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水准仪标尺读数方法标尺.doc

水准仪标尺读数方法标尺

ge3101
2012-02-09 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《水准仪标尺读数方法标尺doc》,可适用于经济金融领域

水准仪中怎么用上、下丝在水准尺上读数计算水准仪至水准尺的距离啊:提问者:qianqinquan|悬赏分:|浏览次数:次问题补充:被采纳的还会再给分哦希望各位大虾们帮帮我:最佳答案如果用的是普通水准尺调平仪器后对准水准尺调焦使得能看清楚水准尺刻度及水准仪十字丝就可以根据上下丝所切中的水准尺上的刻度读数了。以前的水准仪在望远镜视场里看到的是倒像所以上丝读数比下丝的大视距(仪器到水准尺的距离)=下丝读数上丝读数。新的仪器一般是正像的所以视距)=上丝读数下丝读数。不管是正像还是倒像记住一点用大数减小数就对了。普通水准尺上的分划是这样的:在尺面上画了很多“E”或者反写的“E”每一个“E”为cm又分为小格每一小格为cm“E”的上面标有一个两位数例如等读数时先把上丝(或下丝)切中的刻度的两位数读出第三位数在“E”(或反“E”)上读从标有数字的位置开始往上数过了几小格读数就是几第四位数是估读的根据你的经验把上丝(或下丝)所在的“E”小格分为份就可以估读出第四位了。例如上丝读数为下丝为则视距==即米。追问为什么上丝减下丝就是视距呢?谢谢啊……回答这是根据望远镜的放大倍数、十字丝分划板上的上、下丝距离以及三角形各边长的关系计算得到的目前所有水准仪观测的的视距都设置成:视距=(上丝下丝)*。例如上面举得例子的单位都是mm=的单位也是mm乘以为mm即米。追问谢谢了啊看到E没每个E都平均分为个部分剩下的分个部分比如吧就分为个刻度你可以直接读出还有就是如果不是刚好要估读就你这个图就可以读为注意读数时不要有小数点。大概就这样了第章水准测量本章提要测量地面点高程的工作称为高程测量按使用仪器和施测方法的不同高程测量分为水准测量、三角高程测量和气压高程测量。水准测量是高程测量中最基本的和精度较高的一种测量方法在国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中被广泛应采用。本章主要介绍水准测量的原理和方法、微倾式水准仪构造使用及其检验与校正、水准测量误差来源及消除方法水准路线施测方法及数据处理。还介绍了精密水准仪、自动安平水准仪、激光扫平仪的基本构造和使用。§水准测量原理水准测量是利用水准仪建立一条水平视线借助水准尺来测定地面两点间的高差从而由已知点高程及测得的高差求出待测点高程。如图l所示欲测定A、B两点间的高差可在A、B两点分别竖立有刻划的尺子水准尺并在A、B之间安置一台能提供水平线的仪器水准仪。根据水准仪的水平视线分别读取A点水准尺上的读数a和B点水准尺上的读数b则A、B两点高差为:()水准测量方向是由已知高程点开始向待测点方向行进。在图中A为已知高程点B为待测点则A尺上的读数a称为后视读数B尺上的读数b称为前视读数。若已知A点高程则B点高程为:INCLUDEPICTURE"http:functionedufecomcnspeclsclsbarelatingwenzicankaoshumucankaoshumufilesimagegif"INCLUDEPICTURE"http:functionedufecomcnspeclsclsbarelatingwenzicankaoshumucankaoshumufilesimagegif"()由图可看出还可通过仪器的视线高程来计算B点高程即()式()直接利用高差计算B点高程称为高差法式()是利用仪器视线高程计算B点高程称为仪高法。在某种情况下要根据一个后视点的高程同时测定多个前视点的高程这时仪高法比高差法方便。§水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器为水准仪工具为水准尺和尺垫。水准仪按仪器精度分有DS、DSl、DS、DSl等四种型号。