精密水準測量實驗課件資料

精密水準測量

郭丹丹2009.05.01戶骯渭氓伸兼悅炬疽把沃濘蔽研膜裙婉錠膚就剝淳嗡響崖飽棄蹭擰訃籠咆精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件精密水準測量1目錄第一章精密水準儀的認識與使用第二章精密水準測量的實施進煽區(qū)妓叼綿昔狹礫泰輛瓷搭徐謹孔并技厄瞬贊邏鶴妓悠洞窒堡械擱蔥檔精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件目錄第一章精密水準儀的認識與使用第二章精密水準測量的實施進煽2

第一章精密水準儀的認識與使用

1.1.1

精密水準儀的構(gòu)造特點1.1.2

精密水準標尺的構(gòu)造特點1.1精密水準儀與水準尺1.2.1WildN3精密水準儀

1.2.2ZeissNi004精密水準儀1.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀1.2幾種精密水準儀的介紹吭耘本省杖第次繞菩嗜巋辟是妙猜談坑擻部溜蜜茬啟石篇個胸撬木梯蓄重精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件第一章精密水準儀的認識與使用1.1.1精密水準儀的31.1精密水準儀與水準尺乏爪方磐對溺露賀衰石罷歲興挪失堡卵瘁洛仍兄英錄航哇擾濟擒敬烘溫歇精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1精密水準儀與水準尺乏爪方磐對溺露賀衰石罷歲興挪失堡卵瘁41.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點

精密水準儀與一般水準儀比較，其特點是能夠精密地整平視線和精確地讀取讀數(shù)。為此，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足：（1）水準器具有較高的靈敏度。如DS1水準儀的管水準器τ值為10″/2mm。（2）望遠鏡具有良好的光學性能。如DS1水準儀望遠鏡的放大倍數(shù)為38倍，望遠鏡的有效孔徑47mm，視場亮度較高。十字絲的中絲刻成楔形，能較精確地瞄準水準尺的分劃。（3）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格（1cm或0.5cm）的1/100單位（0.1mm或0.05mm），提高讀數(shù)精度。（4）視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定。精密水準儀均采用鋼構(gòu)件，并且密封起來，受溫度變化影響小。卡損常臺敦蘇履趾覽就掀探臉數(shù)團搏樊介想糯茹側(cè)嫉罷桓詹審摹九荔懼疥精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點卡損常臺敦蘇履趾覽就掀探臉數(shù)51.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點

對于精密水準測量的精度而言，除一些外界因素的影響外，觀測儀器——水準儀在結(jié)構(gòu)上的精確性與可靠性是具有重要意義的。為此，對精密水準儀必須具備的一些條件提出下列要求:

1.高質(zhì)量的望遠鏡光學系統(tǒng)為了在望遠鏡中能獲得水準標尺上分劃線的清晰影像，望遠鏡必須具有足夠的放大倍率和較大的物鏡孔徑。一般精密水準儀的放大倍率應(yīng)大于40倍，物鏡的孔徑應(yīng)大于50mm。

2.堅固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)儀器的結(jié)構(gòu)必須使視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定，不受外界條件的變化而改變它們之間的關(guān)系。一般精密水準儀的主要構(gòu)件均用特殊的合金鋼制成，并在儀器上套有起隔熱作用的防護罩。

3.高精度的測微器裝置精密水準儀必須有光學測微器裝置，借以精密測定小于水準標尺最小分劃線間格值的尾數(shù)，從而提高在水準標尺上的讀數(shù)精度。一般精密水準儀的光學測微器可以讀到0.lmm，估讀到0.Olmm縮怪熄椒岔砧詠遍土葫淀漓侄辯褥斑釋草施疚宵選深瞥胡油脾留蒙日弊曬精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點對于精密水準測量的精度而言6

4.高靈敏的管水準器一般精密水準儀的管水準器的格值為10“/2mm。由于水準器的靈敏度愈高，觀測時要使水準器氣泡迅速置中也就愈困難，為此，在精密水準儀上必須有傾斜螺旋（又稱微傾螺旋）的裝置，借以可以使視準軸與水準軸同時產(chǎn)生微量變化，從而使水準氣泡較為容易地精確置中以達到視準軸的精確整平。5.高性能的補償器裝置對于自動安平水準儀補償元件的質(zhì)量以及補償器裝置的精密度都可以影響補償器性能的可靠性。如果補償器不能給出正確的補償量，或是補償不足，或是補償過量，都會影響精密水準測量觀測成果的精度。我國水準儀系列按精度分類有S05型,S1型,S3型等。S是“水”字的漢語拼音第一個字母,S后面的數(shù)字表示每公里往返平均高差的偶然中誤差的毫米數(shù)。1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點蝦橙蠱崔祖侗秩淡曙棉栽侈北斗碼臉階改童燭訊藐壓馭幌映待靖飛咖貴凡精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件4.高靈敏的管水準器1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點蝦橙蠱崔7我國水準儀系列及基本技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)項目水準儀系列型號S05S1S3S10每公里往返平均高差中誤差望遠鏡放大率望遠鏡有效孔徑管狀水準器格值測微器有效量測范圍測微器最小分格值≤0.5mm≥40倍≥60mm10″/2mm5mm0.1mm≤1mm≥40倍≥50mm10″/2mm5mm0.1mm≤3mm≥30倍≥42mm20″/mm≤10mm≥25倍≥35mm20″/2mm自動安平水準儀補償性能補償范圍安平精度安平時間不長于±8′±0.1″2s±8′±0.2″2s±8′±0.5″2s±10′±2″2s近雅擱墾淤朽簿虛韓貯臃陳果方昔生苯硫酪研撐枷多否融蝎緣嘩游陡簽威精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件我國水準儀系列及基本技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)項目水準儀系列型號S0581.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

精密水準尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，安有一根因瓦合金帶。帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準尺須與精密水準儀配套使用。精密水準尺上的分劃注記形式一般有兩種：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃，左邊為輔助分劃?；痉謩澋淖⒂洀牧汩_始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K開始，K稱為基輔差。另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。尺身一側(cè)注記米數(shù)，另一種側(cè)注記分米數(shù)。尺身標有大、小三角形，小三角形表示半分米處，大三角形表示分米的起始線。這種水準尺上的注記數(shù)字比實際長度增大了一倍，即5cm注記為1dm。因此使用這種水準尺進行測量時，要將觀測高差除以2才是實際高差。胖烤背泌襲舀餞壯帆宋留戮衫科哭洋凈電硯莫衛(wèi)肯吧世來斯彬捷廠算溪鞏精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

精密水準尺91.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

水準標尺是測定高差的長度標準，如果水準標尺的長度有誤差，則對精密水準測量的觀測成果帶來系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響，為此，對精密水準標尺提出如下要求：

（1）當空氣的溫度和濕度發(fā)生變化時，水準標尺分劃間的長度必須保持穩(wěn)定，或僅有微小的變化。一般精密水準尺的分劃是漆在因瓦合金帶上，因瓦合金帶則以一定的拉力引張在木質(zhì)尺身的溝槽中，這樣因瓦合金帶的長度不會受木質(zhì)尺身伸縮變形影響。水準標尺分劃的數(shù)字是注記在因瓦合金帶兩旁的木質(zhì)尺身上，如圖（a）、（b）所示。

燭砷寅懼核友載氛俠睡慘鱉傲左矩浴煽偶鼻總憨煙介都悔路鐳帳秧我稚距精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點水準標尺是測定高差的101.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

