02-水准仪及水准测量

目镜
C
物镜、目镜、 调焦螺旋、
物镜
调焦透镜
十字丝交点
十字丝分划板 视距丝
调焦透镜、 十字丝分划板
竖丝
横丝
十字丝分划板
视准轴（望远镜提供的一条视线）
物镜光心与十字丝交点的连线，称为视准轴，
用CC 表示，简称视线。
2、 十字丝
十字丝是照准尺子和读数用的。 竖丝 横丝（中丝） 视距丝
十字丝中心(或称十字丝交点)和物镜光心 的连线，称为视准轴。用c-c表示。
1物镜 2目镜 3物镜对光螺旋 4管水准器 5圆水准器 6脚螺旋 7制动螺旋 8微动螺旋 9微倾螺旋 10轴座
(一).望远镜
1、望远镜的主要作用是看清不同距离 的目标和提供照准目标的视线。它包括 物镜、十字丝分划板、对光凹透镜（调 焦透镜）和目镜等四个部分。
1、望远镜
C
（1）构成
物镜调焦螺旋
▪ 管状水准器（水准管）：精平，使视准线水平 ▪ 圆水准器：粗平，使竖轴竖直
①管水准器
▪ 管水准器又称水准管，水准管上一般刻有间 隔为2 mm的分划线，分划线的中点O，称为水 准管零点。水准管内充满酒精或乙醚，中间 有一气泡。通过零点作水准管圆弧的切线， 称为水准管轴。水准管上每2 mm分划所对应 的圆心角，称为水准管分划值。分划值越小， 则水准管越灵敏。
第二章 水准测量
§2.1水准测量原理
知识回顾：
什么是高程？
高程（标高）【elevation】指的是某点沿 铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高 程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定 水准基面的距离，称假定高程。
2.1水准测量原理
A——后视点 B——前视点
a——后视读数 b——前视读数
1、A、B两点间高差
物镜调焦螺旋 （又称物镜对光螺旋）
目镜调焦螺旋
微倾螺旋 （精确整平）
水平微动
图 水准仪主要螺旋
制动：不动
微动：小范 围动
注意：先制 动再微动， 不制动就不 能微动
(二) 水准器
▪ 水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴 是否竖直的装置。水准器分为圆水准器和管水 准器两种。圆水准器装在基座上，供粗略整平 之用；管水准器装在望远镜旁，供精确整平视 准轴之用。
特性：气泡始终位于高处，气泡在哪处， 说明哪处高。
2、水准器 符合管水准器
0
小目镜
棱镜组
微倾螺旋
②圆水准器－粗平
▪ 圆水准器分划值：气泡由 零点向任意方向偏2mm，圆 水准器轴相对铅垂线偏离 的角值。
▪ 水准仪上圆水准器的角值 为8′～15′(R=0.46～ 0.86m)。
（三）、基座
轴座
底板
HB2=HI–b2
HB3=HI–b3 A
b
B b3
b1 B1
b2
B2 B3
2.2水准仪的基本结构及使用
▪ 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具 为水准尺和尺垫。
▪ 工程测量中广泛使用的是DS3级水准仪。 “3”表示该仪器每千米往返观测高差精 度为±3mm。
2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造
水准仪是能够提供水平视线的仪器，主要 由望远镜、水准器和基座三部分组成。
短来安置脚架。
2.粗略整平（粗平）
▪ 用脚螺旋将圆水准气泡调至居中。气泡移动 的方向与左手大拇指旋转时的移动方向一致。
2.2.4水准仪的使用
水准仪的正确操作程序：
仪器安置——〉粗略整平——〉瞄准 水准尺 ——〉 精确整平——〉读数
1.安置脚架（置架）
▪ 打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大 致水平，然后将三脚架尖踩入土中，将水准 仪用中心螺旋固定于三脚架头上
▪ 三脚架头大致水平：固定两条脚，移动第三 条脚
▪ 脚架要踩实 ▪ 地面倾斜较大时，可调节位于上坡一架腿长
提问：如果已知A点高程，怎么求图 上其它点的高程？（要求尽量减少仪 器的搬运）
b
b1 a
B1
b3 A
b2
B2 B3
当仪器安置在一个地方,根据一个已知 高程的后视点A去测定几个前视点的高程 时,用这种计算各点的高程要比分别计算 出各点的高差再去求高程的方法简便得多
HI=HA+ a
那么：HB=HI– b HB1=HI–b1 a
▪ 测站：每安置一次仪器，称为一个测站。
2.1水准测量原理 ▪ a——后视读数；b——前视读数
▪ 高差等于后视读数减去前视读数。 ▪ 高程测量的实质就是测量高差。
注意：
1．高差hAB本身可正可负，当a大于b时hAB 为正，此时B点高于A点；当a小于b时hAB 为负，即B点低于A点。
2．高差hAB的书写其下标的次序是固定的， 不能随意变换，hAB表示从A到B的高差； hBA则表示从B到A的高差。
1、尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端） 注有阿拉伯数字。 2、双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把 为4787mm
从小数向大数读，读四位。米、分米看尺面上
的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。
水准仪读数
0.730
2.尺垫
尺垫是在转点处放置水准尺用的。 尺垫用生铁铸成，一般为三角形， 中间有一突起的半球体，下方有三 个支脚。使用时用力将尺垫的三个 支脚踩入土中，以防下沉，上方突 起的半球形顶点作为竖立标尺和标 志转点之用。
前进方向
hABab
水a
准
尺
水平视线
水 准
b尺
2. B点的高程
HBHAhABA
3.视线高程 HA
B hAB HB=HA+hAB
H iH AaH Bb
大地水准面
1
简单水准观测（基本高差段的距离较短或高差较小） ---安置一次仪器测出基本高差段的高差
2.563
Aபைடு நூலகம்
点号 BMA
1
后视
2.563
1.368
1 hA1
脚螺旋
连接螺旋 组成：
轴座、脚螺旋（定平螺旋）、连接螺旋、底板。 脚螺旋---用来调节圆水准气泡居中，使仪器大致 整平。
2.2.3水准尺和尺垫
▪ 1.水准尺
水准尺通常用干燥不易变形的木质材料或玻 璃钢制成。
双面尺多用双面尺的一面采用黑白相间刻 划，称黑面尺或主尺，另一面采用红白相间 刻划，称红面尺或副尺。双面尺必须成对使 用。
前视
1.368
高差
1.195
高程
320.065 321.260
§2.1水准测量原理
▪ 水准测量是利用一条水平视线，并借助水准 尺，测定地面两点间的高差，这样就可由已 知点的高程推算出未知点的高程
▪ A点处高程已知，A为已知点，A为后视点，A 处水准尺为后视尺，A点读数为a，称后视读 数
▪ B为待测高程点，B点为前视点，B处水准尺为 前视尺，B点读数为b，称前视读数