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第1页共37页实训一水准仪的认识与使用１.1目的与要求1.1.1熟悉DS3水准仪的基本构造和性能,掌握其各个构件的名称和作用。1.1.2练习水准仪的安置、整平、瞄准、读数和高差计算。1.1.3认识与使用自动安平水准仪。１.2计划与仪器工具1.2.1实训时数安排为2学时，每一实训小组由4—5人组成。1.2.2每组实训设备为DS3水准仪1台，水准尺2个，测伞1把。自备2H铅笔2支。1.2.3由实验室人员安置2台自动安平水准仪，供各小组轮流认识使用。１.3方法与步骤1.3.1水准仪及水准尺的认识和使用熟悉DS3水准仪的主要部件名称、作用及使用，如图1-11.3.2水准仪的使用1.3.2.1安置水准仪松开三脚架的伸缩螺旋,按需要调节三条脚架的长度后，旋紧螺旋。安置脚架时，应使架头大致水平，对泥土、草坪等软质地面，应将三脚尖踩入土中，以防仪器下沉；对水泥地面，要采取防滑措施；对倾斜地面，应将三脚架的一个脚安放在高处，另两只脚安置在低处。打开仪器箱，记住仪器摆放位置，以便仪器装箱时按原位摆放。双手将仪器从仪器箱中拿出平稳地放在脚架架头，接着一手握住仪器，另一手将中心螺旋旋入仪器基座内旋紧。1.3.2.2粗平粗平就是旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，从而使仪器大致水平。为了快速粗平，对坚实地面，可固定脚架的两个退，一手扶住脚架顶部，另一手握住第三脚架退作前后左右移动，眼看着圆水准器气泡，使之离中心不远（一般位于中心的圆圈上即可），然后再用脚螺旋粗平。脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向之间的规律是（左手定律）：气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋的方向一致（与右手大拇指转动方向相反）。如图1-2所示，可先转动①、②两个脚螺旋，使气泡从图1-2(a)所示a点位置转至图1-2(b)所示b点位置（左右居中）,然后再转动脚螺旋③使气泡居中。（前后居中）若从仪器构造上理解脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向之间的规律，则为：气泡在哪个方向，则仪器哪个方向位置高；脚螺旋顺时针方向（俯视）旋转，则此脚螺旋位置升高，反之则降低。第2页共37页1.3.2.3照准水准尺（照准A尺）目镜对光--转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰；粗瞄--然后松开水平制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜上部的准星与缺口照准目标，旋紧制动螺旋；物镜对光--再转动物镜对光螺旋，使水准尺分划成像清晰；精瞄――此时，若目标的像不在望远镜视场的中间位置，可转动水平微动螺旋，对准目标。消除视差――随后眼睛在目镜端略作上下移动，检查十字丝与水准尺分划像之间是否有相对移动，如有，则存在视差，需重新做目镜对光和物镜对光，消除视差。1.3.2.4精平与读数精平就是转动微倾螺旋，首先目测水准管气泡居中，然后观察附合水准管气泡两端的半边影像吻合成圆弧抛物线形状（如图1-3所示），使视线在照准方向精确水平。操作时，右手大拇指旋转微倾螺旋的方向与左关气泡影像的移动方向一致，如图1-3所示。精平后，以十字丝中横丝读出尺上的数值，读取四位数字。尺上在分米处注字，每个黑色（或红色）和白色分格为1cm。读数时应注意尺上的注字由小到大的顺序，读出米、分米、厘米，估读至毫米，如图1-4所示为1355mm。读数时，扶尺人员应将水准尺立直（水准尺侧面通常装有水准管或圆水准器）。下面附图3水准管气泡的居中和图4水准尺的读数。并将数据记入表1-1。总之，读数共同4位数，忌读入小数点，如果前面是零也得读出；第1、2位读尺上十字丝靠近的“E”旁边的2位数；第3位，从“E”大头往小头读，直到十字丝中线并满格为止；第4位，读不满格部分，采取胜19、28、37、46、55开目测估值。