水利工程測量測量的基礎(chǔ)知識水準(zhǔn)測量角度測量距離測量與直線定向全站儀測量技術(shù)小區(qū)域控制測量地形圖的測繪與應(yīng)用施工測量的基本方法渠道測量水工建筑物施工測量隧洞施工測量水庫測量水工建筑物變形觀測全套可編輯PPT課件

模塊1測量的基礎(chǔ)知識1.3用水平儀代替水準(zhǔn)面的影響1.1測繪學(xué)概述1.2地面點(diǎn)位的確定1.5測量誤差的基本內(nèi)容1.4測量工作概述模塊1測量的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)目標(biāo)【知識目標(biāo)】了解測繪學(xué)的基本概念及水利工程測量的任務(wù)與作用，用水平面代替水準(zhǔn)面對距離測量、高程測量和角度測量的影響，測量誤差的基本內(nèi)容；掌握測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線的含義，常用坐標(biāo)系統(tǒng)的概念及應(yīng)用，測量的基本工作和測量工作的基本原則，相對誤差的計(jì)算；熟悉測量誤差的來源和分類?！炯寄苣繕?biāo)】能夠根據(jù)已知高程求解高差，并根據(jù)高差判斷地面的高低情況；能夠根據(jù)測區(qū)范圍的大小判斷是否能用水平面代替水準(zhǔn)面；能夠在后續(xù)技能訓(xùn)練中始終遵循測量工作的基本原則；能夠進(jìn)行相對誤差的計(jì)算。測繪學(xué)是研究地球的形狀和大小，確定地球表面點(diǎn)的位置，以及如何將地球表面的地形、地貌及其他地理信息測繪成圖的科學(xué)。測繪學(xué)的研究對象是地球。我們知道，物體的幾何形狀和大小都是由組成該物體的一些特定點(diǎn)的位置所決定的，因此，測繪學(xué)的實(shí)質(zhì)是確定地球表面點(diǎn)的位置。1.1測繪學(xué)概述測繪學(xué)是隨著人們生產(chǎn)和生活的需要而發(fā)展起來的。人類在地球上的存在總要有個(gè)生存、發(fā)展的場所，如土地及地面上的房屋就是最基本的場所。這些場所的建造和使用都離不開點(diǎn)的位置的確定，離不開邊界點(diǎn)、邊界線的確定，離不開這些場所的面積及工程位置的測定。測繪學(xué)正是適應(yīng)人類生存、發(fā)展的需要和工程建設(shè)的定位技術(shù)需求而發(fā)展起來的。漫長人類文明史中的生產(chǎn)活動與測繪科學(xué)技術(shù)息息相關(guān)。最初，人們利用繩子丈量土地，用指南針定向，隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明、最小二乘理論的提出、攝影技術(shù)的應(yīng)用，以及近代航空航天、激光、電子等技術(shù)的飛速發(fā)展及其在測繪工作中的廣泛應(yīng)用，測繪學(xué)正朝著自動化、數(shù)字化和高精度化的方向發(fā)展。測繪學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展1.1.11.1測繪學(xué)概述大地測量學(xué)1.測繪學(xué)的分支機(jī)構(gòu)1.1.2大地測量學(xué)是研究和確定地球形狀、大小、整體與局部運(yùn)動和地表面點(diǎn)的幾何位置，以及其形變理論和技術(shù)的學(xué)科。近年來，隨著人造地球衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，大地測量學(xué)又分為常規(guī)大地測量學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)。1.1測繪學(xué)概述地形測量學(xué)2.地形測量學(xué)是研究小區(qū)域內(nèi)測繪地形圖的基本理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。它基本上可以不考慮地球曲率的影響，而把小區(qū)域內(nèi)的地球表面當(dāng)作水平面對待。1.1測繪學(xué)概述攝影測量與遙感學(xué)3.攝影測量與遙感學(xué)是研究利用攝影相片來測定物體的形狀、大小和空間位置的學(xué)科。由于獲得相片的方法不同，攝影測量與遙感學(xué)又分為地面攝影測量學(xué)、航空攝影測量學(xué)、水下攝影測量學(xué)和航天攝影測量學(xué)。1.1測繪學(xué)概述工程測量學(xué)4.工程測量學(xué)是研究工程建設(shè)與自然資源開發(fā)中，在規(guī)劃、勘測設(shè)計(jì)、施工與管理各個(gè)階段進(jìn)行測量工作的理論、方法與技術(shù)的學(xué)科。工程測量學(xué)是測繪科學(xué)技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的直接應(yīng)用。1.1測繪學(xué)概述海洋測量學(xué)5.海洋測量學(xué)是研究以海洋水體和海底為研究對象的測繪理論與技術(shù)的學(xué)科。1.1測繪學(xué)概述地圖學(xué)6.地圖學(xué)是研究模擬地圖和數(shù)字地圖的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)、測繪、復(fù)制的技術(shù)方法及其應(yīng)用的學(xué)科。1.1測繪學(xué)概述測繪學(xué)的任務(wù)1.測繪學(xué)的任務(wù)與作用1.1.3（1）地形圖的測繪地形圖的測繪是指用測量儀器經(jīng)過測量和計(jì)算得到一系列測量數(shù)據(jù)，或?qū)⒌厍虮砻娴牡匦伟匆欢ǖ谋壤s小繪成地形圖，供經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和科學(xué)研究使用。地形圖的測繪也稱為測定。1.1測繪學(xué)概述（2）施工測量施工測量是指將圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的位置在實(shí)地標(biāo)定出來，作為工程施工的依據(jù)。施工測量也稱為測設(shè)。除此之外，對高層建筑或其他重要建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行變形觀測已經(jīng)成為測繪學(xué)的又一個(gè)重要任務(wù)。1.1測繪學(xué)概述測繪學(xué)在工程建設(shè)中的作用2.（1）在國防建設(shè)方面（2）在經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面（3）在科學(xué)研究方面必須應(yīng)用地形圖進(jìn)行戰(zhàn)略部署和戰(zhàn)役的指揮工作；工程的勘測和設(shè)計(jì)需要測繪和使用地形圖，工程施工需要測量工作做指導(dǎo)，工程竣工需要測繪竣工圖，工程竣工使用階段對一些大型或重要建（構(gòu)）筑物還要進(jìn)行變形觀測；空間科學(xué)技術(shù)、地殼變形、海岸變遷、地震預(yù)報(bào)等方面的研究都要使用地形圖。1.1測繪學(xué)概述地形圖的測繪1.測繪學(xué)在水利工程中的應(yīng)用1.1.4（1）庫區(qū)地形圖庫區(qū)地形圖的基礎(chǔ)上可繪制出水位庫容曲線和水位面積曲線，以便于查出不同水位的水面面積和水庫蓄水量，并確定水庫淹沒范圍。（2）流域面積圖在地形圖的基礎(chǔ)上可勾畫出河流的分水線，形成流域面積圖。該圖主要用于計(jì)算壩址以上的集水面積，以便于計(jì)算出水庫的來水量和來沙量。（5）輸送單元

S7-200-226AC/DC/RLY主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。1.1測繪學(xué)概述163（3）區(qū)域地形圖壩址區(qū)地形圖是在庫區(qū)地形圖的基礎(chǔ)上繪制而成的。該圖主要用于布置水庫、布置施工場地、進(jìn)行地勘工作，以及填繪地質(zhì)圖。（4）堆料場地形圖（5）河流（渠道）帶狀地形圖堆料場地形圖是在地形圖的基礎(chǔ)上配合地質(zhì)資料繪制而成的。該圖主要用于摸清庫區(qū)料場的分布范圍及其儲量。河流（渠道）帶狀地形圖是指狹長地帶的地形圖，帶狀寬度為100～300m，常用于河流、渠道等線形工程的初步設(shè)計(jì)和紙上定線。（5）輸送單元

