水准测量-土木工程测量.ppt

《测量学》
同济大学 测量与国土信息工程系
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第二章 水准测量
第二章 水准测量
◆水准测量原理
◆水准测量的方法与成果整理
◆水准仪轴线的检验与校正
◆精密水准仪和电子水准仪
学习要点
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精划板未重合。
现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，
十字丝与目标的像有相对移动。
消除视差的步骤：
目镜调焦，使十字丝最清晰；
物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。
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水准器
（1）圆水准器 灵敏度 8/2mm 用于仪器粗平
（2）管水准器 灵敏度20/2mm 用于仪器精平
水准器
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水准器分圆形和管形两种
管水准器是个玻璃容器，其纵剖面上内侧呈圆弧形。刻划线对称中点处的切线就是水准管轴。“气泡居中”即水准管轴水平。
圆水准器是个玻璃容器，上面有同心圆的刻划。上盖的内表面是圆球形，同心圆圆心处的曲率半径就是圆水准器的轴。“气泡居中”即水准器的轴垂直。
水准管
圆水准器
轴
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水准管的精度：
管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对倾斜反映的灵敏度高
曲率半径大，格值小则精度高
气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高
格值是相邻分划线之间的弧所对的圆心角。设弧长为2毫米，曲率半径为R毫米，则格值
一般 秒
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符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。
若直接用肉眼观察则
因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差
要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中
用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。
观察窗
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三、水准仪的使用
1 、安置： 用连接螺旋把仪器固定在三脚架上
2、粗平：使三脚架架头大致水平;转动脚螺旋使圆水准器的气泡居中
3、瞄准
调节目镜：照准明亮的物体（如白墙）调节目镜使之适合自己的视力（十字丝最清晰）；
粗瞄准：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标；
精确瞄准：转动调焦螺旋使目标象清晰，直至无“视差”。
用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至精确瞄准目标为止（十字丝的纵丝靠近水准尺）
4、 精平 用微倾螺旋使水准管气泡居中（符合气泡符合）
5、读数 用十字丝的横丝在水准尺上读数（先读毫米数，然后米，分米，厘米数。每次读四位数，“0”也 是必须记录的数字。）
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水准管的校正螺丝像片
圆水准管
脚螺旋
粗平
用连接螺旋把仪器固定在三脚架上，固定两个脚架，动第三个脚架，使三脚架架头大致水平;转动脚使螺旋圆水准器的气泡居中
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2、粗平
（左手拇指法则）
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调节目镜：照准明亮的物体（如白墙）调节目镜使之适合自己的视力（十字丝最清晰）；
粗瞄准：转动仪器，利用望远镜外壳上的准星瞄准目标；
精确瞄准：转动调焦螺旋使目标象清晰，检查有无“视差”（消除视差）。
用微动螺旋 慢慢转动望远镜，直至精确瞄准目标为止（十字丝的纵丝靠近水准尺）
3、瞄准
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水准管的校正螺丝像片
目镜
缺口
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视差
●视差：
望远镜内目标像与十字丝分划板未重合。
现象：观测时，改变眼睛与目镜的相对位置，
十字丝与目标的像有相对移动。
消除视差的步骤：
目镜调焦，使十字丝最清晰；
物镜调焦，使目标像最清晰，且无视差。
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符合棱镜系统把水准气泡两端成象在一起便于观察。用符合棱镜系统观察，可以避免上述缺点。判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。
调节微倾螺旋，使气泡吻合成一个完整的抛物线
观察窗
4、精平
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（普通水准尺）
水准尺的分划不是线划式而是区格式的。区格的边缘是分划的位置，区格内的小数即毫米“估读”。
区格式分划便于从远处观察并读数。
5、读数
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b
c
瞄准与读数
水准测量的瞄准与读数
a
d
b
a



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自动安平水准仪原图
四、自动安平水准仪
（一）自动安平水准仪的特点
1、没有水准管和微倾螺旋；望远镜和支架连成一体
2、测量时，只需粗平
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自动安平水准仪原图
（二）自动安平水准仪基本原理
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自动安平补偿器结构
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两个摆动棱