4.5 高程控制测量

′ i′ =
若s=20.6m
i′′ =10∆
s
∆
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
注意： 测定i角过程中考虑到温度变化对i角的影响， 注意：1、测定i角过程中考虑到温度变化对i角的影响，所以
最好选在阴天测定。 最好选在阴天测定。 按上述方法测定i角时， 2、按上述方法测定i角时，若考虑到调焦透镜运行误差 对测定i角的影响，应使仪器距近尺的距离s=5--7m s=5--7m， 对测定i角的影响，应使仪器距近尺的距离s=5--7m，距远尺 的距离S=40--50m为宜，此时计算i角的公式如下： S=40--50m为宜 的距离S=40--50m为宜，此时计算i角的公式如下：
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 （2）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（重点） ）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（重点）
视准轴与水准轴必须满足相互平行这一重要条件， 视准轴与水准轴必须满足相互平行这一重要条件，但一般视 必须满足相互平行这一重要条件 准轴与水准轴既不在同一平面内，也不互相平行， 准轴与水准轴既不在同一平面内，也不互相平行，而是二条 空间直线，在垂直平面上投影的交角，称为i角误差， 空间直线，在垂直平面上投影的交角，称为i角误差，在水 平平面上投影的交角，称为φ角误差，也叫交叉误差 交叉误差. 平平面上投影的交角，称为φ角误差，也叫交叉误差.
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 (4)调焦透镜运行误差的测定 (4)调焦透镜运行误差的测定
计算高差
计算视线高
观测方法 观测各点对0点的高差。 ⑴在A观测各点对0点的高差。 一测回
往测 012345
→
返测 012345
←
共测4个测回。 共测4个测回。
往测12345
d g= L
g名 < 0.001mm
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
光学测微器隙动差的测定方法： 光学测微器隙动差的测定方法：比较旋进 测微螺旋和旋出测微螺旋照准特制分划尺上同 一分划线在测微器分划尺上的读数之差Δ（理 一分划线在测微器分划尺上的读数之差Δ 论上应该相等）， 不应超过2 ），Δ 论上应该相等），Δ不应超过2格。
∆1 = s1 K + δ ∆ 2 = s2 K + δ ∆ 3 = s3 K + δ ∆ 4 = s4 K + δ ∆ 5 = s5 K + δ
(13)
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
法方程式
由于 [∆] = 0 解得
[s ]K + 5δ = [∆]
K=
[s ]K + [s]δ = [s∆]
①i角误差检验与校正 角误差检验与校正
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
′′ 要求 i精密 ≤15′′ 。 校正在j 校正在 2测站上进 先求出A标尺 行，先求出 标尺 上的正确读数 a’2=a2－2∆，调节 ， 测微螺旋和倾斜螺 使水准标尺A ′ ′ ′ h1 = a1 − b1 = (a1 − ∆) − (b1 − 2∆) = a1 − b1 + ∆ = h1 + ∆ 旋，使水准标尺 上的读数为a’ 上的读数为 2，此 h′2 = a′2 − b′2 = (a2 − 2∆) − (b2 − ∆) = a2 − b2 − ∆ = h2 − ∆ 时气泡影象不重合， 时气泡影象不重合， 再校正气泡两端校 Qh ′ = h2′ ∆ = 1 (h2 − h1 ) 1 正螺旋使其符合。 正螺旋使其符合。 2 ′ ρ′ ∆ = i′′s / ρ′′
L = l − (4f )
2 2
2
2
8f L =l − 3l 2 8f ∆l = l − L = 3l
如L=3m,f=4mm,▲l=0.014mm ▲
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 ②水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定 平均米真长偏差f(mm/m)，f=平均每米真长 ， 平均每米真长 平均每米真长-1m 平均米真长偏差 当一对水准标尺的平均米真长偏差大于0.02mm， ， 当一对水准标尺的平均米真长偏差大于 则应对水准测量的观测高差施加每米真长改正δ， 则应对水准测量的观测高差施加每米真长改正 ， 则改正后的高差h′=h+ δ=h+fh 则改正后的高差
→
⑵在0点观测各点
返测12345
←
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