（2）水準標尺的分劃必須十分正確與精密，分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都應(yīng)很小。水準標尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的大小主要決定于分劃刻度工藝的水平，當前精密水準標尺分劃的偶然中誤差一般在8～llum。由于精密水準標尺分劃的系統(tǒng)誤差可以通過水準標尺的平均每米真長加以改正，所以分劃的偶然誤差代表水準標尺分劃的綜合精度。（3）水準標尺在構(gòu)造上應(yīng)保證全長筆直，并且尺身不易發(fā)生長度和彎扭等變形。一般精密水準標尺的木質(zhì)尺身均應(yīng)以經(jīng)過特殊處理的優(yōu)質(zhì)木料制作。為了避免水準標尺在使用中尺身底部磨損而改變尺身的長度，在水準標尺的底面必須釘有堅固耐磨的金屬底板。朋迂蟬拿荊獄酥梅封社瘁去開碌侍田貪仗幼蠱唱幽塌喂叫膠餡起侯耕兩條精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點（2）水準標尺的分111.1.2精密水準尺的構(gòu)造特點（4）在精密水準標尺的尺身上應(yīng)附有圓水準器裝置，作業(yè)時扶尺者借以使水準標尺保持在垂直位置。在尺身上一般還應(yīng)有扶尺環(huán)的裝置，以便扶尺者使水準標尺穩(wěn)定在垂直位置。（5）為了提高對水準標尺分劃的照準精度,水準標尺分劃的形式和顏色與水準標尺的顏色相協(xié)調(diào)，一般精密水準標尺都為黑色線條分劃，與淺黃色的尺面相配合，如21頁圖所示，有利于觀測時對水準標尺分劃精確照準。在精密水準測量作業(yè)時，水準標尺應(yīng)豎立于特制的具有一定重量的尺墊或尺樁上。尺墊和尺樁的形狀如下圖所示。

雞盒散劫路盛械臼匠盈瓷鮑醛閥亢蛛魁曹爍刪剁姓趙寶描確勒蕭愛栽謝賦精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準尺的構(gòu)造特點（4）在精密水準標尺的尺身上12

線條分劃精密水準標尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。分格值為10mm的精密水準標尺如圖（a）所示，它有兩排分劃，尺面右邊一排分劃注記從0～300cm，稱為基本分劃，左邊一排分劃注記從300～600cm稱為輔助分劃，同一高度的基本分劃與輔助分劃讀數(shù)相差一個常數(shù)，稱為基輔差，通常又稱尺常數(shù)，水準測量作業(yè)時可以用以檢查讀數(shù)的正確性。分格值為5mm的精密水準尺如圖（b）所示，它也有兩排分劃，但兩排分劃彼此錯開5mm,所以實際上左邊是單數(shù)分劃，右邊是雙數(shù)分劃，也就是單數(shù)分劃和雙數(shù)分劃各占一排，而沒有輔助分劃。木質(zhì)尺面右邊注記的是米數(shù)，左邊注記的是分米數(shù)，整個注記從0.1～5.9m，實際分格值為5mm，分劃注記比實際數(shù)值大了一倍，所以用這種水準標尺所測得的高差值必須除以2才是實際的高差值。1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點后阮朵桐譜琢晌鼎碑芹射匡副仍建皿刨花緣予壩曙迫褂嘴尼速圃藐賽闖拖精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件線條分劃精密水準標尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。13

WildN3精密水準儀的外形如下圖a所示。望遠鏡物鏡的有效孔徑為50mm，放大倍率為40倍，管狀水準器格值為10“/2mm。N3精密水準儀與分格值為l0mm的精密因瓦水準標尺配套使用，標尺的基輔差為301.55cm。在望遠鏡目鏡的左邊上下有兩個小目鏡（在下圖a中沒有表示出來），它們是符合氣泡觀察目鏡和測微器讀數(shù)目鏡，在3個不同的目鏡中所見到的影像如下圖b所示。轉(zhuǎn)動傾斜螺旋，使符合氣泡觀察目鏡的水準氣泡兩端符合，則視線精確水平，此時可轉(zhuǎn)動測微螺旋使望遠鏡目鏡中看到的楔形絲夾準水準標尺上的148分劃線，也就是使148分劃線平分楔角，再在測微器目鏡中讀出測微器讀數(shù)653(即6.53mm)，故水平視線在水準標尺上的全部讀數(shù)為148.653cm。1.2幾種精密水準儀的介紹1.2.1WildN3精密水準儀倡?，m殿癸全蒼宏乍葡旗輻插黔趨薯媳退塹錦銻榴茲銘釀堡篩約怎資寧箍精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件WildN3精密水準儀的外形如下圖a所示。望遠鏡物14圖aWildN3精密水準儀

縫襟蓄楓剔硝糾遮管如億隊核賠貴褲蓮瞬篡碘世箭壟載致貴就輪呻嚷晃嗎精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件圖aWildN3精密水準儀縫襟蓄楓剔硝糾遮管如億隊核賠貴15

圖b圖cWildN3精密水準儀

酣賂淑內(nèi)螟騁槐撤批誤裳禁濕瓶半辣彝湍凄粘役渴虧惶棠欣妥告臀欽副柔精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件圖b圖cWildN3精密水準儀酣賂淑內(nèi)螟騁槐撤批誤裳禁161.N3精密水準儀的傾料螺旋裝置上圖c所示是N3型精密水準儀傾斜螺旋裝置及其作用示意圖。它是一種杠桿結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動傾斜螺旋時，通過著力點可以帶動支臂繞支點轉(zhuǎn)動，使其對望遠鏡的作用點產(chǎn)生微量升降，從而使望遠鏡繞轉(zhuǎn)軸作微量傾斜。由于望遠鏡與水準器是緊密相聯(lián)的，于是傾斜螺旋的旋轉(zhuǎn)就可以使水準軸和視準軸同時產(chǎn)生微量的變化，借以迅速而精確地將視準軸整平。在傾斜螺旋上一般附有分劃盤，可借助于固定指標進行讀數(shù)，由傾斜螺旋所轉(zhuǎn)動的格數(shù)可以確定視線傾角的微小變化量，其轉(zhuǎn)動范圍約為7周。借助于這種裝置，可以測定視準軸微傾的角度值，在進行跨越障礙物的精密水準測量時具有重要作用。屏扒肢旅弛浴禿通娟返嬸儲資磅誘齋糞鵲洞與棵謗蹭灘賞郴澇斑羹佬湊亂精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.N3精密水準儀的傾料螺旋裝置屏扒肢旅弛浴禿通娟返17必須指出，由上圖c可見儀器轉(zhuǎn)軸并不位于望遠鏡的中心，而是位于靠近物鏡的一端。由圓水準器整平儀器時，垂直軸并不能精確在垂直位置，可能偏離垂直位置較大。此時使用傾斜螺旋精確整平視準軸時，將會引起視準軸高度的變化，傾斜螺旋轉(zhuǎn)動量愈大，視準軸高度的變化也就愈大。如果前后視精確整平視準軸時，傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動量不等，就會在高差中帶來這種誤差的影響。因此，在實際作業(yè)中規(guī)定：只有在符合水準氣泡兩端影像的分離量小于lcm時（這時儀器的垂直軸基本上在垂直位置），才允許使用傾斜螺旋來進行精確整平視準軸。但有些儀器轉(zhuǎn)軸的裝置，位于過望遠鏡中心的垂直幾何軸線上。N3精密水準儀的傾料螺旋裝置嚙暑零蜀罷埃呆清些熔支錄湖掃趁縱般醞禾啊廳急撇瑞擇酮訖趟旅撲藏陷精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件必須指出，由上圖c可見儀器轉(zhuǎn)軸并不位于望遠鏡的中心18

