- 工程测量实训指导手册
- 梁永平
- 7字
- 2021-03-29 13:09:59
模块一 基础测量
项目一 水准仪认识及测量原理
一、目的要求
1.掌握水准仪测量原理。
2.了解水准测量的工具和其他设备。
3.掌握水准仪的操作步骤。
4.掌握水准尺的使用及读数。
二、准备工作
1.仪器工具:DS3微倾式水准仪1台,水准尺1套,记录板1块,测伞1把。
2.自备:实习记录表1张(水准测量记录表格),铅笔,小刀,计算纸。
3.人员组织:每3人一组,轮换操作。
三、要点及流程
1.水准测量的原理
(1)高程测量:测量地面上各点高程的工作称为高程测量。高程测量(水准测量)的目的是确定地面上各点的高程。
(2)水准测量是利用一条水平视线,并借助水准尺,来测定地面两点间的高差。如图1-1所示,由已知点A的高程HA推算出未知点B的高程HB。
HB=HA+hAB
2.水准测量仪器及工具
(1)水准测量所使用的仪器为水准仪,工具为水准尺和尺垫等。
(2)水准仪按其精度可分为DS05、DSl、DS3和DS10四个等级。建筑工程测量广泛使用DS3级水准仪。
3.水准仪的操作
水准仪的使用包括仪器安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。
(1)仪器安置
图1-1 水准测量原理
打开三脚架并使其高度适中,目估使架头大致水平,检查脚架腿是否安置稳固,脚架伸缩螺旋是否拧紧,然后打开仪器箱取出水准仪,置于三脚架架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架架头上。
(2)粗略整平
粗平是借助圆水准器的气泡居中,使仪器竖轴大致铅垂,从而视准轴粗略水平。在整平的过程中,气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。两手按相对方向调整一对脚螺旋。
(3)瞄准水准尺
首先进行目镜对光,即把望远镜对准明亮处,转动目镜对光螺旋,使十字丝清晰。再松开制动螺旋,转动望远镜,用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺,拧紧制动螺旋。然后从望远镜中观察目标,转动物镜对光螺旋进行对光,使目标清晰,再转动微动螺旋,使竖丝对准水准尺。
当眼睛在目镜端上下微微移动时,若发现十字丝与目标影像有相对运动,这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性,必须加以消除。消除的方法是重新进行物镜对光,眼睛上下移动,直到读数不变为止。此时,从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。
(4)精平与读数
眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗查看水准管气泡,右手转动微倾螺旋,使气泡两端的影像吻合,即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时,即可用十字丝的中丝在尺上读数。先估读毫米数,然后报出全部读数。
精平和读数虽是两项不同的操作步骤,但在水准测量的实施过程中,却把两项操作视为一个整体;即精平后再读数,读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样,才能读取准确的读数。
4.水准尺的使用
(1)在瞄准水准尺之前,先进行目镜对光。把望远镜对准明亮处(如白墙等),转动目镜对光螺旋,使十字丝成像清晰。
(2)松开制动螺旋,转动望远镜,利用望远镜筒上的照门和准星,瞄准水准尺,然后再拧紧制动螺旋。
(3)转动物镜对光螺旋进行对光,使尺子的影像看得十分清晰,并转动微动螺旋,使尺子的像靠近十字丝竖丝的一侧,以便读数。
(4)消除视差。为了检查对光质量,可用眼睛在目镜端上下微微移动,若发现十字丝与目标影像有相对运动,则说明物像平面与十字丝平面不重合,这种现象称为视差。视差对观测成果的精度影响很大,必须加以消除。消除方法是重新对光,眼睛上下移动,直到水准尺读数不变。
(5)精确整平(精平)。用水准管作精确整平。因水准管灵敏度比较高,当望远镜转到不太水平的另一个方向时,水准管气泡必然会偏离中央,因此必须再一次调整微倾螺旋,使气泡两端的影像符合,然后才能在尺子上读数。
(6)读数。在望远镜视线精确水平后的瞬间,应立即利用中丝在尺上读数。读数时应从小数往大数读,并估读至毫米。读数必须读出四位数字,读数完毕后应再检查一下水准管气泡是否居中。读数后用后视读数减前视读数计算高差。
四、注意事项
1.D表示大地水准测量;S表示水准仪;脚标数字0.5、1、3、10等表示水准仪的精度。
2.三脚架要安置稳妥,高度适中,架头接近水平,架腿螺旋要旋紧。
3.读数时,应利用中丝读取,由小往大读。
4.用微动螺旋使十字丝纵丝与水准尺中心吻合,保证水准尺的竖直。
5.注意读取中丝读数前应消除视差并掌握消除视差的方法。
五、考核评分标准
考核标准:水准仪安置及读数考核评分表见表1-1。
考核项目一:熟练掌握水准测量原理,能够绘制水准测量原理的示意图。
考核项目二:水准仪安置及读数。
表1-1 水准仪安置及读数考核评分表
续表
六、练习题
1.绘图说明水准测量的基本原理。
2.水准测量中,为何要求前后距离相等?
3.何为视差?说明视差产生的原因和消除的方法。