水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀使用方法詳細(xì)圖解

5/5水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀使用方法詳細(xì)圖解水準(zhǔn)測量

基本知識(shí)

1.水準(zhǔn)測量原理

工程上常用的高程測量方法有幾何水準(zhǔn)測量、三角高程測量、GPS測高及在特定對(duì)象和條件下采用的物理高程測量，其中幾何水準(zhǔn)測量是目前高程測量中精度最高、應(yīng)用最普遍的測量方法。

如圖2-1所示，設(shè)在地面A、B兩點(diǎn)上豎立標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），在A、B兩點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀，利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線，分別截取A、B兩點(diǎn)標(biāo)尺上讀數(shù)a、b，顯然

ABHaHb+=+

A、

B兩點(diǎn)的高差hAB可寫為

ABhab=-

A點(diǎn)高程HA已知，求出

B點(diǎn)高程

BAABHHh=+

我們規(guī)定A點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù)，B點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。

圖2-1

如果A、B兩地距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以用連續(xù)水準(zhǔn)測量的方法。中間可設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)TP（臨時(shí)高程傳遞點(diǎn)，須放置尺墊），如圖2-2所示

11ha=，333hab=-，……，nnnhab=-。123ABnihhhhhh=+++=∑

于是，可以求得A、B之間的高程差

ABiihab=-∑∑

B點(diǎn)高程

BAABHHh=+.

圖2-2

2.水準(zhǔn)儀介紹：

水準(zhǔn)儀是提供水平視線的儀器，按精度分，水準(zhǔn)儀通常有DS05、DS1、DS3等幾種。其中“D”和“S”分別為“”和“水準(zhǔn)儀”首字漢語拼音的首字母，而下標(biāo)是儀器的精度指標(biāo)，即每千米測量中的偶然誤差（以mm為單位）。目前常用的水準(zhǔn)儀從構(gòu)造上可分為兩大類：利用水準(zhǔn)管來獲得水平視線的“微傾式水準(zhǔn)儀”和利用補(bǔ)償器來獲得水平視線的“自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀”。此外，還有一種新型的水準(zhǔn)儀——“電子水準(zhǔn)儀”，它配合條形碼標(biāo)尺，利用數(shù)字化圖像處理的方法，可自動(dòng)顯示高程和距離，使水準(zhǔn)測量實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。

（1）DS3微傾式水準(zhǔn)儀

1.儀器介紹

圖2-3DS

微傾式水準(zhǔn)儀

3

1-物鏡：2-目鏡；3-調(diào)焦螺旋；4-管水準(zhǔn)器；5-圓水準(zhǔn)器；

6-腳螺旋；7-制動(dòng)螺旋；8-微動(dòng)螺旋；9-微傾螺旋；10-基座

2.DS3微傾式水準(zhǔn)儀的使用

（1）安置水準(zhǔn)儀

在測站上松開架腿的蝶形螺旋，按需要調(diào)整架腿的長度，將螺旋擰緊。將三腳架開，使架頭大致水平，并將架腳的腳尖踩入土中。然后把水準(zhǔn)儀從箱中取出，將其固連在三腳架上。

（2）認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀

指出儀器各部件的名稱，了解其作用并熟悉其使用方法；同時(shí)弄清水準(zhǔn)尺的分劃與注記。

（3）粗略整平水準(zhǔn)儀

按“左手拇指規(guī)則”，先用雙手同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)一對(duì)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡移至中間，再轉(zhuǎn)動(dòng)另一只腳螺旋使氣泡居中。通常需反復(fù)進(jìn)行。

（4）瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺

瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的步驟是：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰；松開水平制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，通過望遠(yuǎn)鏡上的缺口和準(zhǔn)星初步瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，固定水平制動(dòng)螺旋；轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋，使水準(zhǔn)尺分劃清晰；旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)尺影像的一側(cè)靠近于十字絲豎絲（便于檢查水準(zhǔn)尺是否豎直）；眼睛略作上下移動(dòng)，檢查十字絲與水準(zhǔn)尺分劃像之間是否有相對(duì)移動(dòng)（視差）；如果存在視差，則重新進(jìn)行目鏡與物鏡對(duì)光，消除視差。

（5）精確整平水準(zhǔn)儀

轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)器氣泡兩端的像吻合。注意微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向與符合水準(zhǔn)管左側(cè)氣泡移動(dòng)方向的一致性。

（6）讀數(shù)

用十字絲中絲在水準(zhǔn)尺上讀取4位讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)，先估讀毫米數(shù)，然后按米、分米、厘米及毫米一次讀出。

（2）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別在于：自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒有水準(zhǔn)管和微傾螺旋，而是在望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中裝置了補(bǔ)償器。

1．視線自動(dòng)安平的原理

當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后，視準(zhǔn)軸仍存在一個(gè)微小傾角α，在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器，使通過物鏡光心的水平光線經(jīng)過補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角，仍能通過十字絲交點(diǎn)，這樣十字絲交點(diǎn)上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，即為視線水平時(shí)應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。

由于無需精平，這樣不僅可以縮短水準(zhǔn)測量的觀測時(shí)間，而且對(duì)于施工場地地面的微小震動(dòng)、松軟土地的儀器下沉以及大風(fēng)吹刮等原因，引起的視線微小傾斜，能迅速自動(dòng)安平儀器，從而提高了水準(zhǔn)測量的觀測精度。

