第二章水准测量 第一节水准测量原理 水准测量原理 水准测量的原理是借助水准仪提供的 第二章水准测量 水平视线,配合水准尺测定地面上两点间 的高差,然后根据已知点的高程来推求未 水平扰线 知点的高程 如图21所示,已知A点高程为H,要 测出B点高程H,在A、B两点间安置一架能 H 两点各竖立水准尺,利用水平视线分别读 提供水平视线的仪器一水准仪,并在A、B4 H 出A点尺子上的读数a及B点尺子上的读数 平均部水圆 b,则A、B两点间的高差为 a (2—1) 如果测量是由A→B的方向前进,则A点称为后视点,B点称为前 视点,a及b分别为后视读数和前视读数,两点间的高差就等于后视 读数减去前视读数。如果B点高于A点,则高差为正,反之,高差为 负 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 1 第二章 水准测量 一、水准测量原理 水准测量的原理是借助水准仪提供的 水平视线，配合水准尺测定地面上两点间 的高差，然后根据已知点的高程来推求未 知点的高程。 如图2—1所示，已知A点高程为HA，要 测出B点高程HB，在A、B两点间安置一架能 提供水平视线的仪器—水准仪，并在A、B 两点各竖立水准尺，利用水平视线分别读 出A点尺子上的读数α及B点尺子上的读数 b，则A、B两点间的高差为 如果测量是由A→B的方向前进，则A点称为后视点，B点称为前 视点，a及b分别为后视读数和前视读数，两点间的高差就等于后视 读数减去前视读数。如果B点高于A点，则高差为正，反之，高差为 负。 第一节 水准测量原理 HAB= a-b (2—1)
第一节水准测量原理 计算高程的方法 (一)由高差计算高程 第二章水准测量 B点(未知点)的高程等于A点(已知点)的高 程加上两点间的高差 即H=H4+H3=H4+(a-b) (二)由视线高程计算高程 由图2—1可知,A点高程加后视读数等于仪器 视线的高程,设视线高程为H;,即H+a则B点高 程等于视线高程减去前视读数, 即H2=H1-b=(H4+a)-b (2-3) 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 2 二、计算高程的方法 （一）由高差计算高程 B点（未知点）的高程等于A点（已知点）的高 程加上两点间的高差。 即 HB =HA +HAB=HA +(a-b) (2—2) (二)由视线高程计算高程 由图2—1可知，A点高程加后视读数等于仪器 视线的高程，设视线高程为Hi，即Hi =HA +a则B点高 程等于视线高程减去前视读数， 即 HB =Hi -b=(HA +a)-b (2—3) 第一节 水准测量原理
第二节水准仪和水准尺 水准仪 主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。水准仪通过基座与三 脚架连接,支承在三脚架上。基座上装有一个圆水准器。下面有三个脚 第二章水准测量 螺旋,用以粗略整平仪器。望远镜一侧装有管状水准器,其下端装有 个能使望远镜作微小上下仰俯动作的微倾螺旋,转动微倾螺旋,管水准 器随望远镜上下仰俯,当气泡居中时,望远镜中的视线便呈水平位置, 以简化精密整平仪器的工作。水准仪在水平方向转动,是由一个水平制 动螺旋和水平微动螺旋来控制的。 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 3 第二节 水准仪和水准尺 一、水准仪 主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。水准仪通过基座与三 脚架连接，支承在三脚架上。基座上装有一个圆水准器。下面有三个脚 螺旋，用以粗略整平仪器。望远镜一侧装有管状水准器，其下端装有一 个能使望远镜作微小上下仰俯动作的微倾螺旋，转动微倾螺旋，管水准 器随望远镜上下仰俯，当气泡居中时，望远镜中的视线便呈水平位置， 以简化精密整平仪器的工作。水准仪在水平方向转动，是由一个水平制 动螺旋和水平微动螺旋来控制的
