水准测量仪器------光学微倾式水准仪第1页/共15页自动安平水准仪第2页/共15页下面介绍水准测量的原理。如图下图所示。设在A、B两点分别竖立水准标尺，并在两点的中央附近安置水准仪，当仪器照准轴水平时，依次照准A、B点上标尺的读数，设其读数分别为：a、b，如果沿A、B方向设站求B点的高程，则前进方向的B点称为前视点读数B称为前视读数，而相反方向的A点称为后视点，读数a称为后视读数。所以，B点对A点的高差h为：h=a—b=后视读数—前视读数若A点的高程为Ha，则B点高程Hb为：Hb=Ha+（a—b）第3页/共15页如果A、B两点距离很远或高差很大，仅用一个测站不可能测得其高差时，则应在其两点间设置若干个测站，如下图1--11所示，这种连续多次设站测定高差，最后取各站高差代数和求得A、B两点间高差。设第一站的高差为：h1=a1-b1第二站的高差为：h2=a2-b2（1—10）n站的高差为：hn=an–bn则A、B两点间的高差为：hab=∑ai-∑bi（i=1、2、、、、n）（1—11）则B点的高程为：Hb=Ha+hab（1—12）第4页/共15页上述水准测量的规律如下：（1） 高差的正、负号取决于水准路线的前进方向。如图1—11所示，若前进的方向AB、的往测高差为hab，相反方向的返测高差为hba，则hab=-hba（2） 照准轴水平时，每站高差等于后视读数减去前视读数。（3） 起点至闭合点的高差等于各站高差的总和，也等于各站后视读数的总和减去前视读数的总和。第5页/共15页水准仪和水准标尺及其应用（1）水准测量的主要工具是水准仪和水准标尺，如下图为微倾式水准仪的示意图。第6页/共15页（2）水准仪的应用步骤如下第一， 安置水准仪。在测站上安置三脚架，调节架角使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架伸缩螺旋是否拧紧。然后用连接螺旋把水准仪安置在三脚架头上，安装时，应防止仪器掉到地上。第二， 粗略整平仪器。利用圆水准气泡使气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而使准轴粗略水平，如下图所示，气泡没有居中于a处。先按图上箭头所指的方向相对转动脚螺旋1和2，使气泡移到B的位置，再转动脚螺旋3，气泡便居中。第三， 瞄准水准尺。瞄准前，先将望远镜对向明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰，再用望远镜筒上的缺口和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后，从望远镜中观察，若物象不清楚，则转动物镜对光螺旋进行对光，使目标影象清晰。当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影象有相对运动，则说明存在视差现象。产生视差的原因是目标成象的平面与十字丝平面不重合，这样，会影响正确读数，故应加以消除。第四， 精确整平与读数。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象完全吻合，这时，视准轴处于精确水平位置。之后，即可以通过物镜内的十字丝中丝读取截在水准尺上的读数。直接读出米、分米、毫米（估读出毫米），如下图为二种水准尺的读数第7页/共15页水准测量的方法及高程计算一、水准点水准测量通常从水准点开始，引测其它点的高程。水准点是国家测绘部门为了统一全国的高程系统和满足各种需要，在全国各地埋设且测定了其高程的固定点，这些已知高程的固定点称为水准点（BenchMark），简称为BM，水准点有永久性和临时性两种。国家等级水准点如下图图1—14左所示。一般建立在比较坚硬的地面上，有些水准点也可埋设在在稳固的墙角上，如图1—14右所示。建设工地的水准点一般用混凝土等制成，如图1—15左所示，临时性的水准点可在地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩上钉入铁钉，如图1—15右所示。无论是永久或临时性的水准点，均应埋设在便于引测和寻找的地方，并在水准点旁注明水准点的编号和高程。还须绘制水准点的草图，便于日后寻找。第8页/共15页二、水准路线及测量在水准测量中，通常沿某一水准路线进行施测，进行水准测量的路线称为水准路线。以下为三种常用的水准测量方法。第一种，附合水准路线。见上图左，附合水准路线是从已知高程点的水准点BM1出发，测定1、2、3等代定点的高程，最后附合到另外一已知水准点BM2上。这种水准测量的闭合差为：fh=∑h测—（H终—H始）（1—13）H终表示水准点BM2的高程，H始表示始点水准点BM1的高程。测量规范对不同等级的水准测量闭合差有一个统一的容许值。第9页/共15页第二种，闭合水准路线。上图中，由已知高程的水准点BM1出发，沿环线水准测量，以测定出1、2、3、4等代定点的高程，最后回到原水准点BM1上。其闭合差为：fh=∑h测（1—14）第三种，支水准路线。见上图右，从一已知高程的水准点BM5出发，既不附合到其它水准点上，也不自行闭合。而是进行往、返测量。其闭合差为：fh=∑h往+∑h返（1—15）第10页/共15页第11页/共15页注意：当计算出来的闭合差为正数时，即是指在测量过程中，测出的高程比实际的高程要高，因而要减去Vi，当闭合差为负时，则应加上Vi。Vi=∑h测—（H终—H始）（举例说明）以上介绍了普通光学水准仪的仪器结构及在水准测量中的应用。目前，在一些部门已应用自动安平水准仪和数字式水准仪，在这里简单介绍一下。自动安平水准仪和普通微倾式光学水准仪的区别在于：见下面第12页/共15页第13页/共15页普通水准仪、自动安平水准仪、电子水准仪的区别自动安平水准仪和普通微倾式光学水准仪的区别在于：第一自动安平水准仪没有水准管气泡，在测量过程中不需要调整水准管气泡，这正是自动安平的优点。第二，普通微倾式水准仪在测量时，测站至前标尺的距离应尽量等于至后标尺的距离，而自动安平水准仪则不作要求。数字式水准仪和普通水准仪、自动安平水准仪的最大区别在于它实现了数字化。数字式水准仪和自动安平水准仪虽然和光学水准仪结构有不同之处，但其测量的原理和在水准测量中的应用是相同的。第14页/共15页感谢您的观看！第15页/共15页
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