動的軌跡離開了橫絲，

26、則說明橫絲與豎軸不垂直，需要校正。說明橫絲與豎軸不垂直，需要校正。圖圖2-272.5 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗與校正第36頁/共55頁l校正校正 v打開十字絲分劃板的打開十字絲分劃板的護罩，可見到三個或護罩，可見到三個或四個分劃板的固定螺四個分劃板的固定螺絲絲v松開這些固定螺絲松開這些固定螺絲v用手轉(zhuǎn)動十字絲分劃用手轉(zhuǎn)動十字絲分劃板座，使橫絲的另一板座，使橫絲的另一端與目標(biāo)相切。端與目標(biāo)相切。v反復(fù)試驗使橫絲的兩反復(fù)試驗使橫絲的兩端都能與目標(biāo)相切，端都能與目標(biāo)相切，則校正完成。則校正完成。v最后旋緊所有固定螺最后旋緊所有固定螺絲。絲。 圖圖2-28第37頁/共55頁第38頁/

27、共55頁 圖圖2-29 a2 a2 a1第39頁/共55頁檢驗方法：檢驗方法： l l在平坦之地選相距在平坦之地選相距6080m的的A、B兩點，在兩點打入木樁；兩點，在兩點打入木樁； l l水準(zhǔn)儀置于水準(zhǔn)儀置于I點（點（ A、B兩點的中點兩點的中點）， 用雙儀高法測得用雙儀高法測得A B兩點的高差兩點的高差h1=a1-b1 l l將儀器搬至將儀器搬至II點點（距（距B點略大于點略大于2 2米米）， 測得測得A、B兩點高差兩點高差h2=a2-b2 l l如果如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即即i=0。如果如果h2h1則說明則說明存在存在i角誤差：角誤差：式中式

28、中=h2-h1=a2-a2 兩點所測兩點所測高差之差；高差之差；DABA、B兩點間的距離；兩點間的距離； 206265。當(dāng)當(dāng)或或i角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對于對于DS3水準(zhǔn)儀，要求水準(zhǔn)儀，要求i角不大于角不大于20 ，否則應(yīng)進行校正。，否則應(yīng)進行校正。 ABDi a2 a2 a1第40頁/共55頁l l如果如果h2=h1，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，說明水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸平行，即即i=0。如果如果h2h1則說明則說明存在存在 i 角誤差：角誤差：式中式中=h2-h1=a2-a2 兩點所測兩點所測高差之差；高差之差；DABA、B兩點間的距離；兩點

29、間的距離； 206265。當(dāng)當(dāng)或或i角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。角為正時，視線向上傾斜，反之向下傾斜。l對于對于DS3水準(zhǔn)儀，要求水準(zhǔn)儀，要求i角不大于角不大于20 ，否則應(yīng)進行校正。，否則應(yīng)進行校正。 ABDi a2 a2 a1第41頁/共55頁l 儀器在儀器在 II 處處，用微傾螺旋使遠(yuǎn)點，用微傾螺旋使遠(yuǎn)點A的讀數(shù)從的讀數(shù)從a2改變改變到到a2= b2+ h1 。此時。此時視準(zhǔn)軸處于水平位置視準(zhǔn)軸處于水平位置，但水準(zhǔn)，但水準(zhǔn)管也因隨之變動而氣泡不再符合。管也因隨之變動而氣泡不再符合。l 用校正針撥動水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合用校正針撥動水準(zhǔn)管一端的校正螺絲使氣泡符合，(圖圖2

30、-30)則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，從而使水準(zhǔn)管則水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，從而使水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時先松軸平行于視準(zhǔn)軸。水準(zhǔn)管的校正螺絲，校正時先松動左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡動左右兩校正螺絲，然后撥上下兩校正螺絲使氣泡符合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一符合。撥動上下校正螺絲時，應(yīng)先松一個再緊另一個逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時，所有校正螺絲都個逐漸改正，當(dāng)最后校正完畢時，所有校正螺絲都應(yīng)適度旋緊。應(yīng)適度旋緊。以上檢驗校正要反復(fù)進行，直到以上檢驗校正要反復(fù)進行，直到i角角小于小于20為止。為止。（圖圖 2-29）第42頁/共55頁圖圖2-30第43

31、頁/共55頁2.6 水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項水準(zhǔn)測量誤差分析及注意事項2.6.1 2.6.1 儀器誤差儀器誤差儀器校正后的殘余誤差儀器校正后的殘余誤差水準(zhǔn)儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的水準(zhǔn)儀經(jīng)過校正后，不可能絕對滿足水準(zhǔn)管軸平行視準(zhǔn)軸的條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。條件，因而使讀數(shù)產(chǎn)生誤差。這種誤差的影響這種誤差的影響與距離成正比與距離成正比，只要，只要觀測時注意觀測時注意使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。使前、后視距離相等，便可消除或減弱此項誤差的影響。水準(zhǔn)尺誤差水準(zhǔn)尺誤差包括水準(zhǔn)尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等。包括水準(zhǔn)尺長度變化、刻劃誤差和零點誤差等。精密

