高程測量是測繪地形圖的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也量測地面高程,利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量是精密測量高程的主要方法。
?。ㄒ唬┧疁?zhǔn)儀器組合:
1.望遠(yuǎn)鏡 2.調(diào)整手輪 3.圓水準(zhǔn)器 4.微調(diào)手輪 5.水平制動手輪 6.管水準(zhǔn)器 7.水平微調(diào)手輪 8.腳架
?。ǘ┎僮饕c(diǎn):
在未知兩點(diǎn)間,擺開三腳架,從儀器箱取出水準(zhǔn)儀安放在三腳架上,利用三個機(jī)座螺絲調(diào)平,使圓氣泡居中,跟著調(diào)平管水準(zhǔn)器。水平制動手輪是調(diào)平的,在水平鏡內(nèi)通過三角棱鏡反射,水平重合,就是平水。將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)未知點(diǎn)(1)上的塔尺,再次調(diào)平管水平器重合,讀出塔尺的讀數(shù)(后視),把望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到未知點(diǎn)(2)的塔尺,調(diào)整管水平器,讀出塔尺的讀數(shù)(前視),記到記錄本上。山西太原水準(zhǔn)儀
計算公式:兩點(diǎn)高差=后視-前視。
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將儀器擺在兩固定點(diǎn)中間,標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線,稱為a、b線,移動儀器到固定點(diǎn)一端,標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線,稱為a’、b ’。計算如果a-b≠a’-b’時,將望遠(yuǎn)鏡橫絲對準(zhǔn)偏差一半的數(shù)值。用校針將水準(zhǔn)儀的上下螺釘調(diào)整,使管水平泡吻合為止。重復(fù)以上做法,直到相等為止。
?。ㄋ模┧疁?zhǔn)儀的使用方法
水準(zhǔn)儀的使用包括:水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個步驟。
1. 安置
安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測點(diǎn)之間。打開三腳架并使高度適中,用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固,然后打開儀器箱,用連接螺旋將水準(zhǔn)儀器連接在三腳架上。
2.粗平
粗平是使儀器的視線粗略水平,利用腳螺旋置園水準(zhǔn)氣泡居于園指標(biāo)圈之中。具體方法用儀器練習(xí)。在整平過程中,氣泡移動的方向與大姆指運(yùn)動的方向一致。
3.瞄準(zhǔn)
瞄準(zhǔn)是用望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。是把望遠(yuǎn)鏡對向遠(yuǎn)處明亮的背景,轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋,使十字絲清晰。再松開固定螺旋,旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,使照門和準(zhǔn)星的連接對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺,擰緊固定螺旋。轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋,使水準(zhǔn)尺的清晰地落在十字絲平面上,再轉(zhuǎn)動微動螺旋,使水準(zhǔn)尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。
4.精平
精平是使望遠(yuǎn)鏡的視線水平。微傾水準(zhǔn)儀,在水準(zhǔn)管上部裝有一組棱鏡,可將水準(zhǔn)管氣泡兩端,折射到鏡管旁的符合水準(zhǔn)觀察窗內(nèi),若氣泡居中時,氣泡兩端的象將符合成一拋物線型,說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合,說明視線不水平。這時可用右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋使氣泡兩端的象符合,儀器便可提供一條水平視線,以滿足水準(zhǔn)測量基本原理的要求。注意?氣泡左半部份的移動方向,總與右手大拇指的方向不一致。
5.讀數(shù)
用十字絲,截讀水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)?,F(xiàn)在的水準(zhǔn)儀多是倒象望遠(yuǎn)鏡,讀數(shù)時應(yīng)由上而下進(jìn)行。先估讀毫米級讀數(shù),后報出全部讀數(shù)。
注意,水準(zhǔn)儀使用步驟要按上面順序進(jìn)行,不能顛倒,特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整,要在讀數(shù)前進(jìn)行。
?。ㄎ澹┧疁?zhǔn)儀的測量
測定地面點(diǎn)高程的工作,稱為高程測量。高程測量是測量的基本工作之一。高程測量按所使用的儀器和施測方法的不同,可以分為水準(zhǔn)測量、三角高程測量、GPS高程測量和氣壓高程測量。水準(zhǔn)測量是目前精度的一種高程測量方法,它廣泛應(yīng)用于國家高程控制測量、工程勘測和施工測量中。
水準(zhǔn)測量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線,讀取豎立于兩個點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺上的讀數(shù),來測定兩點(diǎn)間的高差,再根據(jù)已知點(diǎn)高程計算待定點(diǎn)高程。
如下圖所示,在地面上有A、B兩點(diǎn),已知A點(diǎn)的高程為HA、為求B點(diǎn)的高程HB,在A、B兩點(diǎn)之間安骨水準(zhǔn)儀,A、B兩點(diǎn)亡各豎立一把水準(zhǔn)尺,通過水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡讀取水平視線分別在A、B兩點(diǎn)水準(zhǔn)尺上截取的讀數(shù)為a和b,可以求出A、B兩點(diǎn)問的高差為:
設(shè)水準(zhǔn)測量的前進(jìn)方向為A點(diǎn)至B點(diǎn),則稱A點(diǎn)為后視點(diǎn),其水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù);稱B點(diǎn)為前視點(diǎn),其水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。因此,兩點(diǎn)間的高差等于:
hAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)
若后視讀數(shù)大于前視讀數(shù),則高差為正,表示B點(diǎn)比A點(diǎn)高,hAB>0;若后視讀數(shù)小于前視讀數(shù),則高差為負(fù),表示B點(diǎn)比A點(diǎn)低,hAB<0。
如果A、B兩點(diǎn)相距不遠(yuǎn),且高差不大,則安置一次水準(zhǔn)儀,就可以測得高差hAB。此時B點(diǎn)高程為:
當(dāng)架設(shè)一次水準(zhǔn)儀需要測量多個前視點(diǎn)B1,B2,…,Bn的高程時,采用視線高程計算這些點(diǎn)的高程就非常方便。設(shè)水準(zhǔn)儀對豎立在B1,B2,…,Bn點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)分別為b1,b2,…,bn時,則高程計算公式為:
如果A、B兩點(diǎn)相距較遠(yuǎn)或高差較大,安置一次儀器無法測得其高差時,就需要在兩點(diǎn)間增設(shè)若干個作為傳遞高程的臨時立尺點(diǎn),稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)(簡稱TP點(diǎn)),如圖中的TP1,TP 2,…點(diǎn),并依次連續(xù)設(shè)站觀測,設(shè)測得的各站高差為:
?。┍pB(yǎng)與維修
1.水準(zhǔn)儀是精密的光學(xué)儀器,正確合理使用和保管對儀器精度和壽命有很大的作用;
2.避免陽光直曬,不許可證隨便拆卸儀器;
3.每個微調(diào)都應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動,不要用力過大。鏡片、光學(xué)片不準(zhǔn)用手觸片;
4.儀器有故障,由熟悉儀器結(jié)構(gòu)者或修理部修理;
5.每次使用完后,應(yīng)對儀器擦干凈,保持干燥。
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