测量学基础实验指导(水准仪)

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1、测量学基础实验指导(水准仪)本章根据非测量学专业教学大纲的要求，对部分实验内容进行了删减，将有些实验内容合并到了一•起,共列出9项实验。每项实验的教学--般为4个学时，每个实验小组可分为3〜5人，但应根据实验的具体内容以及实验设备条件灵活安排，以保证每个成员都能进行观测、记录及辅助T作等实践。每项实验的记录表格均列在每次实验的后面，在实验中应做到随时观测、随时记录、随时计算检核，实验完成后，应将填写完整的观测记录表格裁剪下来，上交指导教师。2.1水准测量2.1.1基本知识测量地而上各点髙程的工作，称为高程测量。高程测

2、量根据所使用的仪器和施测方法的不同分为水准测量、三角高程测量、欺压高程测量和GPS高程测虽:等，其中水准测量是高程测量中最革本的和精度较高的一种测最方法。水准测量就是利用一条水平视线，并借助水准尺，來测定地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的方法。如图2丄1所示，设在地而A、B两点上竖立水准尺，在4和〃两点间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分別截取4、3两点视距尺上的读数a、b,可以得到HA+a=HB+b(2.1.1)式屮，A点水准尺读数a称为后视读数，B点水准尺读数方为前视读数。A、B两点

3、的高差也可以写为hah=a-h(2.1.2)若A点高程比已知，则由式(2.1.1)和(2丄2河求出B点高程为Hr=Ha+(a-h)=HA+hab(2.1.3)图2.1.1水准测量原理如果4、3两点距离较远、高差较大或遇到障碍物使视线受阻，不能安置一站仪器完成观测任务时，可采取分段、连续设站的方法施测，在线路屮间设置一些转点7卩(临时高程传递点，须放置尺垫)来完成测量工作。水准路线可分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线三种。如图2.1.2所示，可容易得到高程计算公式：人-/?.(/=1,2,•••,/?)

4、□=工(2.1.4)HB=HA+hah或纠高程：H]=H八+片咼程：H,=H、+h?•(2.1.5)■点3高程：Hb=Hn_}+/?“2.1.2水准线路测量水准测量的工具是水准仪，它主要山望远镜、水准器、基座三部分组成。按仪器粹度分，有DS()5、DS】、DS3、DS10等四种型号的仪器。D和S分别为“人地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母；数字05、1、3、10表示每千米该仪器往返测量平均值的中误差，单位为毫米。DSo5、DSi型适用于精密水准测最，DS3、DSr)型适用于普通水准测量。按结构分为微倾水准仪、自

5、动安平水准仪和激光水准仪。(1)微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直而内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。(2)自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。(3)电子水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发岀的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能口动跟踪的

6、光电接收靶，即对进行水准测量。2.1.2实验目的(1)熟悉水准仪的基本构造及主要部件的名称和作用；(2)了解三脚架的构造和作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律，尺垫的作用；(3)掌握水准仪测量高差的基本步骤；(4)掌握水准测量的闭合差检核与调整方法。2.1.3实验仪器(1)实验室配备：水准仪1台，三脚架1个，水准尺1把，尺垫1个，记录板1块。(2)自备：计算器1个，铅笔1支，橡皮1块，小刀1把。2.1.4实验内容熟悉水准仪各部件的名称和作用，练习从安置水准仪、粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数整个操作流程，学习消除视差的方

7、法，掌握闭合差的计算与调整步骤，每小组完成1次闭合水准路线或附合水准路线的测量，要求转点不少于4个，精度符合要求。2.1.5实验步骤(1)安置仪器，熟悉水准仪基本构造、各部件名称和作用1)选择坚固、平坦、空阔的地方打开三角架，使三角架的三条腿近似等距，架设高度应该适中，架头应该大致水平，架腿制动螺旋应该固紧；2)打开仪器箱，双手取出水准仪，将仪器小心地安置到三角架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开三脚架中心连接螺旋，将仪器固定在三脚架上；3)对照教材，观察仪器的各个部件的构造，熟悉各螺旋的名称和作用，试着旋拧各个

8、螺旋以了解其功能。(2)学习水准仪粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数的操作流程1)粗略整平粗略整平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。如图2.1.3(a)所示，气泡未居中而位于d处；则先按箭头所指方向，用双手相对转动脚螺旋①和②，使气泡移动到b的位置(图2」.3(b))；再左手转动脚螺旋③，即可使气泡居中。在整平的过