測量技術(shù) 教學(xué)PPT課件

測量技術(shù) 教學(xué)PPT課件,測量技術(shù),教學(xué)PPT課件,測量,技術(shù),教學(xué),PPT,課件 項目二 水準測量任務(wù)一 水準儀的認識與使用任務(wù)二 水準路線測量及成果整理任務(wù)三 四等水準測量任務(wù)四 水準儀的檢驗與校正實訓(xùn)四、五CONTENTS目錄01水準儀的認識與使用一、微傾水準儀及其使用水準儀是水準測量的主要儀器,水準儀按其精度劃分為DS05、DS1、DS3 和DS10四個等級?！癉”和“S”分別是“大地測量”、“水準儀”漢語拼音的第一個字母,下標05、1、3、10是指各等級水準儀每千米往返測高差中數(shù)的中誤差,以毫米(mm)計。在工程測量中,一般使用DS3 型微傾水準儀。(一)DS3 型微傾水準儀的構(gòu)造DS3 型水準儀由望遠鏡、水準器及基座三個主要部分組成。儀器通過基座與三腳架連接,支撐在三腳架上?；系娜齻€腳螺旋與目鏡左下方的圓水準器,用以粗略整平儀器。望遠鏡旁裝有一個管水準器,轉(zhuǎn)動望遠鏡微傾螺旋,可使望遠鏡作微小的俯仰運動,管水準器也隨之俯仰,使管水準器的氣泡居中,此時望遠鏡視線水平。儀器在水平方向的轉(zhuǎn)動,是由水平制動螺旋和微動螺旋控制的。下面對望遠鏡和水準器作較為詳細的介紹。1.準星 2.物鏡 3.微動螺旋 4.制動螺旋 5.照門 6.目鏡 7.管水準器 8.圓水準器 9.基座 10.腳螺旋 11.三腳架 12.調(diào)焦透鏡 13.調(diào)焦螺旋 14.十字絲分劃板 15.微傾螺旋 16.豎軸 17.視準軸18.水準管軸 19.微傾頂柱 20.軸套 21.底板1.望遠鏡望遠鏡是用來精確瞄準遠處目標和提供水平視線進行讀數(shù)的主要部件。它主要由物鏡、調(diào)焦透鏡、物鏡調(diào)焦螺旋(對光螺旋)、十字絲分劃板、目鏡等組成。物鏡光心與十字絲交點的連線稱為望遠鏡的視準軸,視準軸是瞄準目標和讀數(shù)的依據(jù);十字絲分劃板是用來準確瞄準目標用的,中間一根長橫絲稱為中絲,與之垂直的一根稱為豎絲,與中絲上下對稱的兩根短橫絲稱為上、下絲(又稱為視距絲),圖2 2(b)是從目鏡中看到的經(jīng)過放大后的十字絲分劃板上的像。在水準測量時,用中絲在水準尺上進行前后視讀數(shù),用于計算高差。用望遠鏡瞄準目標的標準是十字絲及目標成像都清晰穩(wěn)定。為此,首先進行目鏡對光;將望遠鏡對著明亮的背景,調(diào)節(jié)目鏡對光螺旋,使十字絲清晰。其次進行物鏡對光:先對準目標,調(diào)節(jié)物鏡對光螺旋,使目標成像清晰。同時使眼睛相對目鏡微微上下移動,檢查有無十字絲視差。若目標正好成像于十字絲平面上,十字絲與目標成像不會相對移動。反之,若目標未成像于十字絲平面上,眼睛上下移動時十字絲與目標成像必然相對移功,這表明存在十字絲視差。消除視差的辦法是交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡的調(diào)焦螺旋。使上述兩個平面重合,及至成像穩(wěn)定為止。2.水準器水準器是用以整平儀器的裝置,分為管水準器和圓水準器兩種。(1)管水準器:亦稱水準管,是內(nèi)壁縱向磨成圓弧狀兩端封閉的玻璃管,管上對稱刻有間隔2mm 的分劃線,管水準器內(nèi)壁圓弧中心點為管水準器的零點,過管水準器零點的切線LL平行于視準軸。水準管氣泡偏離中心2mm 所對的圓心角,稱為水準管分劃值,用公式表示為:式中:水準管分劃值;弧度的秒值,=206265,表示一弧度所對應(yīng)的角度秒值;R 水準管圓弧半徑,單位:mm。分劃值與水準管圓弧半徑R 成反比,R 越大,越小,水準管靈敏度越高,則整平精度也越高,反之精度越低。為了提高水準管氣泡居中的精度,目前生產(chǎn)的水準儀,一般在水準管上方設(shè)置一組棱鏡。利用棱鏡的折光作用,使氣泡兩端的像反映在直角棱鏡上,如圖2-4(a)所示。從望遠鏡旁的氣泡觀察窗中,可以看到氣泡兩端的影像,當兩半個氣泡的像錯開時,表明氣泡未居中;當兩半個氣泡像吻合時,則表示氣泡居中,見圖2-4(b)。這種具有棱鏡裝置的水準管稱為符合水準器,它不僅便于觀察,同時可以提高氣泡的居中精度。(2)圓水準器:如圖2-5所示,它是一個在密封的頂面內(nèi)磨成球面的玻璃圓盒,頂面中央刻有一個小圓圈,刻有圓分劃。