目录

  • 1 绪论
    • 1.1 测量学的概念与分类
    • 1.2 地球的形状与大小
    • 1.3 地面点位的表示方法
    • 1.4 测量工作的内容与原则
  • 2 水准测量
    • 2.1 水准测量原理
    • 2.2 水准测量的仪器与工具
    • 2.3 水准测量与成果计算
    • 2.4 微倾式水准仪的检验与校正
    • 2.5 水准测量的误差及注意事项
  • 3 角度测量
    • 3.1 角度测量原理
    • 3.2 光学经纬仪的构造
    • 3.3 经纬仪的安置
    • 3.4 水平角测量
    • 3.5 竖直角测量
    • 3.6 经纬仪的检验与校正
    • 3.7 角度测量的误差及注意事项
  • 4 距离测量与直线定向
    • 4.1 钢尺量距
    • 4.2 视距测量
    • 4.3 光电测距
    • 4.4 直线定向
  • 5 全站仪测量
    • 5.1 全站仪概述
    • 5.2 全站仪的基本操作与设置
    • 5.3 数据采集及坐标放样
    • 5.4 存储管理
  • 6 测量误差的基本理论
    • 6.1 测量误差产生的原因及其分类
    • 6.2 评定精度的指标
    • 6.3 误差传播定律
    • 6.4 等精度观测的最可靠值
    • 6.5 非等精度观测的最可靠值与精度评定
  • 7 控制测量
    • 7.1 控制测量概述
    • 7.2 平面控制网坐标计算原理
    • 7.3 导线测量
    • 7.4 交会测量
    • 7.5 高程控制测量
  • 8 地形图的基本知识
    • 8.1 地形图概述
    • 8.2 地形图的比例尺
    • 8.3 地形图的分幅与编号
    • 8.4 地物地貌在地形图上的表示方法
    • 8.5 地形图的组成要素
  • 9 大比例尺地形图测绘
    • 9.1 概述
    • 9.2 传统测图
    • 9.3 数字测图
  • 10 地形图应用
    • 10.1 地形图识读
    • 10.2 地形图应用的基本内容
    • 10.3 图形面积量算
    • 10.4 工程建设中的地形图应用
水准测量的仪器与工具

仪器:水准仪

工具:水准尺、尺垫

微倾式水准仪

——通过调整使管水准器气泡居中获得水平视线的水准仪

自动安平水准仪

——通过补偿器获得水平视线读数的水准仪

微倾式水准仪

型号:DS05、DS1、DS3、DS10

D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母;数字05、1、3、10表示该仪器的精度。DS05、DSl型为精密水准仪,用于高精度水准测量,DS3、DSl0型为普通水准仪,适用于普通水准测量。工程测量中常用DS3水准仪。

DS3水准仪的构造

水准仪主要由望远镜、水准器和基座组成。

1.望远镜

作用:瞄准、读数

组成:物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目镜


视准轴(CC):望远镜物镜光心与十字丝交点的连线,也称视线。

成像原理


如上图,远处目标AB发出的光线经物镜及调焦透镜折射后,在十字丝分划板上成一倒立的实像ab;通过目镜将目标的像放大成虚像a′b′十字丝也同时被放大。

DS3水准仪放大倍数:V=28X

根据目标的成像,水准仪有倒像和正像之分。

视差:观测者的眼睛在目镜端上、下微微移动时,目标像与十字丝之间相对移动的现象。

  

产生原因:物镜对光不完善,标尺像没成在十字丝分划板上。

消除方法:在保证十字丝清晰的前提下,仔细进行物镜对光。

2.水准器

水准器用来置平仪器,获取水平视线。包括水准器和水准器。

① 圆水准器

  

零点圆球面的中点。

圆水准器轴(L′L′:过零点的圆球面的法线。

圆水准器轴平行于仪器的竖轴(VV ,仪器的旋转轴)。

气泡居中:气泡对称与零点。气泡居中,则圆水准器轴竖直,从而仪器竖轴铅垂。

分划值(τ:内圆弧2mm弧长对应的圆心角。是衡量水准器整平精度的指标。

DS3水准仪圆水准器 τ =8′~10′

作用:粗略整平仪器,使仪器竖轴竖直,视线大致水平。

② 管水准器

  