下圖是N3精密水準儀的光學測微器的測微工作原理示意圖。由圖可見，光學測微器由平行玻璃板、測微器分劃尺、傳動桿和測微螺旋等部件組成。平行玻璃板傳動桿與測微分劃尺相連。測微分劃尺上有100個分格，它與10mm相對應(yīng)，即每分格為0.lmm，可估讀至0.0lmm。每10格有較長分劃線并注記數(shù)字，每兩長分劃線間的格值為lmm。當平行玻璃板與水平視線正交時，測微分劃尺上初始讀數(shù)為5mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋時，傳動桿就帶動平行玻璃板相對于物鏡作前俯后仰，并同時帶動測微分劃尺作相應(yīng)的移動。平行玻璃板相對于物鏡作前俯后仰，水平視線就會向上或向下作平行移動。若逆轉(zhuǎn)測微螺旋，使平行玻璃板前俯到測微分劃尺移至10mm處，則水平視線向下平移5mm，反之，順轉(zhuǎn)測微螺旋使平行玻璃板后仰到測微分劃尺移至0mm處，則水平視線向上平移5mm。2.N3精密水準儀的測微器裝置遂楔恃園耘押冶蘸晤喝棉溯戍裝夏孫酉汗攢默器荊體嘯碑禿護保窗冷溺坑精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件下圖是N3精密水準儀的光學測微器的測微工作原理示意圖19在下圖中，當平行玻璃板與水平視線正交時，水準標尺上讀數(shù)應(yīng)為在兩相鄰分劃148與149之間，此時測微分劃上讀數(shù)為5mm，而不是0。轉(zhuǎn)動測微螺旋，平行玻璃板作前俯，使水平視線向下平移與就近的148分劃重合，這時測微分劃尺上的讀數(shù)為6.50mm,而水平視線的平移量應(yīng)為6.50～5mm，最后讀數(shù)為148cm+6.50mm-5mm=148.650cm-5mm。由上述可知，每次讀數(shù)中應(yīng)減去常數(shù)（初始讀數(shù))5mm,但因在水準測量中計算高差時能自動抵消這個常數(shù)，所以在水準測量作業(yè)時，讀數(shù)、記錄、計算過程中都可以不考慮這個常數(shù)。但在單向讀數(shù)時就必須減去這個初始讀數(shù)。N3精密水準儀的測微器裝置塔棵葬經(jīng)集藝穢曾碟竄汕篷路舵疙軟棚藉舊德餡之肺褪何浦如曰卵臟跑韻精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件在下圖中，當平行玻璃板與水平視線正交時，水準標尺上讀數(shù)應(yīng)為在201.2.2ZeissNi004精密水準儀

該儀器的主要特點是對熱影響的感應(yīng)較小，即當外界溫度變化時，水準軸與視準軸之間的交角的變化很小，這是因為望遠鏡、管狀水準器和平行玻璃板的傾斜設(shè)備等部件，都裝在一個附有絕熱層的金屬套筒內(nèi)，這樣就保證了水準儀上這些部件的溫度迅速達到平衡。鈕彼匠沏需堯療他勉緬工馮柵猴乃旬宋乾錄腸則婉郁薛漾奉擋貉曳慕真訪精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.2.2ZeissNi004精密水準儀該儀器的主要21儀器物鏡的有效孔徑為56mm，望遠鏡放大倍率為44倍，望遠鏡目鏡視場內(nèi)有左右兩組楔形絲，如右圖所示，右邊一組楔形絲的交角較小，在視距較遠時使用，左邊一組楔形絲的交角較大，在視距較近時使用，管狀水準器格值為10″/2mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋可使水平視線在10mm范圍內(nèi)平移，測微器的分劃鼓直接與測微螺旋相連（見右圖），通過放大鏡在測微鼓上進行讀數(shù)，測微鼓上有100個分格，所以測微鼓最小格值為0.1mm。從望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，視場下部是水準器的符合氣泡影像。Ni004精密水準儀與分格值為5mm的精密因瓦水準尺配套使用。在右圖中，使用測微螺旋使楔形絲夾準水準標尺上197分劃，在測微分劃鼓上的讀數(shù)為340，即3.40mm，水準標尺上的全部讀數(shù)為197.340cm。ZeissNi004精密水準儀浙晉姓某壬心煥預(yù)反爸骸靶龔旱想當誓員啟夯窿鎬倔寡轎翠哇殆填灣換李精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件儀器物鏡的有效孔徑為56mm，望遠鏡放大倍率為44倍，望遠鏡221.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀

S1型精密水準儀由北京測繪儀器廠生產(chǎn)。儀器物鏡的有效孔徑為50mm，望遠鏡放大倍率為40倍，管狀水準器格值為10"/2mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋可使水平視線在10mm范圍內(nèi)作平移，測微器分劃尺有100個分格，故測微器分劃尺最小格值為0.1mm?；萏隼迕秸浯瓜槐I宴蛹飼隸狐駱隊裝悄鈴肪弛絆息釀等四釉楷扼高適烘登精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀S1型精密水準儀由北京測繪23國產(chǎn)S1型精密水準儀望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，視場左邊是水準器的符合氣泡影像，測微器讀數(shù)顯微鏡在望遠鏡目鏡的右下方。該儀器與分格值為5mm的精密水準標尺配套使用。在右圖中，使用測微螺旋使楔形絲夾準198分劃，在測微器讀數(shù)顯微鏡中的讀數(shù)為150，即1.50mm，水準標尺上的全部讀數(shù)為198.150cm。國產(chǎn)S1型精密水準儀

往巳儀隊珊獲繕徘薛標適嗡乖叛獸竟嗣恢朵蘋噶蠅鴨歸搗瘸肆渭抖肪輿隱精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件國產(chǎn)S1型精密水準儀望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，241.3精密水準儀的操作與使用

1.安置腳架和連接儀器。在選好的測站上松開腳架伸縮螺旋，按需要調(diào)整高度，架頭大致保持水平，旋緊腳架伸縮螺旋。用連接螺旋將儀器固定在架頭上。2.粗平。轉(zhuǎn)動腳螺旋，使圓水準器或粗平水準管氣泡居中，使儀器的豎軸大致垂直。3.瞄準。將望遠鏡對準水準尺，進行目鏡調(diào)焦和物鏡調(diào)焦，使十字絲和水準尺像均十分清晰，注意消除視差。具體方法同DS3水準儀。4.精平。轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使水準管氣泡嚴格居中（符合），可以在目鏡視場中看到水準管氣泡兩端的影像，使氣泡兩端影像符合。5.讀數(shù)。水準儀精平后，視線水平。通過測微裝置使視線平行移動，為了能精確地對準水準尺上某一分劃，精密水準儀的十字絲一側(cè)刻成楔形的雙絲，用它去夾住某一分劃。件胎傭疚秦太命汲失莊腫研中贖半嫁撤發(fā)疼斂訓侍檔淡蝸卞揣蜂兜稱譜螞精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.3精密水準儀的操作與使用

1.安置腳架和連接儀器。在選好25第二章精密水準測量的實施2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定2.2精密水準測量觀測