通過分劃圈的中心(即零點O)作球面的法線,稱為圓水準器軸。當氣泡位于小圓圈中央時,圓水準軸器處于鉛垂位置,普通水準儀的圓水準器分劃值一般為8/2mm。圓水準器安裝在托板上,其軸線與儀器的豎軸互相平行,所以當圓水準器氣泡居中時,表示儀器的堅軸已基本處于鉛垂位置。由于圓水準器的精度較低,它主要用于水準儀的粗略整平。3.基座 基座主要由托板(又叫軸座)、連接螺旋和腳螺旋組成。托板用來支撐儀器上部(望遠鏡和水準器),連接螺旋用來連接儀器和三腳架,轉(zhuǎn)動腳螺旋可使圓水準氣泡居中,從而粗略整平儀器。(二)水準尺和尺墊1.水準尺 水準尺是水準測量的重要工具,其質(zhì)地好壞直接影響水準測量的精度,因此它是用不易變形并且干燥的優(yōu)質(zhì)木材或者玻璃鋼制成的,要求尺長穩(wěn)定,刻劃準確。水準尺常用的有塔尺和直尺兩種。(1)直尺:多用于較精密的水準測量,其長度為35m。在尺面上每隔1cm 涂有黑白或紅白相間的分格,每分米處注有數(shù)字。精度較高的水準測量常用雙面水準尺,它的一面為黑白相間分劃(主尺),另一面是紅白相間分劃(輔尺),黑面尺底從零開始,而紅面尺底固定數(shù)值為4687mm或4787mm 開始,此固定數(shù)值稱為零點差,目的在于水準測量中,以校核讀數(shù)正確,避免湊數(shù)而發(fā)生錯誤。通常用兩根水準尺組成一對進行水準測量。(2)塔尺:一般用于普通水準測量,長度為5m,由3段套接而成。尺的底部為零點,尺上刻劃為黑白(紅白)相間,每格寬度為0.51cm,每分米處注有數(shù)字。塔尺可以伸縮,攜帶方便,但接頭處易損壞,影響尺的精度。2.尺墊尺墊一般為三角形的鑄鐵塊,中央有一突起的半球頂,以便放置水準尺。下有三尖腳,可踩入土中。尺墊的作用是標尺立尺點位和支撐水準尺。3.三腳架三腳架是水準儀的附件,用以安置水準儀,由木質(zhì)(或金屬)制成,三腳架一般可以伸縮,便于攜帶及調(diào)整儀器高度,使用時用中心連接螺旋與儀器固緊。(三)微傾水準儀的使用 水準儀的操作使用包括安置儀器、粗略整平、瞄準目標、精確置平與讀數(shù)等步驟。1.安置儀器 在測站上張開三腳架,調(diào)節(jié)腳架長度使儀器高度與觀測者身高相適應(yīng),目測架頭大致水平,取出儀器放在架頭上,用連接螺旋將其與三腳架連緊,并固定三只架腳。2.粗略整平 指通過調(diào)節(jié)三個腳螺旋使圓水準氣泡居中,從而使儀器的豎軸大致鉛垂,達到粗略整平的目的。先調(diào)兩個腳螺旋,按氣泡運行方向與左手拇指旋轉(zhuǎn)方向一致的規(guī)律,用兩手同時反向轉(zhuǎn)動兩個腳螺旋,使氣泡沿著兩個腳螺旋連線平行的方向移動到圖所示的位置,然后轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋,使氣泡居中。3.瞄準目標(1)目鏡對光:調(diào)節(jié)目鏡對光螺旋,使十字絲成像清晰;(2)粗略瞄準:放松制動螺旋,旋轉(zhuǎn)望遠鏡使缺口準星對準目標,擰緊制動螺旋;(3)物鏡對光:調(diào)節(jié)物鏡對光螺旋,使目標成像清晰;(4)消除視差:交替調(diào)節(jié)目鏡螺旋和物鏡對光螺旋直至目標成像穩(wěn)定;(5)精確瞄準:調(diào)節(jié)微動螺旋,使豎絲處于水準尺的一側(cè)。4.精平與讀數(shù) 為了使視線精確地處于水平位置,讀數(shù)前應(yīng)調(diào)節(jié)微傾螺旋使水準管氣泡居中(調(diào)節(jié)時,微動螺旋轉(zhuǎn)動的方向與左半邊氣泡影像移動方向一致,或可由外部觀測氣泡偏離的位置,來決定旋轉(zhuǎn)方向),即使符合水準氣泡兩端影像對齊,如圖2-8所示,這時方可在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時應(yīng)從小到大,直接讀米(m)、分米(dm)、厘米(cm),估讀到毫米(mm)。如圖2-9中所示,讀數(shù)為1.274m 和0.560m。讀數(shù)完畢后立即重新檢查符合水準氣泡是否仍然居中,如仍居中,則讀數(shù)有效,否則應(yīng)重新使符合氣泡居中再讀數(shù)。二、自動安平水準儀自動安平水準儀的構(gòu)造特點是沒有水準管和微傾螺旋,而只有一個圓水準器進行粗略整平。