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* * 工程测量 第 二 章 水 准 测 量 ◆ 本章学习目标 通过本章学习,使学生了解水准仪的检验校正;了解自动安平水准仪、精密水准仪、电子水准仪;熟悉水准测量的原理和方法;熟悉水准仪的构造和使用步骤;掌握水准测量的内业计算方法。 ◆ 本章教学内容 一、水准测量的原理 二、水准测量的仪器与工具 三、水准测量的外业 四、水准测量的内业 五、水准测量的误差分析 六、微倾式水准仪的检验校正 七、自动安平水准仪 ◆ 本章重点 一、水准测量原理 二、DS3水准仪结构 三、水准仪的使用 四、水准测量外业及内业 一、高程测量的分类 测量地面上各点高程的工作,称为高程测量,是测量的三项基本工作之一。高程测量根据所使用的仪器和施测方法不同,分为气压高程测量、三角高程测量、水准测量。气压高程测量是根据气压与地面高程成反比的原理来确定地面点位的高程,这种方法的精度很低。三角高程测量是根据三角形原理来确定两点之间的高差,从而确定地面点位的高程。水准测量是利用一条水平视线来确定两点之间的高差,然后推算地面点位的高程。三角高程测量和水准测量已广泛地应用于高程测量中。 二、水准测量原理 水准测量是利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差,这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。如 2-1所示,欲测定A、B两点之间的高差hAB,可在A、B两点上分别竖立有刻划的尺子——水准尺,并在A、B两点之间安置一台能提供水平视线的仪器——水准仪。根据仪器的水平视线,在A点尺上读数,设为a;在B点尺上读数,设为b;则A、B两点间的高差为: hAB=a-b (2-1-1) 如果水准测量是由A到B进行的,如 2-1中的箭头所示,由于A点为已知高程点,故A点尺上读数a称为后视读数;B点为欲求高程的点,则B点尺上读数b为前视读数。高差等于后视读数减去前视读数,即 h=a-b . 若ab,则A、B两点高差为正;反之,则A、B两点高差为负。 若已知A点的高程为HA,则B点的高程为: HB=HA+hAB=HA+(a-b) (2-1-2) 还可通过仪器的视线高Hi来计算B点的高程,即: Hi=HA+a HB=Hi-b (2-1-3) 式(2-1-2)是直接利用高差hAB计算B点高程的,此方法称为高差法;式(2-1-3)是利用仪器视线高程Hi来计算B点高程的,此方法称为仪高法。当安置一次仪器要求测出若干个前视点的高程时,仪高法比高差法方便。 三 、水准测量的仪器与工具 水准测量所使用的仪器为水准仪,辅助工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度高低可分为DS05、DS1、DS3和DS10等四个等级(D、S分别为“大地测量”和“水准仪”)的汉语拼音的第一个字母;数字05、1、3、10表示该仪器的标称精度. 1、DS3微倾式水准仪的构造 根据水准测量的原理,水准仪的主要作用是提供一条水平视线,并能照准水准尺进行读数。因此,水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。 (1)、望远镜 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。 (2)、水准器 水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。水准器分为管水准器和圆水准器两种,管水准器又称为长水准器或水准管。管水准器用来指示视准轴是否水平,圆水准器用来指示竖轴是否竖直。 (3)、基座 基座的作用是支承仪器的上部并与三脚架连接。它主要是由轴座、螺旋、底板和三角压板构成. 2、水准尺和尺垫 水准尺是水准测量时使用的标尺。其质量好坏直接影响水准测量的精度。因此,水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成;要求尺长稳定,分划准确。常用的水准尺有整尺(直尺)、折尺、塔尺三种。水准尺又可分为单面尺和双面尺。 尺垫是在转点处放置水准尺用的,它用生铁铸成,一般为三角形,中央有一突起的半球体,下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中,以防下沉,上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之。 四、 水准仪的使用 (一)、安置水准仪( 二)、粗略整平( 三)、瞄准水准尺 (四)、精平与读数 五、 水准测量外业 1、水准点 为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要,测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点,这些点称为水准点(Bench Mark),简记为BM。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。 2、水准测量的施测 当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时,就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。如图所示,水准点A的高程为27.354m,现拟测量B点的高程. 显然,每安置一次仪器,便可测得一个高差,即: h1=a1-b1:h2=a2-b2:h3=a3-b3:h4=a4-b4:h5=a5-b5 将各式相加,得:∑h=∑a-∑b 则B点的高程为:HB=

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