測(cè)量教程——第二章水準(zhǔn)測(cè)量

1、第二章水準(zhǔn)測(cè)量第一節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量原理水準(zhǔn)測(cè)量是利用一條水平視線(xiàn)，并借助水準(zhǔn)尺，來(lái)測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，這樣就可由已知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。設(shè)后視 a 尺讀數(shù)為a ，前視 b 尺讀數(shù)為b ，則 a、b 兩點(diǎn)高差為高差法：視線(xiàn)高法：第二節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，工具為水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度可分為ds05、dsl、ds3 和 dsl0 等四個(gè)等級(jí)。建筑工程測(cè)量廣泛使用ds3級(jí)水準(zhǔn)儀。因此，本章著重介紹這類(lèi)儀器。一、水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理，水準(zhǔn)儀的主要作用是提供一條水平視線(xiàn)，并能照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺進(jìn)行讀數(shù)。因此，水準(zhǔn)儀構(gòu)成主要有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器及基座三部分。1望遠(yuǎn)鏡

2、ds3 水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、目鏡、 對(duì)光透鏡和十字絲分劃板所組成。物鏡和目鏡多采用復(fù)合透鏡組，十字絲分劃板上刻有兩條互相垂直的長(zhǎng)線(xiàn)，豎直的一條稱(chēng)豎絲，橫的一條稱(chēng)為中絲，是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)和談取讀數(shù)用的。在中絲的上下還對(duì)稱(chēng)地刻有兩條與中絲平行的短橫線(xiàn)，是用來(lái)測(cè)定距離的，稱(chēng)為視距絲。十字絲分劃板是由平板玻璃圓片制成的，平板玻璃片裝在分劃板座上，分劃板座固定在望遠(yuǎn)鏡筒上。十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線(xiàn)，稱(chēng)為視準(zhǔn)軸或視線(xiàn)。水準(zhǔn)測(cè)量是在視準(zhǔn)軸水平時(shí)，用十字絲的中絲截取水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。對(duì)光凹透鏡可使不同距離的目標(biāo)均能成像在十字絲乎面上。再通過(guò)目鏡， 便可看清同時(shí)放大了的十字絲和目標(biāo)影像。從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的目標(biāo)

3、影像的視角與肉眼直接觀(guān)察該目標(biāo)的視角之比，稱(chēng)為望遠(yuǎn)鏡的放大率。ds3 級(jí)水準(zhǔn)僅望遠(yuǎn)鏡的放大率一般為28 倍。2 水準(zhǔn)器：分為管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器。水準(zhǔn)器是用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。管水準(zhǔn)器用來(lái)指示視準(zhǔn)軸是否水平；圓水準(zhǔn)器用來(lái)指示豎軸是否豎直。(1)管水準(zhǔn)器又稱(chēng)水準(zhǔn)管，是一縱向內(nèi)壁磨成圓弧形的玻璃管，管內(nèi)裝酒精和乙醚的混合液，加熱融封冷卻后留有一個(gè)氣泡。由于氣泡較輕，故恒處于管內(nèi)最高位置。水準(zhǔn)管上一般刻有間隔為2mm 的分劃線(xiàn)，分劃線(xiàn)的中點(diǎn)0，稱(chēng)為水準(zhǔn)管零點(diǎn)。通過(guò)零點(diǎn)作水準(zhǔn)管圓弧的切線(xiàn)，稱(chēng)為水準(zhǔn)管軸。 當(dāng)水準(zhǔn)管的氣泡中點(diǎn)與水準(zhǔn)管零點(diǎn)重合時(shí)，稱(chēng)為氣泡居