當圓水準氣泡居中后,盡管儀器視線仍有微小的傾斜,但借助儀器內(nèi)補償器的作用,視準軸在數(shù)秒內(nèi)自動呈現(xiàn)為水平狀態(tài),從而對于施工場地地面的微小震動、松軟土地的儀器下沉和風(fēng)吹刮動時的視線微小傾斜等不利情況,能夠迅速自動地安平儀器,有效地減弱外界的影響,有利于提高觀測精度。這種儀器操作迅速簡便,測量精度高,深受測量人員歡迎。(一)視線自動安平的原理 如圖2-10所示,當視線水平時,水平光線恰好與十字絲交點所在位置k重合,讀數(shù)正確無誤,如視線傾斜一個 角,十字絲交點移動一段距離d 到達k 處,這時按十字絲交點k 讀數(shù),顯然有偏差。如果在望遠鏡內(nèi)的恰當位置裝置一個“補償器”,使進入望遠鏡的水平光線經(jīng)過補償器后偏轉(zhuǎn)一個 角,恰好通過十字絲交點k 讀出的數(shù)仍然是正確的。由此可知,補償器的作用,是使水平光線發(fā)生偏轉(zhuǎn),而偏轉(zhuǎn)角的大小正好能夠補償視線傾斜所引起的讀數(shù)偏差。f =s (2-2)(二)自動安平水準儀的使用 首先把儀器安置好,使圓水準氣泡居中,即可用望遠鏡瞄準水準尺讀數(shù)。為了檢查補償器是否起作用,有的儀器安置一個按紐,按此鈕可把補償器輕輕觸動,待補償器穩(wěn)定后,看尺上讀數(shù)是否有變化,如無變化,說明補償器正常。如儀器沒有此裝置,可稍微轉(zhuǎn)動一下腳螺旋,如尺上讀數(shù)沒有變化,說明補償器起作用,儀器正常,否則應(yīng)進行檢修。使用時應(yīng)仔細閱讀儀器說明書。02水準路線測量及成果整理測定地面點高程的測量工作,稱為高程測量。高程測量是測量的基本工作之一。按照所使用的儀器和測量方法，高程測量可分為水準測量(幾何水準測量)、三角高程測量(間接高程測量)和氣壓高程測量(物理高程測量)。其中,水準測量精度最高,是使用最普遍的一種方法。一、水準測量原理水準測量是利用水準儀提供的水平視線測出地面上兩點間的高差,然后根據(jù)已知點的高程推算出其他各未知點的高程。如圖2-11所示,假定A 點的高程為H A,要測量B 點的高程,先在A、B 兩點上各立一根水準尺,在A、B 兩點間安置一臺能提供水平視線的水準儀,通過觀測就可以計算B點的高程。假定測量方向是由A 至B 的方向前進,則A 為后視點,B 為前視點,利用水平視線先讀出后視點A 尺上的讀數(shù),稱為后視讀數(shù);再讀出前視點B 尺上的讀數(shù),稱為前視讀數(shù)。分析圖中的幾何關(guān)系,AB 點高差hAB 等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù),即 hAB=a-b (2-3)高差的符號有正有負,B 點高于A 點時,高差為正;反之高差為負。若A 點高程HA 為已知,則B 點的高程為:HB=HA+hAB=HA+(a-b)(2-4)在工程測量中,往往用視線高程計算B 點的高程,即:后視點高程HA 與后視讀數(shù)a 的代數(shù)和就是視線高程。用Hi 表示,則B 點的高程等于視線高程減去前視讀數(shù):HB=Hi-b=(HA+a)-b (2-5)視線高程法只需安置一次儀器就可以測出多個前視點的高程。二、水準測量方法(一)水準點 水準點是用水準測量的方法求得其高程的地面標志點。為了將水準測量成果加以固定,必須在地面上設(shè)置水準點。水準點可根據(jù)需要,設(shè)置成永久性水準點和臨時性水準點。永久性水準點可造標埋石,如圖2-12(a)所示。臨時性水準點可用地表突出的巖石或建筑物基石,也可用木樁作為其標志,如圖2-12(b)所示,樁頂打一小釘且用紅油漆圈點。通常以“BM”代表水準點,并編號注記于樁點上,如BM1、BM2 等。水準點埋設(shè)后,為了便于使用時查找,必須進行編號,并繪出水準點與附近固定建筑物或其他明顯地物關(guān)系的草圖,稱為“點之記”,作為水準測量的成果一并保存。(二)水準路線 水準路線是指水準測量施測時所經(jīng)過的路線。水準路線在布設(shè)時盡量沿堅實、平坦地面進行,這樣可以保障儀器和水準尺的穩(wěn)定性,減少測站數(shù),提高測量的精度。水準路線上相鄰水準點之間稱為一個測段。根據(jù)已知高程水準點的分布情況和實際需要,水準路線一般布設(shè)成以下幾種形式:1.