水准仪测量课件.ppt
BG,1,水准仪及水准测量,BG,2,水准测量的目的：通过测量地面上两点之间的高差h，根据已知点的高程求算未知点的高程。,BG,3,2.1水准测量的原理,BG,4,一、 水准测量原理： 水准测量是利用水准仪所提供的水平视线测定两点间高差的一种方法。,BG,5,二、 水准测量的有关专业术语：注：水准测量具有方向性，若测AB之间的高差，一定是从A侧到B。（1）后视点A，前视点B（2）后视读数a，前视读数b（3）视线高程Hi（4）测站：安置仪器的地方称为测站。,BG,6,2.2水准仪的基本构造及使用,BG,7,水准测量的仪器为：水准仪，工具有：水准尺和尺垫。我国生产的水准仪有很多种，我们只介绍DS3型微倾水准仪，也是比较常用的一种水准仪，其中D和S分别是大地测量和水准仪的汉语拼音的第一个字母，下标3表示仪器的精度等级，数字越小，精度越高。,BG,8,一、 DS3型微倾水准仪的构造：水准仪由望远镜、水准器、基座三部分构成1、望远镜：作用：瞄准水准尺，并对水准尺进行读数。构成：物镜、对光透镜、物镜对光螺旋、十字丝分划板、目镜、目镜对光螺旋视准轴：十字丝交点和物镜光心的连线，称为视准轴。,BG,9,物镜：由一组透镜组组成 作用：把远处目标的像反映到望远镜的镜筒内。目镜：也是由一组透镜组成 作用：是将物镜所成的实像放大成为虚像，DS3型微倾水准仪放大率一般不小于28倍。十字丝分划板：是安装在目镜筒内的一块平板玻璃，上面刻有两条垂直的长丝，称为十字丝，分别叫做竖丝、横丝（也叫中丝），水准仪读数一般为中丝读数。在中丝的上下还刻有两条对称的短丝，称为视距丝，作用可以读取距离。对光透镜和物镜对光螺旋：两者的主要作用是通过调节物镜对光螺旋从而使对光透镜移动，从而使目标的像落在十字丝分划板上。,BG,10,一、 DS3型微倾水准仪的构造：水准仪由望远镜、水准器、基座三部分构成。2、水准器：水准器是水准仪上一个重要部件，主要是用来整平仪器和视准轴是否处于水平位置。水准器有圆水准器和管水准器两种。,BG,11,（1）圆水准器：a构造：圆水准器是一个密封的玻璃圆盒，盒内装有乙醇和乙醚的混合液，加热熔封而成，冷却后留有圆形气泡。b圆水准器零点：圆水准器的对称中心，称为圆水准器零点。c圆水准器轴：过零点的球面法线称为圆水准器轴。作用：圆水准器气泡居中是仪器粗略整平的标志。,BG,12,（2）管水准器：a构造：是一个玻璃管，内壁磨成具有一定半径的圆弧，管内装有乙醇和乙醚的混合液，加热熔封而成，冷却后留有气泡。b管水准器零点：管水准器上表面的对称中心，称为管水准器零点。c管水准器轴：过零点的球面切线，称为管水准器轴。d符合水准器：在管水准器上安装有一组棱镜，通过棱镜的反射，将气泡两端的影像同时反映到目镜旁的观察窗内，若两端的影像符合时，则表示气泡居中，反之，则不居中，这种设有棱镜组的水准器，称为符合水准器。作用：符合水准器气泡居中是仪器精确整平的标志。,BG,13,一、 DS3型微倾水准仪的构造：水准仪由望远镜、水准器、基座三部分构成。3、基座：基座由轴座、脚螺旋、连接板组成。仪器上部通过竖轴插入轴座内，脚螺旋用来调节圆水准器使圆气泡居中。整个仪器通过连接板连接螺旋与三脚架相连接。,BG,14,一、 DS3型微倾水准仪的构造：4、水准仪上各种螺旋的名称及其作用： 共有六种螺旋，分别是物镜对光螺旋：使远处目标的像清晰。目镜对光螺旋：使十字丝清晰。脚螺旋：使圆水准器气泡居中。制动螺旋：固定或松开望远镜。微动螺旋：使望远镜左右微微摆动。微倾螺旋：使管水准器气泡居中。,BG,15,二、水准尺 ：水准尺有塔尺和双面尺两种。用优质的木材、铝合金或玻璃钢制成。1、塔尺：用优质木材制成，由两或三节套接而成，尺的底部为零点，尺上刻有黑白相间的分划，每分划为1厘米。2、双面尺：又称红黑面尺，尺长3米，两根为一对，尺子两面均有分划，黑面分划为基本分划，底部起点为零，红面分划为辅助分划，底部起点不为零。,BG,16,三、水准仪的使用 ：主要讲使用步骤：共分五步 。安置仪器粗略整平瞄准水准尺精确整平读数,BG,17,三、水准仪的使用 ：1、安置仪器：把水准仪安置在脚架上并拧紧连接螺旋。三点要求：（1）要双手抱仪器（2）脚架高度要适中（3）架台要大致水平,BG,18,三、水准仪的使用 ：2、粗略整平：（1）概念：调节脚螺旋，使圆水准器气泡居中。（2）方法：记住一句话，气泡移动方向始终与转动脚螺旋的左手大拇指移动方向一致。,BG,19,三、水准仪的使用 ：3、瞄准水准尺：（1）目镜对光：转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。