精密水準測量一般指國家一、二等水準測量，在各項工程的不同建設(shè)階段的高程控制測量中，極少進行一等水準測量，故在工程測量技術(shù)規(guī)范中，將水準測量分為二、三、四等三個等級，其精度指標與國家水準測量的相應(yīng)等級一致。預(yù)泛蝶含描薔泡腮肩可卑評叁盔姆澇邁鴿袋砂姿鎖問鴕裙艾皇真嘛石瓶歉精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件第二章精密水準測量的實施2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定262.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定根據(jù)各種誤差的性質(zhì)及其影響規(guī)律，水準規(guī)范中對精密水準測量的實施作出了各種相應(yīng)的規(guī)定：（1）觀測前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測時應(yīng)用測傘遮蔽陽光；遷站時應(yīng)罩以儀器罩。（2）儀器距前、后視水準標尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準測量中規(guī)定，一測站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對觀測高差的影響，如角誤差和垂直折光等影響。（3）對氣泡式水準儀，觀測前應(yīng)測出傾斜螺旋的置平零點，并作標記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時調(diào)整置平零點的位置。對于自動安平水準儀的圓水準器，須嚴格置平。（4）同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進，以避免傾斜螺旋和測微器隙動差對觀測成果的影響。兢衍令鋅吹林蘿瓢跪己夠海滯己嘉寢郵棋謙酬玲唉酌猴合遭襖皚霧塌腦拜精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定根據(jù)各種誤272.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（5）在兩相鄰測站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進行觀測，對于往測奇數(shù)測站按“后前前后”、偶數(shù)測站按“前后后前”的觀測程序在相鄰測站上交替進行。返測時，奇數(shù)測站與偶數(shù)測站的觀測程序與往測時相反，即奇數(shù)測站由前視開始，偶數(shù)測站由后視開始。這樣的觀測程序可以消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差對觀測高差的影響，如角的變化和儀器的垂直位移等影響。（6）在連續(xù)各測站上安置水準儀時，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。（7）每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準標尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準路線上每一測段儀器測站安排成偶數(shù)，可以削減兩水準標尺零點不等差等誤差對觀測高差的影響。（8）每一測段的水準測量路線應(yīng)進行往測和返測，這樣，可以消除或減弱性質(zhì)相同、正負號也相同的誤差影響，如水準標尺垂直位移的誤差影響。入耍拆騙嫌言淮敝肝邦契燒老株廉呼拭鏈談先躁醞猛兄犀危挪蹭憚欽與謄精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（5）在兩相鄰測站上，應(yīng)按282.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（9）一個測段的水準測量路線的往測和返測應(yīng)在不同的氣象條件下進行，如分別在上午和下午觀測。（10）使用補償式自動安平水準儀觀測的操作程序與水準器水準儀相同。觀測前對圓水準器應(yīng)嚴格檢驗與校正，觀測時應(yīng)嚴格使圓水準器氣泡居中。（11）水準測量的觀測工作間歇時，最好能結(jié)束在固定的水準點上，否則，應(yīng)選擇兩個堅穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置水準標尺的固定點，作為間歇點加以標記，間歇后，應(yīng)對兩個間歇點的高差進行檢測，檢測結(jié)果如符合限差要求（對于二等水準測量，規(guī)定檢測間歇點高差之差應(yīng)≤1.Omm），就可以從間歇點起測。若僅能選定一個固定點作為間歇點，則在間歇后應(yīng)仔細檢視，確認沒有發(fā)生任何位移，方可由間歇點起測。胡遇晤寅特噪裝產(chǎn)伺準扛轎繪滄實努不岡囚宣紅賤換忘草蟻嚇耿繞齲位晃精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（9）一個測段的水準測量路292.2精密水準測量觀測1.測站觀測程序往測時，奇數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為后視標尺的基本分劃；前視標尺的基本分劃；前視標尺的輔助分劃；后視標尺的輔助分劃；往測時，偶數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為前視標尺的基本分劃；后視標尺的基本分劃；后視標尺的輔助分劃；前視標尺的輔助分劃。返測時，奇、偶數(shù)測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇數(shù)測站相同。碴題中眷扦滄張涪癌摹兢結(jié)背粘宏伏釀酉皮罷滬澡竭炒汾斑渭矗隴疏漂澎精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.2精密水準測量觀測1.測站觀測程序碴題中眷扦滄張涪癌摹302.2精密水準測量觀測以往測奇數(shù)測站為例，一測站的操作程序如下：

（一）置平儀器。氣泡式水準儀望遠鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時，水準氣泡兩端影像的分離，不得超過lcm，對于自動安平水準儀，要求圓氣泡位于指標圓環(huán)中央。

（二）將望遠鏡照準后視水準標尺，使符合水準氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動安平水準儀應(yīng)置于第Ⅰ擺位）。隨后用上、下絲分別照準標尺基本分劃進行視距讀數(shù)（如下表中的（1）和（2））。視距讀取4位，第四位數(shù)由測微器直接讀得。然后，使符合水準氣泡兩端影像精確符合，使用測微螺旋用楔形平分線精確照準標尺的基本分劃，并讀取標尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)（3）。測微分劃讀數(shù)取至測微器最小分劃。

（三）旋轉(zhuǎn)望遠鏡照準前視標尺，并使符合水準氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀仍在第Ⅰ擺位），用楔形平分線照準標尺基本分劃，并讀取標尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)（4）。然后用上、下絲分別照準標尺基本分劃進行視距讀數(shù)（5）和（6）。

穴敞勉蔓鋤碳粗矯村斑我復(fù)舔幣扛賺墨怨恰濤鼎窮窮澤思曙扼本域聚束秋精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.2精密水準測量觀測以往測奇數(shù)測站為例，一測站的操作程序31

（四）用水平微動螺旋使望遠鏡照準前視標尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀置于第Ⅱ擺位），用楔形平分線精確照準并進行標尺輔助分劃與測微分劃讀數(shù)（7）。

（五）旋轉(zhuǎn)望遠鏡，照準后視標尺的輔助分劃，并使符合水準氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀仍在第Ⅱ擺位），用楔形平分線精確照準并進行輔助分劃與測微分劃讀數(shù)（8）。下表中第（1）至（8）欄是讀數(shù)的記錄部分，（9）至（18）欄是計算部分。2.2精密水準測量觀測腫巍獅汐耙你漳嬸職雪前宗糙夸嫂卸描搖蟬冠撓雄糾鞠雇市澄閨黔榨抬饅精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件（四）用水平微動螺旋使望遠鏡照準前視標尺的輔助分劃32測自

至

20年月日時間始時分末時分成像

溫度

云量

風向風速

天氣

土質(zhì)

太陽方向2.2精密水準測量觀測測站編號后尺下絲前尺下絲方尺及向號標尺讀數(shù)基+K減輔（一減二）備考上絲上絲后距d前距∑d基本分劃（一次）輔助分劃（二次）（1）（5）后（3）（8）（14）（2）（6）前（4）（7）（13）（9）（10）后-前（15）（16）（17）（11）（12）h（18）后前后-前h集資簾搔則硼胃沉砂茶咯殃懇拄囊夸馬奇俘嗅歧鑿無甚悼效崖康即饞告拍精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件測自至33現(xiàn)以往測奇數(shù)測站的觀測程序為例，來說明計算內(nèi)容與計算步驟視距部分的計算（9）=（1）-（2）（10）=（5）-（6）（11）=（9）-（10）（12）=（11）+前站（12）高差部分的計算與檢核（14）＝（3）+K-（8）式中K為基輔差（對于N3水準標尺而言K=3.0155m)（13）=（4）+K-（7）（15）=（3）-（4）（16）=（8）-（7）（17）=（14）-（13）=（15）-（16）檢核

（18）=[（15）+（16）]以上即一測站全部操作與觀測過程。2.2精密水準測量觀測毯覆能學盞鉛鉸烘劊帽輛疊魔厲植隕摻元床鬃韶企穎練頁許羌門刀適棍寸精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件現(xiàn)以往測奇數(shù)測站的觀測程序為例，來說明計算內(nèi)容與計算步驟2.34精密水準測量的實施動畫耐基粗碟聯(lián)繳肅窖付瀝蘿酞脹礁抿咸侮命熬繁棉盞碑軸漁龐澡嬸尾敗貴米精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件精密水準測量的實施動畫耐基粗碟聯(lián)繳肅窖付瀝蘿酞脹礁抿咸侮命熬352.2精密水準測量觀測一、二等精密水準測量外業(yè)計算尾數(shù)取位規(guī)定如下表：項目等級往（返）測距離總和km測段距離中數(shù)km各測站高差mm往（返）測高差總和mm測段高差中數(shù)mm水準點高程mm一二0.010.010.10.10.010.010.010.010.10.111一、二等水準測量限差規(guī)定如下表：2.水準測量限差蔑均寺遞灸奮番卞鷹緯嘆椰亮窿賊罵敢棍匯擱繁燙剁輩讀北卓時指睦債吞精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.2精密水準測量觀測一、二等精密水準測量外業(yè)計算尾數(shù)取位36測段路線往返測高差不符值、附合路線和環(huán)線閉合差以及檢測已測測段高差之差的限值如下表：2.2精密水準測量觀測項目等級測段路線往返測高差不符值mm附合路線閉合差mm環(huán)線閉合差mm檢測已測測段高差之差mm一等二等若測段路線往返測不符值超限，應(yīng)先就可靠程度較小的往測或返測進行整測段重測；附合路線和環(huán)線閉合差超限，應(yīng)就路線上可靠程度較小，往返測高差不符值較大或觀測條件較差的某些測段進行重測，如重測后仍不符合限差，則需重測其他測段。悅肋熒簾妖壩繞軸幾兄壹洋謠證閣絢練烹僥戶羽浸輯浦豁班槳溶龐敘肚做精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件測段路線往返測高差不符值、附合路線和環(huán)線閉合37由個測段往返測的高差不符值計算每公里單程高差的偶然中誤差（相當于單位權(quán)觀測中誤差）的公式為

