chapter 2 水准测量解析

Civil Engineering Surveying
§Chapter 2
Leveling 2.2 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器和工具有水准仪、水准尺和尺垫。 水准仪按精度高低可分为普通水准仪和精密水准仪，建筑
工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，D、S分别为 ‚大地测量‛和‚水准仪‛的汉语拼音第一个字母，数字3表
点的高程和高差，推算出另一个点的高程。
高差法
高差测量方法
视线高法(仪高法)
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2.2.1 高差法
前进方向
前视尺
由图中的几何关系可知
A,B间的高差为:
后视尺
水平视线 b B hAB HB
水准尺
尺垫(仅能用于‚转点‛ 上)
2.2.1 DS3水准仪的构造 水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分构成。 DS3水准仪的外形和各部件名称见下图。
1－准星 2－水准管 3－照门 4－目镜 5－圆水准 器 6－圆水准器校正螺丝 7－脚螺旋 8－三角底板 9 －水平制动螺旋 10－调焦螺旋 11－物镜 12－水平 微动螺旋 13－微倾螺旋
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第2章 水准测量
Contents
2.1 水准测量原理 2.2 水准测量的仪器和工具 2.3 水准测量的实施 2.4 水准测量的误差消减 2.5 三四等水准测量
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§Chapter 2
Leveling 2.1 水准测量原理
确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。
高程测量所用方法:水准测量、三角高程测量、气压高
程测量和GPS测量等。
工程建设中进行高程测量主要用水准测量的方法。
示该仪器精度，即每公里往返测量高差的中误差为±3mm。
水准仪按工作原理可分为微倾式光学水准仪,自动安平水准
仪,电子水准仪
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微倾式光学水准仪
自动安平水准仪
电子水准仪(数字水准仪)
1.望远镜 望远镜是构成水平视线、瞄准目 标和在水准尺上读数的主要部件。它主要由物 镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板等构成， 见图2-4。
1 6 5 4 3 2
C 7
C 8
1 －物镜 2－目镜 3 －十字丝分划板 4 －分划板护罩 5 － 对光透镜 6 －物镜对光螺旋 7 －分划板固定螺丝 8 －十字 丝
hAB a b
于是B点的高程HB为
Hi A
a
H B H A hAB
HA
大地水准面
图2－1
A——后视点；B——前视点 a——后视读数；b——前视读数
2.2.2 仪器高法
如右图示，A点高程HA
已知，现要求安置一次仪 器（即用一个测站）求出 待测点1、2、3的高程H1、 H2、H3。如何操作？
2.2.2水准尺和尺垫
水准尺有双面尺和塔尺两种 标准水准尺为一对双面尺， 其中: A尺和B尺黑面0－3m; A尺红面4.687－7.687m, B尺红面4.787－ 7.787m。 尺垫半球形顶部用来竖立水准尺，并标志转点 位置。
2.尺垫 如图，尺垫一般由生铁铸成，下部 有三个尖足点，可以踩入土中固定尺垫；中 部有突出的半球体， 作为临时转点的点位 标志供竖立水准尺用。 注：仅在转点上使用尺垫。
方法步骤： 1、可在待测点与已知高程大致中间位置安置水 准仪，精确整平仪器后后视A点得后视读数 a， 求出仪器视线高Hi；Hi=HA+a； 2、分别后视1、2、3待测高程点，得读数b1、 b2、b3，则三个待测高程点高程为： H1=Hi-b1 H2=Hi-b2 H3=Hi-b3
Hi=HA+a
HB=Hi-b
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§ Chapter 2
Leveling 2.1 水准测量原理
水准测量的原理——利用水准仪提供的一条水平
视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知
2.2.3 水准仪的使用
使用微倾水准仪的基本操作程序为：
1、安置仪器：高度书中，三点等边 2、粗略整平：用三个角螺旋使气泡居中（左手大拇指移 动方向为气泡移动方向） 3、瞄准水准尺： 目镜对光：十字丝清晰 物镜对光：物象清晰 消除视差：物象平面与十字丝平面没有重合而产生 相 对移动的现象。 反复调节物镜对光螺旋即可消除。 4、精确整平：转动微倾螺旋，使水准管气泡符合 5、读数：中横丝、四位数、毫米估读
（2）水准管（管水准器） 如图2-7所示，水准管的玻璃管内壁为圆弧，圆弧的中心点 称为水准管的零点。通过零点与圆弧相切的切线LL称为水准 管轴。 L
L1
L O L
L A
S
C B O
L1

2mm
图2－7
2 图2－8 水准管分化值 R 206265弧度转化为秒
3.基座 基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成 .
2.2.3 水准仪的使用
使用微倾水准仪的基本操作程序为安置仪器和粗略整 平（简称粗平）、调焦和照准、精确整平（简称精平） 和读数。 （1）安置水准仪和粗平
3.瞄准水准尺：首先转动目镜调焦螺旋使十字丝清 晰，转动望远镜瞄准水准尺，再转动物镜调焦螺 旋使目标清晰。注意消除视差。 什么是视差？ 产生的原因？如何消除？ 当眼睛在目镜端上下微微移动时，若 发现十字丝与目标像有相对运动，这 种现象称为视差。源自文库
图2－3
望远镜成像原理图
视准轴
2.水准器
圆水准器
粗略整平仪器
精确整平仪器
管水准器
（1）圆水准器 圆水准器装在仪器的基座 上，用来对水准仪进行粗略 整平。 圆水准器顶面的内表面是 一球面，其中央有一园圈， 圆圈的中心称为零点，通过 零点的球面法线称为圆水准 器轴L/L/，当圆水准器气泡 中心与零点重合时，表示气 泡居中，此时圆水准器轴处 于铅垂位置。