二等水准测量

沉降观测(二等水准测量)实训

一、目的

1、通过一条水准环线的施测，掌握二等精密水准测量的观

测和记录，使所学知识得到一次实际的应用。

２、熟悉精密水准测量的作业组织和一般作业规程。

二、要求

１、熟悉D S1型水准仪的构造及使用方法,铟瓦尺的读数方法及掌握测量过程中的技术要领;

２、掌握计算环线闭和差。

三、仪器及工具

D S1型精密水准仪一台，铟瓦水准尺一对，尺垫一副，扶杆四根，50m皮尺一把，记录板一块，自备铅笔，小刀和记录手薄。

1、精密水准仪的构造

精密水准仪主要用于国家一、二等水准测量和高精度的工程测量中，例如建筑物沉降观测，大型精密设备安装等测量工作。

精密水准仪的构造与D S3水准仪基本相同，也是由望远镜、水准器和基座三部分组成。其不同之点是：水准管分划值较小，一般为10"/2m m；望远镜放大率较大，一般不小于40倍；望远镜的亮度好，仪器结构稳定，受温度的变化影响小等。

为了提高读数精度，精密水准仪设有光学测微器，如

所示是其工作原理示意图，它由平行玻璃板、传动杆、测微轮和测微尺等部件组成。平行玻璃板装置在望远镜物镜前，其旋转轴与平行玻璃板的两个平面相平行，并与望远镜的视准轴成正交。平行玻璃板通过传动杆与测微尺相连。测微尺上有100个分格，它与水准尺上一个分格（1c m或5m m）相对应，所以测微时能直接读到0.1m m（或0.05m m）。当平行玻璃板与视线正交时，视线将不受平行玻璃板的影响，对准水准尺上B 处，读数为146（c m）+a。转动测微带动传动杆，使平行玻璃板绕旋转轴俯仰一个小角，这时视线不再与平行玻璃板面垂直，而受平等玻璃板折射的影响，使得视线上下平移。当视线

下移对准水准尺上146c m分划时，从测微分划尺上可读出a 的数值。

如所示是我国北京测绘仪器厂生产的D S1级水准仪，光学测微器最小读数为0.05m m。

2、精密水准尺的构造

精密水准仪必须配有精密水准尺。这种水准尺一般都是在木质尺身的槽内，引张一根因瓦合金带。在带上标有刻划，数字注在木尺上。精密水准尺的分划值有1c m如图（a）和0.5c m 如图（b）两种,D S1级水准仪配套用的精密水准尺，为0.5c m 分划，该尺只有基本分划而无辅助分划。

左面一排分划为奇数值，右面一排分划为偶数值；右边注记为米数，左边注记为分米数。小三角形表示半分米处，长三角形表示分米的起始线。厘米分划的实际间隔为5m m，尺面值为实际长度的两倍；所以，用此水准尺观测高差时，须除以2才是实际高差值。

四、精密水准仪的使用方法

水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。

一、安置水准仪

打开三脚架并使高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架头上。

二、粗略整平

粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。

三、瞄准水准尺

首先进行目镜对光，即把望远镜对着明亮的背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察；转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。

当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。消除的方法是重新仔细地进行物镜对光，直到眼睛上下移动，读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。

四、精平与读数

眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时，即可用十字丝的中丝在尺上读数。现在的水准仪多采用倒像望远镜，因此读数时应从小往大，即从上往下读。先估读毫米数，然后报出全部读数。精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，却把两项操作视为一个整体；即精平后再读数，读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样，才能取得准确的读数。

精密水准仪的操作方法与一般水准仪基本相同，不同之处是用光学测微器测出不足一个分格的数值。即在仪器精确整平（用微倾螺旋使目镜视场左面的符合水准气泡半像吻合）后，十字丝横丝往往不恰好对准水准尺上某一整分划线，这时就要转动测微轮使视线上、下平行移动使十字丝的楔形丝正好夹住一个整分划线，如

所示，被夹住的分划线读数为1.97m。视线在对准整分划过程中平移的距离显示在目镜右下方的测微尺读数窗内，读数为1.50m m。所以水准尺的全读数为1.97+0.0015=1.9715m，而其实际读数是全读数除以2，即0.98575m。

五、观测时间及气象条件

水准观测应在标尺分化线成像清析而稳定时进行。下列情况下不应进行观测：

a)日出后及日落前30m i n内；

b)太阳中天前后各约2h内（可根据地区、季节及气候情况，适当增减，最短间歇时间不短于2h）；

c)标尺分划线影像剧烈跳动时；

d)气温突变时；

e)风力过大而使标尺及仪器不能稳定时。

六、实习步骤

１、人员组成

精密水准观测组由6－7人组成，具体分工是：观测一人，记录一人，扶尺二人，量距二人。

２、限差及作业规定

（１）、视线高度不得低于0.5m，视线长度一般取不大于50m，前后视距差应小于1m。测段距离累积差小于3m。

（２）、一测段的测站数布置成偶数，仪器和前后标尺应尽量在一条直线上。

（３）、观测时要注意消除视差，气泡严格居中，各种螺旋均应旋进方向终止。

（４）、视距读至1m m，基辅分划读至0.1m m，基辅高差之差≤0.6m m。

（５）、上丝与下丝的平均值与中丝基本分划之差，对于

0.5c m刻划标尺应≤1.5m m，对于 1.0c m刻划标尺应≤

3.0m m。

（６）、各项记录正确整齐，清晰，严禁涂改。原始读数的米、分米值有错时，可以整齐地划去，现场更正，但厘米及其以下读数一律不得更改，如有读错记错，必须重测，严禁涂改。

（７）、每一站上的记录、计算待检查全部合格后才可迁站。