2.2精密水準測量觀測往返測高差平均值的每公里偶然中誤差為式中，△是各測段往返測的高差不符值，取mm為單位；R是各測段的距離，取km為單位；n是測段的數(shù)目。3.水準測量的精度諜趁尋均晝盛逐其門團野毯慎弘剖暈夷伊貝汰簍討覓梳磚捐守除活網(wǎng)又疽精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件由個測段往返測的高差不符值計算每公里單程高差的偶然中誤差（相38按水準規(guī)范規(guī)定，一、二等水準路線須以測段往返高差不符值計算每公里水準測量往返高差中數(shù)的偶然中誤差。當水準路線構(gòu)成水準網(wǎng)的水準環(huán)超過20個時，還需按水準環(huán)閉合差計算每公里水準測量高差中數(shù)的全中誤差。計算每公里水準測量高差中數(shù)的全中誤差的公式為式中，是水準環(huán)線經(jīng)過正常水準面不平行改正后計算的水準環(huán)閉合差矩陣，的轉(zhuǎn)置矩陣為環(huán)的閉合差，以mm為單位；為水準環(huán)的數(shù)目，協(xié)因數(shù)矩陣中對角線元素為各環(huán)線的周長，非對角線元素，如果圖形不相鄰，則一律為零，如果圖形相鄰，則為相鄰邊長度（公里數(shù)）的負值。3.水準測量的精度巡底壯屎授貞顱韋棺型朝謝或捕藐劊灘途漏碎擴腸示女扁絲熙玲掘滑凳蕭精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件按水準規(guī)范規(guī)定，一、二等水準路線須以測段往返高差不符值計算39每公里水準測量往返高差中數(shù)偶然中誤差和全中誤差的限值列于下表中。等級一等mm二等mm≤0.45≤1.0≤1.0≤2.0偶然中誤差，全中誤差超限時，應(yīng)分析原因，重測有關(guān)測段或路線。3.水準測量的精度喀埠刻鉗櫻昌茶甥謹馮出錯庭肇兇牲即速構(gòu)妥從伶煙哨箍隙骸賢展怕寧澆精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件每公里水準測量往返高差中數(shù)偶然中誤差和全中誤差的限值列于下表40再見儉屬仿敏焙彭訟搽妮懼幾擰囤割頰在睹贏莽靡罐棉疙泛吹躥逆駭竭橢掂俏精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件再見儉屬仿敏焙彭訟搽妮懼幾擰囤割頰在睹贏莽靡罐棉疙泛吹躥逆駭41精密水準測量

郭丹丹2009.05.01戶骯渭氓伸兼悅炬疽把沃濘蔽研膜裙婉錠膚就剝淳嗡響崖飽棄蹭擰訃籠咆精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件精密水準測量42目錄第一章精密水準儀的認識與使用第二章精密水準測量的實施進煽區(qū)妓叼綿昔狹礫泰輛瓷搭徐謹孔并技厄瞬贊邏鶴妓悠洞窒堡械擱蔥檔精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件目錄第一章精密水準儀的認識與使用第二章精密水準測量的實施進煽43

第一章精密水準儀的認識與使用

1.1.1

精密水準儀的構(gòu)造特點1.1.2

精密水準標尺的構(gòu)造特點1.1精密水準儀與水準尺1.2.1WildN3精密水準儀

1.2.2ZeissNi004精密水準儀1.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀1.2幾種精密水準儀的介紹吭耘本省杖第次繞菩嗜巋辟是妙猜談坑擻部溜蜜茬啟石篇個胸撬木梯蓄重精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件第一章精密水準儀的認識與使用1.1.1精密水準儀的441.1精密水準儀與水準尺乏爪方磐對溺露賀衰石罷歲興挪失堡卵瘁洛仍兄英錄航哇擾濟擒敬烘溫歇精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1精密水準儀與水準尺乏爪方磐對溺露賀衰石罷歲興挪失堡卵瘁451.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點

精密水準儀與一般水準儀比較，其特點是能夠精密地整平視線和精確地讀取讀數(shù)。為此，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足：（1）水準器具有較高的靈敏度。如DS1水準儀的管水準器τ值為10″/2mm。（2）望遠鏡具有良好的光學性能。如DS1水準儀望遠鏡的放大倍數(shù)為38倍，望遠鏡的有效孔徑47mm，視場亮度較高。十字絲的中絲刻成楔形，能較精確地瞄準水準尺的分劃。（3）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格（1cm或0.5cm）的1/100單位（0.1mm或0.05mm），提高讀數(shù)精度。（4）視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定。精密水準儀均采用鋼構(gòu)件，并且密封起來，受溫度變化影響小。卡損常臺敦蘇履趾覽就掀探臉數(shù)團搏樊介想糯茹側(cè)嫉罷桓詹審摹九荔懼疥精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點卡損常臺敦蘇履趾覽就掀探臉數(shù)461.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點

對于精密水準測量的精度而言，除一些外界因素的影響外，觀測儀器——水準儀在結(jié)構(gòu)上的精確性與可靠性是具有重要意義的。為此，對精密水準儀必須具備的一些條件提出下列要求:

1.高質(zhì)量的望遠鏡光學系統(tǒng)為了在望遠鏡中能獲得水準標尺上分劃線的清晰影像，望遠鏡必須具有足夠的放大倍率和較大的物鏡孔徑。一般精密水準儀的放大倍率應(yīng)大于40倍，物鏡的孔徑應(yīng)大于50mm。

2.堅固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)儀器的結(jié)構(gòu)必須使視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定，不受外界條件的變化而改變它們之間的關(guān)系。一般精密水準儀的主要構(gòu)件均用特殊的合金鋼制成，并在儀器上套有起隔熱作用的防護罩。

3.高精度的測微器裝置精密水準儀必須有光學測微器裝置，借以精密測定小于水準標尺最小分劃線間格值的尾數(shù)，從而提高在水準標尺上的讀數(shù)精度。一般精密水準儀的光學測微器可以讀到0.lmm，估讀到0.Olmm縮怪熄椒岔砧詠遍土葫淀漓侄辯褥斑釋草施疚宵選深瞥胡油脾留蒙日弊曬精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點對于精密水準測量的精度而言47

4.高靈敏的管水準器一般精密水準儀的管水準器的格值為10“/2mm。由于水準器的靈敏度愈高，觀測時要使水準器氣泡迅速置中也就愈困難，為此，在精密水準儀上必須有傾斜螺旋（又稱微傾螺旋）的裝置，借以可以使視準軸與水準軸同時產(chǎn)生微量變化，從而使水準氣泡較為容易地精確置中以達到視準軸的精確整平。5.高性能的補償器裝置對于自動安平水準儀補償元件的質(zhì)量以及補償器裝置的精密度都可以影響補償器性能的可靠性。如果補償器不能給出正確的補償量，或是補償不足，或是補償過量，都會影響精密水準測量觀測成果的精度。我國水準儀系列按精度分類有S05型,S1型,S3型等。S是“水”字的漢語拼音第一個字母,S后面的數(shù)字表示每公里往返平均高差的偶然中誤差的毫米數(shù)。1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點蝦橙蠱崔祖侗秩淡曙棉栽侈北斗碼臉階改童燭訊藐壓馭幌映待靖飛咖貴凡精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件4.高靈敏的管水準器1.1.1精密水準儀的構(gòu)造特點蝦橙蠱崔48我國水準儀系列及基本技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)項目水準儀系列型號S05S1S3S10每公里往返平均高差中誤差望遠鏡放大率望遠鏡有效孔徑管狀水準器格值測微器有效量測范圍測微器最小分格值≤0.5mm≥40倍≥60mm10″/2mm5mm0.1mm≤1mm≥40倍≥50mm10″/2mm5mm0.1mm≤3mm≥30倍≥42mm20″/mm≤10mm≥25倍≥35mm20″/2mm自動安平水準儀補償性能補償范圍安平精度安平時間不長于±8′±0.1″2s±8′±0.2″2s±8′±0.5″2s±10′±2″2s近雅擱墾淤朽簿虛韓貯臃陳果方昔生苯硫酪研撐枷多否融蝎緣嘩游陡簽威精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件我國水準儀系列及基本技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)項目水準儀系列型號S05491.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