计算各点对于0点的高差Hi(i=1,2,3,4,5) Hi(i=1,2,3,4,5)： ⑴计算各点对于0点的高差Hi(i=1,2,3,4,5)： Hi=L0-Li 计算0点仪器视线高度hi hi： ⑵计算0点仪器视线高度hi： hi=Hi+Mi 1 5 计算0点仪器视线的平均高度h ⑶计算0点仪器视线的平均高度hm ： hm = ∑ hi h1 = h2 = L = hm 5 1 如果视准轴与水准轴不平行，而存在i 则各hi hi与 不等， 如果视准轴与水准轴不平行，而存在i角，则各hi与hm不等， 其差数Δi=hi hm； Δi=hi其差数Δi=hi-hm； 如果调焦透镜运行正确， Δi将由两部份误差影响组成 一是i 将由两部份误差影响组成： 如果调焦透镜运行正确，则Δi将由两部份误差影响组成：一是i角的影 当距离为si si时 其误差为s tgi或siK； 响，当距离为si时，其误差为sitgi或siK；另一部是观测误差和其它 误差的影响δ 误差的影响δ。 对于各点可列出下列方程式
∆h+ β = h+ β − h ∆h− β = h− β − h
∆h− β ∆α 4 = ρ ′′ Dβ ′
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
2.精密水准尺的检验 精密水准尺的检验 ①水准标尺分划面弯曲差的测定 ②水准标尺名义米长及分划偶然中误差的测定 ③一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定
50m
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 (3) 倾斜螺旋隙动差和分划值的测定 倾斜螺旋分划值：室内进行，在距离D处竖立水准标尺， 倾斜螺旋分划值：室内进行，在距离D处竖立水准标尺， 气泡符合，旋转倾斜螺旋，当水准标尺上读数由L1移至L5 L1移至L5之 气泡符合，旋转倾斜螺旋，当水准标尺上读数由L1移至L5之 间的距离为Δl时倾斜螺旋转了Δg Δl时倾斜螺旋转了Δg格 间的距离为Δl时倾斜螺旋转了Δg格，
∆ i= ρ″−1.61×10−5 (sB + sA) sB − sA 1 1 ∆ = ( h2 − h ) = [(a2 − b2 ) − (a1 −b )] 1 1 2 2
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 ②φ角误差的检验与校正 角误差的检验与校正
检验方法：整平仪器后使仪器绕视准轴左右倾斜 周），根据水准气泡 检验方法：整平仪器后使仪器绕视准轴左右倾斜(2周），根据水准气泡 移动的方向和大小来判断是否有交叉误差存在。 移动的方向和大小来判断是否有交叉误差存在。 若气泡现两端保持符合，则无 角误差和交叉误差 角误差和交叉误差； 若气泡现两端保持符合，则无i角误差和交叉误差； 若同向离开相同距离，则表示有 角误差无交叉误差 若同向离开相同距离，则表示有i角误差无交叉误差 若同向离开距离不相同，则表示有 角误差大于交叉误差 若同向离开距离不相同，则表示有i角误差大于交叉误差 若两端异向离开，则表示交叉误差大于i角误差，异向离开大于 角误差， 若两端异向离开，则表示交叉误差大于 角误差 异向离开大于2cm， ， 必须进行校正 。
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
1.精密水准仪的检验 1.精密水准仪的检验
（1）光学测微器隙动差和分划值的测定（了解） ）光学测微器隙动差和分划值的测定（了解） （2）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（重点） ）视准轴与水准轴相互关系的检验与校正（重点）
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 （1）光学测微器隙动差和分划值的测定（了解） ）光学测微器隙动差和分划值的测定（了解） 光学测微器分划值：利用一根分划值经过精密检定的特 光学测微器分划值： 制分划尺和测微器分划尺进行比较求得。 制分划尺和测微器分划尺进行比较求得。 方法：将特制分划尺竖立在与仪器等高的一定距离处， 方法：将特制分划尺竖立在与仪器等高的一定距离处， 旋转测微螺旋， 旋转测微螺旋，使楔形丝先后对准特制分划尺上两相邻的 分划线，这时测微器分划尺移动了L 分划线，这时测微器分划尺移动了L格，若特制分划尺分划 线间隔值为d，则测得的测微器分划尺一个分格值为g，则 线间隔值为d 则测得的测微器分划尺一个分格值为g 有：
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 (5)自动安平水准仪补偿误差的测定 (5)自动安平水准仪补偿误差的测定
消除系统误差：定人法整平圆水准器。（奇数站照准后视， 偶数站照准前视整平） 。补偿误差的检验是通过比较的方法 进行的。 ∆h+α = h+α − h ∆h+α ∆α1 = ρ ′′ Dα ′ 补偿误差以 ∆h−α = h−α − h 分为单位。 分为单位。 ............