閉合水準路線 從一個已知高程的水準點開始,沿待測的高程點1、2、3等高程點進行水準測量,最后仍回到起始水準點,這種路線叫閉合水準路線。如圖2-13(a)所示。2.附合水準路線 從一個已知高程的水準點開始,沿待定高程的1、2、3等點進行水準測量,最后連測到另一個已知高程的水準點,這種水準路線叫附合水準路線。如圖2-13(b)所示。3.支水準路線在測區(qū)內(nèi)只有一個已知水準點,無條件閉合和附合時,用往返觀測的方法,測定未知點的高程,稱為支水準路線。如圖2-13(c)所示。4.水準網(wǎng)以上三種水準路線的共性是從開始到終了都是一條路線,故將這樣的水準路線稱為單一水準路線。若干條單一水準路線構(gòu)成網(wǎng)狀,稱為水準網(wǎng)。如圖2-13(d)所示。(三)水準測量施測當欲測兩點之間相距較遠或者高差較大時,由于儀器工具性能限制,僅安置一次儀器就不能測得它們的高差,便要在它們之間加設(shè)若干個臨時的立尺點,作為傳遞高程的過渡點,稱為轉(zhuǎn)點,依次連續(xù)地在轉(zhuǎn)點間安置水準儀以測定相鄰轉(zhuǎn)點間的高差,最后取各個高差的代數(shù)和,可以得到起、終兩點間的高差,這種方法稱為連續(xù)水準測量。如圖2-14所示,欲測A、B 兩點高差,必須在A、B 兩點間選擇若干個臨時立尺點1、2、3依次測定相鄰兩點的高差,最后計算A、B 兩點的高差hAB,其施測步驟如下:(1)將水準尺a 和b 分別豎立在A 點及前進方向選定的臨時立尺點1上,在A、1兩點之間(距離大致相等)位置安置水準儀,利用腳螺旋使圓水準氣泡居中。(2)照準A 點水準尺,消除視差,用微傾螺旋調(diào)節(jié)水準管氣泡,在目鏡旁邊的復(fù)合水準管氣泡觀測鏡中觀看復(fù)合氣泡,使得氣泡兩端的半像嚴密吻合(即居中,達到儀器的精密置平),然后用中絲讀取A 點水準尺上的后視讀數(shù)a1。(3)轉(zhuǎn)動望遠鏡照準1點的水準尺,消除誤差,利用微傾螺旋按照上述方法使得儀器精平,用中絲讀取1點上的前視讀數(shù)b1。該測站的高差為:h1=a1-b1。以上為一個測站的觀測程序。(4)按照水準路線前進方向,將A 點的水準尺立于2點(前視點),1點的水準尺的尺面要翻轉(zhuǎn)過來,由第一站的前視變?yōu)榈诙镜暮笠?在1點、2點的中間位置安置水準儀,依上述方法觀測第二站,其高差為:h2=a2-b2。如此繼續(xù)施測,直到終點B 點為止,假設(shè)共安置了n 次儀器,就可以測出一個總高差。依據(jù)水準測量原理,A、B 兩點間高差為:如果A 點高程已知,則B 點的高程為:HB=HA+hAB (2 7)對觀測手簿每一頁上的高差和高程都要進行校核計算。表2 1中的計算校核方法是根據(jù)公式h=a-b=H 終-H 始進行的,以上三項相等,說明計算正確。如果不相等,說明計算有錯,應(yīng)重新計算,直到符合上述公式為止。應(yīng)當指出的是,這項計算校核只能反映計算過程中是否有錯,而不能說明測量結(jié)果的正確性。三、水準測量的校核與高程計算對于水準測量中,測得的高差不可避免地含有誤差。為了使觀測結(jié)果達到預(yù)期的精度,必須采取有效措施進行校核。(一)測站校核每一個測站的高差進行校核稱為測站校核。其方法是:1.雙儀高法在每個測站上觀測一次高差后,在原地升高或降低儀器高度10cm 以上,再測一次高差,兩次高差應(yīng)相等,其不符值應(yīng)不超過5mm,取兩次高差的平均值作為最后的結(jié)果。2.雙面尺法采用雙面水準尺,在每個測站上讀取后視尺的黑、紅面讀數(shù)和前視尺的黑、紅面讀數(shù),由紅黑面測得的高差之差應(yīng)不超過5 mm,若觀測值符合要求,取其平均值作為該測站高差的數(shù)值。測站校核可以校核一個測站測量結(jié)果是否符合要求,但整個路線測量結(jié)果是否符合要求甚至有錯,則不能判定。因此,還需要進行路線校核。(二)水準路線的校核與平差1.附合水準路線由圖2-13(b)可以看出,該路線是從一個已知高程的水準點開始,經(jīng)過若干點高程的測量后,附合到另一個已知高程的點上,A、B 這兩個點之間的高差hAB 是一個固定值。即:hAB=HB-HA (2-8)(1)高差閉合差的計算:各測段高差總和(h測)與理論高差總和(h理)之差,稱為高差閉合差。