S7-200-226AC/DC/RLY主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。1.1測繪學(xué)概述剖面圖的測繪2.剖面圖可直觀地反映地表的形狀和走勢。無論是計(jì)算土方量還是進(jìn)行土壩腳的定線和清基邊線的定線，都需要剖面圖。剖面圖分為縱剖面圖和橫剖面圖。剖面圖可通過實(shí)地測繪和在地形圖上繪制兩種途徑獲得，其中，經(jīng)實(shí)地測繪得到的剖面圖的精度較高。1.1測繪學(xué)概述水利施工及建筑物放樣3.地形測量是把實(shí)地的形狀、地物的位置和大小表示到圖紙上。放樣工作卻恰恰相反，它是將圖上設(shè)計(jì)好的點(diǎn)、線、面的位置反映到實(shí)地上。（1）土壩的施工放樣。土壩的施工放樣包括壩軸線放樣、清基邊線放樣、壩腳定線、邊坡放樣、放水涵洞（壩下埋管）放樣和溢洪道放樣等。（2）隧道定線。由于隧道一般由兩端同時(shí)掘進(jìn)，因此必須進(jìn)行隧道中心線及定坡線的定向，以指導(dǎo)掘進(jìn)，保證其準(zhǔn)確貫通。1.1測繪學(xué)概述（3）中心線及軸線放樣。在進(jìn)行壩和渠道施工時(shí)需要測設(shè)軸線或進(jìn)行中心線定位。（4）建筑物放樣。建筑物放樣是指將圖上設(shè)計(jì)好的建筑物準(zhǔn)確地在實(shí)地找出相應(yīng)的位置。無論采用哪一種放樣，都要將圖上有關(guān)的點(diǎn)、線、面的位置相應(yīng)地表示在實(shí)地，并打上標(biāo)志樁，以指導(dǎo)施工。1.1測繪學(xué)概述變形觀測4.在水利工程的運(yùn)行管理初期，應(yīng)對某些大型的、重要的建筑物進(jìn)行定期的變形觀測。這里的變形主要是指水平方向和豎直方向的位移。若變形超過一定的限度，則工程質(zhì)量將得不到保證，甚至?xí)霈F(xiàn)事故。因此，在水利工程建設(shè)中，變形觀測占有重要地位。1.1測繪學(xué)概述可以把地球想象成一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的海水面延伸穿過陸地所包圍的形體，這個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的海水面就是水準(zhǔn)面，這個(gè)形體基本上代表了地球。但由于水位時(shí)高時(shí)低，因此水準(zhǔn)面有無數(shù)個(gè)。在高度不同的水準(zhǔn)面中選擇一個(gè)高度適中的水準(zhǔn)面作為平均海水面，這個(gè)沒有風(fēng)浪、沒有潮汐的平均海水面就稱為大地水準(zhǔn)面。不同的國家或地區(qū)，通過驗(yàn)潮站觀測潮汐變化來確定平均海水面，以作為該國家或地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。由大地水準(zhǔn)面所包圍的形體稱為大地體，大地體就代表了地球的形狀和大小。地球的形狀和大小1.2.11.2地面點(diǎn)位的確定大地水準(zhǔn)面1.2地面點(diǎn)位的確定水準(zhǔn)面的特點(diǎn)是其處處與鉛垂線方向正交。測量工作是通過安置測量儀器觀測數(shù)據(jù)，并沿著鉛垂線方向?qū)⑦@些數(shù)據(jù)投影到大地水準(zhǔn)面上的，因此，大地水準(zhǔn)面是測量工作的基準(zhǔn)面，鉛垂線是測量工作的基準(zhǔn)線。測量的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線1.2.21.2地面點(diǎn)位的確定1.2地面點(diǎn)位的確定由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布不均勻，引起在鉛垂線方向上的不規(guī)則變動，使得大地水準(zhǔn)面成為一個(gè)不規(guī)則、復(fù)雜的曲面，不便于計(jì)算與制圖。為此，人們就用一個(gè)既可以用數(shù)學(xué)公式表示又很接近大地水準(zhǔn)面的橢球面來代替大地水準(zhǔn)面，這個(gè)橢球面稱為參考橢球面。參考橢球面所包圍的形體叫作參考橢球體。參考橢球體是由橢圓ABCD繞其短軸DB旋轉(zhuǎn)而成的，其形狀和大小由橢圓長半軸a和短半軸b或扁率α決定。扁率的計(jì)算式為參考橢球面1.2地面點(diǎn)位的確定1.2地面點(diǎn)位的確定參考橢球面與大地水準(zhǔn)面不完全一致。對精密測量工作來說，必須考慮兩者的差異，要通過計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；對普通測量來說，由于精度要求不高，當(dāng)測量范圍不大時(shí)可不考慮兩者之間的差異，同時(shí)，由于扁率很小，為方便計(jì)算，可以將地球看成圓球體來進(jìn)行處理，經(jīng)計(jì)算其半徑約為6371km。世界各國采用了適合本國的參考橢球。自1980年開始，我國基于1975年國際橢球建立了新的國家大地坐標(biāo)系。2008年7月1日，我國正式啟用“2000國家大地坐標(biāo)系”。地理坐標(biāo)系1.水利工程測量中常用的坐標(biāo)系統(tǒng)1.2.31.2地面點(diǎn)位的確定地理坐標(biāo)系采用經(jīng)緯度來表示地面點(diǎn)的投影位置。它表示出物體在地面上的位置，能明確顯示出地物的方位（經(jīng)線與南北方向相應(yīng)，緯線與東西方向相應(yīng)）；同時(shí)，由于地球的自然特性，可以利用經(jīng)度差表示時(shí)差，利用緯度表示地理現(xiàn)象所處的地理帶，研究氣候、土壤、植被等的空間分布規(guī)律。我國位于東半球和北半球，所以各地的地理坐標(biāo)都是東經(jīng)和北緯，如西安某地的地理坐標(biāo)為東經(jīng)108°56′、北緯39°45′。平面直角坐標(biāo)系2.（1）高斯平面直角坐標(biāo)系。①高斯投影原理。地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，若直接將其用于工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工，會給計(jì)算和測量帶來很多不便。因此，須將球面坐標(biāo)按一定的數(shù)學(xué)法則歸算到平面上，即測量工作中所稱的投影。在測量工作中常用的是高斯投影，如圖1-3所示。1.2地面點(diǎn)位的確定高斯投影法1.2地面點(diǎn)位的確定1.2地面點(diǎn)位的確定②高斯投影帶。為了控制變形，高斯投影法采用分帶投影的方法，常用的是6°帶投影法和3°帶投影法。a.6°帶投影法。6°帶投影法是把地球按6°的經(jīng)差分成60個(gè)帶，從首子午線開始自西向東編號，東經(jīng)0°~6°為1帶，6°~12°為2帶，依此類推，如圖1-4所示。位于各分帶中央的子午線稱為中央子午線，設(shè)其經(jīng)度為λ0，則在東半球N帶中央子午線的經(jīng)度可按式（1-1）計(jì)算；如果已知地面任意一點(diǎn)的經(jīng)度λ（單位為°），要計(jì)算該點(diǎn)所在的統(tǒng)一6°帶編號可按式（1-2）計(jì)算。高斯投影分帶1.2地面點(diǎn)位的確定1.2地面點(diǎn)位的確定③高斯平面直角坐標(biāo)系分析。由于在參考橢球面上，中央子午線與赤道相互垂直，因此經(jīng)等角投影后的中央子午線與赤道也相互垂直。以中央子午線為坐標(biāo)縱軸（x軸，向北為正）、赤道為坐標(biāo)橫軸（y軸，向東為正）、中央子午線與赤道的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O組成的平面直角坐標(biāo)系稱為高斯平面直角坐標(biāo)系。1.2地面點(diǎn)位的確定

b.3°帶投影法。投影中，除中央子午線和赤道均為直線外，其余各緯線和經(jīng)線均為曲線，且距中央子午線距離越大，投影變形越大，因此為了控制變形，可以選擇統(tǒng)一3°帶投影。3°帶投影是從東經(jīng)1°30′起，每隔經(jīng)差3°劃帶，將整個(gè)地球分成120個(gè)帶（見圖1-4）。式（1-3）表示了3°帶中央子午線經(jīng)度λ′0（單位為°）與帶號n的關(guān)系。已知任意一點(diǎn)的經(jīng)度λ，要計(jì)算該點(diǎn)所在的統(tǒng)一3°帶編號可按式（1-4）計(jì)算。高斯平面直角坐標(biāo)系1.2地面點(diǎn)位的確定獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系（2）獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系。若測區(qū)范圍較?。ò霃叫∮?0m），可將該測區(qū)的大地水準(zhǔn)面看成平面，直接將地面點(diǎn)沿鉛垂方向投影到水平面上，用平面直角坐標(biāo)系表示該點(diǎn)的位置，這種測區(qū)平面直角坐標(biāo)系即獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系。1.2地面點(diǎn)位的確定地心坐標(biāo)系3.地心坐標(biāo)系是以地球質(zhì)心為原點(diǎn)建立的空間直角坐標(biāo)系，或以球心與地球質(zhì)心重合的地球橢球面為基準(zhǔn)面而建立的大地坐標(biāo)系。地心坐標(biāo)系通常分為地心空間直角坐標(biāo)系（以X、Y、Z為坐標(biāo)元素）和地心大地坐標(biāo)系（以地心緯度B、地心經(jīng)度L、高程H為坐標(biāo)元素）。1.2地面點(diǎn)位的確定常見的地心坐標(biāo)系1.2地面點(diǎn)位的確定高程坐標(biāo)系4.建立高程坐標(biāo)系，首先要選擇一個(gè)基準(zhǔn)面。在一般測量工作中都是以大地水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面。地面點(diǎn)沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離稱為該點(diǎn)的絕對高程或海拔，簡稱高程，通常用H表示。高程與高差1.2地面點(diǎn)位的確定1.2地面點(diǎn)位的確定地面點(diǎn)到任意水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為假定高程或相對高程，通常用H′表示。圖1-8中A、B兩點(diǎn)的相對高程分別表示為H′A、H′B。地面兩點(diǎn)間的絕對高程或相對高程之差稱為高差，用h表示。如A、B兩點(diǎn)的高差為

