工程测量第二章[水准测量].ppt

第二章 水准测量 测量确定点的位置是空间三维，其中点的高程是地 面点的要素之一，测定高程的工作称为高程测量，测定高 程的常用方法有水准测量、三角高程测量。水准测量的精 度高，经常使用。 2.1 水准测量原理 2.2 水准测量的仪器及工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺、尺 垫。水准仪的作用是提供一条水平视线，通过水准器气泡 获得水平视线的为微倾式水准仪；通过补偿器获得水平视 线的为自动安平水准仪。 2.1 DS3型水准仪的构造 微倾式水准仪有DS05、DS1、DS3、DS10四个等级： D：大地测量仪器的总代号； S：水准仪的代号； 05、1、3、10：每千米往返测高差中数的中误差mm。 1、望远镜 望远镜的用途是用来瞄准水准尺上的刻划，主要由物镜、 调焦透镜、十字丝分划板和目镜组成。十字丝分划板上有 两条垂直的长线。竖直的线称为竖丝，用以瞄准目标及检 查水准尺是否竖直；横丝的长的一条称为中丝，用以在水 准尺上读取刻划数据，横丝的上下一对对称的短横线称为 视距丝（上丝、下丝），用来测定距离。 2、水准器 水准器分为管水准器和圆水准器。管水准器安装在望远镜 上，用以检查视线是否水平；圆水准器安装在基座上，用 以检查竖轴是否竖直。 1）管水准器 是一纵向内壁磨成圆弧的玻璃管，装进酒精和乙醚的混合 液，加热密封冷却后，形成一气泡。水准管上有间隔2mm 的刻划。刻划线的对称中心为水准管的零点，通过零点与 水准管圆弧的纵切线LL称为水准管轴。 为了提高水准管居中的精度，目前生产的水准仪都采用符 合水准器。即采用一组棱镜，通过棱镜的折光，使气泡两 端的的影像反映在望远镜旁的观察窗中，若两侧的的影像 吻合（相似于两片胡豆瓣的图形），则说明气泡居中。 2）圆水准器 圆水准器的内表面磨成球面，中央有圆形分划圈，圆心 是圆水准器的的零点。通过零点的球面法线L′L′为圆 水准器轴。当气泡处于中间圆的圆心时，圆水准器轴处 于铅垂位置。气泡中心每偏离零点2mm对应的圆心角称 为圆水准器的分划值。 二、自动安平水准仪 自动安平水准仪采用补偿器代替符合水准器和微倾螺旋， 在圆水准器粗略整平情况下，可以使仪器处于水平状态。 其代号为DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10。 2.2.2 水准尺和尺垫 水准尺 塔尺 3m、5m底部为零 板尺3m，每隔1cm涂有黑 白或红白相间的分格，每1dm 标注一数值。水准尺中的双面 尺两面都有刻划，一面为黑白 相间（黑面），起始读数为 零；另一面为红白相间（红 面），起始读数为4687mm或 4787mm。 尺垫（尺承） 尺垫下面有三个尖角可以踩入土中，上面有个半球， 以支承水准尺。只用于转点，不能用于已知点和待测 点。 作用：防止位移和下沉 连续水准测量：由于两点间距离过远或高差过大不能 一次测出其高差需设立一些临时立尺点，作为高程传 递过渡点。尺垫在转点TP(turning point)垫上，支承 尺子。 2.2.3 水准仪的使用 自动安平水准仪的使用 使用过程包括安置→粗平→瞄准→读数四步： 1）安置水准仪 在与前、后视尺距离相近处，架脚架， 使高度适中、踩实，将水准仪安置在三脚架上。 2）粗略整平 调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 整平要领： ①气泡所在位置标志基座倾斜的高位置； ②脚螺旋顺时针旋转使该脚螺旋基座升高。 3）瞄准水准尺 ①调节目镜 对准水准尺，调节目镜使十字丝清晰； ②瞄准 通过望远镜上方的缺口和准星瞄准水准尺，并 在望远镜内看到水准尺，拧紧制动螺旋以固定望远镜，调 节调焦螺旋使尺子的成像清晰，转动水平微动螺旋，使十 子丝对准水准尺中央； 4）读数 由四位数字组成：米、分米、厘米、毫米）。估读至毫 米，不足位用0 补齐，不记小数点：如0809 、0560。 自动安平水准仪的注意事项 自动安平检查 ①采用检验钮或者望远镜警示窗； ②按检验钮，视场影像产生上下摆动并很快静止，说明补 偿器能发挥作用； ②视场影像不动或者望远镜警示窗呈现红色，说明粗平的 水准仪倾斜程度已经超出补偿器的补偿能力范围，需要重 新整平。 ③读数 2.3 水准测量的一般方法和要求 2.3.1 水准点与水准路线 水准点 水准测量中，标志和保存水准测量成果的固定点称为水准 点，有永久点和临时点两种。永久点多采用混凝土预制而 成，其上表面嵌有半球形金属标志。临时点可以利用地面 凸出的坚硬基岩涂红漆标志，或者在地面打入木桩，桩顶 钉入半球形铁钉。水准点应选在地质条件较好的地方，并 用红油漆编号，号前加字母BM （Bench Mark） 。测量 后，还应绘制点位略图，称为点之记。 水准路线 测量工作是几个人共同完成，测量数据 多，操作中容易