《土木工程测量》第2章教案1.ppt

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1、第2章水准测量测定地面点高程的工作，称为高程测量(heightmeasurement)。高程测量是测量的基本工作之一。高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同，可以分为水准测量(leveling)、三角高程测量(trigonometricleveling)、GPS高程测量(GPSleveling)和气压高程测量(airpressureleveling)。水准测量是目前精度较高的一种高程测量方法。§2.1水准测量原理水准测量的原理是利用水准仪(level)提供的水平视线(horizontalsight)，读取竖立于两个点上的水准尺(levelingstaff)上

2、的读数，来测定两点间的高差，再根据已知点高程计算待定点高程。§2.2水准测量的仪器与工具水准测量所用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫(staffplate)。(1)微倾式水准仪通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平视线的水准仪称为微倾式水准仪(titlelevel)；通过补偿器获得水平视线读数的水准仪称为自动安平水准仪(compensatorlevel)。国产微倾式水准仪的型号有：DS05、DS1、DS3、DS10，其中字母D、S分别为“大地测量”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母，字母后的数字表示以mm为单位的、仪器每公里往返测高差中数的中误差。DS05、

3、DS1、DS3、DS10水准仪每公里往返测高差中数的中误差分别为±0.5mm、±1mm、±3mm、±10mm。称DS05、DS1为精密水准仪(preciselevel)，主要用于国家一、二等水准测量和精密工程测量；称DS3、DS10为普通水准仪(generallevel)，主要用于国家三、四等水准测量和常规工程建设测量。工程建设中，使用最多的普通水准仪是DS3水准仪。水准仪主要由望远镜(telescope)、水准器(bubble)和基座(tribrach)组成。1)望远镜望远镜是用来照准远处竖立的水准尺并读取水准尺上的读数，要求望远镜能看清水准尺上的分划和注

4、记并有读数标志。根据在目镜端观察到的物体成像情况，望远镜可以分为正像望远镜和倒像望远镜。图2-4是倒像望远镜的结构图，它由物镜、调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板：在一直径为约10mm的光学玻璃圆片上刻出三根横丝和一根垂直于横丝的纵丝；中间的长横丝称为中丝，用于读取水准尺上分划的读数；上、下两根较短的横丝称为上丝和下丝，上、下丝总称为视距丝，用来测定水准仪至水准尺的距离。用视距丝测量出的距离称为视距(stadia)。十字丝分划板安装在一金属圆环上，用四颗校正螺丝固定在望远镜筒上。望远镜物镜光心与十字丝交点的连线称为望远镜的视准轴(collimat

5、ionaxisoftelescope)，用CC表示。望远镜物镜光心的位置是固定的，调整固定十字丝分划板的四颗校正螺丝，在较小的范围内移动十字丝分划板可以调整望远镜的视准轴。物镜与十字丝分划板之间的距离是固定不变的，而望远镜所瞄准的目标有远有近。目标发出的光线通过物镜后，在望远镜内所成实像的位置随着目标的远近而改变，要旋转物镜调焦螺旋使目标像与十字丝分划板平面重合才可以读数。观测者的眼睛在目镜端上、下微微移动时，目标像与十字丝没有相对移动，如果目标像与十字丝分划板平面不重合，观测者的眼睛在目镜端上、下微微移动时，目标像与十字丝之间就会有相对移动，这种现象称为视

6、差(parallax)。视差会影响读数的正确性，读数之前必须消除它。消除视差的方法：用手暂时遮住物镜(或将望远镜对准天空)，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝十分清晰；移去遮物镜的手(或瞄准标尺)，旋转物镜调焦螺旋使目标像十分清晰。2)水准器水准器用于置平仪器。水准器有管水准器(bubbletube)和圆水准器(circularbubble)两种。①管水准器管水准器由玻璃圆管制成，其内壁磨成一定半径R的圆弧，如图2-7所示。将管内注满酒精或乙醚，加热封闭冷却后，管内形成的空隙部分充满了液体的蒸汽，称为水准气泡。因为蒸汽的比重小于液体，所以，水准气泡总是位于内圆弧的最

7、高点。②圆水准器圆水准器由玻璃圆柱管制成，其顶面内壁是磨成一定半径R的球面，中央刻有小圆圈，其圆心O是圆水准器的零点；过零点O的球面法线为圆水准器轴(circularbubbleaxis)；当圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位置；当气泡不居中，气泡偏移零点2mm时，轴线所倾斜的角度值，称为圆水准器的分划值。一般为8′~10′。圆水准器用于粗略整平仪器。制造水准仪时，使圆水准器轴平行于仪器竖轴。旋转基座上的三个脚螺旋使圆水准气泡居中时，圆水准器轴处于竖直位置，从而使仪器竖轴也处于竖直位置。③基座基座的作用是支承仪器的上部，用中心螺旋将基座连接到三脚架上。基

8、座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。(2)水准