hAB=HB-HA=H′B-H′A（1-5）1.2地面點(diǎn)位的確定由此可見，地面兩點(diǎn)之間的高差與采用的高程系統(tǒng)無關(guān)。高差值有正有負(fù)。當(dāng)hAB>0時(shí)，表明B點(diǎn)高于A點(diǎn)；反之，B點(diǎn)低于A點(diǎn)。當(dāng)hAB=0時(shí)，表明B點(diǎn)和A點(diǎn)的高程相等。A點(diǎn)相對于B點(diǎn)的高差與B點(diǎn)相對于A點(diǎn)的高差絕對值相等，但符號相反。用該地區(qū)中心點(diǎn)的切平面代替大地水準(zhǔn)面，則地面點(diǎn)A、B在大地水準(zhǔn)面上的投影分別為a、b，在水平面上的投影分別是a′、b′，D、D′分別為地面兩點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上和在水平面上的投影距離，據(jù)此可推導(dǎo)出用水平面代替水準(zhǔn)面對水平距離的影響值，即用水平面代替水準(zhǔn)面對水平距離的影響1.3.11.3用水平面代替水準(zhǔn)面的影響用水平面代替水準(zhǔn)面對水平距離和高程的影響從表1-1可以看出，當(dāng)距離D=10km時(shí)，產(chǎn)生的距離相對誤差為1/1200000，這樣小的誤差，即使是精密量距，也是允許的。因此，在以10km為半徑的圓面積之內(nèi)進(jìn)行距離測量時(shí)，可以用切平面代替大地水準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對距離的影響。1.3用水平面代替水準(zhǔn)面的影響用水平面代替水準(zhǔn)面對高程的影響1.3.2可以推導(dǎo)出用水平面代替水準(zhǔn)面對高程的影響值為（1-8）式中，Δh為高程誤差（mm）。當(dāng)取地球半徑R=6371km時(shí)，Δh值見表1-2。1.3用水平面代替水準(zhǔn)面的影響

用水平面代替水準(zhǔn)面對水平角度的影響1.3.3由球面三角學(xué)可知，同一空間多邊形在球面上投影的各內(nèi)角和比在平面上投影的各內(nèi)角和大一個(gè)球面角超值ε（水平角誤差），其值為（1-9）式中，ε為球面角超值（″）；S為球面多邊形的面積（km2）；R為地球半徑（km）；ρ為1弧度的秒值，ρ=206265″。將不同的面積S代入式（1-9）可求出球面角超值，見表1-3。1.3用水平面代替水準(zhǔn)面的影響由表1-3可以看出，當(dāng)面積S=100km2時(shí)，用水平面代替水準(zhǔn)面所產(chǎn)生的角度誤差僅為0.51″，所以，在測量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面引起的水平角誤差可以忽略不計(jì)。1.3用水平面代替水準(zhǔn)面的影響測量的基本工作1.4.11.4測量工作概述測量工作的主要目的是確定點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。在實(shí)際測量工作中，地面點(diǎn)的坐標(biāo)和高程一般不能直接測出，而是通過觀測坐標(biāo)和高程已知的點(diǎn)與坐標(biāo)和高程未知的點(diǎn)之間的幾何位置關(guān)系，計(jì)算出待定點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。設(shè)A、B兩點(diǎn)為坐標(biāo)、高程已知的點(diǎn)，C為待定點(diǎn)。在△ABC中，AB邊的邊長是已知的，只要測量出一條未知邊（AC或BC）的邊長D1或D2和一個(gè)水平角（α或β），就可以推算出C點(diǎn)的坐標(biāo)。確定地面點(diǎn)位的測量工作1.4測量工作概述角度距離高差確定地面點(diǎn)位的三個(gè)基本要素1.4測量工作概述角度測量距離測量高差測量測量的基本工作1.4測量工作概述測量工作的基本原則1.4.11.4測量工作概述（1）“從整體到局部，先控制后碎部，由高級到低級”。（2）“前一步工作未做檢核不進(jìn)行下一步工作”。測量誤差的概念及對測量人員的要求1.測量誤差概述1.5.11.5測量誤差的基本內(nèi)容測量工作是由觀測者使用一定的測量儀器和工具，采用一定的測量方法和程序，在一定的觀測環(huán)境中進(jìn)行的。對某一個(gè)未知量進(jìn)行測定的過程，稱為觀測。對某個(gè)量進(jìn)行重復(fù)觀測時(shí)就會發(fā)現(xiàn)，這些觀測值之間往往存在一些差異。另一種情況是，即使已經(jīng)知道某幾個(gè)量之間應(yīng)該滿足某一理論關(guān)系，但當(dāng)對這幾個(gè)量進(jìn)行觀測后發(fā)現(xiàn)實(shí)際觀測結(jié)果往往不能滿足應(yīng)有的理論關(guān)系。1.5測量誤差的基本內(nèi)容大量實(shí)踐表明，在測量工作中，當(dāng)對某一未知量進(jìn)行多次觀測時(shí)，無論測量儀器多么精密，觀測進(jìn)行得多么仔細(xì)，觀測值之間總是存在著差異。這種差異實(shí)質(zhì)上表現(xiàn)為各次測量所得的數(shù)值與未知量的真實(shí)值之間的差值，即測量誤差。1.5測量誤差的基本內(nèi)容測量誤差是不可避免的，為了確保測量成果具有較高的質(zhì)量，使產(chǎn)生的誤差不超過一定限度，測量人員必須要充分了解影響測量結(jié)果的誤差來源和性質(zhì)，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧┫拗苹驕p小誤差的產(chǎn)生；同時(shí)要掌握處理誤差的理論和方法，以便合理消除誤差并取得合理的數(shù)值。優(yōu)秀的測量員不僅要能進(jìn)行熟練的測量，還應(yīng)具有對誤差情況進(jìn)行綜合分析，能恰當(dāng)?shù)剡x擇和應(yīng)用與作業(yè)目的要求相適應(yīng)的測量方法的能力。測量誤差的分類2.1.5測量誤差的基本內(nèi)容(1)系統(tǒng)誤差在相同的觀測條件下進(jìn)行一系列的觀測，如果誤差在大小、符號上表現(xiàn)出一定的規(guī)律變化，那么這種誤差就稱為系統(tǒng)誤差。（2）偶然誤差在相同的觀測條件下做一系列的觀測，如果誤差在大小和符號上都表現(xiàn)出偶然性，即誤差的大小不等，符號不同，那么這種誤差就稱為偶然誤差。測量誤差產(chǎn)生的原因3.1.5測量誤差的基本內(nèi)容（1）儀器誤差（2）周圍環(huán)境的影響（3）觀測者的影響1.5測量誤差的基本內(nèi)容上述三個(gè)因素是引起觀測誤差的根源。通常將這三方面因素總稱為觀測條件。觀測條件好，測量誤差就小，觀測質(zhì)量就高；反之，觀測條件差，測量誤差就大，觀測質(zhì)量就差。測量工作中，在觀測條件基本相同的情況下進(jìn)行的觀測，可以認(rèn)為其觀測質(zhì)量也基本上是一致的，稱為等精度觀測；在不同觀測條件下進(jìn)行的各項(xiàng)觀測，則認(rèn)為其觀測質(zhì)量是不一致的，稱為非等精度觀測。粗差4.1.5測量誤差的基本內(nèi)容在觀測結(jié)果中，有時(shí)還會出現(xiàn)錯(cuò)誤，如讀錯(cuò)、記錯(cuò)或測錯(cuò)等，這些統(tǒng)稱為粗差。粗差在觀測結(jié)果中是不允許出現(xiàn)的。為了杜絕粗差，除應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)作業(yè)外，還必須采取必要的檢核措施。例如，對距離進(jìn)行往、返測量，對角度進(jìn)行重復(fù)觀測，對幾何圖形進(jìn)行必要的多余觀測，用一定的幾何條件進(jìn)行檢核等。評定精度的標(biāo)準(zhǔn)1.5.21.5測量誤差的基本內(nèi)容在相同的觀測條件下所進(jìn)行的一組觀測，由于它對應(yīng)著同一種誤差分布，故這一組中的每個(gè)觀測值均稱為等精度觀測值。若兩組觀測成果的誤差分布相同，則這兩組觀測成果的精度相等；反之，則精度不等。既然精度是指一組誤差分布的密集或離散的程度，那么分布越密集，就表示在該組誤差中絕對值較小的誤差所占的個(gè)數(shù)相對就越多。在此情況下，該組誤差的平均大小就反映了該組觀測精度的高低。中誤差1.1.5測量誤差的基本內(nèi)容中誤差即觀測誤差的標(biāo)準(zhǔn)差σ，其定義為（1-11）式中，ΔΔ為一組同精度觀測誤差Δi自乘的總和；n為觀測數(shù)。用式（1-11）求σ值時(shí)要求觀測數(shù)n趨近無窮大，但這在實(shí)際測量工作中是很難做到的。在實(shí)際測量工作中，觀測數(shù)總是有限的，故一般采用式（1-12）計(jì)算。（1-12）1.5測量誤差的基本內(nèi)容設(shè)有甲、乙兩組觀測值，其真誤差如下。甲組：－4″、－2″、0″、－4″、+3″乙組：+6″、－5″、0″、+1″、－1″試分別求出兩組觀測值的中誤差?！窘狻考住⒁覂山M觀測值的中誤差分別為【例1-1】極限誤差2.1.5測量誤差的基本內(nèi)容中誤差不代表個(gè)別誤差的大小，因此，在衡量某個(gè)觀測值的質(zhì)量，決定其取舍時(shí)，還要引入極限誤差的概念，極限誤差又稱為允許誤差，簡稱限差。偶然誤差的特性a說明，在一定條件下，誤差的絕對值有一定的限值。根據(jù)誤差理論可知，在等精度觀測的一組誤差中，誤差落在區(qū)間(－σ,+σ)、(－2σ,+2σ)、(－3σ，+3σ)中的概率分別為相對誤差3.1.5測量誤差的基本內(nèi)容中誤差和極限誤差都是帶有測量單位的數(shù)值，在測量上稱為絕對誤差。在某些測量工作中，絕對誤差不能完全反映出觀測的質(zhì)量。例如，分別丈量了1000m及50m兩段距離，其中誤差均為±0.1m，顯然不能認(rèn)為這兩段距離的精度相同。這時(shí)為了更客觀地反映實(shí)際情況，引進(jìn)了一個(gè)新的評定精度標(biāo)準(zhǔn)，即相對誤差。相對誤差等于中誤差的絕對值與相應(yīng)觀測值的比值，常用分子為1的分?jǐn)?shù)形式來表示。顯然，相對誤差沒有量綱，即Thankyou水利工程測量模塊2水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量2.1水準(zhǔn)測量概述2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用2.5水準(zhǔn)測量誤差2.4微傾式水準(zhǔn)儀的校驗(yàn)與校正學(xué)習(xí)目標(biāo)【知識目標(biāo)】了解水準(zhǔn)儀的基本結(jié)構(gòu)及組成；了解水準(zhǔn)測量的誤差來源和消除方法；掌握水準(zhǔn)測量的原理與方法；熟悉DS3型水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法與使用方法。