D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母数字、、、表示该仪器的精度。工程广泛使用DS型水准仪。因此本章着重介绍这类仪器。水准仪的构造(DS微倾式水准仪)根据水准测量的原理水准仪的主要作用是提供一条水平视线并能照准水准尺进行读数。因此它主要由望远镜、水准器和基座三部分构成。图是我国生产的DS型微倾式水准仪。(点击图片放大)图DS微倾式水准仪望远镜望远镜的作用是能使我们看清不同距离的目标并提供一条照准目标的视线。(点击图片放大)图望远镜的构造图是DS型水准仪望远镜的构造图主要由物镜、镜筒、调焦透镜、十字丝分划板、目镜等部件构成。物镜、调焦透镜和目镜多采用复合透镜组。物镜固定在物镜筒前端调焦透镜通过调焦螺旋可沿光轴在镜筒内前后移动。十字丝分划板是安装在物镜与目镜之间的一块平板玻璃上面刻有两条相互垂直的细线称为十字丝。竖的一条是竖丝中间横的一条称为中丝(或横丝)是为了瞄准目标和读取读数用的。在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线是用来测距离的称为视距丝。十字丝分划板通过压环安装在分划板座上套入物镜筒后再通过校正螺钉与镜筒固连。物镜光心与十字丝交点的连线称为视准轴或视准线(图)。视准轴是水准测量中用来读数的视线。水准测量是在视准轴水平时用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。望远镜成像原理如图所示目标AB经过物镜后形成一倒立缩小的实像ab。移动对光凹透镜可使不同距离的目标均能成像在十字丝平面上再通过目镜的作用可看清同时放大了的十字丝和目标影像a′b′。(点击图片放大)图望远镜成像原理通过望远镜所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比称为望远镜的放大率。通过望远镜所看到的目标影像的视角为用肉眼直接观察该目标的视角可近似的认为是故放大率。DS型水准仪望远镜放大率为倍。水准器水准器是用来判别视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。水准器有管水准器和圆水准器两种。管水准器用来判别视准轴是否水平圆水准器用来判别竖轴是否竖直。()管水准器图水准管管水准器又称水准管是把纵向内壁琢磨成圆弧形的玻璃管管内装酒精和乙醚的混合液管子加热融闭后在管内形成一个气泡(图)。由于气泡很轻故恒处于管内最高位置。水准管圆弧中点O称为水准管零点。过零点与内壁圆弧相切的直线LL称为水准管轴。当水准管气泡中心与零点重合时称气泡居中这时水准管轴处于水平位置。图水准管分划值水准管mm的弧长所对圆心角τ称为水准管分划值(图)即气泡每移动一格时水准管轴所倾斜的角值。该值为:()式中:R水准管圆弧半径mm〞。水准管分划值的大小反映了仪器置平精度的高低。式()说明水准管半径愈大分划值愈小则水准管灵敏度(整平仪器的精度)愈高。安装在DS型仪器上的水准管其分划值为"/mm。为了提高调整水准管气泡居中的精度和速度微倾式水准仪在水准管上方安装一组符合棱镜如图a所示。通过符合棱镜的折光作用使气泡两端各半个影像反映在望远镜旁的气泡观察窗中。若气泡两端的半像吻合时表示气泡居中。若两端半像错开(图b)则表示气泡不居中这时应转动微倾螺旋使气泡半像吻合(图c)。这种水准器称为符合水准器。(点击图片放大)图符合水准器()圆水准器圆水准器(图)顶面的内壁是一个球面球面中央有圆分划圈圆圈的中心称为水准器零点。通过零点的球面法线称为圆水准轴当圆水准器气泡居中时圆水准轴处于竖直位置。圆水准器的分划值是指通过零点的任意一个纵断面上气泡中心偏离mm的弧长所对圆心角的大小。DS水准仪圆水准器分划值一般为′~′mm。由于它的精度较低故只用于仪器的概略整平。基座基座的作用是支撑仪器的上部并与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋和连接板构成。仪器上部通过竖轴插入轴座内由基座托承。整个仪器用连接螺旋与三脚架连结。