在測量的過程中由于儀器誤差、觀測誤差、外界自然條件等綜合因素的影響造成測量結(jié)果和理論值不符合,由此產(chǎn)生高差閉合差(高差閉合差實質(zhì)就是水準測量中各種誤差的綜合反映)。其值為:普通水準測量高差閉合差的容許值可按fh容=40 L mm或fh容=12n mm計算。式中:L 為水準路線全長,以km 為單位;n 為測站數(shù)。若閉合差在容許范圍內(nèi),即fh fh容,便可以進行閉合差的調(diào)整。(2)水準測量高差閉合差的調(diào)整:在同一條水準路線上,調(diào)整閉合差的原則是按閉合差反符號與測站數(shù)或距離成正比例地分配到各測段的高差中,各測段高差改正數(shù)的計算公式為:(3)待測點的高程計算:根據(jù)檢核過的改正后高差hi 和起點高程HA,推算出各個中間測點和終點的高程。H1=HA+h1H2=H1+h2H3=H2+h3Hn=Hn-1+hn【例2-1】如圖2-15,為一附合水準路線觀測成果示意圖,各測段的測站數(shù)和高差均注,求1、2、3各點的高程。2.閉合水準路線從水準路線高差閉合差的概念可知,閉合水準路線高差閉合差(fh)應(yīng)等于觀測值(h測)-理論值(h理),由于閉合水準路線從一個已知水準點開始最后又閉合到該水準點上,故理論值應(yīng)等于零,所以閉合水準路線高差閉合差實質(zhì)上等于觀測值,即:fh=h測-h理=h測 (2 12)高差閉合差容許值的計算和閉合差的調(diào)整方法均與附合水準路線相同?！纠?-2】圖2-16為一個閉合水準路線,根據(jù)觀測數(shù)據(jù)和起算數(shù)據(jù),完成表2-3內(nèi)的各項計算。3.支水準路線支水準路線一般無法直接校核,只有采用往返觀測進行校核,往返觀測閉合差理論值為零,其高差閉合差為:【例2-3】圖2-17為一條支水準路線,已知水準點BMA 的高程為149.869m,各測段所測高差和測站數(shù)均注于圖上,求1、2、3點的高程。解 將圖2-17中的數(shù)據(jù)列于表2-4中,然后進行計算。(三)水準測量的注意事項 作業(yè)前,水準儀要進行檢驗與校正。測站地面要堅實,腳架應(yīng)踩穩(wěn),防止碰動。前后視線要等長,視線不宜過長(100m)。瞄準標尺時,注意消除視差。每次讀數(shù)前附合氣泡務(wù)必嚴格居中。水準尺應(yīng)豎直,尺墊應(yīng)踩實,轉(zhuǎn)點要牢固,在固定標志點不得使用尺墊。記錄要工整,計算要無誤,并及時進行校核計算。讀數(shù)要準確,嚴格按照限差要求,誤差超限,必須重測。03四等水準測量一、四等水準測量的主要技術(shù)要求在工程測量中,不僅要建立必要的平面控制,還要建立首級高程控制和圖根控制。而小區(qū)域內(nèi)的首級高程控制常采用四等水準測量,其技術(shù)要求主要有:視線長度應(yīng)不超過80100m,前后視距差不超過5m,前后視距累計差不超過10m,紅黑面讀數(shù)差不超過3mm,紅黑面所測高差之差不超過5mm。四等水準路線一般沿道路布設(shè),盡量避開土質(zhì)松軟地段,水準點間的距離一般為24km,在城市建筑區(qū)為12km。水準點選在地基穩(wěn)固、能長久保存和便于觀測的地方。二、四等水準測量方法(一)四等水準測量的觀測方法1.照準后視水準尺黑面讀取上、下視距絲和中絲讀數(shù),計入記錄表中(1)、(2)、(3)處。2.照準前視水準尺黑面讀取上、下視距絲和中絲讀數(shù),計入記錄表中(4)、(5)、(6)處。3.照準前視水準尺紅面讀取中絲讀數(shù),計入記錄表中(7)處。4.照準后視水準尺紅面讀取中絲讀數(shù),計入記錄表中(8)處。(二)測站計算與檢核1.視距差與視距累計差的計算與檢核后視距離(9)=100上絲讀數(shù)(1)-下絲讀數(shù)(2)前視距離(10)=100上絲讀數(shù)(4)-下絲讀數(shù)(5)前、后視距差(11)=后視距離(9)-前視距離(10)前、后視距差累計差(12)=上站視距累計差(12)+本站視距差(11)上述計算結(jié)果應(yīng)滿足:前后視距差5m,前后視距累計差10m。2.尺常數(shù)K 的檢核尺常數(shù)為同一水準尺黑面與紅面讀數(shù)差。尺常數(shù)的誤差計算公式為:后視水準尺黑、紅面讀數(shù)差(13)=(3)+Ki-(8)前視水準尺黑、紅面讀數(shù)差(14)=(6)+Ki-(7)Ki為雙面尺的紅面與黑面分劃的零點差(A尺:K1=4787mm;B 尺K2=4687mm),對于四等水準測量來說,尺常數(shù)誤差不得超過3mm。