【技能目標(biāo)】能夠熟練掌握水準(zhǔn)儀的操作方法；能夠進(jìn)行水準(zhǔn)測量的成果計(jì)算；能夠進(jìn)行水準(zhǔn)儀的檢校。模塊2水準(zhǔn)測量測定地面點(diǎn)高程的工作稱為高程測量，它是測量的基本工作之一。高程測量按所使用的儀器和施測方法的不同，可以分為水準(zhǔn)測量、三角高程測量、GPS高程測量和氣壓高程測量。水準(zhǔn)測量是目前一種精度較高的高程測量方法，它廣泛應(yīng)用于國家高程控制測量、工程勘測和施工測量中。水準(zhǔn)測量是利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線讀取豎立于地面兩個(gè)點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，測定出兩點(diǎn)間的高差，然后，根據(jù)已知點(diǎn)的高程推算出待定點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)測量的原理2.1.12.1水準(zhǔn)測量概述已知A點(diǎn)的高程HA，欲求B點(diǎn)的高程HB，可在A、B兩點(diǎn)的中間安置一臺能提供水平視線的儀器——水準(zhǔn)儀，并分別在A、B兩點(diǎn)上豎立帶有刻劃的標(biāo)尺——水準(zhǔn)尺，當(dāng)水準(zhǔn)儀視線水平時(shí)，依次照準(zhǔn)A、B兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺并讀數(shù)。若沿AB方向測量，規(guī)定A為后視點(diǎn)，其標(biāo)尺讀數(shù)a稱為后視讀數(shù)；B為前視點(diǎn)，其標(biāo)尺讀數(shù)b稱為前視讀數(shù)。根據(jù)幾何學(xué)中平行線的性質(zhì)可知，A、B兩點(diǎn)的高差為

hAB=a－b（2-1）2.1水準(zhǔn)測量概述水準(zhǔn)測量圖示2.1水準(zhǔn)測量概述測站和轉(zhuǎn)站2.1.2在水準(zhǔn)測量中，每安置一次儀器進(jìn)行觀測的地點(diǎn)，稱為一個(gè)測站。在實(shí)際工作中，已知點(diǎn)和待定點(diǎn)往往距離較遠(yuǎn)或高差較大，僅安置一次儀器不可能測得它們的高差，必須分成若干站，逐站安置儀器連續(xù)進(jìn)行觀測。2.1水準(zhǔn)測量概述當(dāng)A、B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大且安置一次儀器無法測得其高差時(shí)，就需要在兩點(diǎn)間增設(shè)若干個(gè)作為傳遞高程的臨時(shí)立尺點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)設(shè)站觀測。這些立尺點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)（turningpoint，TP），如圖2-2中的TP1，TP2，…，TPn點(diǎn)。設(shè)圖2-2中測出的各站高差為

