水准测量PPT课件.ppt
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1、第一节 水准测量原理 测定地面点高程的测量工作,称为测定地面点高程的测量工作,称为高程测量。根据使用仪器和施测方法的不同,高高程测量。根据使用仪器和施测方法的不同,高程测量分为水准测量、三角高程测量、气压高程程测量分为水准测量、三角高程测量、气压高程测量和测量和GPSGPS高程测量四种。其中,水准测量是高高程测量四种。其中,水准测量是高程测量中最基本、精度最高的一种方法。程测量中最基本、精度最高的一种方法。第二节 水准仪及其操作 水准仪是水准测量的主要仪器,按其所能达到的精水准仪是水准测量的主要仪器,按其所能达到的精度分为度分为DSDS0505、DSDS1 1、DSDS3 3及及DSDS101
2、0等几种等级。等几种等级。“D”D”和和“S”S”表示中文表示中文“大地大地”和和“水准仪水准仪”中中“大大”字和字和“水水”字的汉语拼音的第一个字母,通常在字的汉语拼音的第一个字母,通常在书写时可省略字母书写时可省略字母“D”D”,下标,下标“05”05”、“l”l”、“3”3”及及“10”10”等数字表示该类仪器的精度。等数字表示该类仪器的精度。S S3 3型和型和S S1010型水准仪称为普通水准仪,用于国家型水准仪称为普通水准仪,用于国家三、四等水准及普通水准测量,三、四等水准及普通水准测量,S S0505型和型和S S1 1型水准仪称为精型水准仪称为精密水准仪,用于国家一、二等精密水
3、准测量。密水准仪,用于国家一、二等精密水准测量。本节介绍本节介绍DS3DS3微倾式水准仪、自动安平水准仪和微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪。电子水准仪。1、S3型水准仪的构造 S3型微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座望远镜、水准器和基座三部分组成。1准星2水准管3缺口4目镜 5圆水准器6圆水准器校正螺丝 7脚螺旋 8三角底板 9水平制动螺旋 10物镜调焦螺旋 11物镜12水平微动螺旋 13微倾螺旋 望远镜m作用:瞄准目标并读数作用:瞄准目标并读数1物镜2目镜3十字丝分划板4分划板护罩5对光透镜6物镜对光螺旋7分划板固定螺丝8十字丝C16543278C 十字丝分划板 十字丝分划板是用
4、十字丝分划板是用来准确瞄准目标用的,中间一来准确瞄准目标用的,中间一根长横丝称为中丝,与之垂直根长横丝称为中丝,与之垂直的一根丝称为竖丝,在中丝上的一根丝称为竖丝,在中丝上下对称的两根与中丝平行的短下对称的两根与中丝平行的短横丝称为上、下丝(又称观距横丝称为上、下丝(又称观距丝)。在水准测量时,用中丝丝)。在水准测量时,用中丝在水准尺上进行前、后视读数,在水准尺上进行前、后视读数,用以计算高差,用上、下丝在用以计算高差,用上、下丝在水准尺上读数,用以计算水准水准尺上读数,用以计算水准仪至水准尺的距离(视距)。仪至水准尺的距离(视距)。用望远镜瞄准目标或在水准尺上读数,均以十字丝的交点为准。物镜
5、光心与十字丝交点的连线构成望远镜的视准轴,可见观测的视线即为视准轴的延长线。水准器水准器 包括圆水准器和管水准器 作用:整平仪器 水准管上每2mm弧长所对的圆心角称为水准管分划值,设以表示,分划值愈小,水准管的灵敏度也愈高。一般S1、S3型水准仪的一般圆水准器的分划值约为8 10。用于粗平。水准管分划值分别为10/2mm及202mm。用于精平。圆水准器轴当气泡位于圆内中央位置时,称气泡居中,圆水准器轴即成竖直。圆水准器轴与仪器竖轴平行水准管轴当气泡中点位于管子的零点位置时,称气泡居中,水准管轴成水平位置。水准管轴与视准轴平行 在水准管上装有符在水准管上装有符合棱镜系统,当气泡两端影合棱镜系统,
6、当气泡两端影象符合一致时就表明气泡已象符合一致时就表明气泡已经居中。此种水准器称符合经居中。此种水准器称符合水准器。可以精确判断两端水准器。可以精确判断两端气泡的符合程度。用符合水气泡的符合程度。用符合水准器作业可使气泡居中的精准器作业可使气泡居中的精度提高一倍。度提高一倍。符合水准器基座 作用:支承仪器的上部作用:支承仪器的上部 并通过连接螺旋使并通过连接螺旋使仪器与三脚架相连。仪器与三脚架相连。包括轴套、脚螺旋、三角形底板等,仪器包括轴套、脚螺旋、三角形底板等,仪器竖轴插入轴套内。竖轴插入轴套内。转动脚螺旋,可使圆水准器气泡居中。转动脚螺旋,可使圆水准器气泡居中。自动安平水准仪是一种只需粗