第3页共37页综上所述，水准仪的基本操作程序为：安置-粗平-物镜对光-粗瞄-物镜对光-精瞄-消除视差-精平-读数。熟悉以上操作步骤后，然在场地选择两个地面点A、B，并分别在A、B两点立水准尺，然后照准-消除视差-精平-读数，并将读数记入表1-1。1.4自动安平水准仪的使用自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋。观测时，利用圆水准粗平仪器后，借助自动补偿器的作用即可获得水平视线，操作较一般水准仪简便，又可防止一般水准仪在操作中忘记精平的失误。图1-5所示为自动安平水准仪外形及各部件的名称。1.5自动安平水准仪与DS3水准仪的操作大致相同，不同之处为：1.5.1无需整平,粗平后，照准目标即可读数。1.5.2无制动机构的水平微动系统该仪器无制动螺旋，仪器靠摩擦制动，瞄准目标时，手转动仪器至目标大致位置，再旋转水平微动螺旋精确瞄准目标，仪器在3600范围内的任意位置，均可使用水平微动螺旋。1.6注意事项1.6.1仪器安放到三角架头上,必须旋紧连接螺旋,使连接牢固。1.6.2当水准仪瞄准、读数时，水准尺必须立直。尺子的左、右倾斜，观测者在望远镜中根据十字丝可以发觉，而尺子的前后倾斜则不易发觉，立尺者应注意。1.6.3水准仪在读数前，必须使长水准管气泡严格居中（自动安平水准仪除外）并且附水准器气泡对齐，照准目标必须消除视差。1.6.4从水准尺上读数必须读4位数：米、分米、厘米、毫米。记录数据应以米或毫米为单位，如1.275m或1275mm。1.6.5注意轻拿轻放原则１.7报告书实训报告１.8思考题什么是视差？产生视差的原因是什么？１.9练习作业１.9.1用脚螺旋粗平，若操作熟练后，只用2个脚螺旋即可整平，你可以试一试。附表1-1水准测量记录表测站测点水准尺读数/mmIAB第4页共37页实训二普通水准测量一站施测及检核2.1目的与要求2.1.1熟悉高差测量原理。2.1.2掌握普通水准测量一个测站的施测、记录、高程计算及成果检核。2.2计划与仪器工具3.2.1实训时数安排为2学时。实训小组由4—5人组成；3.2.2每组实训设备为DS3水准仪1台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，测伞1把。自备2H铅笔和计算器。2.3实训内容己知水准点BM1(A点组长负责现场指定)的高程为27.354m,现拟测定B点（组长负责现场指定）的高程。（AB距离较短一般在100米以内且无障碍物摭挡）2.4方法与步骤2.4.1由组长负责在实训场地指定A、B两点并做好标志（AB距离较短一般在100米以内且无障碍物摭挡）。2.4.2在A、B两点大致等距处安置水准仪，并粗平（调圆水准器气泡居中）。2.4.3在A、B两点分别竖立水准尺，然后瞄准后视点A，精平后读出后视读数为a1；再瞄准前视点B，精平后读出前视读数为b1。2.4.4计算hAB1(AB两点高差)hAB1=a1–b1；2.4.5观测员的每次读数，记录员都应回报检核后记入表2-1中。2.4.6改变仪器高度，粗平、照准后视尺，精平后读数a2；再照准前视尺，精平后读数b2。将观测数据的记录、计算高差hAB2=a2–b2，填入表2-1中。若前、后视点固定不变，则同一小组各成员所测高差之差不应大于±6mm。如果满足要求,求出高差平均值,并计算B点高程。（每2人完成一个表格，一人测一测站）。2.4.7重新在A、B两点大致等距处安置水准仪，并粗平（调圆水准器气泡居中）。2.4.8在A点上分别竖立水准尺（4787），后瞄准后视点A，精平后读出后视黑面读数和红面读数为a1、a2；再瞄准前视点B(4687)，精平后读出前视黑面读数和红面读数为b1、b2，并填入表2-2中。计算高差hAB黑=a1–b1和hAB红=a2–b2–0100，hAB黑=a1–b1和hAB红之差不应大于±6mm。如果满足要求,求出高差平均值,并计算B点高程。2.4.9在A点上分别竖立水准尺（4687），后瞄准后视点A，精平后读出后视黑面读数和红面读数为a1、a2；再瞄准前视点B(4787)，精平后读出前视黑面读数和红面读数为b1、b2，并填入表2-2中。计算高差hAB黑=a1–b1和hAB红=a2–b2+0100，hAB黑=a1–b1和hAB红之差不应大于±6mm。