水準(zhǔn)儀使用教程ppt課件.ppt

水準(zhǔn)儀使用教程 2 1水準(zhǔn)測(cè)量原理 2 2DS3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)測(cè)量的工具 2 3水準(zhǔn)儀的操作步驟 2 4普通水準(zhǔn)測(cè)量方法 2 5水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 2 6水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正 2 7水準(zhǔn)測(cè)量的誤差及注意事項(xiàng) 2 8其他水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介 1 高差是確定地面點(diǎn)位的三要素之一 一般是通過(guò)測(cè)量高差進(jìn)而求得點(diǎn)的高程 水準(zhǔn)測(cè)量是精密測(cè)量地面點(diǎn)高程最主要的方法 本章重點(diǎn)介紹水準(zhǔn)測(cè)量的原理 水準(zhǔn)儀的基本構(gòu)造和使用 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)和內(nèi)業(yè)以及水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正等內(nèi)容 2 利用水準(zhǔn)儀提供水平視線 讀取水準(zhǔn)尺的讀數(shù) 測(cè)定兩點(diǎn)間的高差 由已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)高程 如圖 hAB a bHB HA hAB 大地水準(zhǔn)面 Hi b HB HA hAB 前進(jìn)方向 高差法 Hi HA aHB Hi b 視線高法 A B 當(dāng)a b時(shí) hAB為正 B高于A 當(dāng)a b時(shí) hAB為負(fù) B低于A a 水準(zhǔn)測(cè)量原理 3 高差法 利用高差計(jì)算高程 安置一次儀器測(cè)定一個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用 視線高法 利用視線高計(jì)算高程 安置一次儀器測(cè)定多個(gè)前視點(diǎn)高程時(shí)采用 水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器 工具 水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)尺尺墊 4 一 水準(zhǔn)儀1 按水準(zhǔn)儀的等級(jí)分DS05 DS1 DS3 DS10 DS20D 大地測(cè)量?jī)x器 S 水準(zhǔn)儀數(shù)字 表示儀器的精度 即每公里往 返測(cè)得高差中數(shù)的中誤差 mm 2 按構(gòu)造分 微傾式水準(zhǔn)儀 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀的作用是提供一條水平視線 工程測(cè)量中常使用DS3型水準(zhǔn)儀 該儀器標(biāo)稱精度為 3mm km DS3水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)測(cè)量工具 5 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 數(shù)字水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀分類 激光水準(zhǔn)儀 微傾水準(zhǔn)儀 6 目鏡 水準(zhǔn)管目鏡 圓水準(zhǔn)器校正螺釘 2 DS3型水準(zhǔn)儀的 主要由望遠(yuǎn)鏡 水準(zhǔn)器 基座三部分組成 構(gòu)造 微傾螺旋 7 1 望遠(yuǎn)鏡 用來(lái)瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處的水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù) 由物鏡 目鏡 十字絲分劃板 調(diào)焦透鏡 調(diào)焦螺旋組成 放大率一般為25 30倍 視準(zhǔn)軸 物鏡中心與十字絲交點(diǎn)的連線 8 2 水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器的作用 整平儀器 使視準(zhǔn)軸處于水平位置 圓水準(zhǔn)器作用 粗略整平結(jié)構(gòu) 如圖所示精度 一般為8 10 2mm 氣泡中心偏離零點(diǎn)2mm所對(duì)的圓心角 9 管水準(zhǔn)器作用 精確整平結(jié)構(gòu) 如圖所示精度 一般 20 2mm水準(zhǔn)管的分劃值 氣泡中心偏離零點(diǎn)2mm所對(duì)的圓心角 公式 