（2-5）則A、B兩點(diǎn)間高差的計(jì)算公式為

（2-6）2.1水準(zhǔn)測量概述連續(xù)設(shè)站水準(zhǔn)測量原理2.1水準(zhǔn)測量概述國產(chǎn)微傾式水準(zhǔn)儀的型號有DS05、DS1、DS3和DS10四個(gè)等級。其中，“D”和“S”分別是“大地測量”和“水準(zhǔn)儀”的首字漢語拼音的聲母；數(shù)字是指各等級水準(zhǔn)儀每千米往返測高差中數(shù)（平均高差）的中誤差，以毫米（mm）為單位。在工程建設(shè)中使用最多的是DS3型普通水準(zhǔn)儀。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用微傾式水準(zhǔn)儀2.2.1我國生產(chǎn)的DS3型微傾式水準(zhǔn)儀，數(shù)字3表示用這種儀器進(jìn)行水準(zhǔn)測量時(shí)，每千米往返測高差中數(shù)的中誤差為±3mm。DS3型微傾式水準(zhǔn)儀1—準(zhǔn)星；2—物鏡；3—水平制動螺旋；4—圓水準(zhǔn)器校正螺絲；5—圓水準(zhǔn)器；6—管水準(zhǔn)器；7—管水準(zhǔn)氣泡觀察窗；8—照門；9—目鏡；10—目鏡調(diào)焦螺旋；11—微傾螺旋；12—腳螺旋；13—水平微動螺旋；14—物鏡調(diào)焦螺旋2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用鏡筒外面裝有準(zhǔn)星，用來初步照準(zhǔn)目標(biāo)。目標(biāo)通過物鏡在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)形成倒立的小物像（實(shí)像）；轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，調(diào)焦對光透鏡則隨之前后移動，可使物像落到十字絲平面上。再經(jīng)過目鏡的放大作用，使物像和十字絲同時(shí)放大成虛像。放大后的虛像與眼睛直接看到的目標(biāo)大小的比值，稱為望遠(yuǎn)鏡放大率，通常用V表示。放大率是鑒別望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量的主要指標(biāo)。DS3型水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡放大率一般不低于28倍。物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線CC稱為視準(zhǔn)軸。視準(zhǔn)軸是水準(zhǔn)儀在測量中用來讀數(shù)的視線。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用望遠(yuǎn)鏡1.望遠(yuǎn)鏡是用來照準(zhǔn)目標(biāo)和對水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)的設(shè)備。它由物鏡、調(diào)焦對光透鏡、十字絲分劃板及目鏡等組成。望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用十字絲分劃板的形式較多，常見的幾種形式如圖2-5所示。一般是在玻璃平板上刻有相互垂直的縱橫細(xì)線，稱為橫絲（或中絲）和豎絲（或縱絲）。與橫絲平行而等距的上下兩根短細(xì)線，稱為視距絲，用于測量距離。調(diào)節(jié)目鏡調(diào)焦螺旋，可使十字絲成像清晰。十字絲分劃板的常見形式2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用水準(zhǔn)器2.水準(zhǔn)儀上的水準(zhǔn)器是利用液體受重力作用后氣泡居于高處的特性來判斷望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸是否水平及儀器豎軸是否豎直的裝置。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用水準(zhǔn)管壁上刻有2mm間隔的分劃線，用來判斷氣泡居中的位置，如圖2-6（b）所示。分劃線的對稱中心是水準(zhǔn)管圓弧的中點(diǎn)，稱為水準(zhǔn)管的零點(diǎn)，如圖2-6中的O點(diǎn)。過零點(diǎn)與水準(zhǔn)管圓弧相切的直線LL稱為水準(zhǔn)管軸。當(dāng)氣泡兩端與零點(diǎn)對稱，即氣泡中點(diǎn)與水準(zhǔn)管零點(diǎn)重合時(shí)，稱為氣泡居中，這時(shí)水準(zhǔn)管軸LL一定處于水平位置。水準(zhǔn)管上2mm間隔的弧長所對的圓心角稱為水準(zhǔn)管分劃值，一般用τ表示，其值為（2-7）式中，τ為水準(zhǔn)管分劃值（″）；R為水準(zhǔn)管圓弧半徑（mm）；其他符號意義同前。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用（1）水準(zhǔn)管。①水準(zhǔn)氣泡、分劃線及分劃值。水準(zhǔn)管是一個(gè)兩端封閉的玻璃管，外形如圖2-6（a）所示。管的內(nèi)壁被研磨成有一定半徑的圓弧狀，管內(nèi)裝有黏滯性小而易流動的液體（酒精或乙醚），裝滿后加熱使液體膨脹而排出一小部分，然后將兩端封住，待冷卻后管內(nèi)便形成一個(gè)小空間，這個(gè)空間即水準(zhǔn)氣泡。由于氣體比液體輕，因此，無論水準(zhǔn)管處于水平還是傾斜位置，氣泡總處于管內(nèi)最高點(diǎn)。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-6符合水準(zhǔn)器的構(gòu)造及調(diào)整居中2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用②符合水準(zhǔn)器。為了提高水準(zhǔn)管氣泡居中的精度，目前水準(zhǔn)儀多采用符合水準(zhǔn)器，如圖2-7（a）所示。符合水準(zhǔn)器就是在水準(zhǔn)器上設(shè)置一組符合棱鏡，當(dāng)氣泡兩端的半邊影像經(jīng)過三次反射后，其影像反映在望遠(yuǎn)鏡的符合水準(zhǔn)器的放大鏡內(nèi)。當(dāng)氣泡不居中時(shí)，氣泡兩半邊的影像錯(cuò)開，如圖2-7（b）所示；當(dāng)轉(zhuǎn)動微傾螺旋使氣泡兩半邊的影像吻合時(shí)，氣泡完全居中，如圖2-7（c）所示。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-7符合水準(zhǔn)器的構(gòu)造及調(diào)整居中2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用③水準(zhǔn)管的安裝與校正。制造水準(zhǔn)儀時(shí)，應(yīng)使水準(zhǔn)管軸平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。當(dāng)旋轉(zhuǎn)微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，水準(zhǔn)管軸處于水平位置，從而使望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸也處于水平位置。水準(zhǔn)管一般裝在圓柱形的、上面開有窗口的金屬管內(nèi)，用石膏固定。如圖2-8所示，一端用球形支點(diǎn)A，另一端用四個(gè)校正螺絲將金屬管連接在儀器上。用校正針撥動校正螺絲，可以使水準(zhǔn)管相對于支點(diǎn)A做升降或左右移動，從而使校正水準(zhǔn)管軸平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。圖2-8水準(zhǔn)管的安裝2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圓水準(zhǔn)器（2）圓水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器由玻璃圓柱管制成，其頂面內(nèi)壁為磨成一定半徑R的球面，中央刻有小圓圈，其圓心O為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，過零點(diǎn)O的球面法線為圓水準(zhǔn)器軸L′L′，如圖所示。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用基座3.基座的作用是支承儀器的上部，其被中心螺旋連接到三腳架上。基座主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用水準(zhǔn)尺1.水準(zhǔn)尺和尺墊2.2.2水準(zhǔn)尺一般用優(yōu)質(zhì)木料或玻璃鋼制成，長度為2～5m。根據(jù)構(gòu)造可以分為直尺、折尺和塔尺，其中，直尺又分為單面尺和雙面尺兩種。銦鋼尺通常是單面尺，一般尺長為3m或2m，常與精密水準(zhǔn)儀配套使用，用于國家一、二等水準(zhǔn)測量。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用水準(zhǔn)尺2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用雙面尺一般尺長為3m，尺面每隔1cm涂以黑白或紅白相間的分格，每分米處注有數(shù)字。尺子底面釘有鐵片，以防磨損。雙面尺的一面為黑白相間，稱為黑面尺；另一面為紅白相間，稱為紅面尺。在水準(zhǔn)測量中，水準(zhǔn)尺必須成對使用。每對雙面水準(zhǔn)尺黑面尺底部的起始數(shù)均為零，而紅面尺底部的起始數(shù)分別為4.687m和4.787m。為使水準(zhǔn)尺更精確地處于豎直位置，多數(shù)水準(zhǔn)尺的側(cè)面裝有圓水準(zhǔn)器。塔尺和折尺常用于圖根水準(zhǔn)測量，尺面上的最小分劃為1cm或0.5cm，在每1m和每1dm處均有注記。因塔尺和折尺連接處的穩(wěn)定性較差，故僅適用于普通水準(zhǔn)測量。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用尺墊2.尺墊用生鐵鑄成，一般為三角形，中央有一個(gè)凸出的半圓球，水準(zhǔn)尺立于半圓球上，尺墊下方有三個(gè)尖腳可以插入土中。尺墊通常用于轉(zhuǎn)點(diǎn)上，使用時(shí)應(yīng)放在地上踩穩(wěn)固。尺墊2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用安置儀器1.微傾式水準(zhǔn)儀的使用2.2.3在測站上，首先松開三腳架架腿的固定螺旋，伸縮三個(gè)架腿使高度適中，再擰緊固定螺旋。在平坦地面上，通常使三個(gè)腳架腿與地面交點(diǎn)的連線大致成等邊三角形，使架腿高度適中，腳架頂面大致水平，用腳踩實(shí)架腿，使腳架穩(wěn)定、牢固；在斜坡地面上，應(yīng)將兩個(gè)架腿安置在坡下，另一架腿安置在斜坡方向上，踩實(shí)各個(gè)架腿，這樣安置儀器比較穩(wěn)固；在較光滑的地面上安置儀器時(shí)，三腳架的三個(gè)腿一定不能分得太開，以防止滑動。三腳架安置好后，從儀器箱中取出儀器，旋緊中心連接螺旋將儀器固定在架頭上。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用粗略整平2.松開水平制動螺旋，轉(zhuǎn)動儀器，將圓水準(zhǔn)器置于兩個(gè)腳螺旋之間。如圖2-12（a）所示，當(dāng)氣泡中心偏離零點(diǎn)位于m處時(shí)，用兩手同時(shí)相對（向內(nèi)或向外）轉(zhuǎn)動1、2兩個(gè)腳螺旋（此時(shí)氣泡的移動方向與左手拇指的移動方向相同），使氣泡沿1、2兩個(gè)腳螺旋連線的平行方向移至中間n處，然后轉(zhuǎn)動第三個(gè)腳螺旋，使氣泡居中，如圖2-12（b）所示。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-12粗略整平水準(zhǔn)儀2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用照準(zhǔn)水準(zhǔn)儀3.（1）目鏡對光。松開制動螺旋，將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向明亮的背景，調(diào)節(jié)目鏡，使十字絲清晰。（2）粗略照準(zhǔn)。利用望遠(yuǎn)鏡鏡筒上面的準(zhǔn)星，照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后擰緊制動螺旋。（3）物鏡對光。轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，使水準(zhǔn)尺成像清晰。（4）精確照準(zhǔn)。轉(zhuǎn)動微動螺旋，用十字絲的縱絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的中央或邊緣。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用