2．自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用方法較微傾式水準(zhǔn)儀簡便。安置儀器后，只需用腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，完成儀器的錯(cuò)略整平，即可用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺直接讀數(shù)。由于補(bǔ)償器有一定的補(bǔ)償圍，所以使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)，要防止補(bǔ)償器貼靠周圍的部件，保證其處于自由懸掛狀態(tài)。有的儀器在目鏡旁有一按鈕，它可以直接觸動(dòng)補(bǔ)償器。讀數(shù)前可輕按此按鈕，以檢查補(bǔ)償器是否處于正常工作狀態(tài)，也可以消除補(bǔ)償器輕微的貼靠現(xiàn)象。如果每次觸動(dòng)按鈕后，水準(zhǔn)尺讀數(shù)變動(dòng)后又能恢復(fù)原有讀數(shù)，則表示工作正常。如果儀器上沒有這種檢查按鈕，則可用腳螺旋使儀器數(shù)軸在視線方向稍作傾斜，若讀數(shù)不變則表示補(bǔ)償器工作正常。由于要確保補(bǔ)償器處于工作圍，使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)應(yīng)特別注意圓水準(zhǔn)器的氣泡居中。

2.3電子水準(zhǔn)儀簡介

電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點(diǎn)是：

（1）操作簡捷，自動(dòng)觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結(jié)果。

（2）整個(gè)觀測過程在幾秒鐘即可完成，從而大大減少觀測錯(cuò)誤和誤差。

（3）儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)入后處理，實(shí)現(xiàn)測量工作自動(dòng)化和流水線作業(yè)，大大提高功效。

1．電子水準(zhǔn)儀的觀測精度

電子水準(zhǔn)儀的觀測精度高，如瑞士徠卡公司開發(fā)的NA2000型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測得高差中

量鍵來操作。由目標(biāo)

30

使用方法：

應(yīng)使用配套的E型鋁制三腳架或?qū)捒蛉_架，或球頭鋁制三腳架。

1.伸縮三腳架三條腿到合適的長度，并擰緊腿部中間部分固定螺帽。

2.固緊三腳架頭上的六角螺母，使三腳架腿不致于太松。將三腳架安置在給定點(diǎn)上，開三腳架，使腿的間距約一米或腳架角能保證三腳架穩(wěn)定，先固定一個(gè)腳，再動(dòng)其他二個(gè)腳使水準(zhǔn)儀大致水平，如有必要可再伸縮三腳架腿的長度。

3.將三腳架腿踩入地面使其固定在地面上。

將儀器安裝到三腳架頭上

從儀器箱小心取出儀器并安置到三腳架頭上

1.將三腳架中心螺旋對(duì)準(zhǔn)儀器底座上的中心，然后旋緊腳架上的中心螺旋直到將儀器固定在三架頭上。

2.如果需要用水平度盤測定角度或設(shè)定一條線，則須用垂球?qū)x器精確地對(duì)中。

3.利用三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，即置平儀器，若使用球頭三腳架，則應(yīng)先輕輕松開腳架中心螺旋，然后將儀器圍繞三腳架頭頂部轉(zhuǎn)動(dòng)使圓水準(zhǔn)器泡居中，當(dāng)氣泡位于圈即可旋緊腳架上的固定螺母。

安置儀器在給定點(diǎn)上(對(duì)中)

當(dāng)儀器用于測角或定線，則該儀器必須用垂球精確安置在給定點(diǎn)上。

1.將垂球鉤掛在三腳架中心螺旋的垂球架上。

2.然后將垂球線掛到垂球上，用滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)線的長度使垂球位于合適的高度上。

3.如果儀器未對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn)，可將儀器移動(dòng)到該點(diǎn)上，而無須改變?nèi)_架腿與架頭之間的關(guān)系。首先將三腳架大致安置到給定點(diǎn)上，使垂球偏離該點(diǎn)約在lcm以，握住三腳架的兩條腿，相對(duì)于第三條腿進(jìn)行調(diào)節(jié)，使架頭水平、高度適當(dāng)，架腿開合適可觸及地面。

4.最后一邊觀察垂球和架頭一邊將每條架腿踩入地面。

5.略微松開三腳架中心螺旋，在架頭上輕輕移動(dòng)儀器，使垂球正好對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn)，然后將三腳架中心螺旋旋緊。

整平儀器

1.轉(zhuǎn)動(dòng)離圓水準(zhǔn)器最遠(yuǎn)的兩個(gè)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡位于和上述兩個(gè)腳螺旋中心連線的垂線上(如下圖

所示2.然后旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋，使氣泡居中

如果氣泡仍未嚴(yán)格居中，則應(yīng)從頭開始重復(fù)上述操作注:整平過程中不要觸動(dòng)望遠(yuǎn)鏡

調(diào)節(jié)目鏡

在測量操作之前，必須根據(jù)操作員的視力對(duì)望遠(yuǎn)鏡目

鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)

1.首先，按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)節(jié)環(huán)，此時(shí)十字絲可能

變得模糊不清。

2.然后，按順時(shí)針方向慢慢旋轉(zhuǎn)目鏡環(huán)，直到十字絲清晰

可見。

照準(zhǔn)與調(diào)焦

1.將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，觀察提手把上的粗瞄器，使三角形標(biāo)志的頂點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺(如圖所示)

2.其次，任意方向旋轉(zhuǎn)調(diào)焦螺旋直到看清標(biāo)尺。

3.最后，用水平微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)標(biāo)尺，詳情見