分析 R越大 越小 靈敏度越高 DS3 R 20 6265米 20 10 3 基座 軸座 承托儀器上部腳螺旋 調(diào)節(jié)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中連接板 連接三腳架 組成 11 二 水準(zhǔn)尺和尺墊1 水準(zhǔn)尺塔尺 可以伸縮 一般全長(zhǎng)3m 5m 用于等外水準(zhǔn)測(cè)量 雙面尺 不可伸縮 一般全長(zhǎng)3m 用于三 四等水準(zhǔn)測(cè)量 2 尺墊僅在轉(zhuǎn)點(diǎn)處豎立水準(zhǔn)尺時(shí)使用 防止點(diǎn)位移動(dòng)和水準(zhǔn)尺下沉 塔尺 12 雙面水準(zhǔn)尺的兩面均有刻劃 一面為黑白分劃 稱為 黑面尺 也稱主尺 另一面為紅白分劃 稱為 紅面尺 通常用兩根尺組成一對(duì)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量 兩根尺的黑面尺尺底尺均從零開始 而紅面尺尺底 一根從固定數(shù)值4 687m開始 另一根從固定數(shù)值4 787m開始 此數(shù)值稱為零點(diǎn)差 或紅黑面常數(shù)差 水平視線在同一根水準(zhǔn)尺上的黑面與紅面的讀數(shù)之差稱為尺底的零點(diǎn)差 可作為水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)讀數(shù)的檢核 13 一 操作步驟1 安置儀器高度適中 架頭大致水平 固定儀器 2 粗略整平目的 使圓水準(zhǔn)氣泡居中 視準(zhǔn)軸粗略水平 方法 如圖所示 水準(zhǔn)儀的操作步驟 14 用圓水準(zhǔn)器進(jìn)行粗平 左手大拇指的運(yùn)動(dòng)方向和氣泡運(yùn)動(dòng)的方向一致 通過(guò)水準(zhǔn)器零點(diǎn)與1 2兩腳螺旋連線的垂線上 15 3 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺目的 使目標(biāo)和十字絲成像清晰 方法 初步瞄準(zhǔn) 用準(zhǔn)星對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 目鏡調(diào)焦 使十字絲清晰 物鏡調(diào)焦 使目標(biāo)成像清晰 精確瞄準(zhǔn) 使縱絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo) 注意 瞄準(zhǔn)時(shí)應(yīng)消除視差 視差 當(dāng)目鏡 物鏡對(duì)光不夠精細(xì)時(shí) 目標(biāo)的影像不在十字絲平面上 以致兩者不能同時(shí)被看清 消除方法 仔細(xì)進(jìn)行目鏡 物鏡調(diào)焦 16 4 精確整平目的 使水準(zhǔn)管氣泡居中 視準(zhǔn)軸精確水平 方法 調(diào)節(jié)微傾螺旋 使氣泡影像符合 17 5 讀數(shù)用十字絲橫絲在水準(zhǔn)尺上按從小到大的方向讀數(shù) 讀取米 分米 厘米 毫米 估讀數(shù) 四位數(shù)字 如圖的讀數(shù)1245 即1 245m 注意 讀數(shù)前必須精平 精平后立即讀數(shù) 12 11 13 18 二 一個(gè)測(cè)站的水準(zhǔn)測(cè)量工作 A B a b 1 安置儀器于AB之間 立尺于A B點(diǎn)上 2 粗略整平 3 瞄準(zhǔn)A尺 精平 讀數(shù)a 記錄1 568m 4 瞄準(zhǔn)B尺 精平 讀數(shù)b 記錄1 471m 5 計(jì)算 hAB a b 1 568 1 471 0 115m即B點(diǎn)比A點(diǎn)高0 115m hBA hAB 0 115m 即A點(diǎn)比B點(diǎn)低0 115m 19 三 概念1 測(cè)站 測(cè)量?jī)x器所安置的地點(diǎn) 2 水準(zhǔn)路線 進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所行走的路線 3 后視 水準(zhǔn)路線的后視方向 4 前視 水準(zhǔn)路線的前視方向 5 視線高程 后視高程 后視讀數(shù) 6 視距 水準(zhǔn)儀至標(biāo)尺的水平距離 7 水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量的固定標(biāo)志 8 水準(zhǔn)點(diǎn)高程 指標(biāo)志點(diǎn)頂面的高程 9 轉(zhuǎn)折點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量中起傳遞高程作用的中間點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn) 20 A B兩點(diǎn)高差計(jì)算的一般公式 hAB 當(dāng)兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大時(shí) 