（5）消除視差。經(jīng)過物鏡對光后，尺像應(yīng)落在十字絲平面上；否則，當(dāng)視線微微上下移動時(shí)，將看到十字絲的橫絲相對于水準(zhǔn)尺的讀數(shù)也隨之變化，這種現(xiàn)象稱為十字絲視差（簡稱視差），如圖2-13（a）和圖2-13（b）所示。視差的存在將嚴(yán)重影響讀數(shù)的正確性，因此必須予以消除。為此，應(yīng)反復(fù)調(diào)節(jié)目鏡和物鏡調(diào)焦螺旋，直至無論在哪個(gè)位置觀察，橫絲所照準(zhǔn)的讀數(shù)始終清晰不變，如圖2-13（c）所示。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-13十字絲視差2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用精確整平4.轉(zhuǎn)動微傾螺旋，同時(shí)由氣泡觀察窗進(jìn)行觀察，至兩半邊氣泡符合為止。精確整平時(shí)應(yīng)注意，若需右半邊氣泡往下，應(yīng)按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動微傾螺旋；若需右半邊氣泡往上，應(yīng)按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動微傾螺旋。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用讀數(shù)5.精確整平后，用中絲讀取水準(zhǔn)尺讀數(shù)，如圖中的讀數(shù)為1.608m。先估出毫米數(shù)，再看清所注米數(shù)、分米數(shù)和厘米數(shù)，然后一次性全部讀出。讀數(shù)后再檢查氣泡是否符合，若不符合應(yīng)再精確整平，重新讀數(shù)。水準(zhǔn)尺讀數(shù)2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用自動安平水準(zhǔn)儀則不需要水準(zhǔn)管和微傾螺旋，只要有一個(gè)圓水準(zhǔn)器即可。安置儀器時(shí)，只要使圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，再借助一種稱為“補(bǔ)償器”的特別裝置就可以使視線自動處于水平狀態(tài)。因此，使用這種儀器不僅操作簡單，而且能大大縮短觀測時(shí)間，還可以對水準(zhǔn)儀安置不當(dāng)、地面有微小的震動或腳架的不規(guī)則下沉等影響視線水平的因素進(jìn)行迅速調(diào)整，從而得到正確的讀數(shù)，提高水準(zhǔn)測量的精度。自動安平水準(zhǔn)儀2.2.42.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-15自動安平水準(zhǔn)儀的原理2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用視線自動安平的原理1.自動安平水準(zhǔn)儀通過補(bǔ)償器得到視準(zhǔn)軸水平時(shí)的讀數(shù)。如圖2-15所示，視準(zhǔn)軸水平時(shí)，與視準(zhǔn)軸重合的水平視線落在X′處，此時(shí)可獲得正確的讀數(shù)。當(dāng)視準(zhǔn)軸傾斜一個(gè)α角后，假設(shè)原來的水平視線不經(jīng)過補(bǔ)償器，還是通過X′處，此時(shí)十字絲的交點(diǎn)已經(jīng)移到X處了，也就是說，十字絲交點(diǎn)上的讀數(shù)不再是正確的。如果在水平視線的中途設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償器，使光線偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角，讓光線恰好通過十字絲的交點(diǎn)，那么在十字絲交點(diǎn)上的讀數(shù)仍然能夠是正確的，即相當(dāng)于視準(zhǔn)軸水平時(shí)的讀數(shù)。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用設(shè)計(jì)自動安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器的實(shí)質(zhì)在于使光線通過物鏡后路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角的大小能夠正好補(bǔ)償視準(zhǔn)軸傾斜后所引起的讀數(shù)誤差。因?yàn)棣梁挺碌闹刀己苄?，所以XX′可以表示為

XX′=fα或XX′=sβ即

fα=sβ（2-8）式中，fα為望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距（mm）；sβ為補(bǔ)償器到十字絲交點(diǎn)的距離（mm）。凡滿足式（2-8）條件的，都能達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用自動安平水準(zhǔn)儀的操作2.自動安平水準(zhǔn)儀的操作分為四步，即粗平、檢查、照準(zhǔn)、讀數(shù)。其中，粗平、照準(zhǔn)、讀數(shù)的方法和微傾式水準(zhǔn)儀相同，具體操作方法參閱“2.2.3微傾式水準(zhǔn)儀的使用”。檢查的方法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)償器是否正常工作。在粗平時(shí)，按動一次按鈕，如果目標(biāo)影像在視場中晃動，就說明補(bǔ)償器正常工作，可以獲得水平視線的讀數(shù)。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用精密水準(zhǔn)儀主要用于國家一、二等精密水準(zhǔn)測量、大型建（構(gòu)）筑物的沉降觀測、地震監(jiān)測、大型精密機(jī)械的安裝等。精密說準(zhǔn)儀與精密水準(zhǔn)尺2.2.5DS1型精密水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)1—目鏡；2—測微讀數(shù)鏡；3—水準(zhǔn)管；4—腳螺旋；5—底板；6—基座；7—微傾螺旋；8—水平微動螺旋；9—測微螺旋；10—物鏡調(diào)焦螺旋；11—物鏡精密水準(zhǔn)儀1.2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀的主要區(qū)別是精密水準(zhǔn)儀上裝有光學(xué)測微器。光學(xué)測微器由平行玻璃板、測微分劃尺、測微螺旋及讀數(shù)顯微鏡等構(gòu)成。平行玻璃板放在物鏡前面，它與測微分劃尺的傳動桿相連接。當(dāng)旋轉(zhuǎn)測微螺旋時(shí)，傳動桿推動平行玻璃板繞其軸俯仰，測微分劃尺也隨之轉(zhuǎn)動，可使水平視線上下平移。光學(xué)測微器的結(jié)構(gòu)2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用精密水準(zhǔn)尺2.配合精密水準(zhǔn)儀做精密水準(zhǔn)測量的精密水準(zhǔn)尺如圖2-18所示，其刻劃印刷在銦瓦合金鋼帶上，這種合金鋼的膨脹系數(shù)小，能保證水準(zhǔn)尺的尺長準(zhǔn)確而穩(wěn)定。為使銦瓦鋼帶尺不受木質(zhì)尺身的伸縮影響，應(yīng)以一定的拉力將其引張?jiān)谀举|(zhì)尺身的凹槽內(nèi)。帶尺上刻有5mm或10mm間隔的刻劃線，數(shù)字注記在木尺上。精密水準(zhǔn)尺2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用精密水準(zhǔn)儀的操作方法與精密水準(zhǔn)尺的讀數(shù)方法3.精密水準(zhǔn)儀的操作方法與一般水準(zhǔn)儀基本相同，不同之處是每次讀數(shù)時(shí)都要用光學(xué)測微器測出不足一個(gè)分格的數(shù)值。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用先用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中，；再轉(zhuǎn)動測微螺旋，帶動物鏡前的平行玻璃板轉(zhuǎn)動，從而使尺子的像在十字絲面上移動，當(dāng)十字絲橫絲一側(cè)的楔形絲精確地夾住最靠近中絲的分劃線時(shí)，即可讀數(shù)。圖2-19（a）所示尺上的直接讀數(shù)為304cm，測微目鏡中測微分劃尺上的讀數(shù)為150（1.50mm），則全部讀數(shù)為304.150cm（3.04150m），實(shí)際讀數(shù)應(yīng)為3.04150÷2=1.52075m。在測量時(shí)，不必將每一個(gè)讀數(shù)都除以2，算得高差后再除以2即可。若采用圖2-19（b）所示的楔絲夾在176cm處，測微分劃尺上的讀數(shù)為650（6.50mm），則水準(zhǔn)尺的全部讀數(shù)為176.650cm，這是實(shí)際讀數(shù)，不需要除以2。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖2-19水準(zhǔn)儀讀數(shù)2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用

