第二章 水准测量

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1、第二章水准测量教学要点一、教学内容（1）水准测量的原理；（2）DS3水准仪的构造及使用；（3）水准测量的施测方法及成果整理；（4）水准仪的检验与校正；（5）水准测量误差及注意事项；（6）自动安平水准仪、精密水准仪和电子水准仪的使用。二、重点和难点（1）重点DS3水准仪的使用，水准测量的施测方法及成果整理；（2）难点水准测量的成果整理。教学要点三、教学要求（1）了解水准测量的等级，水准测量路线的布设，水准仪的检验与校正，水准测量误差及注意事项，自动安平水准仪、精密水准仪和电子水准仪的使用方法。（2）掌握水准测量的原理，DS3水准仪的构造及使用，普通水准测量的施测方法及成果整理。

2、第一节水准测量原理一、水准测量原理水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。ABabHAHBhABHi大地水准面前进方向图2-1水准测量原理第一节水准测量原理如图2-1所示，A、B两点间高差hAB为（2-1）设水准测量是由A向B进行的，则A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数；B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。二、计算未知点高程1．高差法测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：（2-2）这种直接利用

3、高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。2．视线高法如图2-1所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即（2-3）这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用视线高法就比较方便。第二节水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。05、1、3和10表示水准仪精度等级。一、DS3微倾式水准仪的构造DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。第二节水准测量的仪器和工具上丝下丝中丝竖丝十字丝分划板1

4、．望远镜望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。（1）十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。第二节水准测量的仪器和工具（2）物镜和目镜物镜和目镜多采用复合透镜组，目标AB经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像ab，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a′b′。（3）视准轴十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴CC。视准轴的延长线即为视线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。2．水准器（1）管水准器管水准器（亦称水

5、准管）用于精确整平仪器。如图2-6所示，它是一玻璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点O称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。第二节水准测量的仪器和工具水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20″，记作20″/2mm。OLL图2-5管水准器第二节水准测量的仪器和工具为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。（2）圆水准器圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。圆水

6、准器顶面的玻璃内表面研磨成球面，球面的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。过零点的球面法线L′L′，称为圆水准器轴。圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。图2-5管水准器分划值图2-6符合水准器第二节水准测量的仪器和工具气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为8′～10′，精度较低。3．基座基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。气泡L′L′图2-7圆水准器第二节水准测量的仪器和工具二、水准尺和尺垫1．水准尺水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。

7、常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。（1）塔尺是一种逐节缩小的组合尺，其长度为2m～5m，有两节或三节连接在一起，尺的底部为零点，尺面上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0.5cm，在米和分米处有数字注记。（2）双面水准尺尺长为3m，两根尺为一对。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。两面的刻划均为1cm，在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m开始，另一根从4.787m开始。在视线高度不变的情况下，同一