零点:内圆弧的中点。

管水准器轴(LL:过零点的内圆弧的切线。

管水准器轴平行于望远镜的视准轴。

气泡居中,则管水准器轴水平,从而视准轴(视线)水平。

DS3水准仪管水准器 τ =20″

作用:精确整平仪器,使视线精确水平。

符合管水准器

为提高水准气泡居中的精度,在水准管上方装有一组符合棱镜组。气泡两端的半影像经过折反射之后,反映在望远镜旁的观测窗内。调节微倾螺旋,当观测窗内气泡两端的半像吻合时,则表示气泡居中。

3.基座

构成:

轴座、脚螺旋、底板、三角压板。

作用:

仪器上部通过竖轴插入座内,由基座承托整个仪器,用连接螺旋与三脚架连接。

自动安平水准仪

通过补偿器获得水平视线,没有管水准器和微倾螺旋。

型号:DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10



原理:

设视准轴水平时,水准尺的正确读数——a;当仪器粗平,视准轴相对水平面有微小倾斜角α;无补偿器时,水准尺读数——a'

有补偿器时,使进入十字丝分划板光线偏转α角;正确读数光线经补偿器后通过十字丝交点,此时读取的是视线水平时的正确读数——a

工具

水准尺、尺垫。

1. 水准尺

水准尺分为:直尺、折尺、塔尺;直尺分为:单面尺、双面尺。

尺面上最小分划为1cm或0.5cm,在分米处注记数字;尺长从2m~5m不等。

双面尺两把一对使用,其一面为黑白相间——黑面尺,另一面为红白相间——红面尺;黑面由零开始分划和注记,红面一把由4.687m开始分划注记,另一把由4.787m开始分划注记。


2. 尺垫

尺垫安放的位置:转点处

尺垫的作用:标志转点的位置,支撑水准尺。

水准尺应立于尺垫半圆球体的顶部。

水准仪的使用

1.微倾式水准仪的使用

操作步骤:

安置仪器→粗略整平→瞄准水准尺→精确整平→读数

① 安置仪器

在测站打开三脚架,使架头大致水平,高度适中,踏实脚架尖后,将水准仪安放在架头上并拧紧中心螺旋。

② 粗略整平(粗平)

旋转脚螺旋,使圆水准器气泡居中,从而使仪器竖轴竖直,视线大致水平。


具体操作(如上图):气泡位于a 处,首先选择两个脚螺旋,根据气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致,与右手大拇指移动方向相反的原则旋转脚螺旋,使气泡移动至处(此时,气泡中心与水准器零点的连线应与调节的两个脚螺旋的连线垂直。);然后调节第三个脚螺旋,使气泡移动至处,此时气泡居中。

③ 瞄准水准尺

目镜对光→粗略瞄准→物镜对光→精确瞄准→消除视差

目镜对光:选择较明亮的背景,调节目镜调焦螺旋,使十字丝清晰。


粗略瞄准:通过望远镜上的照门和准星,按三点一线的原理照准水准尺,照准后拧紧制动螺旋。

物镜对光:调节物镜调焦螺旋,使尺面影像清晰。


精确瞄准:调节微动螺旋,使十字丝竖丝对准水准尺中央位置。

消除视差:如有视差,仔细的缓慢调节物镜调焦螺旋,直至视差消除。

读数:用十字丝横丝在水准尺上读数,m位与dm位直读标尺上的数字、cm位数格子,mm位估读。无论正像还是倒像读数按数字从小往大读取。


2. 自动安平水准仪的使用

操作步骤:

① 安置仪器粗略整平 (同微倾式水准仪)

② 检验补偿器的正确性;

补偿器检验方式:警示按钮、警示窗

③ 瞄准读数