土木工程测量第四版第2章教案1

1第二章水准测量高程测量是确定地面点位置的基本工作。地面点高程测量的二种主要方法：水准测量和三角高程测量。2一、基本原理：利用水准仪提供水平视线，读取水准尺的读数，测定两点间的高差，由已知点高程推求未知点高程。大地水准面HibHBHAhAB前进方向ABa第一节水准测量原理水准测量原理3如图，已知HA，求HB？（1）高差法•A点水准尺上读数为a（后视读数），B点水准尺上读数为b（前视读数），则HB=HA+hAB=HA+(a-b)•在计算高差hAB时，一定要注意hAB的下标：hAB表示A点至B点的高差。前进方向水平视线HAHBA后视尺前视尺bhAB大地水准面B4例：图中已知A点高程HA=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。解：B点对于A点高差：hAB=1.571－0.685=0.886mB点高程：HB＝452.623＋0.886＝453.509m前进方向水平视线HAHBA后视尺前视尺bhAB大地水准面B5•（2）视线高法（仪高法）•B点高程也可以通过水准仪视线高程Hi（也称为仪器高程）来计算，即Hi=HA+a•则HB=(HA+a)-b=Hi-b水平视线HAHBA后视尺前视尺b大地水准面BhAB前进方向Hi6例：图中已知A点高程HA=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。先测得A点后视读数a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。解：先计算出视线高程Hi=HA+a=423.518＋1.563＝425.081m各待定点高程分别为：H1＝Hi－b1＝425.081－0.953＝424.128mH2＝Hi－b2＝425.081－1.152＝23.929mH3＝Hi－b3＝425.081－1.328＝23.753m7hAB=a–bHB=HA+hAB大地水准面HibHBHAhAB前进方向高差法Hi=HA+aHB=Hi-b视线高法ABa高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便。8hAB=h1+h2+……+hn=(a1-b1)+(a2-b2)+……+(an-bn)=a-b转点TP(turningpoint或ZD)的概念：若A、B两点间布设一些过渡点（转点）1、2、3…，将其分为n段，则用水准仪分别测得各段高差为h1，h2…hn，则有：9第二节水准测量的仪器和工具10微倾式水准仪自动安平水准仪11水准仪的等级：DS05、DS1、DS3、DS10D—大地测量仪器S—水准仪数字—表示仪器的精度，即每公里往、返测得高差中数的中误差（mm）。水准仪的作用是提供一条水平视线；工程测量中常使用DS3型水准仪，该仪器标称精度为±3mm/km。12目镜水准管目镜圆水准器校正螺钉微动螺旋制动螺旋对光螺旋物镜准星缺口水准管圆水准器三脚架脚螺旋一、DS3型水准仪的构造主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。微倾螺旋131、望远镜：用来瞄准远处的水准尺进行读数；由物镜、目镜、十字丝分划板、调焦透镜、调焦螺旋组成；放大率一般为25~30倍。视准轴：物镜中心与十字丝交点的连线。142mm2、水准器水准器的作用：整平仪器，使视准轴处于水平位置。（1）圆水准器用来指示仪器竖轴是否竖直LLLL作用：粗略整平结构：如图所示分划值：一般为8＇至10＇/2mm（气泡中心偏离零点2mm轴线倾斜角值）圆水准器轴：过圆水准器零点所作圆球面的法线15（2）管水准器作用：精确整平结构：如图所示分划值：一般τ=20″/2mm水准管的分划值τ：是水准管表面2mm圆弧所对应的圆心角。公式：分析：R越大，τ越小，灵敏度越高。DS3:R=20626.5mmτ=20″''2R16173、基座轴座：承托仪器上部脚螺旋：调节脚螺旋使圆水准器气泡居中连接板：连接三脚架组成轴座脚螺旋连接板水准仪构造18二、水准尺和尺垫1、水准尺塔尺：可以伸缩，一般全长3m、5m，用于等外水准测量。双面尺：不可伸缩，一般全长3m，用于三、四等水准测量。192、尺垫仅在转点处竖立水准尺时使用，防止点位移动和水准尺下沉。20操作程序：粗平—瞄准—精平—读数（一）粗平调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。三、水准仪的使用圆水准泡脚螺旋21图形：粗平的操作方法示意图a123b312c312对向转动脚螺旋1、2——使气泡移至1、2方向中间——转动脚螺旋3，使气泡居中。规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。22（二）瞄准1．方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2．视差：•概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。•产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。•消除方法：反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。23（三）精平方法：如图所示，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。24（四）读数精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1．方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2．规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故仪器若成倒像的，从上往下读；若成正像，即从下往上读。253、读数实例6.2521.5340.725bca注意：读数前必须精平，精平后立即读数。水准仪操作26例：一个测站的水准测量工作ABab1、安置仪器于AB之间，立尺于A、B点上；2、粗略整平；3、瞄准A尺，精平、读数a，记录1.568m；4、瞄准B尺，精平、读数b，记录1.471m；5、计算：hAB=a–b=1.568-1.471=0.115m即B点比A点高0.115m。hBA=–hAB=–0.115m，即A点比B点低0.115m。