7、略整平即可获得水平视线读数的仪器。与微倾式水准仪的区别:仪器没有水准管和微倾螺旋,而是在望远镜的光学系统中装置了补偿器。利用圆水准器粗平仪器之后,借助仪器内部自动补偿装置的作用,在十字丝交点上读得的读数便是视线水平时应得的读数。自动安平水准仪无需精平,操作简便,能迅速自动安平仪器,从而提高了水准测量的观测精度。2.自动安平水准仪 能使补偿器起作用的最大允许倾斜角称为补偿范围。自动安平水准仪的补偿范围一般为812,质量较好的自动安平水准仪可达到15,圆水准器的分划值一般为8/2mm。因此,操作时只要使圆气泡居中,24s后尺像趋于稳定即可读数。补偿范围 北京光学仪器厂生产的DSZ3-1型自动安平水
8、准仪,Z代表“自动安平”的汉语拼音的第一个字母。DSZ3-1自动安平水准仪1-物镜;2-圆水准器;3-粗瞄器;4-目镜;5-保护盖;6-堵盖;7-脚螺旋;8-调整螺钉;9-指标;10-微动螺旋;11-调焦螺旋;12-制动螺旋;13-度盘自动安平水准仪望远镜视场 电子水准仪又称数字水准仪,它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的一种新型水准仪,将原有的由人眼观测读数彻底变为由光电设备自行探测视线水平时的水准尺读数。电子水准仪的望远镜光学部分和机械结构与光学自动安平水准仪基本相同。较自动安平水准仪多了调焦发送器、补偿器监视、分光镜和行阵探测器4个部件。3.电子水准仪 调焦发送器的作用是测定调焦透镜的
9、位置,由此计算仪器至水准尺的概略视距值;补偿器监视的作用是监视补偿器在测量时的功能是否正常;分光镜则是将经由物镜进入望远镜的光分离成红外光和可见光两个部分;红外光传送给行阵探测器作为标尺图像探测的光源,可见光源穿过十字丝分划板经目镜供观测人员观测水准尺;行阵探测器是仪器的核心部件之一,将水准尺上进入望远镜的条码图像以模拟的视频信号输出。三种不同读数方法的电子水准仪相位法 拓普康相关法 徕卡几何法 蔡司附件:三脚架和水准尺 附件:锤球和尺垫第三节 水准仪的使用m安置仪器安置仪器m粗略整平粗略整平m瞄准水准尺瞄准水准尺m精确整平和读数精确整平和读数安置仪器 要点:要点:m松开三脚架架腿的固定螺旋,
10、按调整架腿长度,再拧松开三脚架架腿的固定螺旋,按调整架腿长度,再拧紧固定螺旋紧固定螺旋m张开三脚架将架腿踩实,使架头大致水平张开三脚架将架腿踩实,使架头大致水平m取出水准仪,记清所放位置,盖好盒盖,脚螺旋调至取出水准仪,记清所放位置,盖好盒盖,脚螺旋调至中间位置中间位置m用连接螺旋将水准仪固定在架头上用连接螺旋将水准仪固定在架头上粗略整平 调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。气泡移动的方向与左手大拇指移动方向一致。操作步骤:操作步骤:m如图所示,用两手按箭头所指的相对方向转如图所示,用两手按箭头所指的相对方向转动脚螺旋动脚螺旋1 1和和2 2,使气泡沿着,使气泡沿着1
11、1、2 2连线方向由连线方向由a a移至移至b b。m用左手按箭头所指方向转动脚螺旋用左手按箭头所指方向转动脚螺旋3 3,使气,使气泡由泡由b b移至中心。移至中心。瞄准水准尺m目镜调焦目镜调焦 松开制动螺旋,转动目镜松开制动螺旋,转动目镜对光螺旋,使十字丝成像清晰。对光螺旋,使十字丝成像清晰。m初步瞄准初步瞄准 照门和准星瞄准水准尺,照门和准星瞄准水准尺,旋紧制动螺旋。旋紧制动螺旋。m物镜调焦物镜调焦 转动物镜对光螺旋,尺像清晰。转动物镜对光螺旋,尺像清晰。m精确瞄准精确瞄准 转动微动螺旋,使十字丝转动微动螺旋,使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。m消除视差消除视
12、差 视差:眼睛在目镜端上下移动,视差:眼睛在目镜端上下移动,有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动的现象。相对移动的现象。产生原因:水准尺的尺像与十字产生原因:水准尺的尺像与十字丝平面不重合。丝平面不重合。消除方法:重新仔细地转动目镜消除方法:重新仔细地转动目镜和物镜对光螺旋,直至尺像与十字丝平面重和物镜对光螺旋,直至尺像与十字丝平面重合。合。m精确整平简称精平。眼睛观察水准精确整平简称精平。眼睛观察水准气泡观察窗内的气泡影像,用右手气泡观察窗内的气泡影像,用右手缓慢缓慢地转动微倾螺旋,使气泡两地转动微倾螺旋,使气泡两端的影像严密吻合。微倾螺旋的转
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