3.高差計算與校核黑面高差(15)=(3)-(6)紅面高差(16)=(8)-(7)紅、黑面高差之差(17)=(13)-(14)=(15)-(16)100對于四等水準測量,紅黑面高差之差不超過5mm。紅黑面高差在容許范圍內(nèi)時,取其平均值,作為該測站的觀測高差(18)=(15)+(16)100/24.水準測量記錄計算校核整個水準路線測量結(jié)束后,應(yīng)該進行逐頁檢查和核對計算有無錯誤,最后的水準測量記錄應(yīng)作總的計算校核:高差校核:(3)-(6)=(15)(8)-(7)=(16)(15)+(16)=2(18)(偶數(shù)站)或(15)+(16)=2(18)100mm(奇數(shù)站)視距差校核:(9)-(10)=本頁末站(12)-前頁末站(12)本頁總視距:L=(9)+(10)5.高程計算四等水準測量高程計算的方法,同于前述“水準路線的校核與平差”方法,在此不再詳述。04水準儀的檢驗與校正水準儀必須提供一條水平視線。其主要軸線之間的幾何關(guān)系如圖2-18所示,水準儀應(yīng)滿足下列條件:圓水準器軸平行于儀器的豎軸,即LL VV。十字絲橫絲垂直于豎軸VV。水準管軸平行于視準軸,即LL CC。水準儀檢驗的實質(zhì)是檢查儀器各軸線是否滿足應(yīng)有的幾何條件,校正是當儀器不滿足各幾何條件時對儀器進行調(diào)整使其滿足相應(yīng)的幾何條件。一、圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗與校正1.檢驗原理如圖2-19(a),豎軸與圓水準軸不平行,圓水準軸偏于豎軸的左側(cè),交叉成 角。此時若調(diào)腳螺旋使圓氣泡居中,則圓水準軸豎直,豎軸偏斜。將儀器繞偏斜的豎軸旋轉(zhuǎn)180,如圖2-19(b),圓水準軸轉(zhuǎn)至豎軸的右側(cè),仍交叉成 角。顯然,此時圓水準軸偏離鉛垂線的角度為2,圓氣泡也隨之偏向高的一端。若圓水準軸與豎軸平行,則氣泡居中后,豎軸處于鉛垂位置,儀器旋轉(zhuǎn)至任何位置,圓氣泡也必然居中。2.檢驗方法安置儀器后,先調(diào)腳螺旋使圓水準器氣泡居中,然后將儀器旋轉(zhuǎn)180,氣泡仍然居中,說明條件滿足。若氣泡有了偏移,說明條件不滿足,需校正。3.校正方法如圖2-19(b),圓水準器軸偏離鉛垂線2,這是由兩個等量因素構(gòu)成的,一是豎軸偏離鉛垂線,二是圓水準軸不平行豎軸。由此可見,圓水準軸與豎軸間的誤差僅占氣泡偏移量的一半。另一半是由于豎軸偏斜引起的。因此,校正時,先調(diào)腳螺旋使氣泡向中央移回一半圖2-19(c),此時豎軸已處于鉛垂位置。然后用校正針按腳螺旋整平圓水準器的操作程序,撥動圓水準器底三個校正螺旋,使氣泡居中。此時,圓水準軸也處于鉛垂位置。至此,條件獲得滿足。檢驗和校正,應(yīng)反復(fù)進行,直至條件滿足為止。二、十字絲橫絲垂直于豎軸的檢驗與校正1.檢驗原理當儀器豎軸處于鉛垂位置時,如果十字絲橫絲垂直于豎軸,橫絲必成水平。這樣,當望遠鏡繞豎軸旋轉(zhuǎn)時,橫絲上任何部分必然為始終在同一水平面內(nèi)。2.檢驗方法整平儀器后,將十字絲橫絲的一端瞄準一明顯點,如圖2-20(a)中的A 點,固定制動螺旋,轉(zhuǎn)動微動螺旋,如果A 點始終在橫絲上移動,則表示條件滿足,如果A 點偏離橫絲圖2-20(b),則需進行校正。3.校正方法校正設(shè)備有兩種形式,圖2-21(a)為旋下目鏡護蓋后的情況,這時松開十字處分劃板座四顆固定螺絲,輕輕轉(zhuǎn)動分劃板,使橫絲水平,然后擰緊四顆螺絲,裝好護蓋。另一種如圖2-21(b)所示,在目鏡端鏡筒上有三顆固定十字絲分劃板座的埋頭螺絲,校正時松開任意兩顆,輕輕轉(zhuǎn)動分劃板座,使橫絲水平,再將埋頭螺絲擰緊。三、水準管軸平行于視準軸的檢驗與校正1.檢驗原理如果儀器的水準軸和視準軸平行,當水準管氣泡居中時,視線即水平。這時水準儀安置在兩點間任何地點,所測得的高差都是正確的。假如水準軸與視準鈾不平行,當水準管氣泡居中時,視線卻是向上(或向下)傾斜,與水準軸形成一個小角i,此時,水準尺上的讀數(shù)比視準軸水平時要大(或小)。此項誤差的大小與尺子到儀器的距離成正比。