2
δ =
[s ]
5 s − [s ] [s ][s∆ ]
2 2
[பைடு நூலகம்]
5[s∆ ]
2
=
[s∆ ]
1000
−5s
[ ]
2
= −30 K
将K，δ代入(13)得，而调焦透镜运行误差
vi = ∆ i − ∆ ′ = ∆ i + (30 − s i ) K i
0.5mm(用于一二等仪器) 规范规定任一 vi ≤ 1mm(用于三四等仪器)
∆l 而倾斜螺旋一个分格的值μ 而倾斜螺旋一个分格的值μ为 µ = = ρ ∆g ∆gD
∆l α ′′ = ρ ′′ D
α
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验
倾斜螺旋旋进和旋出在分划鼓上的读书之 为倾斜螺旋的隙动差 隙动差， 差，为倾斜螺旋的隙动差，用以判断倾斜螺旋 效用的正确性。水准规范规定，倾斜螺旋隙动 效用的正确性。水准规范规定，倾斜螺旋隙动 对于一、二等精密水准测量应小于2.0 2.0“。 差对于一、二等精密水准测量应小于2.0 。作 业中应严格的只用旋进 只用旋进。 业中应严格的只用旋进。 检验的时候分划值和隙动差同时进行， 检验的时候分划值和隙动差同时进行， 由于上述方法不太可靠， 由于上述方法不太可靠，用于跨越障碍物水 准测量的仪器规范中有专门的检测仪进行。 准测量的仪器规范中有专门的检测仪进行。
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 ①水准标尺分划面弯曲差的测定 尺面如有弯曲，观测时将使读数偏大，该误差呈系统性。 尺面如有弯曲，观测时将使读数偏大，该误差呈系统性。 如图：弯曲的尺长l伸直可认为BC 而正确的长度L BC， 如图：弯曲的尺长l伸直可认为BC，而正确的长度L。
分划偶然中误差
5.5精密水准仪和水准标尺的检验 5.5精密水准仪和水准标尺的检验 ③一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定 的精密因瓦水准尺， 如：对于分格值为10mm的精密因瓦水准尺，如果从 对于分格值为 的精密因瓦水准尺 底面至第一分划线的中线的距离不是1dm，其差数就 底面至第一分划线的中线的距离不是 ， 叫零点误差。两支水准标尺的零点误差之差， 叫零点误差。两支水准标尺的零点误差之差，叫做一 对水准标尺的零点不等差。 对水准标尺的零点不等差。 其对高差的影响可通过布设偶数站来消除。 其对高差的影响可通过布设偶数站来消除。 偶数站来消除 基辅分划读数差的测定：同一视线高度， 基辅分划读数差的测定：同一视线高度，水准尺上的基 本分划与辅助分划的读数差，称为基辅差或尺常数。 本分划与辅助分划的读数差，称为基辅差或尺常数。
第五章 高程控制测量 5.5 精密水准仪和水准尺的检验
5.5 精密水准仪和水准尺的检验 作业前应检验的项目： 作业前应检验的项目： ⑴水准仪的检视 ⑵概略水准器的检校 ⑶光学测微器隙动差和分划值的测定 ⑷气泡式水准仪交叉误差的测定 气泡式水准仪i ⑸气泡式水准仪i角检校 双摆位自动安平水准仪摆差2C 2C的测定 ⑹双摆位自动安平水准仪摆差2C的测定 新构仪器，望远镜调焦透镜运行误差的测定； 新构仪器，望远镜调焦透镜运行误差的测定；倾斜螺 旋隙动差、分划误差和分划值的测定； 旋隙动差、分划误差和分划值的测定；自动安平仪器补偿 误差和磁致（磁性感应）误差的测定。 误差和磁致（磁性感应）误差的测定。