（2）初步瞄准：松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜上的准星、照门瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋。（3）物镜对光：转动物镜对光螺旋，使水准尺成像清晰。（4）精确瞄准：转动微动螺旋，使水准尺影像处在视场中央。（5）消除视差：,BG,20,视差：物镜对光后，眼睛在目镜端上下微微地移动，若发现十字丝和水准尺影像有相对移动的现象，则称为视差。产生原因：水准尺没用恰好成像于十字丝分划板上。消除方法：反复调节目镜和物镜对光螺旋，直至视差消除。,BG,21,三、水准仪的使用 ：4、精确整平：调节微倾螺旋，是管水准器气泡居中，即豆芽瓣重合。5、读数：读取中丝读数。要求：直接读出米、分米、厘米、估计到毫米。,BG,22,2.3水准测量一般方法及计算,BG,23,一、水准点：1、定义：用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点，有BM表示。2、种类：永久性水准点和临时性水准点两种。,BG,24,二、水准测量的施测方法：利用转点进行测量，但测量结果不一定正确。,BG,25,三、水准测量的实施路线：1、符合水准路线2、闭合水准路线3、支水准路线,BG,26,四、水准测量的检核方法 ：1、计算校核2、测站检核：在同一测站测得的结果是否一致，称为测站检核。常用的有两种方法。 （1）双仪器高法：对于普通水准测量，两次测得高差之差的绝对值应小于6mm. （2）双面尺法：3、成果检核：计算检核只能发现计算是否有误，测站检核只能检验一个测站上是否存在错误或误差是否超限，但对于一条水准路线来说，测站检核不足以说明测量全过程的精度是否符合要求：如仪器本身误差。只有通过成果检核才能知道。 （1）符合水准路线： （2）闭合水准路线：,BG,27,五、水准测量的内业计算 ：包括闭合水准路线的计算和符合水准路线的计算 ：计算过程：（1）列表，把已知数据填入表中；（2）计算高差闭合差fh，对于闭合水准路线，fh=h测对于符合水准路线，fh=h测h理（3）计算高差容许闭合差fh容 fh容=12n fh容=40L 若fhfh容，说明测量结果符合要求。（4）调整高差闭合差： 调整原则：将闭合差以相反的符号，按与测站数或距离成正比的原则分配到各段中去。(5)计算改正后的高差：实测高差改正数(6)计算待定点的高程。,BG,28,六、例题 ：某一符合水准路线AB，A点的高程HA=50.766m，B点的高程HB=49.224m，AB之间共设置3个转点，把AB分成四段，A1点之间的高差h1=0.474m，路线长度为1.2km；12点之间的高差h2=0.212m，路线长度为0.8km；23点之间的高差h 3=.351m，路线长度为1.0km；3B点之间的高差h 4=0.952m，路线长度为2.0km；试对该符合水准路线进行成果计算。（直接填表）,BG,29,2.4水准仪的检验方法,BG,30,一、水准仪在使用之前应进行一般性检查 ：望远镜成像是否清晰制动螺旋、微动螺旋、微倾螺旋和对光螺旋是否有效脚螺旋是否灵活脚架固定螺旋是否可靠,BG,31,二、水准仪应满足的几何条件 ：圆水准器轴应平行于仪器竖轴；视准轴应平行于水准管轴十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴,BG,32,三、水准仪的检验方法：圆水准器轴应平行于仪器竖轴的检验方法：转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，然后将仪器转动180，若气泡仍然居中，则此条件满足，否则需进行校正。,BG,33,2.5水准测量误差及注意事项,BG,34,一、水准测量的误差来源 ：（一）仪器误差：1、仪器校正不完善的误差，如水准管轴与视准轴不平行产生的误差。2、水准尺误差，如分划不准确，尺身弯曲产生的误差，水准尺零点误差。（二）观测误差：1、水准管气泡居中误差。2、读数误差3、视差影响4、水准尺倾斜误差（三）外界条件的影响1、仪器下沉2、大气折光影响3、温度变化的影响,BG,35,二、水准测量时取前后视距相等可以消除以下误差 ：1、视准轴不平行于水准管轴产生的误差。2、大气折光的影响产生的误差。3、地球曲率的影响产生的误差。,BG,36,本章应掌握的问题,BG,37,1、水准测量的目的；2、水准测量的原理；3、水准仪的组成；4、圆水准器和管水准器的作用分别是什么；5、符合水准器的概念；6、水准仪上各种螺旋的名称及其作用；7、叙述水准仪的使用步骤；8、何谓视差？视差产生的原因及消除方法如何？9、水准测量有哪些实施路线？如何进行成果检核？10、闭合水准路线和符合水准路线的计算过程。11、取前后视距相等可以消除哪些误差？,