4、中；這時(shí)水準(zhǔn)管軸工人處于水平位置。水準(zhǔn)管圓弧2mm 所對(duì)的圓心角稱(chēng)為水準(zhǔn)管分劃值。安裝在 ds3 級(jí)水準(zhǔn)儀上的水準(zhǔn)管，其分劃值不大于 20 2mm。微傾式水準(zhǔn)儀在水準(zhǔn)管的上方安裝一組符合棱鏡，通過(guò)符合棱鏡的反射作用，使氣泡兩端的像反映在望遠(yuǎn)鏡旁的符合氣泡觀(guān)察窗中。若氣泡兩端的半像吻合時(shí)，就表示氣泡居中。若氣泡的半像錯(cuò)開(kāi)，則表示氣泡不居中，這時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡的半像吻合。(2)圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器頂面的內(nèi)壁是球面，其中有圓分劃圈，圓圈的中心為水準(zhǔn)器的零點(diǎn)。通過(guò)零點(diǎn)的球面法線(xiàn)為圓水準(zhǔn)器軸線(xiàn)，當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，該軸線(xiàn)處于豎直位置。當(dāng)氣泡不居中時(shí)，氣泡中心偏移零點(diǎn)2mm，軸線(xiàn)所傾斜的角值，稱(chēng)為

5、圓水準(zhǔn)器的分劃值，由于它的精度較低，故只用于儀器的概略整平。(3)基座基座的作用是文承儀器的上部并與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板構(gòu)成。二、水準(zhǔn)尺和尺墊水準(zhǔn)尺是水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)使用的標(biāo)尺。其質(zhì)量好壞直接影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度。因此，水準(zhǔn)尺需用不易變形且干燥的優(yōu)質(zhì)木材制成；要求尺長(zhǎng)穩(wěn)定，分劃準(zhǔn)確。常用的水準(zhǔn)尺有塔尺和雙面尺兩種。塔尺多用于等外水準(zhǔn)測(cè)量，其長(zhǎng)度有2m 和 5m 兩種，用兩節(jié)或三節(jié)套接在一起。尺的底部為零點(diǎn)，尺上黑白格相間，每格寬度為1cm，有的為0.5cm，每一米和分米處均有注記。雙面水準(zhǔn)尺多用于三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。其長(zhǎng)度有2m 和 3m 兩種，且兩根尺為一對(duì)。尺的兩面均有刻

6、劃，一面為紅白相間稱(chēng)紅面尺；另面為黑白相間，稱(chēng)黑面尺(也稱(chēng)主尺 )，兩面的刻劃均為1cm，并在分米處注字。兩根尺的黑面均由零開(kāi)始；而紅面， 一根尺由4.687m開(kāi)始至 6.687m 或 7.687m，另一根由4.787m 開(kāi)始至 6.787m 或 7.787m。尺墊是在轉(zhuǎn)點(diǎn)處放置水準(zhǔn)尺用的，它用生鐵鑄成， 一般為三角形，中央有一突起的半球體，下方有三個(gè)支腳。用時(shí)將支腳牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形頂點(diǎn)作為豎立水準(zhǔn)尺和標(biāo)志轉(zhuǎn)點(diǎn)之用。第三節(jié) 水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用包括儀器的安置、粗略整平、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺、精平和讀數(shù)等操作步驟。一、安置水準(zhǔn)儀打開(kāi)三腳架并使高度適中，目估使架頭大致水平，檢查

7、腳架腿是否安置穩(wěn)固，腳架伸縮螺旋是否擰緊，然后打開(kāi)儀器箱取出水準(zhǔn)儀，置于三腳架頭上用連接螺旋將儀器牢固地固連在三腳架頭上。二、粗略整平粗平是借助圓水準(zhǔn)器的氣泡居中，使儀器豎軸大致鉛垂，從而視準(zhǔn)軸粗略水平。在整平的過(guò)程中，氣泡的移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向致。三、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺首先進(jìn)行目鏡對(duì)光，即把望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。 再松開(kāi)制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，用望遠(yuǎn)鏡筒上的照門(mén)和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋。然后從望遠(yuǎn)鏡中觀(guān)察； 轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋進(jìn)行對(duì)光，使目標(biāo)清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使豎絲對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺。當(dāng)眼睛在目鏡端上下微微移動(dòng)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)影像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為

