1、水準(zhǔn)測量原理和水準(zhǔn)儀構(gòu)造,建筑工程測量,本節(jié)主要內(nèi)容,水準(zhǔn)測量原理 水準(zhǔn)測量儀器和工具,（一）基本原理 1、高差法 利用水準(zhǔn)儀提供“水平視線”，測量兩點(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。 適用范圍：在一個測站上有一個后視讀數(shù)和一個前視讀數(shù),一、水準(zhǔn)測量原理,一、水準(zhǔn)測量原理,前視點(diǎn),后視讀數(shù),前視讀數(shù),后視點(diǎn),一、水準(zhǔn)測量原理,hAB 0 : B點(diǎn)高于A點(diǎn) hAB 0 : B點(diǎn)低于A點(diǎn) hAB = 0 : B點(diǎn)水平A點(diǎn),hAB 表示前進(jìn)方向?yàn)閺腁B; hBA 表示前進(jìn)方向?yàn)閺腂A;,*兩點(diǎn)間高差=“后視讀數(shù)”-“前視讀數(shù)” hAB = a - b,2、視線高法 通過儀器的視線高來計算B

2、點(diǎn)高程 適用范圍：一個測站上有一個后視讀數(shù)和多個前視讀數(shù)，在平整土地時常會用到。,一、水準(zhǔn)測量原理,一、水準(zhǔn)測量原理,Hi為視線高,3、連續(xù)水準(zhǔn)測量 在水準(zhǔn)路線中加設(shè)若干臨時立尺點(diǎn)，成為轉(zhuǎn)點(diǎn)（TP）依次連續(xù)安置水準(zhǔn)儀測定相鄰點(diǎn)間的高差，最后取各個高差的代數(shù)和，可得到起、終兩點(diǎn)間高差。 適用范圍：兩點(diǎn)之間距離較遠(yuǎn)或者高差較大,一、水準(zhǔn)測量原理,一、水準(zhǔn)測量原理,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,（一）水準(zhǔn)測量工具 1、水準(zhǔn)尺：即水準(zhǔn)測量使用的標(biāo)尺。 水準(zhǔn)尺分類： 按尺面分為雙面尺（紅黑面）、單面尺（黑面） ； 按尺形分為直式尺、塔尺（2m、5m）、折尺（兩折）。 水準(zhǔn)尺刻劃：5mm、10mm 水準(zhǔn)尺零點(diǎn)：

3、0、4687、4787,直式尺 在尺面上每隔1cm涂有黑白或紅白間隔的分格，每分米處注有數(shù)字，數(shù)字一般是倒寫的，以便觀測時從望遠(yuǎn)鏡中看到的是正像字。單面尺是在一面有刻劃，而雙面尺是在兩面均有刻劃。雙面尺的一面是“黑面尺” (主尺)，另一面是“紅面尺”(輔尺)。 通常用兩根尺組成一對進(jìn)行水推測量，兩根黑面尺尺底均從零開始，而紅面尺尺底固定數(shù)值為4687mm或4787mm開始，此固定數(shù)值稱為零點(diǎn)差(或紅黑面常數(shù)差)，目的在于水準(zhǔn)儀測量中，以校核讀數(shù)正確，避免湊數(shù)而發(fā)生錯誤。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,塔尺 塔尺是由三節(jié)套接而成，不用時把上面兩節(jié)都套在最下一節(jié)之內(nèi)，其長度僅2m，如果把三節(jié)全部拉出可達(dá)

4、5m。尺的底部為零點(diǎn)，尺上黑白格相間，每格寬度為1cm，有的為0.5cm，每一米和分米均有注記。塔尺攜帶方便，但在連接處常會產(chǎn)生誤差，一般用于地形測量。 在水準(zhǔn)測量時水準(zhǔn)尺必須保持在鉛垂位置，為此在水準(zhǔn)尺的側(cè)面設(shè)計有水準(zhǔn)器，當(dāng)此水準(zhǔn)器氣泡居中時，說明水準(zhǔn)尺正好處于鉛垂位置，此時可以進(jìn)行正常測量。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,使用塔尺的注意事項(xiàng) 使用前應(yīng)認(rèn)清尺子刻劃線與數(shù)字之間的位置關(guān)系，是否為正、倒數(shù)字，尺底的數(shù)值。對于塔尺，當(dāng)使用兩節(jié)以上時應(yīng)注意兩節(jié)接口位置是否對準(zhǔn)、卡簧是否卡住。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,尺墊 尺墊是用生鐵鑄成的，一般為三角形，中央有一個突起的半球體，突

