水准仪测量原理
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水准测量
水准测量原理
一、水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供的水平视线,借助于带有分划的水准尺,直接测定地面上两点间的高差,然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。 如图所示,在地面点A 、B 两点竖立水准尺,利用水准仪提供的水平视线,截取尺上的读书a 、b ,则A 、B 两点间的高差h AB 为:b a h AB -=
高差等于后视读数减去前视读数。
水准测量原理
二、计算未知点高程
1.高差法
高差法—直接利用高差计算未知点B 高程的方法。
测得A 、B 两点间高差h AB 后,如果已知A 点的高程H A ,
则B 点的高程H B 为:H B =H A +h AB
2.仪高法
仪高法—利用仪器视线高程H i 计算未知点B 点高程的方法。
如图所示,B 点高程也可以通过水准仪的视线高程H i 来计算,
即:
H i = H A +a
H B = H i - b
在施工测量中,有时安置一次仪器,需测定多个地面点的高程,采用仪高法就比较方便。
3.中间法
当欲测点B 离已知点A 较远,安置一次仪器就不可能测出它们的高差,这时,选择一条施测路线,在A 、B 之间加设一些转点,每相邻两点测一测站,求出它们的高差,则AB 的高差即为这些高差的总和。
转点:临时立尺点,作为传递高程的过渡点。(一般转点上均需使用尺垫) 测站:每安置一次仪器,称为一个测站。
对于精度较高的测量,必须将仪器置于前后视点之间大致等距离处B A D D ≈,利用地球曲率等距等影响B A h h ∆=∆的原则,使测站高差计算中自动消除曲率对前后视读数的影响,这种方法称为中间法,是精密测量中常用的方法。
2.2 水准仪和水准尺
仪器:水准仪 DS 3(D —大地测量,S —水准仪,下标05、1、3、10表示每公里往、返测得高差中数的偶然中误差值)。
工具:水准尺、尺垫。
水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。
1、望远镜
两大功能:提供一条找准目标的视准轴;看清不同距离的目标。
(1)物镜和目镜
1-物镜 2-目镜 3-调焦透镜 4-十字丝分划板 5-物镜对光螺旋 6-目镜对光螺旋
(2)十字丝分划板
是为了瞄准目标和读数用的
(3)视准轴
上丝
下丝
竖
丝
横丝 望远镜的十字丝
视准轴:十字丝交点与物镜光心的连线,用CC表示。
视准轴的延长线即为视线,水准测量就是在视准轴水平时,用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。
(4)水平制动螺旋和微动螺旋
控制望远镜水平转动。
2、水准器
(1)圆水准器
①作用:用于仪器的粗略整平;
②水准器的零点: 圆形分划圈的中心
③圆水准器轴:过零点的球面法线L′L′,称为圆水准器轴。
圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。
④分划值:气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值,称为圆水准器的分划值,一般为8′/2mm——10′/2mm,精度较低。
(2)管水准器
①作用:精确整平仪器
②水准管零点: 2mm分划线的对称中心
③水准管轴:通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。
④分划值:水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ。
水准管划愈小,水准管灵敏度愈高,用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20″,记作20″/2mm。
为了提高水准管气泡居中的精度,采用符合水准器。