8、視差。產(chǎn)生視差的原因是目標(biāo)成像的平面和十字絲平面不重合。由于視差的存在會(huì)影響到讀數(shù)的正確性， 必須加以消除。消除的方法是重新仔細(xì)地進(jìn)行物鏡對(duì)光，直到眼睛上下移動(dòng)，讀數(shù)不變?yōu)橹?。此時(shí)，從目鏡端見(jiàn)到十字絲與目標(biāo)的像都十分清晰。四、精平與讀數(shù)眼睛通過(guò)位于目鏡左方的符合氣泡觀(guān)察窗看水準(zhǔn)管氣泡，右手轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡兩端的像吻合，即表示水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸已精確水平。這時(shí)，即可用十字絲的中絲在尺上讀數(shù)?，F(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多采用倒像望遠(yuǎn)鏡，因此讀數(shù)時(shí)應(yīng)從小往大，即從上往下讀。先估讀毫米數(shù)， 然后報(bào)出全部讀數(shù)。精平和讀數(shù)雖是兩項(xiàng)不同的操作步驟，但在水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施過(guò)程中，卻把兩項(xiàng)操作視為一個(gè)整體； 即精平后再讀數(shù)，讀數(shù)

9、后還要檢查管水準(zhǔn)氣泡是否完全符合。只有這樣，才能取得準(zhǔn)確的讀數(shù)。第四節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)工作一、水準(zhǔn)點(diǎn)（ bench mark ）及水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)形式為了統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)和滿(mǎn)足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門(mén)在全國(guó)各地埋設(shè)并測(cè)定了很多高程點(diǎn)，這些點(diǎn)稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)(bench mark) ，簡(jiǎn)記為bm 。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。 水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)一般用石料或鋼筋混凝土制成，深埋到地面凍結(jié)線(xiàn)以下。在標(biāo)石的頂面設(shè)有用不銹鋼或其它不易銹蝕材料制成的半球狀標(biāo)志。有些水準(zhǔn)點(diǎn)也可設(shè)置在穩(wěn)定的墻腳上，稱(chēng)為墻上水準(zhǔn)點(diǎn)。建筑工地上的永久性水準(zhǔn)點(diǎn)一般用混凝土或鋼筋混凝土制成，臨時(shí)性的水準(zhǔn)點(diǎn)

10、可用地面上突出的堅(jiān)硬巖石或用大木樁打入地下，校頂釘以半球形鐵釘。埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后， 應(yīng)繪出水準(zhǔn)點(diǎn)與附近固定建筑物或其它地物的關(guān)系圖，在圖上還要寫(xiě)明水準(zhǔn)點(diǎn)的編號(hào)和高程，稱(chēng)為點(diǎn)之記，以便于日后尋找水準(zhǔn)點(diǎn)位置之用。水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)前通常加bm字樣，作為水準(zhǔn)點(diǎn)的代號(hào)。水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)形式主要有：閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)、附合水準(zhǔn)路線(xiàn)和支水準(zhǔn)路線(xiàn)。二、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施當(dāng)欲測(cè)的高程點(diǎn)距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)或高差很大時(shí)，就需要連續(xù)多次安置儀器以測(cè)出兩點(diǎn)的高差。為測(cè) a、b 點(diǎn)高差，在ab 線(xiàn)路上增加1、2、3、4、 等中間點(diǎn)，將ab 高差分成若干個(gè)水準(zhǔn)測(cè)站。其中間點(diǎn)僅起傳遞高程的作用，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)（turning point ），簡(jiǎn)寫(xiě)為tp。轉(zhuǎn)點(diǎn)無(wú)

11、固定標(biāo)志，無(wú)需算出高程。顯然，每安置一次儀器，便可測(cè)得一個(gè)高差，即將各式相加，得則 b 點(diǎn)的高程為三、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核1計(jì)算檢核b 點(diǎn)對(duì) a 點(diǎn)的高差等于各轉(zhuǎn)點(diǎn)之間高差的代數(shù)和，也等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和，因此， 此式可用來(lái)作為計(jì)算的檢核。但計(jì)算檢核只能檢查計(jì)算是否正確，不能檢核觀(guān)測(cè)和記錄時(shí)是否產(chǎn)生錯(cuò)誤。2測(cè)站檢核b 點(diǎn)的高程是根據(jù)a 點(diǎn)的已知高程和轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的高差計(jì)算出來(lái)。若其中測(cè)錯(cuò)任何一個(gè)高差，b 點(diǎn)高程就不會(huì)正確。因此，對(duì)每一站的高差，都必須采取措施進(jìn)行檢核測(cè)量。1）變動(dòng)儀器高法：同一測(cè)站用兩次不同的儀器高度，測(cè)得兩次高差以相互比較進(jìn)行檢核。2）雙面尺法：儀器高度不變，立在前視點(diǎn)和后