(一)望远镜 1.望远镜:是用来瞄准远方目标的,主要作用是使 目标成像清晰、扩大视角,以精确照准目标。 第二章水准测量 2.构成:物镜、十字丝分划板、调焦镜、目镜等 3.种类:由于物镜调焦构造不同,望远镜有外对光 望远镜和内对光望远镜两种。 4.成像原理:目标通过物镜及调焦凹透镜的作用, 在十字丝面上形成一个倒立的小实像,再经过目镜的放大 作用,使目标的像和十字丝同时放大成虚像 5.放大倍率:放大的虚像的视角与用眼睛直接看到 目标大小的视角的比值,用V表示。 它是鉴别望远镜质量的主要指标,一般18~30倍 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 4 （一）望远镜 1．望远镜：是用来瞄准远方目标的，主要作用是使 目标成像清晰、扩大视角，以精确照准目标。 2．构成：物镜、十字丝分划板、调焦镜、目镜等。 3． 种类：由于物镜调焦构造不同，望远镜有外对光 望远镜和内对光望远镜两种。 4． 成像原理：目标通过物镜及调焦凹透镜的作用， 在十字丝面上形成一个倒立的小实像，再经过目镜的放大 作用，使目标的像和十字丝同时放大成虚像。 5． 放大倍率：放大的虚像的视角与用眼睛直接看到 目标大小的视角的比值，用V表示。 它是鉴别望远镜质量的主要指标，一般18～30倍
6.对光螺旋的作用:调节物镜与目镜筒的相对 位置,使物像清晰 7.目镜螺旋的作用:调节目镜位置,使我们能 够看清十字丝 第二章水准测量 8.视准轴:十字丝交点和物镜光心的连线称为 视准轴。 9.视距丝:用于视距测量 10.水平制动及微动螺旋:在水平方向制动与微 动望远镜。 11.微倾螺旋:使望远镜上下微动 12.内对光望远镜的优点:内对光望远镜,转动 对光螺旋时,对光凹透镜前后移动,进行调焦。这种 望远镜的优点是:密封性好,灰尘、潮气不易侵入; 镜筒短。使用方便;对光时物镜位置不变,仪器稳定, 5 目前测量仪器上的望远镜都是内对光式的。 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第二章水准测量 2021/2/22 5 6 ． 对光螺旋的作用：调节物镜与目镜筒的相对 位置 ，使物像清晰 。 7 ．目镜螺旋的作用：调节目镜位置 ，使我们能 够看清十字丝 。 8 ．视准轴：十字丝交点和物镜光心的连线称为 视准轴 。 9 ． 视距丝：用于视距测量 。 10 ．水平制动及微动螺旋：在水平方向制动与微 动望远镜 。 11 ．微倾螺旋：使望远镜上下微动 。 12．内对光望远镜的优点：内对光望远镜，转动 对光螺旋时，对光凹透镜前后移动，进行调焦。这种 望远镜的优点是：密封性好，灰尘、潮气不易侵入； 镜筒短。使用方便；对光时物镜位置不变，仪器稳定， 目前测量仪器上的望远镜都是内对光式的
二)水准器 水准仪上的水准器是用来指示视线是否水平或竖轴是否 竖直的。水准器分圆水准器和长水准器两种。 圆水准器一般装在基座上,作粗略整平 使竖轴竖直之用 2.长水准管和望远镜连在一起,供精确调平视 第二章水准测量 线之用。由于气泡较轻,恒处于管的最高处。水准 t 管圆弧的中点,称为水准管零点;过水准管零点的 切线LL称为水准管轴。当气泡两端与零点成对称, 称为气泡居中,这时水准管轴水平。如果水准管轴与望远镜的视 准轴平行,气泡居中时,视准轴就处于水平位置 默N 3.水准管分划值:水准管上每 2mm弧长所对的圆心角τ称为水准管 分划值。它是水准管性能的指标, 分划值越小,水准管越灵敏,用来 6 整平仪器的精度越高。 2021/2/22 mkllzy ce lamg xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 6 （二）水准器 水准仪上的水准器是用来指示视线是否水平或竖轴是否 竖直的。水准器分圆水准器和长水准器两种。 2.长水准管和望远镜连在一起，供精确调平视 线之用。由于气泡较轻，恒处于管的最高处。水准 管圆弧的中点，称为水准管零点；过水准管零点的 切线LL称为水准管轴。当气泡两端与零点成对称， 3.水准管分划值：水准管上每 2mm弧长所对的圆心角τ称为水准管 分划值。它是水准管性能的指标， 分划值越小，水准管越灵敏，用来 整平仪器的精度越高。 1.圆水准器一般装在基座上，作粗略整平、 使竖轴竖直之用。 称为气泡居中，这时水准管轴水平。如果水准管轴与望远镜的视 准轴平行，气泡居中时，视准轴就处于水平位置