如果將水準儀安置成后視與前視距離相等，則在兩尺上的讀數(shù)誤差x 均相等。此時,即使存在i 角,也可以獲得正確高差,即h=(a+x)-(b+x)=a-b當后視與前視距離不相等時,兩尺上的讀數(shù)誤差也不相等,算出的高差就受到影響,前后視距離相差愈大,i 角對高差的影響也愈大。2.檢驗方法選距離6080m 的A、B 兩點,各打一木樁。先將儀器安置在AB 線段的中點,用改變儀器高法測出正確高差hAB。然后將儀器搬到后視點附近約3m 處,如圖2-22中的A 點附近。當氣泡居中時讀取后視讀數(shù)。因儀器距A 點很近,可以忽略i 角對a2 的影響,認為a2 是視線水平時的讀數(shù)。由此可以計算出視線水平時的前視讀數(shù)。如果B 尺上實際讀數(shù)b2與計算出的前視讀數(shù)b2 相等,則說明條件滿足。否則,需進行校正。b2=a2-hAB3.校正方法 轉(zhuǎn)動微動螺旋,使中絲對準正確的前視讀數(shù)b2,此時視準軸已處于水平位置,但水準氣泡卻偏離了中心,為了使水準軸也處于水平位置,即使水準軸與視準軸平行,可用校正針撥動水準管一端的上、下兩個校正螺絲，使氣泡居中即可。此項檢驗校正也應(yīng)反復(fù)進行,直至符合要求為止。一般要求b2與b2 的差值在35mm以內(nèi)。05實訓(xùn)四、五實訓(xùn)四 水準儀的認識和使用高程是確定地面點位的主要參數(shù)之一。水準測量是高程測量的主要方法之一,水準儀是水準測量所使用的儀器。本實訓(xùn)通過對微傾水準儀及自動安水準儀的認識和使用,使同學(xué)們熟悉水準測量的常規(guī)儀器、附件、工具,正確掌握水準儀的操作。一、實訓(xùn)目標1.了解微傾式水準儀及自動安平水準儀的基本構(gòu)造和性能,以及各螺旋名稱及作用,掌握使用方法。2.了解腳架的構(gòu)造、作用,熟悉水準尺的刻劃、標注規(guī)律及尺墊的作用。3.練習(xí)水準儀的安置、瞄準、精平、讀數(shù)、記錄和計算高差的方法。二、實訓(xùn)場所校內(nèi)測量實訓(xùn)場。三、實訓(xùn)形式1.熟悉DS3水準儀的一般構(gòu)造,主要部件的名稱、作用以及操作方法。2.練習(xí)水準儀的安置、粗平、瞄準、精平和讀數(shù)及高差計算的方法。四、實訓(xùn)備品與材料DS3水準儀1臺,雙面水準尺1對,尺墊2塊,記錄板1塊;自備鉛筆、小刀、記錄表格和計算器等。五、實訓(xùn)內(nèi)容與方法1.儀器介紹指導(dǎo)教師現(xiàn)場通過演示講解水準儀的構(gòu)造、安置及使用方法;水準尺的刻劃、標注規(guī)律及讀數(shù)方法。2.選擇場地架設(shè)儀器 從儀器箱中取水準儀時,注意儀器裝箱位置,以便用后裝箱。3.認識儀器對照實物正確說出儀器的組成部分,各螺旋的名稱及作用。4.粗略整平先用雙手按相對(或相反)方向旋轉(zhuǎn)一對腳螺旋,觀察圓水準器氣泡移動方向與左手拇指運動方向之間運行規(guī)律,再用左手旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋,經(jīng)過反復(fù)調(diào)整使圓水準器氣泡居中。5.瞄準先將望遠鏡對準明亮背景,旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋,使十字絲清晰;再用望遠鏡瞄準器照準豎立于測點的水準尺,旋轉(zhuǎn)對光螺旋進行對光;最后旋轉(zhuǎn)微動螺旋,使十字絲的豎絲位于水準尺中線位置上或尺邊線上,完成對光,并消除視差。6.精平(自動安平水準儀無此步驟)旋轉(zhuǎn)微傾螺旋,從符合式氣泡觀測窗觀察氣泡的移動,使兩端氣泡吻合。7.讀數(shù) 用十字絲中絲讀取米、分米、厘米、估讀出毫米位數(shù)字,并用鉛筆記錄。如圖2 24所示,十字絲中絲的讀數(shù)為0907mm(或0.907m)。十字絲下絲的讀數(shù)為0989mm(或0.989m),十字絲上絲的讀數(shù)為0825mm(或0.825m)。8.計算 讀取立于兩個或更多測點上的水準尺讀數(shù),計算不同點間的高差。9.交換 使用微傾水準儀及相應(yīng)水準尺的小組同使用自動安平水準儀及相應(yīng)水準尺的小組互換儀器及工具,重復(fù)以上8步操作。六、注意事項1.