12、視點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺分別用黑面和紅面各進(jìn)行一次讀數(shù)，測(cè)得兩次高差，相互進(jìn)行檢核。3成果檢核測(cè)站檢核只能檢核一個(gè)測(cè)站上是否存在錯(cuò)誤或誤差超限。由于溫度、風(fēng)力、大氣折光、尺墊下沉和儀器下沉等到外界條件引起的誤差，尺了傾斜和估讀的誤差，以及水準(zhǔn)儀本身的誤差等，雖然在一個(gè)測(cè)站上反映不很明顯，但隨著測(cè)站數(shù)的增多使誤差積累，有時(shí)也會(huì)超過(guò)規(guī)定的限差。1）附合水準(zhǔn)路線(xiàn)檢核2）閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)檢核3）支水準(zhǔn)路線(xiàn)檢核第五節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)式作結(jié)束后，要檢查手簿，再計(jì)算各點(diǎn)間的高差。經(jīng)檢核無(wú)誤后，才能進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整高差閉合差。最后計(jì)算各點(diǎn)的高程。一、附合水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差的計(jì)算和調(diào)整 ,附合水準(zhǔn)路線(xiàn)成果計(jì)算。1高差閉

13、合差的計(jì)算高差閉合差可用來(lái)衡量測(cè)量成果的精度，等外水準(zhǔn)測(cè)量的高差閉合差容許值，規(guī)定為平地 l 為水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度公里數(shù)山地n 為測(cè)站數(shù)2閉合差的調(diào)整在同一條水準(zhǔn)路線(xiàn)上，假設(shè)觀(guān)測(cè)條件是相同的，可認(rèn)為各站產(chǎn)生的誤差機(jī)會(huì)是相同的，故閉合差的調(diào)整按與測(cè)站數(shù)（或距離）成正比反符號(hào)分配的原則進(jìn)行。3高程計(jì)算二、閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差的計(jì)算與調(diào)整閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)各段高差的代數(shù)和應(yīng)等于零，即由于存在著測(cè)量誤差，必然產(chǎn)生高差閉合差閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)高差閉合差的調(diào)整方法、容許值的計(jì)算， 均與附合水準(zhǔn)路線(xiàn)相同。第六節(jié) 精密水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺精密水準(zhǔn)儀分類(lèi)：1、微傾式精密水準(zhǔn)儀，2、自動(dòng)安平精密水準(zhǔn)儀，3、數(shù)字精密水準(zhǔn)儀。第七節(jié) 自動(dòng)安平

14、水準(zhǔn)儀對(duì)儀器要求：即使望遠(yuǎn)鏡筒傾斜，視準(zhǔn)軸仍水平。例一：兩個(gè)關(guān)鍵十字絲懸吊在望遠(yuǎn)鏡筒上，吊點(diǎn)位于物鏡的光心。所以鏡筒內(nèi)的視準(zhǔn)軸永遠(yuǎn)處于鉛垂位置兩片反光鏡的夾角嚴(yán)格等于45 度，能把視準(zhǔn)軸轉(zhuǎn)90 度后射出鏡筒如果鏡筒傾斜，則十字絲中心偏離過(guò)物鏡光心的水平線(xiàn)（標(biāo)準(zhǔn)位置）自動(dòng)安平裝置的作用在于：使十字絲經(jīng)物鏡射出的光線(xiàn)水平，好象十字絲移到標(biāo)準(zhǔn)位置上去了或者使來(lái)自水準(zhǔn)尺水平讀數(shù)成象與十字絲中心，好象尺子水平讀數(shù)的象移到十字絲中心上去了。例一中十字絲是真正移到標(biāo)準(zhǔn)位置上去了。第八節(jié) 微傾式水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正一、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的條件根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理，水準(zhǔn)儀必須提供一條水平視線(xiàn)，才能正確地測(cè)出兩點(diǎn)間高差。為此

