工程测量讲义学习

测量

学习内容：

1、水准仪及水准尺的认识

2、水准仪的校核，维护及使用中注意事项

3、水准仪测量读数、记录及计算

4、渠道纵、断面测量及施工放样

5、水准仪其它功能

第一章水准仪及水准测量

高程是确定地面点位置的一个要素。高程测量的方法有水准测量，水准测量是精密测定高程的主要方法。

第一节、水准测量原理

首先介绍下测量的原理

水准测量是利用能提供水平视线的仪器，确定地面两点间的高差，推算高程的一种方法，而高程又是确定地面点位置的一个要素。（其它两个是水平角、水平距离）如图1：

A

A

Hi

b Hb

Ha

B

已知A点高程是HA，测定B点的高程HB，在A、B两点竖立水准尺，利用水平视线读出工A点读数为a,B点读数b, A、B两点高差:

H ab=a－b

测量是从A点开始，向未知方向B点进行，即A点为后视点，B点为前视点，a 为后视读数，b点为前视读数，Hab 未知点B对已知A的高差，总是等于后视读数减去前视读数。

H B＝HA＋h=HA＋a-b

而HA＋a正好是仪器水平视线Hi

HB=Hi－b

反之：如果B点高程已知，B点为前视点。

当水准仪在一个测站上不移动时，它的视线Hi始终是一个常数，因此可以利用它测定和计算许多立尺点的高程。记录和计算方法

在后面共同学习。

当a －b 〉0时，说明B点高于A点，相反则B点低于A点。由于水准仪本身放大倍数有限，这种水准测量只能测出地面上相距二、三百米的高程。如果测定的点较远，或者高差很大，就需要在两点之间设多个立尺点，架多次仪器，把两点分成若干段，逐段测出高差，这样的测量叫连续测量，用同样方法计算出高程。

连续测量时，中间的点在相邻两测站上都进行读数，前一站上是前视读数，后一站上是后视读数，把中间点叫转点，用TP表示，即： TP1、TP2 ……

A

B TP1TP2

TP3

如果由于疏忽，缺了一个转点读数，测量结果就会脱节。读错一个转点读数，高差就会传递下去，所以测量结果是错误的，因此在连续水准测量当中，转点读数是非常重要的，不能漏读，也不能错读。

第二节、水准仪及水准尺的认识

一、水准仪

水准仪的主要作用是提供水平视线，来测定地面上各点间的高差。

我国对水准仪按其精度从高到低分为DS05、DS1、DS3和DS10四个等级，DS05和DS1用于精密测量，DS3和DS10型用于普通水准测量.自动安平水准仪是用光学原理，装置一个补偿器，从而提高测量速度。

尽管种类多，外型不相同，水准仪都是由望远镜，水准器，基座三部分组成。

我们主要学习DS3型水准仪，它是目前常用的一种水准仪。

仪器通过基座与三脚架连接，支撑在三角架上，基座装有三个脚螺旋，用于粗略整平。望远镜旁装有一个管伏水准器，转动望远镜微动螺旋，可以使望远镜上下俯仰，此时水准管中气泡居中，此时视线水平。仪器水平方向转动，是由水平制动螺旋和微倾螺旋

（一）望远镜

望远镜是提供水平视线和进行读数的设备，它是由物镜、十字丝、目镜三部分组成。

物镜装在物镜筒的前面，它的作用是使被观测的目标构成倒立的实像于十字平面上，目镜装在目镜筒的后面，用它

来放大十字丝平面上的成像。十字丝装在十字丝筒内的十字丝环上，用来精确地对准目标。

望远镜在水平方向转动，是用制动螺旋和微动螺旋来控制的。松开制动螺旋，望远镜可以在水平方向任意转动。拧紧制动螺旋，望远镜就不能再转动了，如果这时还需要使望远镜向左或向右作一些微小的转动，可以稍稍旋转微动螺旋。只有当制动螺旋拧紧后，旋转微动螺旋才能起左右微动作用。

由于观测的目标有远有近，所以要进行物镜的光，使目标的成像变得非常清楚，这时目标的成像正好落在十字丝平面上。由于观测员的视力不一致，所以还要进行目镜的对光，转动目镱调节螺旋可以使十字丝变得非常清晰。经过以上两项对光，我们从目镱中就能同时清晰地看到目标的成像和十字丝。

十字丝是用来瞄准目标和读数的，它的形式一般如图所示：

上丝

横丝

横丝

下丝

十字丝纵丝和横丝的交点与望远镜物镜光心的连线称为望远镜视准轴，也就是望远镱瞄准目标和读数的视线。

除了互相垂直的纵丝和横丝外，在横丝上下等距处，还有两根短的横丝，这两根横丝是专门用来测定距离的，所以称为视距丝。

望远镜的物镜和目镜虽然都进行了对光，但是有时当观员的眼睛在目镜上下移动时，十字丝交点所对目标的部位也随着变动，这种现象称为视差。视差的存在影响水准测量读数的正确，所以必须消除这种现象。造成视差的原因，是由于观测员没有做好物镜的对光工作，也就是目标的成像没有真正落在十字丝的平面上。所以，消除视差的方法就是要反复、仔细地进行物镜和目镜的对光，直至当眼睛在目镜上下晃动时，十字丝的交点始终是对准目标的同一部位，而没有错动的现象。

（二）水准器

水准器在测量仪器上的作用是使仪器的竖轴处于竖直位置和使视线处于水平位置。水准器分管水准器和圆水准器两种，圆水准器是用来粗略置平仪器的，而管水准器则是可以精确地置平仪器。

1.圆水准器

圆水准器是一个玻璃盒，内表面是球形，水准轴平行于仪器竖轴。圆水准器精度较低，主要用于仪器粗略整平。

2、水准管

管水准器又称水准管，它是用玻璃管制成的。将管的内壁磨成半径的圆弧（半径可以从2㎝到200m）。

水准仪的水准管轴与望远镜视轴是平行的，故当水准管气泡居中，水准管轴水平时，望远镜视准轴（视线）也就水平了。

二、水准尺

水准尺是用干燥和伸缩性小的木材或合金制成的标尺，它可供读出地面点到水准仪水平视线之间的垂直距离。水准尺的长度一般是3 m到5m.现在常用铝合金塔尺。塔尺正面每一米用不同颜色区分开，并用圆点表示长度。每10㎝标有刻度，每㎝用黑白相间的颜色的小格区分。见图。