(三)基座 水准尺与尺垫 、水准尺:水准尺按尺面分为单面尺 和双面尺两种;按尺形分为直尺、折尺、塔尺等 三种 第二章水准测量 直尺 (1)黑面尺:底端起始数为0 (2)红面尺:底端起始数为4687m或4787mm 直尺必须成对使用。用以检核读数。 2.折尺:单面尺,一般长4m 3.塔尺:双面尺,一般3m或5m,底端起始 E 数均为0 (二)尺垫: 立尺前先将尺垫用脚踩实,然后 竖立水准尺于半圆球体顶上,它的作 用在于防止水准尺下沉及尺子转动时 不改变其高程。 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第二章水准测量 2021/2/22 7 （ 一 ） 、水准尺：水准尺按尺面分为单面尺 和双面尺两种；按尺形分为直尺 、折尺 、塔尺等 三种 。1 ．直尺： ⑴黑面尺：底端起始数为 0 ⑵红面尺：底端起始数为4687mm 或4787mm 。 直尺必须成对使用 。用以检核读数 。 2 ．折尺：单面尺 ，一般长 4 m 。 3 ．塔尺：双面尺 ，一般 3 m 或 5 m ，底端起始 数均为 0 。 （三）基座 二、水准尺与尺垫 （二）尺垫： 立尺前先将尺垫用脚踩实，然后 竖立水准尺于半圆球体顶上，它的作 用在于防止水准尺下沉及尺子转动时 不改变其高程
第三节水准测量的方法 个测站的水准测量工作 第二章水准测量 (一)安置仪器 首先在A、B两点上各竖立一根水准尺,然后 尽可能在距两水准尺等远处设置测站。张开三脚 架,使其高度适当,架头大致水平,并牢固地架 设在地面上。从箱中取出仪器牢固地连接在三脚 架上 8 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 8 第三节 水准测量的方法 一、一个测站的水准测量工作 （一）安置仪器 首先在A、B两点上各竖立一根水准尺，然后 尽可能在距两水准尺等远处设置测站。张开三脚 架，使其高度适当，架头大致水平，并牢固地架 设在地面上。从箱中取出仪器牢固地连接在三脚 架上
(二)、粗略整平 粗平的工作是通过旋转脚螺旋使圆水准器的气泡居中。 操作方法如图所示,气泡偏离在a位置,先用双手按箭头所指 方向相对地转动脚螺旋1和2,使气泡移到图中(b)所示位置,然 后再单独转动脚螺旋3,使气泡居中 第二章水准测量 )3 (a) 在粗平过程中,气泡移动的方向与左手大拇指转动脚 螺旋的方向一致。 9 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 9 （二）、粗略整平 粗平的工作是通过旋转脚螺旋使圆水准器的气泡居中。 操作方法如图所示，气泡偏离在a位置，先用双手按箭头所指 方向相对地转动脚螺旋1和2，使气泡移到图中（b）所示位置，然 后再单独转动脚螺旋3，使气泡居中。 在粗平过程中，气泡移动的方向与左手大拇指转动脚 螺旋的方向一致
(三)、瞄准水准尺 1.调节目镜:根据观测者的视力,转动目镜调节螺旋,使十字丝看得 十分清晰。 2.初步瞄准:松开制动螺旋,转动望远镜,利用望远镜上的缺口和准 第二章水准测量 星,瞄准水准尺,瞄准后拧紧制动螺旋 3.对光和瞄准:转动物镜对光螺旋,使尺面的像看得十分清楚。转动 望远镜微动螺旋,使十字丝对准尺面中央。 4.清除视差:瞄准目标时 应使尺子的像落在十字丝平面上, 十字丝 否则当眼睛靠近目镜上下微微晃动 时,可发现十字丝横丝在水准尺 物像 十字丝物像 的读数也随之变动,这种现象称为 十字丝视差。如图所示,消除的方 有视差现象 没有视差现象 法是再仔细地反复交替调节目镜和 (a) (b) 物镜对光螺旋,使读数不变为止。 10 2021/2/22 mklzy ce liang xue
第 二 章 水 准 测 量 2021/2/22 10 1．调节目镜：根据观测者的视力，转动目镜调节螺旋，使十字丝看得 十分清晰。 2．初步瞄准：松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜上的缺口和准 星，瞄准水准尺，瞄准后拧紧制动螺旋。 3．对光和瞄准：转动物镜对光螺旋，使尺面的像看得十分清楚。转动 望远镜微动螺旋，使十字丝对准尺面中央。 4．清除视差： 瞄准目标时， 应使尺子的像落在十字丝平面上， 否则当眼睛靠近目镜上下微微晃动 时，可发现十字丝横丝在水准尺上 的读数也随之变动，这种现象称为 十字丝视差。如图所示，消除的方 法是再仔细地反复交替调节目镜和 物镜对光螺旋，使读数不变为止。 （三）、瞄准水准尺