15、，水準(zhǔn)儀應(yīng)滿(mǎn)足的幾何條件是：1）圓水準(zhǔn)器軸l l應(yīng)平行于儀器的豎軸vv ；2）十字絲的中絲（橫絲）應(yīng)垂直于儀器的豎軸；3）水準(zhǔn)管軸ll 平行于視準(zhǔn)軸cc。二、檢驗(yàn)與校正1圓水準(zhǔn)軸平行于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)用腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180 度，如果氣泡不居中，表明圓水準(zhǔn)軸不平行于豎軸，而離開(kāi)零點(diǎn)弧長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的圓心角為兩倍的 。校正調(diào)整圓水準(zhǔn)三個(gè)校正螺絲，使氣泡向居中位置移動(dòng)偏離量的一半。校正工作一般都難于一次完成，需反復(fù)進(jìn)行直至儀器旋轉(zhuǎn)到任何位置圓水準(zhǔn)器氣泡皆居中時(shí)為止。2十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器豎軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn) 安置儀器后，先將橫絲一端對(duì)準(zhǔn)一個(gè)明顯的點(diǎn)狀目標(biāo)m，固定制動(dòng)螺

16、旋，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，如果標(biāo)志點(diǎn)m 不離開(kāi)橫絲，說(shuō)明橫絲垂直于豎軸，否則需要校正。校正 用螺絲刀松開(kāi)分劃板座固定螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)分劃板座，改正偏離量的一半。3視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn) 在 s1 處安置水準(zhǔn)儀，從儀器向兩側(cè)各量40 米，定出等距離的a、b 兩點(diǎn)，打木樁或放置尺墊標(biāo)志之。1）在 s1 處用變動(dòng)儀高法，測(cè)出a、b 兩點(diǎn)的高差。若兩次測(cè)得的高差之差不超過(guò)3mm，則取其平均值hab作為最后結(jié)果。由于距離相等，兩軸不平行的誤差h 可在高差計(jì)算中自動(dòng)消除，故h 值不受視準(zhǔn)軸誤差的影響。2）安置儀器于b 點(diǎn)附近的s2 處，離 b 點(diǎn)約 3 米左右，精平后讀得b 點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為b2，因儀器離

17、b 點(diǎn)很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差可忽略不計(jì)。故根據(jù)b2 和 a、b 兩點(diǎn)的正確高差h 算出 a 點(diǎn)尺上應(yīng)有讀數(shù)為然后，瞄準(zhǔn)a 點(diǎn)水準(zhǔn)尺，讀出水平視線(xiàn)讀數(shù)，如果與相等，說(shuō)明兩軸平行，否則存在 i 角，其值為對(duì)于 ds3 級(jí)微傾水準(zhǔn)儀，i 值不得大于20 。校正轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使中絲對(duì)準(zhǔn)a 點(diǎn)尺上正確讀數(shù)c2， 此時(shí)視準(zhǔn)軸處于水平位置，但管水準(zhǔn)氣泡必然偏離中心。 用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的上、下兩個(gè)校正螺絲， 使氣泡的兩個(gè)半象符合。第九節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量的誤差分析一、儀器誤差1儀器校正后的殘余誤差i 角校正殘余誤差，這種影響與距離成正比，只要觀(guān)測(cè)時(shí)注意前、后視距離相等，可消除或減弱此項(xiàng)的影響。2水準(zhǔn)尺誤差由

18、于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、 彎曲等影響， 水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能使用。標(biāo)尺的零點(diǎn)差可在一水準(zhǔn)段中使測(cè)站為偶數(shù)的方法予以消除。二、觀(guān)測(cè)誤差1水準(zhǔn)管氣泡居中誤差設(shè)水準(zhǔn)管分劃值為，居中誤差一般為0.15，采用符合式水準(zhǔn)器時(shí)，氣泡居中精度可提高一倍，故居中誤差為2讀數(shù)誤差在水準(zhǔn)尺上估讀毫米數(shù)的誤差，與人眼的分辨能力、望遠(yuǎn)鏡的放大倍率以及視線(xiàn)長(zhǎng)度有關(guān)，通常按下式計(jì)算3視差影響當(dāng)視差存在時(shí)， 十字絲平面與水準(zhǔn)尺影像不重合，若眼睛觀(guān)察的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，因而也會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)誤差。4水準(zhǔn)尺傾斜影響水準(zhǔn)尺傾斜將使尺上讀數(shù)增大。三、外界條件的影響1儀器下沉由于儀器下沉，使視線(xiàn)降低，從而引起高差誤差。采用