需連續(xù)安置水準(zhǔn)儀測(cè)定相鄰各點(diǎn)間的高差 最后取各個(gè)高差的代數(shù)和 可得到起終兩點(diǎn)間的高差 B 如圖 A B兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間 設(shè)3個(gè)臨時(shí)性的轉(zhuǎn)點(diǎn) h1 a1 b1h2 a2 b2h3 a3 b3h4 a4 b4hAB h1 h2 h3 h4 n 為測(cè)站數(shù) 普通水準(zhǔn)測(cè)量 21 例 注意 為保證高程傳遞的準(zhǔn)確性 在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中 必須使轉(zhuǎn)點(diǎn)保持穩(wěn)定 高程不變 A TP1 TP2 TP3 2 142 B 1 258 0 928 1 235 1 672 2 074 HA 123 446m HB 大地水準(zhǔn)面 前進(jìn)方向 22 ATP1 TP1TP2 TP2TP3 TP3B 2 142 1 258 0 884 0 928 1 235 0 307 1 664 1 431 0 233 1 672 2 074 0 402 計(jì)算檢核 6 4065 998 a b 0 408 0 408 0 408 123 446 123 854 普通水準(zhǔn)測(cè)量手簿 已知 124 330 124 023 124 256 23 一 測(cè)站檢核目的 保證前后視讀數(shù)的正確 方法 變動(dòng)儀器高法 雙面尺法 1 變動(dòng)儀器高法在同一測(cè)站上變動(dòng)儀器高 10cm左右 兩次測(cè)出高差 等外水準(zhǔn)測(cè)量其差值 h 6mm 取其平均值作為最后結(jié)果 2 雙面尺法采用黑紅面的水準(zhǔn)尺 利用雙面的零點(diǎn)差檢核觀測(cè)質(zhì)量 24 二 計(jì)算檢核目的 檢核計(jì)算高差和高程計(jì)算是否正確 檢核條件 如上表所示 等式條件成立 說(shuō)明計(jì)算正確 25 三 成果檢核 水準(zhǔn)測(cè)量時(shí) 一般將已知水準(zhǔn)點(diǎn)和待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)組成一條水準(zhǔn)路線 在水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)過(guò)程中 測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差是否超限 計(jì)算檢核只能發(fā)現(xiàn)每頁(yè)計(jì)算是否有誤 對(duì)一條水準(zhǔn)路線來(lái)講必須進(jìn)行成果檢核 26 1 水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式附合水準(zhǔn)路線 見圖1 閉合水準(zhǔn)路線 見圖2 支水準(zhǔn)路線 見圖3 BMA BMB 1 2 3 4 圖1 1 2 3 圖3 BMA 1 2 3 4 圖2 BMA 27 2 檢核的主要內(nèi)容閉合差 觀測(cè)值與理論值的差值 高差閉合差就是高差的觀測(cè)值與理論值之差 用fh表示 即fh h測(cè) h理限差 規(guī)范 規(guī)定的的高差閉合差的允許值 用fh允表示 等外水準(zhǔn)測(cè)量要求 平地 fh允 40 mm L 水準(zhǔn)路線的長(zhǎng)度 單位km 山地 fh允 12 mm n 水準(zhǔn)路線的測(cè)站數(shù) 要求 fh fh允 28 3 不同形式水準(zhǔn)路線fh的計(jì)算附和水準(zhǔn)路線 h測(cè) h1 h2 h3 hn h理 H終 H始fh h測(cè) h理 h測(cè) H終 H始 閉合水準(zhǔn)路線 h測(cè) h1 h2 h3 hn h理 0fh h測(cè) h理 h測(cè)支水準(zhǔn)路線 h測(cè) h往 h返 h理 0fh h測(cè) h理 h往 h返 29 一 附合水準(zhǔn)路線的內(nèi)業(yè)計(jì)算如圖為一附合水準(zhǔn)路線 A B為已知水準(zhǔn)點(diǎn) HA 65 376m HB 68 623m點(diǎn)1 2 3為待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn) 各測(cè)段高差 測(cè)站數(shù) 距離見下圖 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算 30 備注 1 2 3 4 A1 2 3 B 1 08 1 575 1 212 2 036 1 414 1 742 2 216 1 446 5 850 3 315 輔助計(jì)算 0 012 0 014 0 016 0 026 0 068 1 563 2 022 