水准仪及水准测量概要.pptx
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1、第1页/共66页2内容提要:2.1 2.1 水准测量原理水准测量原理 2.2 2.2 水准仪和水准尺水准仪和水准尺2.3 2.3 水准测量方法水准测量方法2.4 2.4 水准仪的检验与校正水准仪的检验与校正2.5 2.5 水准测量的误差及注意事项水准测量的误差及注意事项 第2页/共66页3u高程(高差)测量是测量最基本的三项工作之一。高程测量根据所使用的仪器和测量方法可分为:水准测量三角高程测量气压高程测量按精度分:一等、二等、三等、四等、等外。按精度分:一等、二等、三等、四等、等外。第3页/共66页第4页/共66页5水准测量原理是:利用一台能够提供水平视线的仪器水准仪,并借助水准尺,来测定地
2、面两点间的高差,由已知点的高程推算出未知点的高程。根据水准仪望远镜的水平线视线在A点的水准尺上读数为a,在B点的水准尺上的读数为b,则A,B两点的高差为 图 水准测量原理 2.1 2.1 水准测量基本原理水准测量基本原理第5页/共66页第6页/共66页7l l测点测点:立尺点,有点位标记:立尺点,有点位标记l l测站测站:安置仪器的点位:安置仪器的点位l l水平视线水平视线:仪器所在水准面处:仪器所在水准面处在视线方向上的在视线方向上的切线切线l l后视读数后视读数 a a :水平视线在:水平视线在已知已知点点水准尺上的读数水准尺上的读数 后视距后视距:仪器与:仪器与已知点已知点之之间距离间距
3、离l l前视读数前视读数 b b :水平视线在:水平视线在未知未知点点水准尺上的读数水准尺上的读数 前视距前视距:仪器与:仪器与未知点未知点之之间距离间距离 两点间的高差为:两点间的高差为:“后视读数后视读数”“前视读数前视读数”。第7页/共66页8A后视点后视点 a后视读数后视读数 B前视点前视点 b前视读数前视读数 1 1、A A、B B两点间高差两点间高差2.B2.B点的高程点的高程大地水准面hABABHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向第8页/共66页视线高程视线高程H Hi i仪器高程法(仪高法)仪器高程法(仪高法)大地水准面hABABHAHB=HA+hAB水平视线
4、水准尺水准尺ab前进方向第9页/共66页10问题:在水准测量中,若后视点A上的读数a大于前视点B上的读数b,则A点和B点,哪点高?为什么?大地水准面hABABHAHB=HA+hAB水平视线水准尺水准尺ab前进方向第10页/共66页11 2.2 2.2 水准仪和水准尺水准仪和水准尺 水准仪按其精度分为DS05DS05,DS1DS1,DS3DS3,DS10DS10几种等级。水水水水 准准准准 仪仪仪仪 系系系系 列列列列 标标标标 准准准准 型号型号型号型号DSDS0505DSDS1 1DSDS3 3DSDS1010中误差(中误差(中误差(中误差(mm/kmmm/km)0.50.511331010
5、最小放大倍数最小放大倍数最小放大倍数最小放大倍数4545383828282020物镜有效孔径(物镜有效孔径(物镜有效孔径(物镜有效孔径(mmmm)5555474738382828水准器水准器水准器水准器2mm2mm偏角值偏角值偏角值偏角值管水准器管水准器管水准器管水准器1010 1010 2020 4545 圆水准器圆水准器圆水准器圆水准器3 3 338888测微器测微器测微器测微器范围范围范围范围(mmmm)5 55 5分微分微分微分微(mmmm)0.050.050.050.05第11页/共66页12一、水准仪的基本结构一、水准仪的基本结构(一)水准仪的基本结构(一)水准仪的基本结构望远镜基
6、座水准器第12页/共66页13如图所示 DS3型微倾式水准仪物镜物镜物镜调焦物镜调焦微动微动制动制动微倾微倾脚螺旋脚螺旋管水准管水准校正螺丝校正螺丝目镜目镜准星准星轴座轴座照门照门照门照门气泡观察窗气泡观察窗气泡观察窗气泡观察窗圆水准圆水准圆水准圆水准第13页/共66页141.望远镜DS3水准仪望远镜的构造图,主要由物镜1、目镜2、调焦透镜3和十字丝分划板4所组成。十字丝交叉点与物镜光心的连线,称为望远镜的视准轴(图CC)。1-物镜;2-目镜;3-调焦透镜;4-十字丝分划板;5-连接螺钉;6-调焦螺旋 望远镜第14页/共66页15圆水准器圆水准器圆水准器:顶面内壁是:顶面内壁是球面球面的玻的玻
7、璃短圆柱,只用于仪器的璃短圆柱,只用于仪器的粗略整粗略整平平分划圈分划圈:间隔:间隔2 mm2 mm的的同心圆同心圆,零点零点:分划圈的:分划圈的圆心圆心圆水准器轴线圆水准器轴线 LLLL:圆水准器球:圆水准器球面过面过零点法线零点法线2 水准器第15页/共66页16管水准器管水准器:沿纵向内壁:沿纵向内壁磨成磨成圆弧圆弧形的玻璃管,形的玻璃管,用于用于精确整平精确整平酒精酒精+乙醚乙醚分划线分划线:管水准器上面、:管水准器上面、垂直于长轴方向的垂直于长轴方向的2 mm2 mm间隔短线间隔短线符合棱镜符合棱镜:精精确整确整平平的的辅助工具辅助工具气泡气泡影像吻合影像吻合表示气表示气泡已泡已居中