5、起的半球體的頂點(diǎn)作為豎直水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)之用。尺墊下面有三個尖腳，以便踏入土中使其穩(wěn)定。尺墊的作用是防止水準(zhǔn)尺的位置和高度發(fā)生變化而影響水準(zhǔn)測量的精度。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,（二）水準(zhǔn)測量儀器 水準(zhǔn)儀是水準(zhǔn)測量的主要儀器，按其所能達(dá)到的精度分為DS05、DS1、DS3及DS10等幾種等級。 “D”和“S”表示中文“大地”和“水準(zhǔn)儀”中“大”字和“水”字的漢語拼音的第一個字母，通常在書寫時可省略字母“D”，下標(biāo)“05”、“l(fā)”、“3”及“10”等數(shù)字表示該類儀器的精度。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,常用水準(zhǔn)儀的等級劃分及主要用途,S3型和S10型水準(zhǔn)儀稱為普通水準(zhǔn)儀，用于

6、國家三、四等水準(zhǔn)及普通水準(zhǔn)測量，S05型和S1型水準(zhǔn)儀稱為精密水準(zhǔn)儀，用于國家一、二等精密水準(zhǔn)測量。 本節(jié)主要介紹DS3 型水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及其使用。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,DS3型水準(zhǔn)儀，它主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座等幾部分組成，儀器通過基座與三角架連接，支撐在三角架上。,1、 DS3微傾水準(zhǔn)儀的構(gòu)造,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡是用來精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)(標(biāo)尺)和提供水平視線進(jìn)行讀數(shù)的設(shè)備，如圖3-4（a）所示。它主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、對光螺旋及十字絲分化板等組成，,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,十字絲分化板是用來準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)

7、目標(biāo)用的，中間一很長橫絲稱為中絲，與之垂直的一根絲稱為豎絲，與中絲上下對稱的兩根短橫絲稱為上、下絲(又稱為視距絲)。在水準(zhǔn)測量時，用中絲在水推尺上進(jìn)行前后視讀數(shù)，用于計算高差，用上、下絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，用于計算水準(zhǔn)儀至水準(zhǔn)尺上的距離(視距測量)。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,水準(zhǔn)器 水準(zhǔn)器分為圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器兩種。 (1)管水準(zhǔn)器：它是內(nèi)壁縱向磨成圓弧狀的玻璃管，管上對稱刻有間隔為2mm的分化線，管水準(zhǔn)器內(nèi)壁圓弧中心點(diǎn)為管水準(zhǔn)器的零點(diǎn)O，過管水準(zhǔn)器零點(diǎn)的切線LL平行于視準(zhǔn)軸，如圖35(a)所示。管內(nèi)裝有酒精和乙醚的混合液。當(dāng)氣泡居中時，管水淮器水平，此時若LL平行于視準(zhǔn)軸，則視準(zhǔn)軸也水平。,二、

8、水準(zhǔn)測量儀器和工具,為提高水準(zhǔn)儀管氣泡居中精度，在水準(zhǔn)儀管上方安裝一組符合棱鏡，通過符合棱鏡的反射作用，把水淮管氣泡兩端的影像反映在望遠(yuǎn)鏡旁的水準(zhǔn)管氣泡觀測窗內(nèi)，當(dāng)氣泡兩端的兩個半像復(fù)合成一個圓弧時，就表示水準(zhǔn)管氣泡居中；,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,(2) 圓水準(zhǔn)器： 它是用于粗略整平儀器的水準(zhǔn)器， 因水準(zhǔn)器頂面的內(nèi)壁磨成圓球面，頂面中央刻有一個小圓圈，其圓心O成為水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，為圓水準(zhǔn)器的零點(diǎn)，過零點(diǎn)O的法線LL，稱為圓水準(zhǔn)器軸。由于它與儀器的旋轉(zhuǎn)軸(豎軸)平行，所以當(dāng)圓氣泡居中時，圓水準(zhǔn)器軸處于豎直(鉛垂)位置，表示水準(zhǔn)儀的豎軸也大致處于堅直位置。由于靈敏度較低，所以只能用于水難儀的粗略整平，為儀器精確置平創(chuàng)造條件。,二、水準(zhǔn)測量儀器和工具,自動安平水準(zhǔn)儀,自動安平水準(zhǔn)儀不需要水準(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)償器”的特別裝