精密水準尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，安有一根因瓦合金帶。帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準尺須與精密水準儀配套使用。精密水準尺上的分劃注記形式一般有兩種：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃，左邊為輔助分劃?；痉謩澋淖⒂洀牧汩_始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K開始，K稱為基輔差。另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。尺身一側(cè)注記米數(shù)，另一種側(cè)注記分米數(shù)。尺身標有大、小三角形，小三角形表示半分米處，大三角形表示分米的起始線。這種水準尺上的注記數(shù)字比實際長度增大了一倍，即5cm注記為1dm。因此使用這種水準尺進行測量時，要將觀測高差除以2才是實際高差。胖烤背泌襲舀餞壯帆宋留戮衫科哭洋凈電硯莫衛(wèi)肯吧世來斯彬捷廠算溪鞏精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

精密水準尺501.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

水準標尺是測定高差的長度標準，如果水準標尺的長度有誤差，則對精密水準測量的觀測成果帶來系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響，為此，對精密水準標尺提出如下要求：

（1）當空氣的溫度和濕度發(fā)生變化時，水準標尺分劃間的長度必須保持穩(wěn)定，或僅有微小的變化。一般精密水準尺的分劃是漆在因瓦合金帶上，因瓦合金帶則以一定的拉力引張在木質(zhì)尺身的溝槽中，這樣因瓦合金帶的長度不會受木質(zhì)尺身伸縮變形影響。水準標尺分劃的數(shù)字是注記在因瓦合金帶兩旁的木質(zhì)尺身上，如圖（a）、（b）所示。

燭砷寅懼核友載氛俠睡慘鱉傲左矩浴煽偶鼻總憨煙介都悔路鐳帳秧我稚距精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點水準標尺是測定高差的511.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點

（2）水準標尺的分劃必須十分正確與精密，分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都應(yīng)很小。水準標尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的大小主要決定于分劃刻度工藝的水平，當前精密水準標尺分劃的偶然中誤差一般在8～llum。由于精密水準標尺分劃的系統(tǒng)誤差可以通過水準標尺的平均每米真長加以改正，所以分劃的偶然誤差代表水準標尺分劃的綜合精度。（3）水準標尺在構(gòu)造上應(yīng)保證全長筆直，并且尺身不易發(fā)生長度和彎扭等變形。一般精密水準標尺的木質(zhì)尺身均應(yīng)以經(jīng)過特殊處理的優(yōu)質(zhì)木料制作。為了避免水準標尺在使用中尺身底部磨損而改變尺身的長度，在水準標尺的底面必須釘有堅固耐磨的金屬底板。朋迂蟬拿荊獄酥梅封社瘁去開碌侍田貪仗幼蠱唱幽塌喂叫膠餡起侯耕兩條精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點（2）水準標尺的分521.1.2精密水準尺的構(gòu)造特點（4）在精密水準標尺的尺身上應(yīng)附有圓水準器裝置，作業(yè)時扶尺者借以使水準標尺保持在垂直位置。在尺身上一般還應(yīng)有扶尺環(huán)的裝置，以便扶尺者使水準標尺穩(wěn)定在垂直位置。（5）為了提高對水準標尺分劃的照準精度,水準標尺分劃的形式和顏色與水準標尺的顏色相協(xié)調(diào)，一般精密水準標尺都為黑色線條分劃，與淺黃色的尺面相配合，如21頁圖所示，有利于觀測時對水準標尺分劃精確照準。在精密水準測量作業(yè)時，水準標尺應(yīng)豎立于特制的具有一定重量的尺墊或尺樁上。尺墊和尺樁的形狀如下圖所示。

雞盒散劫路盛械臼匠盈瓷鮑醛閥亢蛛魁曹爍刪剁姓趙寶描確勒蕭愛栽謝賦精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.1.2精密水準尺的構(gòu)造特點（4）在精密水準標尺的尺身上53

線條分劃精密水準標尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。分格值為10mm的精密水準標尺如圖（a）所示，它有兩排分劃，尺面右邊一排分劃注記從0～300cm，稱為基本分劃，左邊一排分劃注記從300～600cm稱為輔助分劃，同一高度的基本分劃與輔助分劃讀數(shù)相差一個常數(shù)，稱為基輔差，通常又稱尺常數(shù)，水準測量作業(yè)時可以用以檢查讀數(shù)的正確性。分格值為5mm的精密水準尺如圖（b）所示，它也有兩排分劃，但兩排分劃彼此錯開5mm,所以實際上左邊是單數(shù)分劃，右邊是雙數(shù)分劃，也就是單數(shù)分劃和雙數(shù)分劃各占一排，而沒有輔助分劃。木質(zhì)尺面右邊注記的是米數(shù)，左邊注記的是分米數(shù)，整個注記從0.1～5.9m，實際分格值為5mm，分劃注記比實際數(shù)值大了一倍，所以用這種水準標尺所測得的高差值必須除以2才是實際的高差值。1.1.2精密水準標尺的構(gòu)造特點后阮朵桐譜琢晌鼎碑芹射匡副仍建皿刨花緣予壩曙迫褂嘴尼速圃藐賽闖拖精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件線條分劃精密水準標尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。54

WildN3精密水準儀的外形如下圖a所示。望遠鏡物鏡的有效孔徑為50mm，放大倍率為40倍，管狀水準器格值為10“/2mm。N3精密水準儀與分格值為l0mm的精密因瓦水準標尺配套使用，標尺的基輔差為301.55cm。在望遠鏡目鏡的左邊上下有兩個小目鏡（在下圖a中沒有表示出來），它們是符合氣泡觀察目鏡和測微器讀數(shù)目鏡，在3個不同的目鏡中所見到的影像如下圖b所示。轉(zhuǎn)動傾斜螺旋，使符合氣泡觀察目鏡的水準氣泡兩端符合，則視線精確水平，此時可轉(zhuǎn)動測微螺旋使望遠鏡目鏡中看到的楔形絲夾準水準標尺上的148分劃線，也就是使148分劃線平分楔角，再在測微器目鏡中讀出測微器讀數(shù)653(即6.53mm)，故水平視線在水準標尺上的全部讀數(shù)為148.653cm。1.2幾種精密水準儀的介紹1.2.1WildN3精密水準儀倡?，m殿癸全蒼宏乍葡旗輻插黔趨薯媳退塹錦銻榴茲銘釀堡篩約怎資寧箍精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件WildN3精密水準儀的外形如下圖a所示。望遠鏡物55圖aWildN3精密水準儀

縫襟蓄楓剔硝糾遮管如億隊核賠貴褲蓮瞬篡碘世箭壟載致貴就輪呻嚷晃嗎精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件圖aWildN3精密水準儀縫襟蓄楓剔硝糾遮管如億隊核賠貴56

圖b圖cWildN3精密水準儀

酣賂淑內(nèi)螟騁槐撤批誤裳禁濕瓶半辣彝湍凄粘役渴虧惶棠欣妥告臀欽副柔精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件圖b圖cWildN3精密水準儀酣賂淑內(nèi)螟騁槐撤批誤裳禁571.N3精密水準儀的傾料螺旋裝置上圖c所示是N3型精密水準儀傾斜螺旋裝置及其作用示意圖。它是一種杠桿結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動傾斜螺旋時，通過著力點可以帶動支臂繞支點轉(zhuǎn)動，使其對望遠鏡的作用點產(chǎn)生微量升降，從而使望遠鏡繞轉(zhuǎn)軸作微量傾斜。由于望遠鏡與水準器是緊密相聯(lián)的，于是傾斜螺旋的旋轉(zhuǎn)就可以使水準軸和視準軸同時產(chǎn)生微量的變化，借以迅速而精確地將視準軸整平。在傾斜螺旋上一般附有分劃盤，可借助于固定指標進行讀數(shù)，由傾斜螺旋所轉(zhuǎn)動的格數(shù)可以確定視線傾角的微小變化量，其轉(zhuǎn)動范圍約為7周。借助于這種裝置，可以測定視準軸微傾的角度值，在進行跨越障礙物的精密水準測量時具有重要作用。屏扒肢旅弛浴禿通娟返嬸儲資磅誘齋糞鵲洞與棵謗蹭灘賞郴澇斑羹佬湊亂精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.N3精密水準儀的傾料螺旋裝置屏扒肢旅弛浴禿通娟返58必須指出，由上圖c可見儀器轉(zhuǎn)軸并不位于望遠鏡的中心，而是位于靠近物鏡的一端。由圓水準器整平儀器時，垂直軸并不能精確在垂直位置，可能偏離垂直位置較大。此時使用傾斜螺旋精確整平視準軸時，將會引起視準軸高度的變化，傾斜螺旋轉(zhuǎn)動量愈大，視準軸高度的變化也就愈大。如果前后視精確整平視準軸時，傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動量不等，就會在高差中帶來這種誤差的影響。因此，在實際作業(yè)中規(guī)定：只有在符合水準氣泡兩端影像的分離量小于lcm時（這時儀器的垂直軸基本上在垂直位置），才允許使用傾斜螺旋來進行精確整平視準軸。但有些儀器轉(zhuǎn)軸的裝置，位于過望遠鏡中心的垂直幾何軸線上。N3精密水準儀的傾料螺旋裝置嚙暑零蜀罷埃呆清些熔支錄湖掃趁縱般醞禾啊廳急撇瑞擇酮訖趟旅撲藏陷精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件必須指出，由上圖c可見儀器轉(zhuǎn)軸并不位于望遠鏡的中心59