8、居中管水准器(水准管)第16页/共66页173.基座 基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成(见图)。物镜物镜物镜调焦物镜调焦微动微动制动制动微倾微倾脚螺旋脚螺旋管水准管水准校正螺丝校正螺丝目镜目镜准星准星轴座轴座照门照门照门照门气泡观察窗气泡观察窗气泡观察窗气泡观察窗圆水准圆水准圆水准圆水准 脚螺旋作用:可使圆水准气泡居中,使望远镜粗略整平。第17页/共66页18(二)水准尺和尺垫 水准尺是水准测量时使用的标尺。常用干燥的优质木料、玻璃钢、铝合金等材料制成。根据它们的构造又可分为直尺、折尺和塔尺,如图所示。图 水准尺和尺垫 第18页/共66页19直尺包括:单面尺和双面尺(红黑两面)黑面尺
9、(主尺)从零开始;黑面尺(主尺)从零开始;红面尺从红面尺从4687mm4687mm或或4787mm4787mm开始,称为开始,称为零点差零点差。第19页/共66页20尺垫:标记临时点位和放置水准尺的生铁铸件只是在转点上使用防止点位下沉标记临时点位(转点)第20页/共66页212.3 2.3 水准测量方法水准测量方法此过程只能由一个人操作1)松开三脚架的皮扣和架腿固定螺旋,提升仪器座至肩高左右再旋紧固定螺旋(等长),打开三脚架稳定地置于地面(土质松软时要踩紧)2)仪器箱稳定地置于地面,打开箱盖,取出固定螺旋,同时双手取出仪器,平稳地置于三脚架的仪器座上,同时用固定螺旋将仪器固定,旋紧螺旋的同时要
10、求用另一支手扶住仪器1 1、仪器安置、仪器安置一、水准仪的使用一、水准仪的使用 步骤:粗平瞄准精平读数步骤:粗平瞄准精平读数第21页/共66页222、粗略整平圆水准器气泡居中调整脚螺旋分2步进行气泡移动方向:左手大拇指移动方向即气泡移动方向与左手大拇指移动方向相同第22页/共66页233、瞄准水准尺目镜对光:旋动目镜对光螺旋,使镜中十字丝清晰,可用白色板挡住物镜对光粗略瞄准:目标点位上立水准尺,然后松开制动螺旋,用照门和准星寻找目标并瞄准,固定制动螺旋物镜对光:旋动物镜对光螺旋,使目标清晰,消除视差精确瞄准:调整微动螺旋,使竖丝切水准尺的一条边第23页/共66页24视差概念:概念:眼睛在目镜端
11、上下移动时,十字丝与目标像有相对运动。眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动。眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动。眼睛在目镜端上下移动时,十字丝与目标像有相对运动。n n产生原因:产生原因:目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。目标像平面与十字丝平面不重合。n n消除方法:消除方法:反复交替调节目镜和物镜对光螺旋,直到眼睛上下移反复交替调节目镜和物镜对光螺旋,直到眼睛上下移反复交替调节目镜和物镜对光螺旋,直到眼睛上下移反复交替调节目镜和物镜对光螺旋,直到眼睛上下移动读数不变。动读数不变。动读数不变。动读数不变。第24页
12、/共66页254、精确整平与读数精平之后要立即读数1)精平:观察管水准器气泡符合窗口,用微倾螺旋调整使窗口中两边气泡等长(“右目”),同时检查瞄准情况并及时调整2)读数:从数字小往大的方向读,往小的数字凑整,米、分米看尺面上的注记,厘米数尺面上的格数,毫米估读。3)检查:气泡是否仍然符合,否则重复精平与读数过程第25页/共66页实验一 水准仪的认识和使用实验场地:楼下空地;要求:每人独立架设仪器,完成粗平、瞄准、精平、读数等操作,获得一组前视和后视读数,求出高差。注意:按照组号领取相应的仪器;成果当堂课打分后才可以归还仪器;注意仪器安全,不离人,螺旋旋紧;各组排成一条直线,才互不遮挡。第26页
13、/共66页271、水准点、水准点 水准点有永久性和临时性两种,水准点有永久性和临时性两种,如图所示。如图所示。图 标石水准点的埋设(单位cm)图 墙上水准点(单位mm)图 混凝土、木桩水准点二、水准测量一般方法及计算第27页/共66页282、水准路线(levelingline)在水准点之间进行水准测量所经过的路线,称为水准路线。根据测区已知高程水准点分布情况和实际需要,水准路线可以布设成以下几种形式:图 水准路线 第28页/共66页29从理论上来说,闭合水准路线各段高差的代数和应等于零,即 这是闭合水准路线应满足的检核条件,用来检核闭合水准路线测量成果的正确性。1 1)闭合水准路线)闭合水准路
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