電子水準(zhǔn)儀2.2.6電子水準(zhǔn)儀又稱為數(shù)字水準(zhǔn)儀，它是在自動安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它采用條碼標(biāo)尺，各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需通過人工目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，一方面標(biāo)尺條碼被成像在望遠(yuǎn)鏡分劃板上，供目視觀測；另一方面通過望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成像在光電傳感器（探測器）上，即線陣電荷耦合器件（chargecoupleddevice，CCD）上，供電子讀數(shù)。因此，如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺，那么電子水準(zhǔn)儀就可以像普通自動安平水準(zhǔn)儀一樣被使用。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用電子水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)1.（1）自動讀數(shù)、自動測量。只需照準(zhǔn)專用的條碼標(biāo)尺，便可自動讀數(shù)，自動測量視距與中絲讀數(shù)，自動計(jì)算高差，自動進(jìn)行高差、距離和高程放樣測量。（2）快速進(jìn)行多次測量并自動計(jì)算平均值。（3）輕便的標(biāo)尺。專用的條碼標(biāo)尺采用玻璃鋼或銦瓦合金鋼條材料制成，攜帶和使用都十分方便。（4）作業(yè)效率高。自動讀數(shù)提高了測量速度和工作速率。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用（5）大顯示屏。電子數(shù)字水準(zhǔn)儀采用的大顯示屏，使得信息的顯示、閱讀及菜單的使用都十分便利。（6）操作簡便。較少的操作鍵結(jié)合自動讀數(shù)功能大大地簡化了測量過程。（7）無疲勞觀測及操作。只要照準(zhǔn)標(biāo)尺聚焦，按動測量鍵即可完成標(biāo)尺讀數(shù)和視距測量。即使聚焦欠佳也不會影響標(biāo)尺讀數(shù)，因?yàn)闃?biāo)尺讀數(shù)在很大程度上并不依賴于標(biāo)尺編碼的清晰度，但調(diào)焦清晰后可以提高測量速度。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用（8）自動記錄和存儲數(shù)據(jù)。使用后處理軟件可實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測量從外業(yè)數(shù)據(jù)采集到最后成果計(jì)算的一體化。（9）將標(biāo)尺倒立可測出房間或隧道頂部的距離，可做粗略的水平角測量。（10）含有用戶測量程序、視準(zhǔn)差檢測改正程序及水準(zhǔn)網(wǎng)平差程序。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用電子水準(zhǔn)儀的測量原理2.電子水準(zhǔn)儀使用的標(biāo)尺與傳統(tǒng)的標(biāo)尺不同，它采用條形編碼尺，條形碼印制在銦瓦合金鋼條或玻璃鋼的尺身上，可用于一等水準(zhǔn)測量。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用觀測時(shí)，標(biāo)尺上的條形碼由望遠(yuǎn)鏡接收后，探測器將采集到的標(biāo)尺編碼光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并與儀器內(nèi)部存儲的標(biāo)尺編碼信號進(jìn)行比較，若兩者信號相同，則讀數(shù)可以確定。條形碼在探測器內(nèi)成像的“寬窄”不同，轉(zhuǎn)換成的電信號也隨之不同，這就需要處理器按一定的步距改變一次電信號的“寬窄”與儀器內(nèi)部存儲的信號進(jìn)行比較，直到相同為止，這將花費(fèi)較長時(shí)間。為了縮短比較時(shí)間，通過調(diào)焦使標(biāo)尺成像清晰，傳感器通過采集調(diào)焦鏡的移動量對編碼電信號進(jìn)行縮放，使其接近儀器內(nèi)部存儲的信號。因此，可以在較短的時(shí)間內(nèi)確定讀數(shù)，使其一次讀數(shù)時(shí)間不超過4s。2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用條形編碼尺的影像2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用圖為電子水準(zhǔn)儀數(shù)字化圖像處理原理，其主要的處理過程為圖像—數(shù)字化—信號譯釋，數(shù)據(jù)化算—結(jié)果。電子水準(zhǔn)儀數(shù)字化圖像處理原理2.2水準(zhǔn)測量的器具及其使用水準(zhǔn)點(diǎn)1.水準(zhǔn)點(diǎn)和水準(zhǔn)路線2.3.12.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)點(diǎn)是高程控制點(diǎn)，其高程是通過水準(zhǔn)測量的方法來測定的，水準(zhǔn)點(diǎn)常用BM表示。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、觀測方便和便于長期保存的地點(diǎn)。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用石料或鋼筋混凝土制成，深埋在地面凍土線以下，頂面設(shè)有用不銹鋼或其他不易腐蝕的材料制成的半球形標(biāo)志。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石的類型可分為基巖水準(zhǔn)標(biāo)石、基本水準(zhǔn)標(biāo)石、普通水準(zhǔn)標(biāo)石和墻腳水準(zhǔn)標(biāo)志四種。水準(zhǔn)標(biāo)志埋設(shè)圖2.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)路線2.在水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測量所經(jīng)過的路線，稱為水準(zhǔn)路線。按照已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)的分布情況和實(shí)際需要，水準(zhǔn)路線一般布設(shè)為閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線和支水準(zhǔn)路線。水準(zhǔn)路線2.3普通水準(zhǔn)測量（1）閉合水準(zhǔn)路線閉合水準(zhǔn)路線是指從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM6出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)1、2、3、4、5進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后返回到原來的水準(zhǔn)點(diǎn)BM6的路線。各站所測高差之和的理論值應(yīng)等于零，即∑h理=0（2-9）2.3普通水準(zhǔn)測量（2）符合水準(zhǔn)路線符合水準(zhǔn)路線是指從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM1出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)1、2、3進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最后附合到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM2上的路線。各站所測高差之和的理論值應(yīng)等于由已知水準(zhǔn)點(diǎn)的高程計(jì)算出的高差，即∑h理=HBM2－HBM1

（2-10）2.3普通水準(zhǔn)測量（3）支水準(zhǔn)路線支水準(zhǔn)路線是指從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)BM8出發(fā)，沿各高程待定點(diǎn)1、2進(jìn)行水準(zhǔn)測量，測量完成后既不回到原已知高級水準(zhǔn)點(diǎn)上，也不附合到另一個(gè)已知高級水準(zhǔn)點(diǎn)的路線。支水準(zhǔn)路線應(yīng)進(jìn)行往返觀測。理論上，往測高差總和與返測高差總和應(yīng)大小相等、符號相反，即∑h往+∑h返=0（2-11）2.3普通水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測程序1.

外業(yè)觀測程序和注意事項(xiàng)2.3.2（1）在起始水準(zhǔn)點(diǎn)上豎立水準(zhǔn)尺，將該尺上的讀數(shù)作為后視讀數(shù)。（2）在路線上的適當(dāng)位置處安置水準(zhǔn)儀（普通水準(zhǔn)測量中測站離水準(zhǔn)尺最遠(yuǎn)距離不應(yīng)超過150m），粗略整平，照準(zhǔn)后視尺，消除視差，精確整平，用中絲讀數(shù)并記入手簿的“后視”欄，見表2-1。（3）在適當(dāng)高度和距離處選定一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)，將尺墊踩實(shí)，在尺墊上豎立水準(zhǔn)尺，將該尺上的讀數(shù)作為前視讀數(shù)。2.3普通水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量（4）轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀，照準(zhǔn)前視尺，消除視差，精確整平，用中絲讀數(shù)并將其記入手簿的“前視”欄。（5）前視尺位置不動，將其變作后視；將原來的后視尺移到前面去。（6）將水準(zhǔn)儀移到前面適當(dāng)高度和距離處安置好后，按照（2）、（3）、（4）、（5）步的方法進(jìn)行操作。2.3普通水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測的注意事項(xiàng)2.

（1）在水準(zhǔn)點(diǎn)（包括已知點(diǎn)和待測點(diǎn)）上立尺時(shí)，不能放置尺墊。（2）水準(zhǔn)尺應(yīng)豎直，不能左右偏斜，更不能前后俯仰。（3）在觀測員未遷移測站之前，不能提動后視轉(zhuǎn)點(diǎn)尺墊。（4）前、后視距應(yīng)大致相等。（5）記錄、計(jì)算字跡要工整清晰，讀錯(cuò)或記錯(cuò)的數(shù)據(jù)應(yīng)用橫線或斜線劃去，并將正確的數(shù)據(jù)記在它的上方，不能就字改字，不能連環(huán)涂改。2.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的計(jì)算校核1.水準(zhǔn)測量的校核方法2.3.3由式∑h=∑a-∑b=hAB可以看出，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=∑h=∑a-∑b

（2-12）

經(jīng)式（2-12）校核無誤后，說明高差計(jì)算是正確的。2.3普通水準(zhǔn)測量根據(jù)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)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=∑h（2-13）

經(jīng)式（2-13）校核無誤后，說明各轉(zhuǎn)點(diǎn)高程的計(jì)算是正確的。2.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的測站校核2.（1）變更儀器高法。在一個(gè)測站上用不同的儀器高度測出兩次高差，即在測得第一次高差后改變儀器高度（至少10cm），再測一次高差，當(dāng)兩次所測高差之差不大于±6mm時(shí)，則認(rèn)為觀測值符合普通水準(zhǔn)測量的要求，取兩次高差的平均值作為最后結(jié)果。若兩次所測高差之差大于±6mm，則需要重測。（2）雙面尺法。雙面尺法是保持儀器高度不變，用水準(zhǔn)尺的紅面和黑面高差進(jìn)行校核的方法。對于普通水準(zhǔn)測量，紅、黑面高差之差也不能大于±6mm。2.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)測量的路線校核3.水準(zhǔn)測量的計(jì)算校核和測站校核只能檢查單個(gè)測站的觀測精度及計(jì)算是否正確，因此還必須對水準(zhǔn)測量成果進(jìn)行進(jìn)一步檢核，即通過將測量結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，來判斷觀測精度是否符合要求。實(shí)際測量得到的該段高差與該段高差的理論值之差即測量誤差，稱為高差閉合差，用fh表示，計(jì)算式為

fh=∑h測-∑h理（2-14）式中，∑h測為實(shí)際測量的高差（m）；∑h理為高差的理論值（m）。2.3普通水準(zhǔn)測量（1）閉合水準(zhǔn)路線的高差閉合差對于閉合水準(zhǔn)路線，∑h理=0，因此

fh=∑h測（2-15）（2）附合水準(zhǔn)路線的高差閉合差（3）支水準(zhǔn)路線的高差閉合差對于附合水準(zhǔn)路線，∑h理

=H終-H始（H終、H始分別為終點(diǎn)和起點(diǎn)的高程），因此fh=∑h測-（H終-H始）=∑h測+H始-H終（2-16）支水準(zhǔn)路線中往返測量值之和理論上應(yīng)等于零，因此

fh=∑h測=∑h往+∑h返（2-17）（5）輸送單元

S7-200-226AC/DC/RLY主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。2.3普通水準(zhǔn)測量如果高差閉合差在允許限差范圍之內(nèi)，說明觀測結(jié)果正確，精度符合要求；否則應(yīng)當(dāng)重測。水準(zhǔn)測量的高差閉合差的允許值隨水準(zhǔn)測量的等級不同而異。表2-2為工程測量的限差規(guī)定表。當(dāng)閉合差在允許誤差范圍之內(nèi)時(shí)，認(rèn)為精度合格，成果可用。當(dāng)閉合差超過允許范圍時(shí)，應(yīng)查明原因進(jìn)行重測，直至符合要求。2.3普通水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量業(yè)內(nèi)成果計(jì)算1.內(nèi)業(yè)成果計(jì)算與高差閉合差的調(diào)整2.3.4（1）計(jì)算實(shí)測高差閉合差和高差閉合差的允許值。當(dāng)fh≤fh允時(shí)，可進(jìn)行后續(xù)計(jì)算；若fh>fh允，則說明外業(yè)成果不符合要求，必須重測，不能進(jìn)行內(nèi)業(yè)成果的計(jì)算。（2）對高差閉合差進(jìn)行調(diào)整和分配。高差閉合差的調(diào)整和分配原則是將高差閉合差反符號后，按與測站數(shù)或距離成正比的原則分配到各觀測高差中。2.3普通水準(zhǔn)測量根據(jù)以上原則，對于附合或閉合水準(zhǔn)路線，每段高差的改正數(shù)vi應(yīng)按式（2-18）或式（2-19）計(jì)算。

