水准测量
高程测量
- 点到大地水准面的距离
- 气压测高
- 三角高程测量
- GNSS 高程测量
- 液体静力水准测量
- 水准测量——目前工程常用方法
水准测量
- 原理
- 注意：高差是有方向的，注意字母的顺序
- 高差有次序，必须带“+，-”号，与前进方向一致
- 转点
水准仪和水准尺
- 仪器和工具
- 水准仪、水准尺、尺垫等
- 种类
- 激光水准仪、电子水准仪、自动安平水准仪、微倾式水准仪
- 微倾式水准仪按精度分：DS05、DS1、DS3、DS10
- 后面的数字表示仪器能达到的
每公里往返测高差平均数的中误差 （单位为毫米）。 - 可简称为 S3，
上面称为照准部，下面成为基座
先使用粗瞄器瞄准水准尺，瞄准后将水平方向锁定——制动螺丝
然后使用微动螺丝
水准管——调整水平
目镜——
调焦物镜调焦——看清远方的尺子
圆气泡——气泡在圆圈内时保证竖直——精度较低，提供的水平度不够
所以要用长气泡
三个角螺丝——调节水平的
符合气泡——利用观测仓——然后调节微倾螺丝（注意与微动螺丝的区别）
总构造：
- 水准仪主要由基座、望远镜、水准器组成
- 基座：连接仪器和三脚架，基座上面有一个圆水准器。
- 水准器：管水准器、圆水准器、符合水准器。
- 望远镜：由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板组成。
十字丝分划板——分横丝和竖丝
放大倍数——大约 28 倍——上图是等效光路
望远镜重要概念
视准轴：十字丝分划中心与物镜光心的连线。也就是视线（非常重要的轴线）
物镜的作用：
- 把目标成象十字丝分划板上（拉近）, 移动调焦镜,可使远近不同的目标都能成象于十字丝分划板上，称为物镜调焦。
目镜的作用：
- 把十字丝（和目标象）放大。由于十字丝固定不动。为了让仪器适用于不同视力的人，目镜可以前后调节，称为目镜调焦。
视差：
如果望远镜内目标像与十字丝分划板未重合，即目标象没有落在十字丝面上，则当观测员的眼睛上下左右移动时，会感到目标象与十字丝之间有相对错动。这种现象称为视差。视差影响瞄准的精度。（就是因为调焦没有调好）
:star:消除视差的步骤：
①目镜调焦，使十字丝最清晰；
②物镜调焦，使目标像最清晰。
- 虽然说要检查视差、但如果正常调焦——那就不需要调节视差
- 水准器：
- 管水准器
- 里面不是水，摩擦力不能太大或太小，一般是酒精或是乙醚
- 上面有刻度——间距 2mm
- 对于经纬仪——如果有偏移，无影响，但对于水准仪——必须严格
- “气泡居中”即水准管轴水平。
- 精度高，灵敏度高，用于仪器精平
- 圆水准器
- 间距也是 2mm
- “气泡居中”即水准器的轴垂直。精度低，灵敏度低，用于仪器粗平
- 水准管（管水准器）分划值
- 水准管上自零点向两侧刻有 2 mm 间隔的分划线，每 2 mm 弧长所对的圆心角称为水准管分划值τ。
- 管水准器
- 管子内壁光滑，液体与内壁的附着力小，则气泡对倾斜反映的灵敏度高
- 曲率半径大，水准管分划值小，灵敏度高，精度高
- 气泡长，两端清晰，读数误差小则精度高
- 符合棱镜系统：
- 为了提高水准气泡的居中精度，在管水准器上方装有一组符合棱镜，将气泡两端的影像反射到望远镜旁的观察窗内，旋转微倾螺旋，当窗内气泡两端的影像吻合后，表示气泡居中。
- 若直接用肉眼观察：则因为玻璃有厚度，斜视时会产生视差，另外要同时观察气泡的两端才能判断气泡是否居中
- 用符合棱镜系统观察：把水准气泡两端成象在一起便于观察，判断“气泡居中”的精度约可提高一倍。
- 水准尺：——分划“E”字
- 望远镜成像是倒像
- 直尺（整尺、塔尺，但精度没有直尺高）铝合金尺——热胀冷缩
- 铟钢尺：通常是单面尺，一般是 3m 或是 2m
- 一面有，一面没有——单面尺
- 双面尺——黑面和红面——黑面尺底面是 0，但黑面尺底面是从一个尺常数开始的——称为零点差
- 尺常数——4687，4787
- 水准点
- 埋设固定标志、并利用水准测量方法测定其高程的高程点，称为水准点（Bench Mark）,简记为 BM
- 按等级不同，埋设的要求不同
- 在水准点上进行水准测量时，不能放置尺垫
- 一级点——点要打到冻土层、打到基岩上，保证基准高程稳定不变
- 普通点——木桩、金属球（铁钉）
- 打在墙上的点——不能水平的过来，要有角度
- 转点：
- 需要放置尺垫（三角铁）三个角为尖的
- 在水准电上一定不能防止尺垫！！
- 每架设一次仪器就是一个测站
- 两个水准点之间称为一个测段
水准测量的方法
- 水准仪的操作程序
- 安置:安置仪器时应尽可能使前、后视距相等（仪器尽量在中间，还可以临时加点、增加一战）
- 粗平:按“左手大拇指法则”，用脚螺旋整平圆气泡
- 瞄准:使用粗瞄器、望远镜瞄准水准尺，应注意消除视差
- 注：粗描——水平制动——调焦——微动——使得精确瞄准
- 精平: 用微倾螺旋使符合气泡符合，水准管轴与视线水平
- 读数: 读取十字丝横丝上的读数, 读数估读至毫米，报数时直接报 4 位数字，不报小数点
- 读数练习：
水准测量施则
双面尺法：
- 注意：所有测量都要测两次——防止粗差的出现
- 利用黑面高差与红面高差，要求必须使用双面尺
- 黑面分划从 0 开始，红面分划从尺常数开始——防止直接计算得到数字
两次仪器高法：
- 测量，重新架设一次，再测——效率较低，现在已经不常用
计算检查
- 单站验核
- 前视红黑面读数差小于等于 3 mm
- 后视红黑面读数差小于等于 3 mm
- 两次测得的高差之差必须小于 5 mm
- 多站验核
- 高差闭合差小于容许值
- 单站验核
读数顺序：后——前——前——后
注意检核计算
红黑面检核、高差检核、最终检核
水准路线
- 支水准路线——往返测量？但是往返测量就相当于闭合水准路线
- 高差闭合差——OMC——observe——minus——computed
- 例题
- 先检查数据的正确性
- 此处略，见视频讲解
水准仪检验与校正
- 水准管轴、视准轴
- 这两个必须平行
- 四根轴的关系
- 横丝并不是主要条件——所以不是主要关键，不要唯书本论！
校正 并不要求
- 我们使用横丝读数！所以必须调节横丝——让 P 保持水平
- 60~80m 的距离，使用皮尺精确量取距离——获得精确中点位置（在此处假设水准仪）
- 如果有误差——i 角误差，那么即使有 i 角误差，如果仪器正中——则误差将会被抵消
- 此后假设到靠近 B 的位置（1 米）那么可以得到一个高差
误差分析
仪器误差
- i 角误差尤甚，对于四等测量——一战的前后视距差小于 5m
- 这是最重要的误差
- 水准尺误差
观测误差
- 瞄准误差：2.3’’左右
精密水准仪——不讲
电子水准仪——简单说一下
