2.水准器 水准器是用以整平仪器的装置,分为管水准器和圆水准器
两种。 (1)管水准器:亦称水准管,是内壁纵向磨成圆弧状两端封闭
的玻璃管,管上对称刻有ຫໍສະໝຸດ 隔2mm 的分划线,管水准器内壁圆 弧中心点为管水准器的零点,过管水准器零点的切线LL平行于 视准轴。
水准管气泡偏离中心2mm 所对的圆心角,称为水准 管分划值τ,用公式表示为:
DS3 型水准仪由望远镜、水准器及基座三个主要部分组成。 仪器通过基座与三脚架连接,支撑在三脚架上。基座上的三个脚螺旋 与目镜左下方的圆水准器,用以粗略整平仪器。望远镜旁装有一个管水 准器,转动望远镜微倾螺旋,可使望远镜作微小的俯仰运动,管水准器也随 之俯仰,使管水准器的气泡居中,此时望远镜视线水平。仪器在水平方向 的转动,是由水平制动螺旋和微动螺旋控制的。下面对望远镜和水准器 作较为详细的介绍。
三脚架是水准仪的附件,用以安置水 准仪,由木质(或金属)制成,三脚架一般可 以伸缩,便于携带及调整仪器高度,使用时 用中心连接螺旋与仪器固紧。
(三)微倾水准仪的使用 水准仪的操作使用包括安置仪器、粗略整平、瞄准目标、精确置平与读数等步骤。
(2)塔尺:一般用于普通水准测量,长度为5m,由3 段套接而成。尺的底部为零点,尺上刻划为黑白(红 白)相间,每格宽度为0.5~1cm,每分米处注有数字。 塔尺可以伸缩,携带方便,但接头处易损坏,影响尺的 精度。
2.尺垫 尺垫一般为三角形的铸铁块,中央有
一突起的半球顶,以便放置水准尺。下有 三尖脚,可踩入土中。尺垫的作用是标尺 立尺点位和支撑水准尺。 3.三脚架
式中:τ———水准管分划值; ρ″———弧度的秒值,ρ″=206265″,表示一弧度
所对应的角度秒值; R ———水准管圆弧半径,单位:mm。
分划值与水准管圆弧半径R 成反比,R 越大,τ 越小, 水准管灵敏度越高,则整平精度也越高,反之精度越低。
为了提高水准管气泡居中的精度,目前生产的水准 仪,一般在水准管上方设置一组棱镜。利用棱镜的折光 作用,使气泡两端的像反映在直角棱镜上,如图2 -4(a)所 示。
水准测量
目录
CONTENTS
一 水准仪的认识与使用 二 水准路线测量及成果整理 三 四等水准测量 四 水准仪的检验与校正 实训四、五
01
水准仪的认识与使用
一、微倾水准仪及其使用
水准仪是水准测量的主要仪器,水准仪按其精度划分为DS05、DS1、 DS3 和DS10四个等级。“D”和“S”分别是“大地测量”、“水准仪” 汉语拼音的第一个字母,下标05、1、3、10是指各等级水准仪每千米往 返测高差中数的中误差,以毫米(mm)计。在工程测量中,一般使用DS3 型 微倾水准仪。 (一)DS3 型微倾水准仪的构造
3.基座 基座主要由托板(又叫轴座)、连接螺旋和
脚螺旋组成。托板用来支撑仪器上部(望远镜 和水准器),连接螺旋用来连接仪器和三脚架,转 动脚螺旋可使圆水准气泡居中,从而粗略整平 仪器。
(二)水准尺和尺垫 1.水准尺
水准尺是水准测量的重要工具,其质地好坏直接影响水准测量的精度,因 此它是用不易变形并且干燥的优质木材或者玻璃钢制成的,要求尺长稳定,刻 划准确。水准尺常用的有塔尺和直尺两种。
从望远镜旁的气泡观察窗中,可以看到气泡两端的影像,当两半个 气泡的像错开时,表明气泡未居中;当两半个气泡像吻合时,则表示气 泡居中,见图2 -4(b)。这种具有棱镜装置的水准管称为符合水准器, 它不仅便于观察,同时可以提高气泡的居中精度。
(2)圆水准器:如图2-5所示,它是一个在密封的顶面 内磨成球面的玻璃圆盒,顶面中央刻有一个小圆圈,刻 有圆分划。通过分划圈的中心(即零点O)作球面的法 线,称为圆水准器轴。当气泡位于小圆圈中央时,圆水 准轴器处于铅垂位置,普通水准仪的圆水准器分划值一 般为8'/2mm。圆水准器安装在托板上,其轴线与仪器 的竖轴互相平行,所以当圆水准器气泡居中时,表示仪 器的坚轴已基本处于铅垂位置。由于圆水准器的精度 较低,它主要用于水准仪的粗略整平。
1.准星 2.物镜 3.微动螺旋 4.制动螺旋 5.照门 6.目镜 7.管水准器 8. 圆水准器 9.基座 10.脚螺旋 11.三脚架 12.调焦透镜 13.调焦螺旋 14.十字丝分划板 15.微倾螺旋 16.竖轴 17.视准轴18.水准管轴 19. 微倾顶柱 20.轴套 21.底板
1.望远镜 望远镜是用来精确瞄准远处目标和提供水平视线进行读数的 主要部件。它主要由物镜、调焦透镜、物镜调焦螺旋(对光螺旋)、 十字丝分划板、目镜等组成。物镜光心与十字丝交点的连线称为 望远镜的视准轴,视准轴是瞄准目标和读数的依据;十字丝分划板是 用来准确瞄准目标用的,中间一根长横丝称为中丝,与之垂直的一根 称为竖丝,与中丝上下对称的两根短横丝称为上、下丝(又称为视 距丝),图2 2(b)是从目镜中看到的经过放大后的十字丝分划板上的 像。在水准测量时,用中丝在水准尺上进行前后视读数,用于计算高 差。
用望远镜瞄准目标的标准是十字丝及目标成像都清晰稳定。为此,首先进行目镜对 光;将望远镜对着明亮的背景,调节目镜对光螺旋,使十字丝清晰。其次进行物镜对光:先 对准目标,调节物镜对光螺旋,使目标成像清晰。同时使眼睛相对目镜微微上下移动,检查 有无十字丝视差。若目标正好成像于十字丝平面上,十字丝与目标成像不会相对移动。 反之,若目标未成像于十字丝平面上,眼睛上下移动时十字丝与目标成像必然相对移功,这 表明存在十字丝视差。消除视差的办法是交替调节目镜和物镜的调焦螺旋。使上述两 个平面重合,及至成像稳定为止。
(1)直尺:多用于较精密的水准测量,其长度为3~5m。在尺面上每隔1cm 涂有黑白或红白相间的分格,每分米处注有数字。精度较高的水准测量常用 双面水准尺,它的一面为黑白相间分划(主尺),另一面是红白相间分划(辅尺), 黑面尺底从零开始,而红面尺底固定数值为4687mm或4787mm 开始,此固 定数值称为零点差,目的在于水准测量中,以校核读数正确,避免凑数而发生 错误。通常用两根水准尺组成一对进行水准测量。