三腳架應(yīng)支在平坦、堅固的地面上,架設(shè)高度應(yīng)適中,架頭應(yīng)大致水平,架腿制動螺旋應(yīng)緊固,整個三腳架應(yīng)穩(wěn)定。2.安放儀器時應(yīng)將儀器連接螺旋旋緊,防止儀器脫落。3.各螺旋的旋轉(zhuǎn)應(yīng)穩(wěn)、輕、慢,禁止用蠻力,最好使用螺旋運行的中間位置。4.瞄準目標時必須注意消除誤差,應(yīng)習(xí)慣先用瞄準器尋找和瞄準。5.立尺時,應(yīng)站在水準尺后,雙手扶尺,以使尺身保持豎直。6.讀數(shù)時不要忘記精平。7.做到邊觀測、邊記錄、邊計算。記錄應(yīng)使用鉛筆。8.避免水準尺靠在墻上或電桿上,以免摔壞;禁止用水準尺抬物,禁止坐在水準尺及儀器箱上。9.發(fā)現(xiàn)異常問題應(yīng)及時向指導(dǎo)教師匯報,不得自行處理。七、實訓(xùn)報告要求 同一小組成員按以上步驟輪流操作,每人須得到一組自己的觀測數(shù)據(jù),并在實訓(xùn)結(jié)束時連同實訓(xùn)報告一并上交指導(dǎo)教師。實訓(xùn)五 水準路線測量 水準路線一般布置成閉合、附合、支線的形式。本實訓(xùn)通過對一條閉合水準路線按普通水準測量的方法施測,使同學(xué)們掌握普通水準測量的方法。一、實訓(xùn)目標1.練習(xí)水準路線的選點、布置。2.掌握普通水準測量路線的觀測、記錄、計算檢核以及集體配合、協(xié)調(diào)作業(yè)的施測過程。3.掌握水準測量路線成果檢核及數(shù)據(jù)處理方法。4.學(xué)會獨立完成一條閉合水準測量路線的實際作業(yè)過程。二、實訓(xùn)場所測量實訓(xùn)場。三、實訓(xùn)形式1.每個小組施測一條46點的閉合水準路線,起點高程由指導(dǎo)教師提供或假定。2.計算閉合水準路線的高差閉合差,并進行高差閉合差的調(diào)整和高程計算。四、實訓(xùn)備品與材料DS3水準儀1臺,雙面水準尺1對,尺墊2塊,記錄板1塊;自備鉛筆、小刀、記錄表格、計算器等。五、實訓(xùn)內(nèi)容與方法1.對測區(qū)踏查后,選定一條46點組成的閉合水準路線。2.在起點(已知高程點)和轉(zhuǎn)點TP1的約等距離處安置水準儀,瞄準后視點(起點)上的水準尺、消除視差,精平后讀取后視讀數(shù);瞄準前視點TP1上的水準尺,同法讀取前視讀數(shù),分別記錄并計算其高差。3.將水準儀搬至轉(zhuǎn)點TP1與轉(zhuǎn)點TP2的約等距離處進行安置,同法在轉(zhuǎn)點TP1 上讀取后視讀數(shù)、在轉(zhuǎn)點TP2上讀取前視讀數(shù),分別記錄并計算其高差。4.同法繼續(xù)進行施測,經(jīng)過所有的待測點后回到起點。若相鄰兩待測點間的距離較短且高差不大時,可將水準尺直接豎立在待測點上而不必設(shè)置轉(zhuǎn)點。5.檢核計算。以相鄰兩待測點為測段,計算后視讀數(shù)總和減去前視讀數(shù)總和,看其是否等于高差的總和。若不相等,說明計算過程中有錯誤,應(yīng)重新計算。6.將相鄰點的總高差與總測站數(shù)記入水準路線計算表的相應(yīng)欄中,若計算出的高差閉合差小于其容許誤差,即可計算高差的改正數(shù)和改正后的高差,最后計算各待測點的高程。六、注意事項1.前、后視距應(yīng)大致相等。2.讀取讀數(shù)前,應(yīng)仔細對光以消除視差。3.每次讀數(shù)時,都應(yīng)精平(轉(zhuǎn)動微傾螺旋,使符合式氣泡吻合)。并注意勿將上、下絲的讀數(shù)誤讀成中絲讀數(shù)。4.觀測過程中不得進行粗平。若圓水準器氣泡發(fā)生偏離,應(yīng)整平儀器后,重新觀測。5.應(yīng)做到邊測量,邊記錄,邊檢核,誤差超限應(yīng)立即重測。6.雙儀器高法進行測站檢核時,兩次所測得的高差之差應(yīng)小于等于6mm;雙面尺法檢核時,兩次所測得的高差尾數(shù)之差應(yīng)小于等于5mm(兩次所測得的高差,因尺常數(shù)不同,理論值應(yīng)相差0.1m)。7.尺墊僅在轉(zhuǎn)點上使用,在轉(zhuǎn)點前后兩站測量未完成時,不得移動尺墊位置。8.閉合水準路線高差閉合差fh=h,容許值fh容=40 L,單位mm。七、實訓(xùn)報告要求 每組上交水準測量記錄表一份,每人上交水準路線成果計算表一份。THANK YOU謝謝！