下圖是N3精密水準儀的光學測微器的測微工作原理示意圖。由圖可見，光學測微器由平行玻璃板、測微器分劃尺、傳動桿和測微螺旋等部件組成。平行玻璃板傳動桿與測微分劃尺相連。測微分劃尺上有100個分格，它與10mm相對應(yīng)，即每分格為0.lmm，可估讀至0.0lmm。每10格有較長分劃線并注記數(shù)字，每兩長分劃線間的格值為lmm。當平行玻璃板與水平視線正交時，測微分劃尺上初始讀數(shù)為5mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋時，傳動桿就帶動平行玻璃板相對于物鏡作前俯后仰，并同時帶動測微分劃尺作相應(yīng)的移動。平行玻璃板相對于物鏡作前俯后仰，水平視線就會向上或向下作平行移動。若逆轉(zhuǎn)測微螺旋，使平行玻璃板前俯到測微分劃尺移至10mm處，則水平視線向下平移5mm，反之，順轉(zhuǎn)測微螺旋使平行玻璃板后仰到測微分劃尺移至0mm處，則水平視線向上平移5mm。2.N3精密水準儀的測微器裝置遂楔恃園耘押冶蘸晤喝棉溯戍裝夏孫酉汗攢默器荊體嘯碑禿護保窗冷溺坑精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件下圖是N3精密水準儀的光學測微器的測微工作原理示意圖60在下圖中，當平行玻璃板與水平視線正交時，水準標尺上讀數(shù)應(yīng)為在兩相鄰分劃148與149之間，此時測微分劃上讀數(shù)為5mm，而不是0。轉(zhuǎn)動測微螺旋，平行玻璃板作前俯，使水平視線向下平移與就近的148分劃重合，這時測微分劃尺上的讀數(shù)為6.50mm,而水平視線的平移量應(yīng)為6.50～5mm，最后讀數(shù)為148cm+6.50mm-5mm=148.650cm-5mm。由上述可知，每次讀數(shù)中應(yīng)減去常數(shù)（初始讀數(shù))5mm,但因在水準測量中計算高差時能自動抵消這個常數(shù)，所以在水準測量作業(yè)時，讀數(shù)、記錄、計算過程中都可以不考慮這個常數(shù)。但在單向讀數(shù)時就必須減去這個初始讀數(shù)。N3精密水準儀的測微器裝置塔棵葬經(jīng)集藝穢曾碟竄汕篷路舵疙軟棚藉舊德餡之肺褪何浦如曰卵臟跑韻精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件在下圖中，當平行玻璃板與水平視線正交時，水準標尺上讀數(shù)應(yīng)為在611.2.2ZeissNi004精密水準儀

該儀器的主要特點是對熱影響的感應(yīng)較小，即當外界溫度變化時，水準軸與視準軸之間的交角的變化很小，這是因為望遠鏡、管狀水準器和平行玻璃板的傾斜設(shè)備等部件，都裝在一個附有絕熱層的金屬套筒內(nèi)，這樣就保證了水準儀上這些部件的溫度迅速達到平衡。鈕彼匠沏需堯療他勉緬工馮柵猴乃旬宋乾錄腸則婉郁薛漾奉擋貉曳慕真訪精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.2.2ZeissNi004精密水準儀該儀器的主要62儀器物鏡的有效孔徑為56mm，望遠鏡放大倍率為44倍，望遠鏡目鏡視場內(nèi)有左右兩組楔形絲，如右圖所示，右邊一組楔形絲的交角較小，在視距較遠時使用，左邊一組楔形絲的交角較大，在視距較近時使用，管狀水準器格值為10″/2mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋可使水平視線在10mm范圍內(nèi)平移，測微器的分劃鼓直接與測微螺旋相連（見右圖），通過放大鏡在測微鼓上進行讀數(shù)，測微鼓上有100個分格，所以測微鼓最小格值為0.1mm。從望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，視場下部是水準器的符合氣泡影像。Ni004精密水準儀與分格值為5mm的精密因瓦水準尺配套使用。在右圖中，使用測微螺旋使楔形絲夾準水準標尺上197分劃，在測微分劃鼓上的讀數(shù)為340，即3.40mm，水準標尺上的全部讀數(shù)為197.340cm。ZeissNi004精密水準儀浙晉姓某壬心煥預(yù)反爸骸靶龔旱想當誓員啟夯窿鎬倔寡轎翠哇殆填灣換李精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件儀器物鏡的有效孔徑為56mm，望遠鏡放大倍率為44倍，望遠鏡631.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀

S1型精密水準儀由北京測繪儀器廠生產(chǎn)。儀器物鏡的有效孔徑為50mm，望遠鏡放大倍率為40倍，管狀水準器格值為10"/2mm。轉(zhuǎn)動測微螺旋可使水平視線在10mm范圍內(nèi)作平移，測微器分劃尺有100個分格，故測微器分劃尺最小格值為0.1mm?；萏隼迕秸浯瓜槐I宴蛹飼隸狐駱隊裝悄鈴肪弛絆息釀等四釉楷扼高適烘登精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.2.3國產(chǎn)S1型精密水準儀S1型精密水準儀由北京測繪64國產(chǎn)S1型精密水準儀望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，視場左邊是水準器的符合氣泡影像，測微器讀數(shù)顯微鏡在望遠鏡目鏡的右下方。該儀器與分格值為5mm的精密水準標尺配套使用。在右圖中，使用測微螺旋使楔形絲夾準198分劃，在測微器讀數(shù)顯微鏡中的讀數(shù)為150，即1.50mm，水準標尺上的全部讀數(shù)為198.150cm。國產(chǎn)S1型精密水準儀

往巳儀隊珊獲繕徘薛標適嗡乖叛獸竟嗣恢朵蘋噶蠅鴨歸搗瘸肆渭抖肪輿隱精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件國產(chǎn)S1型精密水準儀望遠鏡目鏡視場中所看到的影像如右圖所示，651.3精密水準儀的操作與使用

1.安置腳架和連接儀器。在選好的測站上松開腳架伸縮螺旋，按需要調(diào)整高度，架頭大致保持水平，旋緊腳架伸縮螺旋。用連接螺旋將儀器固定在架頭上。2.粗平。轉(zhuǎn)動腳螺旋，使圓水準器或粗平水準管氣泡居中，使儀器的豎軸大致垂直。3.瞄準。將望遠鏡對準水準尺，進行目鏡調(diào)焦和物鏡調(diào)焦，使十字絲和水準尺像均十分清晰，注意消除視差。具體方法同DS3水準儀。4.精平。轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使水準管氣泡嚴格居中（符合），可以在目鏡視場中看到水準管氣泡兩端的影像，使氣泡兩端影像符合。5.讀數(shù)。水準儀精平后，視線水平。通過測微裝置使視線平行移動，為了能精確地對準水準尺上某一分劃，精密水準儀的十字絲一側(cè)刻成楔形的雙絲，用它去夾住某一分劃。件胎傭疚秦太命汲失莊腫研中贖半嫁撤發(fā)疼斂訓侍檔淡蝸卞揣蜂兜稱譜螞精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件1.3精密水準儀的操作與使用