式中，vi為測段高差的改正數(shù)（m）；fh為高差閉合差（m）；∑L為水準(zhǔn)路線總長度（m）；Li為測段長度（m）；∑n為水準(zhǔn)路線測站數(shù)總和（站）；ni為測段的測站數(shù)（站）。高差改正數(shù)的總和應(yīng)與高差閉合差大小相等、符號相反，即∑vi=－fh（2-20）用式（2-20）檢核計(jì)算的正確性。2.3普通水準(zhǔn)測量（3）計(jì)算改正后的高差。將各段高差觀測值加上相應(yīng)的高差改正數(shù)，求出各段改正后的高差，即（2-21）對于支水準(zhǔn)路線，當(dāng)閉合差符合要求時(shí)，可按式（2-22）計(jì)算各段平均高差，即（2-22）式中，h為平均高差（m）；h往為往測高差（m）；h返為返測高差（m）。2.3普通水準(zhǔn)測量（4）計(jì)算各點(diǎn)的高程。根據(jù)改正后的高差，由起點(diǎn)的高程逐一推算出其他各點(diǎn)的高程。最后一個(gè)已知點(diǎn)的推算高程應(yīng)等于它的已知高程，以此檢查計(jì)算是否正確。2.3普通水準(zhǔn)測量閉合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整2.某一閉合水準(zhǔn)路線的觀測成果如圖所示，試按普通水準(zhǔn)測量的精度要求計(jì)算待定點(diǎn)A、B、C的高程（HBM1=152.358m）。【解】將圖中的數(shù)據(jù)按高程順序填入表2-3，并進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算步驟如下。【例2-1】2.3普通水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量（1）高差閉合差的計(jì)算與檢核。fh=∑h測=－0.028（m）=－28（mm）fh<fh允，符合普通水準(zhǔn)測量的要求，可以進(jìn)行閉合差調(diào)整。2.3普通水準(zhǔn)測量（2）高差改正數(shù)和改正后的高差計(jì)算。根據(jù)式（2-19）計(jì)算每一測段的高差改正數(shù)。計(jì)算過程如下。∑vi=+0.028（m）=－fh，說明計(jì)算正確。2.3普通水準(zhǔn)測量根據(jù)式（2-21）計(jì)算每一測段改正后的高差。計(jì)算過程如下。h1改=+0.746+0.006=+0.752(m)h2改=+1.374+0.005=+1.379(m)h3改=－2.553+0.010=－2.543(m)h4改=+0.405+0.007=+0.412(m)2.3普通水準(zhǔn)測量（3）高程的計(jì)算。高程的計(jì)算過程如下。

HA=152.358+0.752=153.110(m)HB=153.110+1.379=154.489(m)HC=154.489－2.543=151.946(m)HBM1=151.946+0.412=152.358(m)推算的HBM1等于該點(diǎn)的已知高程，以此作為計(jì)算檢核。2.3普通水準(zhǔn)測量附合水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整2.圖為按普通水準(zhǔn)測量要求施測的某附合水準(zhǔn)路線觀測成果略圖。BMA和BMB為已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，圖中的箭頭表示水準(zhǔn)測量的前進(jìn)方向，路線上方的數(shù)字為測得的兩點(diǎn)間的高差，路線下方的數(shù)字為該段路線的長度，試計(jì)算待定點(diǎn)1、2、3的高程?！纠?-2】2.3普通水準(zhǔn)測量2.3普通水準(zhǔn)測量

【解】依次將圖2-25中的點(diǎn)名、距離、實(shí)測高差及已知水準(zhǔn)點(diǎn)A、B的高程填入附合水準(zhǔn)路線測量的成果計(jì)算表的有關(guān)各欄內(nèi)，見表2-4。（1）高差閉合差的計(jì)算與檢核。

fh<fh允，符合圖根水準(zhǔn)測量的要求，可以分配閉合差。2.3普通水準(zhǔn)測量（2）高差改正數(shù)和改正后的高差計(jì)算。已知每一測段的長度，利用式（2-18）計(jì)算高差改正數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表2-4。通過計(jì)算可知高差改正數(shù)的總和應(yīng)與高差閉合差大小相等，即∑vi=－fh=－0.037m，說明改正數(shù)計(jì)算正確。利用式（2-21）計(jì)算改正后的高差，計(jì)算結(jié)果見表2-4的“改正后高差”欄。改正后各段高差的代數(shù)和應(yīng)等于高差的理論值，以此作為計(jì)算檢核，即∑hi改=HB－HA=49.579－45.286=+4.293m，說明計(jì)算正確。2.3普通水準(zhǔn)測量（3）高程的計(jì)算。點(diǎn)1的高程為H1=HA+h1=45.286+2.323=47.609m，其余點(diǎn)的高程計(jì)算以此類推。作為檢核，最后推算出的B點(diǎn)的高程等于其已知高程。2.3普通水準(zhǔn)測量支水準(zhǔn)路線高差閉合差的調(diào)整3.圖為支水準(zhǔn)路線略圖。已知水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程為86.785m，圖中的箭頭表示水準(zhǔn)測量的往測方向，往、返測站的平均值為16站，試求B點(diǎn)的高程?！纠?-3】2.3普通水準(zhǔn)測量

【解】（1）求往、返測高差閉合差。理論上，往、返兩次測得的高差應(yīng)絕對值相等、符號相反，即高差代數(shù)和應(yīng)等于零。否則，其值為閉合差fh。fh=h往+h返=-1.375+1.396=0.021（m）

fh<fh允，其精度符合要求。2.3普通水準(zhǔn)測量（2）求改正后的高差。支水準(zhǔn)路線采用往測高差減去返測高差后取平均值，以作為改正后往測方向的高差。

（3）計(jì)算待定點(diǎn)的高程。待定點(diǎn)B的高程為HB=HA+hAB（往）=86.785－1.386=85.399（m）2.3普通水準(zhǔn)測量水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件2.4.12.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)儀的軸線關(guān)系為保證水準(zhǔn)儀能提供一條水平視線，能正確工作，水準(zhǔn)儀的軸線應(yīng)該滿足下列三個(gè)條件。(3）水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸（LL∥CC）。(2）十字絲的橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸。(1）圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器豎軸（L′L′∥VV）。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)?zāi)康?.圓水準(zhǔn)器的校驗(yàn)與校正2.4.2使圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)原理2.假設(shè)豎軸VV與圓水準(zhǔn)器軸L′L′不平行，那么當(dāng)氣泡居中時(shí)，圓水準(zhǔn)器軸豎直，豎軸則偏離豎直位置α角，如圖2-28（a）所示。將儀器旋轉(zhuǎn)180°，如圖2-28（b）所示，此時(shí)圓水準(zhǔn)器軸從豎軸右側(cè)移至左側(cè)，與鉛垂線夾角為2α。圓水準(zhǔn)器氣泡偏離中心位置，氣泡偏離的弧長所對的圓心角應(yīng)等于2α。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（5）輸送單元

S7-200-226AC/DC/RLY主單元，共24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出。圖2-28圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法3.轉(zhuǎn)動腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，說明此項(xiàng)條件滿足；若氣泡偏離中心位置，則說明此項(xiàng)條件不滿足，需要校正。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正校正方法4.用校正針撥動圓水準(zhǔn)器下面的3個(gè)校正螺絲，使氣泡退回偏離中心距離的一半，此時(shí)圓水準(zhǔn)器軸與豎軸平行；再旋轉(zhuǎn)腳螺旋使氣泡居中，此時(shí)豎軸處于豎直位置。校正工作須反復(fù)進(jìn)行，直到儀器旋轉(zhuǎn)至任何位置氣泡都居中為止。圓水準(zhǔn)器校正螺絲的位置1—圓水準(zhǔn)儀；2—校正螺絲；3—緊固螺絲2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)?zāi)康?.十字橫絲的檢驗(yàn)與校正2.4.3使十字絲橫絲垂直于儀器的豎軸。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)原理3.如果十字絲橫絲不垂直于儀器的豎軸，那么當(dāng)豎軸豎直時(shí)，十字絲的橫絲是不水平的，這時(shí)用橫絲的不同部位在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)將產(chǎn)生誤差。2.4微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法3.將儀器整平后，在望遠(yuǎn)鏡視場內(nèi)選擇一個(gè)清晰的目標(biāo)點(diǎn)，用十字絲的交點(diǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)