如果满足要求,求出高差平均值,并计算B点高程。表2-1水准测量记录表测站测点水准尺读数高差/mm平均高差/mm高程/m后视/mm前视/mmIA27.354已知B改变仪器高度AB？计算检核第5页共37页表2-2水准测量记录表（双面尺法）测站测点水准尺读数高差/mm平均高差/mm高程/m备注后视/mm前视/mmIA黑面红面(4787)黑：红：27.354已知B黑面红面(4687)？计算检核IIA黑面红面(4687)黑：红：27.354已知B黑面红面(4787)？计算检核2.5注意事项2.5.1前、后视距应大致相等。2.5.2同一测站，圆水准器只能整平一次。2.5.3每次读数前，要消除视差和精平。2.6报告书2.6.1实训报告上交水准测量记录计算表(见表2-1)。2.6.2思考题2.6.2.1为什么在水准测量中要求前、后视距离相等？2.6.2.2一个测站的水准测量中，观测了后视，瞄准前视后，是否需要再次粗平、精平？第6页共37页实训三普通水准测量（多站施测）及路线校核3.1目的与要求3.1.1掌握普通水准测量一个测站的工作程序和一条水准路线的施测方法。3.1.2掌握普通水准测量的观测、记录、高差及闭合差的计算方法和成果校核。3.2计划与仪器工具3.2.1实训时数安排为2学时。实训小组由5—6人组成；3.2.2每组实训设备为DS3水准仪1台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，测伞1把。自备2H铅笔和计算器。3.3实训内容己知水准点BM1(A点组长负责现场指定)的高程为27.354m,现拟测定B点（组长负责现场指定）的高程。在A、B两点间安置水准仪时有障碍物挡住视线或AB距离较长大于100米时，必须多站实测（附合水准测量）,高差闭合差要求hf允=20mm。3.4方法与步骤3.4.1由组长负责在实训场地指定A、B两点（障碍物挡住视线或AB距离较长大于100米时）并做好标志。3.4.2为测A、B两点高差，在AB线路上增加2个中间点，将AB高差分成3个水准测站，中间点仅起传递高程的作用，称为转点，简写为TP。转点无固定标志，无需算出高程。3.4.3在离已知水准点A适当距离处(一般不超过100m)选择转点1(编号TP1)，安放尺垫，在A、1两点上分别竖立水准尺，在两点大致等距处安置水准仪，整平后瞄准后视点A，精平后读出后视读数为a1；再瞄准前视点1，精平后读出前视读数为b1，其高差计算h1=a1-b1并记入表2-1中。3.4.4在1、2两点上分别竖立水准尺，将水准仪搬至1、2两点大致等距处安置，整平后瞄准后视点1，精平后读出后视读数为a2；再瞄准前视点2，精平后读出前视读数为b2，其高差计算h2=a2-b2，记入表2-1中。3.4.5在2、B两点上分别竖立水准尺，将水准仪搬至2、B两点大致等距处安置，整平后瞄准后视点2，精平后读出后视读数为a3；再瞄准前视点B，精平后读出前视读数为b3，其高差计算h3=a3-b3，记入表2-1中。以上过程称为往测，依次设站，用相同的方法进行返测，直到回到A点测得相应数据填入表2-1中。3.4.6计算高差闭合差，满足条件进一步计算，将闭合差分配改正，求出B高程。若超限应重测。表2-1水准测量记录计算表仪器编号：填表日期：年月日测站测点后视读数/mm前视读数/mm高差/mm高差改正值/mm改正后高差/mm高程/m备注往测27.354m已知IA1II12II2第7页共37页IB往返测IVB2V21VI1A返高差闭合差的计算：hf=h往+h返第组观测员：记录员：3.5注意事项3.5.1前、后视距应大致相等。3.5.2同一测站，圆水准器只能整平一次。3.5.3每次读数前，要消除视差和精平。3.5.4水准尺应立直，水准点和待测点上立尺不放尺垫，只在转点处放尺垫，也可选择有凸出坚实地物作为转点而不用尺垫。3.5.5仪器未搬迁，前、后视点若安放尺垫则均不得移动。仪器搬迁了，后视点才能携尺和尺垫前进，但前视点尺垫不得移动。3.6报告书3.6.1实训报告3.6.2上交水准测量记录计算表(见表2-1)。3.6.3思考题3.6.3.1什么叫高差闭合差？列出3种路线水准测量的高差闭合差的公式。3.6.3.2简述普通水准测量和四等水准测量的区