水准尺和尺垫水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量的好坏直接影响水准测量的精度。因此水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成要求尺长稳定分划准确。如图所示常用的水准尺有塔尺和双面尺两种用优质木材或玻璃钢制成。(点击图片放大)图圆水准器图水准尺塔尺由两节或三节套接而成(图a)长度有m和m两种。尺的底部为零刻划尺面以黑白相间的分划刻划每格宽lcm也有的为.cm分米处注有数字大于lm的数字注记加注红点或黑点点的个数表示米数。塔尺因节段接头处存在误差故多用于精度要求较低的水准测量中。双面尺也叫直尺或板尺(图b)多用于三、四等水准测量。尺的长度有m和m两种。尺的双面均有刻划一面为黑白相间称为黑面尺(也称基本分划)尺底端起点为零尺的另一面为红白相间称为红面尺(也称辅助分划)尺底端起点不为零而是一常数K。一根尺常数为m另一根尺常数为m。一根尺由m开始至m或m另一根尺由m开始至m或m。双面尺一般成对使用利用黑红面尺零点差可对水准测量读数进行检核。图尺垫尺垫由三角形的铸铁块制成(图)上部中央有突起的半球。使用时将尺垫踏实以防下沉把水准尺立于突起的半球顶部。突起的半球顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。水准仪的使用水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。()安置水准仪在测站上安置三脚架调节架脚使高度适中目估使架头大致水平检查脚架伸缩螺旋是否拧紧。然后打开仪器箱取出水准仪用连接螺旋把水准仪安置在三脚架头上安装时应用手扶住仪器以防仪器从架头滑落。()粗略整平粗略整平是用仪器脚螺旋将圆水准器气泡调节到居中位置借助圆水准器的气泡局中使仪器竖轴大致铅直视准轴粗略水平。具体作法是:先将脚架的两架脚踏实操纵另一架脚左右、前后缓缓移动使圆水准气泡基本居中(气泡偏离零点不要太远)再将此架脚踏实然后调节脚螺旋使气泡完全居中。调节脚螺旋的方法如图所示。在整平过程中气泡移动的方向与左手(右手)大拇指转动方向一致(相反)有时要按上述方法反复调整脚螺旋才能使气泡完全居中。()瞄准水准尺首先进行目镜对光即把望远镜对着明亮背景转动目镜调焦螺旋使十字丝成像清晰。再松开制动螺旋转动望远镜用望远镜筒上部的准星和照门大致对准水准尺后拧紧制动螺旋。然后从望远镜内观察目标调节物镜调焦螺旋使水准尺成像清晰。最后用微动螺旋转动望远镜使十字丝竖丝对准水准尺的中间稍偏一点以便读数。在物镜调焦后当眼睛在目镜端上下作少量移动时有时会出现十字丝与目标有相对运动的现象这种现象称为视差。产生视差的原因是目标通过物镜所成的像没有与十字丝平面重合(图)。由于视差的存在会影响观测结果的准确性所以必须加以消除。消除视差的方法是仔细地反复进行目镜和物镜调焦。直到眼睛上移动读数不变为止。此时从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。图圆水准气泡整平(点击图片放大)图视差现象()精确整平与读数精确整平是调节微倾螺旋使目镜左边观察窗内的符合水准器的气泡两个半边影像完全吻合。这时水准仪视准轴处于精确水平位置。精平时由于气泡移动有一个惯性所以转动微倾螺旋的速度不能太快。只有符合气泡两端影像完全吻合而又稳定不动后才表示水准仪视准轴处于精确水平位置。符合水准器气泡居中后即可读取十字丝中丝截在水准尺上的读数。直接读出米、分米和厘米估读出毫米(见图)。现在的水准仪多采用倒像望远镜因此读数时应从小往大即从上往下读。也有正像望远镜读数与此相反。精确整平与读数虽是两项不同的操作步骤但在水准测量的实施过程中却把两项操作视为一体即精平后在读数读数后还要检查管水准气泡是否完全符合只有这样才能取得准确的读数。(点击图片放大)图水准尺读数§水准测量方法水准点用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点(记为BM)。