19、“ 后、前、前、后” 的觀(guān)測(cè)程序，可減弱其影響。2尺墊下沉如果在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將使下一站后視讀數(shù)增大。采用往返觀(guān)測(cè)， 取平均值的方法可以減弱其影響。3地球曲率及大氣折光影響用水平視線(xiàn)代替大地水準(zhǔn)面地尺上讀數(shù)產(chǎn)生的誤差為c，則由于大氣折光， 視線(xiàn)并非是水平，而是一條曲線(xiàn)，曲線(xiàn)的曲率半徑為地球半徑的7 倍，其折光量的大小對(duì)水準(zhǔn)讀數(shù)產(chǎn)生的影響為折光影響與地球曲率影響之和為如果前視水準(zhǔn)尺和后視水準(zhǔn)尺到測(cè)站的距離相等，則在前視讀數(shù)和后視讀數(shù)中含有相同的。這樣在高差中就沒(méi)有這誤差的影響了。因此，放測(cè)站時(shí)要爭(zhēng)取“ 前后視相等 ”接近地面的空氣溫度不均勻，所以空氣的密度也不均勻。光線(xiàn)在密度不勻的介質(zhì)中沿曲

20、線(xiàn)傳布。這稱(chēng)為 “ 大氣折光 ” ?？傮w上說(shuō)，白天近地面的空氣溫度高，密度低，彎曲的光線(xiàn)凹面向上；晚上近地面的空氣溫度低，密度高， 彎曲的光線(xiàn)凹面向下。接近地面的溫度梯度大大氣折光的曲率大， 由于空氣的溫度不同時(shí)刻不同的地方一直處于變動(dòng)之中。所以很難描述折光的規(guī)律。 對(duì)策是避免用接近地面的視線(xiàn)工作，盡量抬高視線(xiàn)， 用前后視等距的方法進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量除了規(guī)律性的大氣折光以外，還有不規(guī)律的部分：白天近地面的空氣受熱膨脹而上升，較冷的空氣下降補(bǔ)充。因此，這里的空氣處于頻繁的運(yùn)動(dòng)之中，形成不規(guī)則的湍流。湍流會(huì)使視線(xiàn)抖動(dòng)，從而增加讀數(shù)誤差。對(duì)策是夏天中午一般不做水準(zhǔn)測(cè)量。在沙地， 水泥地 湍流強(qiáng)的地區(qū)， 一

21、般只在上午10 點(diǎn)之前作水準(zhǔn)測(cè)量。高精度的水準(zhǔn)測(cè)量也只在上午10 點(diǎn)之前進(jìn)行。4，溫度對(duì)儀器的影響溫度會(huì)引起儀器的部件漲縮，從而可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件（物鏡， 十字絲和調(diào)焦鏡）相對(duì)位置的變化， 或者引起視準(zhǔn)軸相對(duì)與水準(zhǔn)管軸位置的變化。由于光學(xué)測(cè)量?jī)x器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線(xiàn)產(chǎn)生幾秒偏差，從而使測(cè)量結(jié)果的誤差增大。不均勻的溫度對(duì)儀器的性能影響尤其大。例如從前方或后方日光照射水準(zhǔn)管，就能使氣泡 “ 趨向太陽(yáng) ” -水準(zhǔn)管軸的零位置改變了。溫度的變化不僅引起大氣折光的變化，而且當(dāng)烈日照射水準(zhǔn)管時(shí)，由于水準(zhǔn)管本身和管內(nèi)液體溫度升高，氣泡向著溫度高的方向移動(dòng)，影響儀器水平，產(chǎn)生氣泡居中誤差，觀(guān)測(cè)時(shí)應(yīng)注意撐傘遮陽(yáng)。本章小結(jié)1水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線(xiàn)來(lái)直接測(cè)定地面上各點(diǎn)間的高差，然后根據(jù)其中一點(diǎn)的高程推算出其他各點(diǎn)的高程。高差haba b，下角 ab 表示 a 點(diǎn)測(cè)