1 758 1 420 3 247 65 376 66 939 68 961 67 203 68 623 附合水準(zhǔn)測(cè)量成果計(jì)算表 已知 已知 31 1 計(jì)算閉合差 2 檢核 故其精度符合要求 32 3 計(jì)算改正數(shù)分配原則 按與測(cè)段距離 或測(cè)站數(shù) 成正比 并反其符號(hào)改正到各相應(yīng)的高差上 得改正后高差 按距離 按測(cè)站數(shù) 以第1測(cè)段為例 測(cè)段改正數(shù)為 檢核 33 4 計(jì)算改正后高差 檢核 以第1測(cè)段為例 改正后的高差為 5 計(jì)算高程 如 檢核 否則說(shuō)明高程計(jì)算有誤 34 二 閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算1 計(jì)算閉合差 2 檢核 3 計(jì)算高差改正數(shù) 閉合水準(zhǔn)路線的計(jì)算與附合水準(zhǔn)路線基本相同 4 計(jì)算改正后高差 5 計(jì)算各測(cè)點(diǎn)高程 35 三 支水準(zhǔn)路線成果計(jì)算 1 1 計(jì)算閉合差 2 檢核 故精度符合要求 3 計(jì)算高差 取往 返測(cè)絕對(duì)值的平均值 其符號(hào)與往測(cè)相同 4 計(jì)算高程 H1 186 785 1 386 185 399m HA 186 785m 36 小地區(qū)控制測(cè)量一般采用三四等水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量 一 三 四等水準(zhǔn)測(cè)量 用于國(guó)家高程控制網(wǎng)加密 建立小地區(qū)首級(jí)高程控制 布設(shè)形式 符合水準(zhǔn)路線 結(jié)點(diǎn)網(wǎng)的形式 閉合水準(zhǔn)路線形式 水準(zhǔn)支線 37 三 四等水準(zhǔn)的主要技術(shù)要求 等級(jí) 水準(zhǔn)儀型號(hào) 視線長(zhǎng)度 m 前后視距差m 前后視距累積差m 視線離地面最低高度m 基本分劃 輔助分劃 黑紅面 讀數(shù)差mm 基本分劃 輔助分劃 黑紅面 高差之差mm 等級(jí) 水準(zhǔn)儀型號(hào) 水準(zhǔn)尺 線路長(zhǎng)度 km 與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè) 附合成環(huán)線 觀測(cè)次數(shù) 每千米高差中誤差mm 往返較差 附合或環(huán)線閉合差 平地mm 山地mm 三 四 五 圖根 DS1 DS3 DS3 DS10 DS3 因瓦 雙面 雙面 單面 單面 50 16 5 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往返各一次 往一次 往一次 往一次 往一次 6 10 15 20 三 四 五 圖根 DS1 DS3 DS3 DS10 DS3 100 75 100 100 100 3 5 大致相等 6 10 0 3 0 2 2 0 3 0 1 0 5 0 3 0 1 5 L為往返測(cè)段 附合或環(huán)繞的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度 單位為km n為測(cè)站數(shù) 38 三四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)和記錄方法 1 雙面尺法 后視黑面 讀取下 上 中絲讀數(shù) 記入 1 2 3 中 前視黑面 讀取下 上 中絲讀數(shù) 記入 4 5 6 中 黑面尺 紅面尺 39 2 單面尺法 按變動(dòng)儀器高法進(jìn)行檢核 觀測(cè)順序?yàn)?后 前 變動(dòng)儀器高 前 后 變高前按三絲讀數(shù) 以后按中絲讀數(shù) 前視紅面 讀取中絲讀數(shù) 記入 7 后視紅面 讀取中絲讀數(shù) 記入 8 40 測(cè)站計(jì)算和檢核 1 雙面尺法計(jì)算和檢核 視距計(jì)算前 后視距差 三等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)3m 四等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)5m 前 后視距累積差 三等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)6m 四等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)10m 41 計(jì)算黑面 紅面的高差三等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)3mm 四等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)5mm 式內(nèi)0 100為單 