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。水准点的位置应选在土质坚硬、便于长期保存和使用方便的地点。水准点按其精度分为不同的等级。国家水准点分为四个等级即一、二、三、四等水准点按国家规范要求埋设永久性标石标志。地面水准点按一定规格埋设一般用石料或钢筋混凝土制成埋深到地面冻结线以下。在标石顶部设置有不易腐蚀的材料制成的半球状标志(图a)墙脚水准点应按规格要求设置在永久性建筑物上(图b)。地形测量中的图根水准点和一些施工测量使用的水准点常采用临时性标志可用木桩或道钉打入地面也可在地面上突出的坚硬岩石或房屋四周水泥面、台阶等处用红油漆作出标志。(点击图片放大)(a)国家等级水准点(b)墙上水准点图二、三等水准点标石埋设图(单位:mm)水准测量施测当已知水准点与待测高程点的距离较远或两点间高差很大安置一次仪器无法测到两点高差时就需要把两点间分成若干段连续安置仪器测出每段高差然后依次推算高差和高程。如图所示水准点BM.A的高程为.m现拟测定B点高程施测步骤如下:(点击图片放大)图水准测量施测在离A适当距离处选择点TP.安放尺垫在A、两点上分别竖立水准尺。在距A点和点大致等距离处安置水准仪瞄准后视点A精平后读得后视读数为记入水准测量手簿(表)。旋转望远镜瞄准前视点精平后读得前视读数为记人手簿。计算出A、两点高差为。此为一个测站的工作。点的水准尺不动将A点水准尺立于点处水准仪安置在、点之间与上述相同的方法测出、点的高差依次测至终点B。每一测站可测得前、后视两点间的高差即==…=将各式相加得水准测量手簿表日期:天气:组:仪器:观测者:记录者:单位(m)测站测点水准尺读数高差平均高差改正后高差高程备注后视a前视bATPTPTPTPTPTPBB点高程为:()在上述施测过程中点、、是临时的立尺点作为传递高程的过渡点称为转点(简记为TP.)。由上述可知在观测过程中TP,TP,TP仅起传递高程的作用它们无固定标志无需算出高程。水准测量检核测站检核在水准测量每一站测量时任何一个观测数据出现错误都将导致所测高差不正确。因此对每一站的高差都必须采取措施进行检核测量这种检核称为测战检核。测站检核通常采用变动仪高法和双面尺法。()变动仪高法在每一测站上测出两点高差后改变仪器高度再测一次高差测得两次高差以进行比较检核。两次高差之差不超过容许值(如图根水准测量容许值为土mm)取其平均值作最后结果若超过容许值则需重测。()双面尺法在每一测站上仪器高度不变分别测出两点的黑面尺高差和红面尺高差测得两次高差相互进行校核。若同一水准尺红面读数与黑面读数之差以及红面尺高差与黑面尺高差均在容许值范围内取平均值作最后结果否则应重测。成果检核测站检核能检查每一测站的观测数据是否存在错误但有些误差例如在转站时转点的位置被移动测站检核是查不出来的。此外每一测站的高差误差如果出现符号一致性随着测站数的增多误差积累起来就有可能使高差总和的误差积累过大。因此还必须对水准测量进行成果检核其方法是将水准路线布设成如下几种形式:()附合水准路线(点击图片放大)图水准路线的布设形式如图a从一个已知高程的水准点BM.起沿各待测高程的水准点进行水准测量最后连测到另一个已知高程的水准点BM.上这种形式称为附合水准路线。附合水准路线中各测站实测高差的代数和应等于两已知水准点间的高差。由于实测高差存在误差使两者之间不完全相等其差值称为高差闭合差即()式中:附合路线终点高程起点高程。()闭合水准路线如图b从一已知高程的水准点BM.出发沿环形路线进行水准测量最后测回到水准点BM.这种形式称为闭合水准路线。闭合水准路线中各段高差的代数和应为零但实测高差总和不一定为零从而产生闭合差即()()支水准路线如图c从已知高程的水准点BM.出发最后没有连测到另一已知水准点上也未形成闭合称为支水准路线。支水准路线要进行往、返测往测高差总和与返测高差总和应大小相等符号相反。但实测值两者之间存在差值即产生高差闭合差()高差闭合差是各种因素产生的测量误差故闭合差的数值应该在容许值范围内否则应检查原因返工图根水准测量高差闭合差容许值为:()四等水准测量高差闭合差容许值为:()式()和式()中:L为水准路线总长(以公里为单位)n为测站数§水准测量成果计算附合水准路线测量成果计算水准测量的成果计算首先要算出高差闭合差它是衡量水准测量精度的重要指标。