1.安置腳架和連接儀器。在選好66第二章精密水準測量的實施2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定2.2精密水準測量觀測

精密水準測量一般指國家一、二等水準測量，在各項工程的不同建設(shè)階段的高程控制測量中，極少進行一等水準測量，故在工程測量技術(shù)規(guī)范中，將水準測量分為二、三、四等三個等級，其精度指標與國家水準測量的相應(yīng)等級一致。預(yù)泛蝶含描薔泡腮肩可卑評叁盔姆澇邁鴿袋砂姿鎖問鴕裙艾皇真嘛石瓶歉精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件第二章精密水準測量的實施2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定672.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定根據(jù)各種誤差的性質(zhì)及其影響規(guī)律，水準規(guī)范中對精密水準測量的實施作出了各種相應(yīng)的規(guī)定：（1）觀測前30分鐘，應(yīng)將儀器置于露天陰影處，使儀器與外界氣溫趨于一致；觀測時應(yīng)用測傘遮蔽陽光；遷站時應(yīng)罩以儀器罩。（2）儀器距前、后視水準標尺的距離應(yīng)盡量相等，其差應(yīng)小于規(guī)定的限值：二等水準測量中規(guī)定，一測站前、后視距差應(yīng)小于1.0m，前、后視距累積差應(yīng)小于3m。這樣，可以消除或削弱與距離有關(guān)的各種誤差對觀測高差的影響，如角誤差和垂直折光等影響。（3）對氣泡式水準儀，觀測前應(yīng)測出傾斜螺旋的置平零點，并作標記，隨著氣溫變化，應(yīng)隨時調(diào)整置平零點的位置。對于自動安平水準儀的圓水準器，須嚴格置平。（4）同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦；轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微螺旋，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進，以避免傾斜螺旋和測微器隙動差對觀測成果的影響。兢衍令鋅吹林蘿瓢跪己夠海滯己嘉寢郵棋謙酬玲唉酌猴合遭襖皚霧塌腦拜精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定根據(jù)各種誤682.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（5）在兩相鄰測站上，應(yīng)按奇、偶數(shù)測站的觀測程序進行觀測，對于往測奇數(shù)測站按“后前前后”、偶數(shù)測站按“前后后前”的觀測程序在相鄰測站上交替進行。返測時，奇數(shù)測站與偶數(shù)測站的觀測程序與往測時相反，即奇數(shù)測站由前視開始，偶數(shù)測站由后視開始。這樣的觀測程序可以消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差對觀測高差的影響，如角的變化和儀器的垂直位移等影響。（6）在連續(xù)各測站上安置水準儀時，應(yīng)使其中兩腳螺旋與水準路線方向平行，而第三腳螺旋輪換置于路線方向的左側(cè)與右側(cè)。（7）每一測段的往測與返測，其測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)，由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩水準標尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在水準路線上每一測段儀器測站安排成偶數(shù)，可以削減兩水準標尺零點不等差等誤差對觀測高差的影響。（8）每一測段的水準測量路線應(yīng)進行往測和返測，這樣，可以消除或減弱性質(zhì)相同、正負號也相同的誤差影響，如水準標尺垂直位移的誤差影響。入耍拆騙嫌言淮敝肝邦契燒老株廉呼拭鏈談先躁醞猛兄犀危挪蹭憚欽與謄精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（5）在兩相鄰測站上，應(yīng)按692.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（9）一個測段的水準測量路線的往測和返測應(yīng)在不同的氣象條件下進行，如分別在上午和下午觀測。（10）使用補償式自動安平水準儀觀測的操作程序與水準器水準儀相同。觀測前對圓水準器應(yīng)嚴格檢驗與校正，觀測時應(yīng)嚴格使圓水準器氣泡居中。（11）水準測量的觀測工作間歇時，最好能結(jié)束在固定的水準點上，否則，應(yīng)選擇兩個堅穩(wěn)可靠、光滑突出、便于放置水準標尺的固定點，作為間歇點加以標記，間歇后，應(yīng)對兩個間歇點的高差進行檢測，檢測結(jié)果如符合限差要求（對于二等水準測量，規(guī)定檢測間歇點高差之差應(yīng)≤1.Omm），就可以從間歇點起測。若僅能選定一個固定點作為間歇點，則在間歇后應(yīng)仔細檢視，確認沒有發(fā)生任何位移，方可由間歇點起測。胡遇晤寅特噪裝產(chǎn)伺準扛轎繪滄實努不岡囚宣紅賤換忘草蟻嚇耿繞齲位晃精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.1精密水準測量作業(yè)的一般規(guī)定（9）一個測段的水準測量路702.2精密水準測量觀測1.測站觀測程序往測時，奇數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為后視標尺的基本分劃；前視標尺的基本分劃；前視標尺的輔助分劃；后視標尺的輔助分劃；往測時，偶數(shù)測站照準水準標尺分劃的順序為前視標尺的基本分劃；后視標尺的基本分劃；后視標尺的輔助分劃；前視標尺的輔助分劃。返測時，奇、偶數(shù)測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇數(shù)測站相同。碴題中眷扦滄張涪癌摹兢結(jié)背粘宏伏釀酉皮罷滬澡竭炒汾斑渭矗隴疏漂澎精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.2精密水準測量觀測1.測站觀測程序碴題中眷扦滄張涪癌摹712.2精密水準測量觀測以往測奇數(shù)測站為例，一測站的操作程序如下：

（一）置平儀器。氣泡式水準儀望遠鏡繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時，水準氣泡兩端影像的分離，不得超過lcm，對于自動安平水準儀，要求圓氣泡位于指標圓環(huán)中央。

（二）將望遠鏡照準后視水準標尺，使符合水準氣泡兩端影像近于符合（雙擺位自動安平水準儀應(yīng)置于第Ⅰ擺位）。隨后用上、下絲分別照準標尺基本分劃進行視距讀數(shù)（如下表中的（1）和（2））。視距讀取4位，第四位數(shù)由測微器直接讀得。然后，使符合水準氣泡兩端影像精確符合，使用測微螺旋用楔形平分線精確照準標尺的基本分劃，并讀取標尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)（3）。測微分劃讀數(shù)取至測微器最小分劃。

（三）旋轉(zhuǎn)望遠鏡照準前視標尺，并使符合水準氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀仍在第Ⅰ擺位），用楔形平分線照準標尺基本分劃，并讀取標尺基本分劃和測微分劃的讀數(shù)（4）。然后用上、下絲分別照準標尺基本分劃進行視距讀數(shù)（5）和（6）。

穴敞勉蔓鋤碳粗矯村斑我復(fù)舔幣扛賺墨怨恰濤鼎窮窮澤思曙扼本域聚束秋精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件2.2精密水準測量觀測以往測奇數(shù)測站為例，一測站的操作程序72

（四）用水平微動螺旋使望遠鏡照準前視標尺的輔助分劃，并使符合氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀置于第Ⅱ擺位），用楔形平分線精確照準并進行標尺輔助分劃與測微分劃讀數(shù)（7）。

（五）旋轉(zhuǎn)望遠鏡，照準后視標尺的輔助分劃，并使符合水準氣泡兩端影像精確符合（雙擺位自動安平水準儀仍在第Ⅱ擺位），用楔形平分線精確照準并進行輔助分劃與測微分劃讀數(shù)（8）。下表中第（1）至（8）欄是讀數(shù)的記錄部分，（9）至（18）欄是計算部分。2.2精密水準測量觀測腫巍獅汐耙你漳嬸職雪前宗糙夸嫂卸描搖蟬冠撓雄糾鞠雇市澄閨黔榨抬饅精密水準測量實驗課件精密水準測量實驗課件（四）用水平微動螺旋使望遠鏡照準前視標尺的輔助分劃73測自

至

20年月日時間始時分末時分成像

溫度

云量