雙號(hào)兩根水準(zhǔn)尺紅面零點(diǎn)注記之差 以米 m 為單位 計(jì)算平均高差 同一水準(zhǔn)尺紅 黑面中絲讀數(shù)的檢核同一水準(zhǔn)尺紅 黑面中絲讀數(shù)之差 應(yīng)等于該尺紅 黑面的常數(shù)差K 4 687或4 787 三等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)2mm 四等水準(zhǔn)測(cè)量 不得超過(guò)3mm 42 測(cè)站編號(hào) 點(diǎn)號(hào) 后尺 前尺 下絲 上絲 下絲 上絲 后視距 前視距 視距差d m d m 方向及尺號(hào) 水準(zhǔn)尺讀數(shù) m 黑面 紅面 K 黑 紅 平均高差 m 備注 K為尺常數(shù) K5 4 787K6 4 687 三 四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄 雙面尺法 1 4 2 5 9 10 11 12 后 前 后 前 3 6 8 7 15 16 14 13 17 18 1 2 BM 1 TP 1 TP 1 TP 2 1 536 0 947 58 9 0 1 1 954 1 373 58 1 0 2 1 030 0 442 58 8 0 1 1 276 0 694 58 3 0 1 后5 前6 后 前 后6 前5 后 前 1 242 0 736 0 506 6 030 5 422 0 608 1 664 0 985 0 679 6 350 5 773 0 577 1 1 2 0 5070 1 1 2 0 6780 43 每頁(yè)校核 9 117 0 10 117 1 0 1 2站 12 3 8 15 286 6 7 12 916 2 37 15 16 2 37 18 1 1852 18 2 37 總視距 9 10 234 1m 44 2 單面尺法的計(jì)算校核 四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄 計(jì)算表 變更儀器高法 測(cè)站編號(hào) 1 后尺 前尺 下絲 上絲 下絲 上絲 后視距 前視距 視距差d m d m 水準(zhǔn)尺讀數(shù) m 后視 前視 高差 平均高差 備注 1 4 2 5 3 6 9 10 11 12 8 7 15 14 13 1 681 1 307 1 494 0 849 0 473 0 661 0 541 1 372 37 4 37 6 0 2 0 2 0 831 0 833 0 832 5 45 一 水準(zhǔn)儀的主要軸線及應(yīng)滿足的條件主要軸線 視準(zhǔn)軸CC水準(zhǔn)管軸LL儀器豎軸VV圓水準(zhǔn)器軸幾何關(guān)系 圓水準(zhǔn)器軸 儀器豎軸水準(zhǔn)管軸 視準(zhǔn)軸十字絲橫絲豎軸 水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正 46 二 檢驗(yàn)和校正1 圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正目的 使圓水準(zhǔn)器軸 儀器豎軸檢驗(yàn) 用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中 望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180度 若氣泡仍居中 滿足要求 若氣泡不居中 需進(jìn)行校正 校正 用腳螺旋調(diào)氣泡偏離值的一半 用圓水準(zhǔn)器的校正螺旋再調(diào)一半 47 2 十字絲橫絲的檢校和校正目的 使十字絲橫絲豎軸檢驗(yàn) 精平儀器 十字絲橫絲左邊對(duì)準(zhǔn)墻上標(biāo)志點(diǎn)p 水平微動(dòng) p點(diǎn)在橫絲上移動(dòng) 說(shuō)明十字絲橫絲位置正確 否則需要校正 校正 松開十字絲的固定螺旋 微微轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)座 至p點(diǎn)軌跡與橫絲重合 擰緊十字絲的固定螺旋 十字絲固定螺旋 48 3 水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)與校正目的 使水準(zhǔn)管軸 視準(zhǔn)軸 檢驗(yàn) 在平坦地面選相距80m左右A B兩點(diǎn) 置水準(zhǔn)儀于中點(diǎn)C 用變動(dòng)儀器高法 兩次高差之差 3mm 測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差h0 a1 b1 i角 視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸之間的夾角 前后視距相等可以消除 49 儀器搬A點(diǎn)附近 測(cè)得高差h a2 b2 若h h0 則水準(zhǔn)管軸 視準(zhǔn)軸 若h不等于h0 則存在i角 如圖 式中 DAB為AB兩點(diǎn)之間的距