建筑工程测量——水准测量

第二章 水准测量
第
二、水准尺和尺垫
二
1．水准尺
节
水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的。
常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。
水 准
（1）塔尺 如图a
测
（2）双面水准尺 如图b
量 的
尺长为3m，两根尺为一对。尺的双面均有刻划， 一面为黑面尺，另一面为红面尺 。黑面尺尺
仪 器
底均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m 开始，另一根从4.787m开始。
器 和
应当注意的是，自动安平水准仪的补偿范围是有限的，当视线倾斜 较大时，补偿器将会失灵。在使用前应对圆水准器进行检校。在使
工
用、携带和运输的过程中，要严禁剧烈震动，防止补偿器失灵。
量
器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。如 图2-8所示。气泡中心偏离零点
的
2mm时竖轴所倾斜的角值，称为
仪 器
圆水准器的分划值，一般为8′～ 10′，精度较低。
气泡
L′
圆水准器
和
3．基座
工
基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。它主要由
具
轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。
第二章 水准测量
第
第二节 水准测量的仪器和工具
二
节
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。
水
国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10等几种型号。工程测量一 般使用DS3级水准仪。
准
测
量
的
仪
器
DS3微倾式水准仪的构造
和
工 具
1—物镜； 2—物镜对光螺旋； 3—水平微动螺旋； 4—水平制动螺旋； 5—微倾螺 旋； 6—脚螺旋； 7—符合气泡观察镜； 8—水准管； 9—圆水准器； 10—圆水准 器校正螺丝； 11—目镜调焦螺旋； 12—准星； 13—缺口； 14—轴座
水 准
平，照准后不需要精平，然后借助自动补偿器自动地把视准轴置平，即可读 出视线水平时的读数。
测 量
使用自动安平水准仪不仅简化了操作，提高了速度，同时对由于水准仪整 置不当、地面有微小的震动或脚架的不规则下沉等原因的影响，也可以由 补偿器迅速调整而得到正确的读数，从而提高了观测的精度。
的
仪
其操作程序为：安置—粗平—照准—读数。
具
O L
管水准器 管水准器分划值
第二章 水准测量
第 二
（2）圆水准器
圆水准器装在水准仪基座上， 用于粗略整平。
L′
节
它是一个密封的玻璃圆盒，里面
有一圆形气泡。圆水准器顶面 的
水
玻璃内表面研磨成球面，球面的
准
正中刻有圆圈，其圆心称为圆水 准器的零点。过零点的球面法线
测
L′L′，称为圆水 准器轴。圆水准
它是一个密封的玻璃管，水准 管上一般刻有间隔为2mm的分 划线，分划线的中点O称为水
量 的
准管零点，通过零点与圆弧相 切的纵向切线LL称为水 准管 轴。水准管轴应平行于视准轴。
仪
水准管上2mm圆弧所对的圆心
器
角τ，称为水准管的分划值，水 准管分划愈小，水准管灵敏度
和
愈高，用其整平仪器的精度也
工
愈高。
在同一水平视线下，某点的读数越大则该点就越低，反之亦然。
第二章 水准测量
第
二、计算未知点高程
一 节
1．高差法 测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，则B点的高程HB为：
HB=HA+hAB （2-2）
水
这种直接利用高差计算未知点B高程的方法，称为高差法。
准
测
2．视线高法（也称仪高法）
第二章 水准测量
第一节 水准测量原理
第
一
测定地面点高程的工作，称为高程测量。
节 按所使用的仪器和施测方法的不同，高程测量可以分为：
水准测量
水
准
三角高程测量
测
气压高程测量和GPS高程测量
量
原
水准测量是精确测定地面点高程的一种主要方法，是高程测量中最精密、最常用 的方法。
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。
和
2．尺垫
工
尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方
具
有三个 脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的 半球体，水准尺立于半球顶面。尺垫仅在转点处
竖立水准尺时使用。
第二章 水准测量
三、自动安平水准仪
第பைடு நூலகம்
二 节
在建筑工程施工测量中，自动安平水准仪的应用也较为广泛。
自动安平水准仪是利用自动补偿器代替水准管，观测时只用圆水准器进行粗
工
具
（3）目镜对光螺旋和目镜 调节目镜对光螺旋可以使十字丝清晰并将成像在十字 丝分划板的物像边同十十字丝一起放大成虚像。于是观测者在看清十字丝的
同时又能清晰地照准目标。
第二章 水准测量
第
二
上丝
节
（4）十字丝分划板 是用来准确照 准目标和读数的。在中丝的
中丝
竖丝
水
上、下刻有两条对称的短 丝，称为视距丝，用于测量
第二章 水准测量
前进方向
第
一
a
b B
节
A
hAB
Hi
HB
水
HA
准
大地水准面
测
水准测量原理
量
原
如上图所示， A、B两点间高差hAB为
理
hAB=a - b （2-1）
设水准测量是由A向B进行的，则 A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数； B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。
高差等于后视读数减去前视读数。
准
仪器到目标的距离。
下丝
测
量
的
十字丝分划板
仪
器
和
（5）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线。视准轴的延长线就是我们通过望
工
远镜瞄准远处目标的视线。因此，当视准轴水平时，通过十字丝交点看
具
出去的视线就是水准测量原理中提到的水平视线。
第二章 水准测量
第
2．水准器
二
L
节
（1）管水准器
用于精确整平仪器。
水
准 测
第二章 水准测量
第
一 、DS3微倾式水准仪的构造
二
DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
节
1．望远镜
望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目
镜、对光透镜和十字丝分划板组成。
水
准
测
量
的
望远镜的构造示意图
仪 器
（1）物镜 使瞄准的物体成像。
和
（2）物镜对光螺旋和对光凹透镜 转动物镜对光螺旋可以使对光透镜沿视线方向 前后移动，从而使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝分划板平面上
量
如图2-1所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，即
原 理
Hi HB
= HA = Hi
+ -
a
b
（2-3）
这种利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法，称为视线高法。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，采用视线高法就
比较方便。
高差法与视线高法都是利用水准仪提供的水平视线测定地面点高程。 施测过程中，水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差并无影响。