当高差闭合差在容许值范围内时再对闭合差进行调整求出改正后的高差最后求出待测水准点的高程。图是根据水准测量手簿整理得到的观测数据各测段高差和测站数如图所示。A、B为已知高程水准点l、、点为待求高程的水准点。列表进行高差闭合差的调整和高程计算。(点击图片放大)图附合水准路线计算图()高差闭合差的计算由式():INCLUDEPICTURE"http:functionedufecomcnspeclsclsbarelatingwenzicankaoshumucankaoshumufilesimagegif"=()=m按山地及图根水准精确度计算闭合差容许值为:<‌符合图根水准测量技术要求。()闭合差调整闭合差的调整是按与距离或与测站数成正比例反符号分配到各测段高差中。第测段高差改正数按下式计算:()或()式中:路线总测站数第段测站数路线总长第段距离。由式()算出第一段(A~)的改正数为:其他各测段改正数按式()算出后列入表中。改正数的总和与高差闭合差大小相等符号相反。每测段实测高差加相应的改正数便得到改正后的高差。()计算各点高程用每段改正后的高差由已知水准点A开始逐点算出各点高程列入表中。由计算得到的B点高程应与B点的已知高程相等以此作为计算检核。附合水准路线成果计算表测点测站数实测高差(m)高差改正数(m)改正后的高差(m)高程(m)备注 AB  辅助计算 闭合水准路线的成果计算闭合水准路线高差闭合差按式()计算若闭合差在容许值范围内按上述附合水准路线相同的方法调整闭合差并计算高程。§微倾式水准仪的检验与校正水准仪有以下主要轴线:视准轴、水准管轴、仪器竖轴和圆水准器轴以及十字丝横丝见图。根据水准测量原理水准仪必须提供一条水平视线才能正确的测出两点间的高差。为此水准仪各轴线间应满足的几何条件是:①圆水准器轴平行仪器竖轴VV②十字丝的中丝(横丝)垂直仪器竖轴VV③水准管轴LL平行视准轴CC。上述水准应满足的各项条件在仪器出厂时已经过检验与校正而得到满足但由于仪器在长期使用和运输过程中受到震动和碰撞的原因使各轴线之间的关系发生变化若不及时检验校正将会影响测量成果的质量。所以水准测量作业前应对水准仪进行检验如不满足要求应及时对仪器加以校正。图水准仪的主要轴线圆水准器轴平行仪器竖轴的检验校正()检验安置仪器后用脚螺旋调节圆水准器气泡居中然后将望远镜绕竖轴旋转°如气泡仍居中表示此项条件满足要求(园水准器轴与竖轴平行)若气泡不居中则应进行校正。检验原理如图所示。当圆水准器气泡居中时圆水准器轴处于铅垂位置。若圆水准器轴与竖轴不平行那么竖轴与铅垂线之间出现倾角(图a)。当望远镜绕倾斜的竖轴旋转°后仪器的竖轴位置并没有改变而圆水准器轴却转到了竖轴的另一侧。这时圆水准器轴与铅垂线夹角为则圆气泡偏离零点其偏离零点的弧长所对的圆心角为(图b)。(点击图片放大)图圆水准器检验校正原理()校正根据上述检验原理校正时用脚螺旋使气泡向零点方向移动偏离长度的一半这时竖轴处于铅垂位置(图c)。然后再用校正针调整圆水准器下面的三个校正螺钉使气泡居中。这时圆水准器轴便平行于仪器竖轴(图d)。圆水准器下面的校正螺钉构造如图所示。校正时一般要反复进行数次直到仪器旋转到任何位置圆水准器气泡都居中为止。最后要注意拧紧固紧螺丝。图圆水准器校正螺钉十字丝横丝垂直仪器竖轴的检验与校正()检验安置水准仪并整平后先用十字丝横丝的一端对准一个点状目标如图la中的P点然后拧紧制动螺旋缓缓转动微动螺旋。若P点始终在横丝上移动(图lb)说明十字丝横丝垂直仪器竖轴条件满足若P点移动的轨迹离开了横丝(图c、d)则条件不满足需要校正。()校正校正方法因十字丝分划板座安置的形式不同而异。其中一种十字丝分划板的安置是将其固定在目镜筒内目镜筒插人物镜筒后再由三个固定螺钉与物镜筒连接。校正时用螺丝刀放松三个固定螺钉然后转动目镜筒使横丝水平(图)最后将三个固定螺钉拧紧。(点击图片放大)图十字丝的检验

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