32、水準(zhǔn)測量應(yīng)對水準(zhǔn)尺進行精密水準(zhǔn)測量應(yīng)對水準(zhǔn)尺進行檢定檢定，并對讀數(shù)進行，并對讀數(shù)進行尺長誤差尺長誤差改正改正。零點誤差零點誤差在成對使用水準(zhǔn)尺時，可采取設(shè)置在成對使用水準(zhǔn)尺時，可采取設(shè)置偶數(shù)測站偶數(shù)測站的方法的方法來消除；也可在前、后視中來消除；也可在前、后視中使用同一根水準(zhǔn)尺使用同一根水準(zhǔn)尺來消除。來消除。第44頁/共55頁2.6 水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.2 2.6.2 觀測誤差觀測誤差水準(zhǔn)管氣泡對中誤差水準(zhǔn)管氣泡對中誤差水準(zhǔn)管氣泡居中誤差一般為水準(zhǔn)管氣泡居中誤差一般為0.15。符合水準(zhǔn)器，氣泡居。符合水準(zhǔn)器，氣泡居中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤

33、差為：中精度可提高一倍。由氣泡居中誤差引起的讀數(shù)誤差為：讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠(yuǎn)估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼分辨能力、望遠(yuǎn)鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：鏡放大率以及視線長度有關(guān)。按下式計算：式中：式中：V望遠(yuǎn)鏡放大率；望遠(yuǎn)鏡放大率；D視線長；視線長；60人眼能人眼能分辨的最小角度；分辨的最小角度；206265；水準(zhǔn)管分劃值。水準(zhǔn)管分劃值。(2-15)D215. 0m(2-16)Dvmv60為保證讀數(shù)精度，各等水準(zhǔn)測量對望遠(yuǎn)鏡放大率和最大視線為保證讀數(shù)精度，各等水準(zhǔn)測量對望遠(yuǎn)鏡放大率和最大視線長有相應(yīng)規(guī)定。長有相應(yīng)規(guī)定。第45頁/共55頁2.6 水準(zhǔn)測量誤差及其

34、消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.2 2.6.2 觀測誤差觀測誤差視差影響視差影響視差對水準(zhǔn)尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細(xì)視差對水準(zhǔn)尺讀數(shù)會產(chǎn)生較大誤差。應(yīng)仔細(xì)調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。調(diào)焦，避免出現(xiàn)視差。水準(zhǔn)尺傾斜水準(zhǔn)尺傾斜誤差水準(zhǔn)尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大誤差水準(zhǔn)尺傾斜會使讀數(shù)增大，其誤差大小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。小與尺傾斜的角度和在尺上的讀數(shù)大小有關(guān)。第46頁/共55頁2.6 水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.3 2.6.3 外界條件影響外界條件影響儀器下沉儀器下沉選擇堅實的地面作測站，并將腳架踏實。用雙面尺法進行測選擇堅實的地面作測站，并將腳架踏實

35、。用雙面尺法進行測站檢核時，采用站檢核時，采用“后、前、前、后后、前、前、后”的觀測程度，可減小其影響。的觀測程度，可減小其影響。尺墊下沉尺墊下沉水平視線在尺上水平視線在尺上的讀數(shù)的讀數(shù)b，理論上應(yīng)改，理論上應(yīng)改算為相應(yīng)水準(zhǔn)面截于水算為相應(yīng)水準(zhǔn)面截于水準(zhǔn)尺的讀數(shù)準(zhǔn)尺的讀數(shù)b，兩者的，兩者的差值差值c稱為地球曲率差。稱為地球曲率差。測量中測量中當(dāng)前、后視距相等當(dāng)前、后視距相等時，通過高差計算可消除該影響。時，通過高差計算可消除該影響。地球曲率的影地球曲率的影響響(2-17)RDc22第47頁/共55頁2.6 水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法水準(zhǔn)測量誤差及其消減方法2.6.3 2.6.3 外界條件影響外界條件影響大氣折光影響大氣折光影響由于地面上空氣密度不均勻，使由于地面上空氣密度不均勻，使I光線發(fā)生折射。因而水準(zhǔn)測光線發(fā)生折射。因而水準(zhǔn)測量中，實際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀量中，實際的讀數(shù)不是水平視線的讀數(shù)，而是一向下彎曲視線的讀數(shù)。兩者之差稱為數(shù)。兩者之差稱為大氣折光差大氣折光差，用，用表示。在穩(wěn)定的氣象條件下，表示。在穩(wěn)定