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【技术交流】-水准仪的操作使用方法详细说明【上海弘测】


高程测量是测绘地形图的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程, 利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法。

 

一、水准仪器组合

1. 望远镜  2. 调整手轮  3. 圆水准器  4. 微调手轮  5. 水平制动手轮  6. 管水准器  7. 水平微调手轮  8. 脚架


二、操作要点

在未知两点间,摆开三脚架,从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上,利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中,跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的,在水平镜内通过三角棱镜反射,水平重合,就是平水。将望远镜对准未知点( 1 )上的塔尺,再次调平管水平器重合,读出塔尺的读数(后视),把望远镜旋转到未知点( 2 )的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视),记到记录本上。

计算公式:两点高差 = 后视-前视。


三、校正方法

将仪器摆在两固定点中间,标出两点的水平线,称为 a 、 b 线,移动仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为 a’ 、 b ’ 。计算如果 a - b ≠ a’ - b’ 时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整,使管水平泡吻合为止。重复以上做法,直到相等为止。


四、水准仪的使用方法

水准仪的使用包括:水准仪的 安置、粗平、瞄准、精平、读数 五个步骤。

1.  安置
  安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。

2.  粗平
  粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。

3.  瞄准
  瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。

4.  精平
  精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平。若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求。注意?气泡左半部份的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致。

5.  读数
  用十字丝,截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜,读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数,后报出全部读数。
注意,水准仪使用步骤一定要按上面顺序进行,不能颠倒,特别是读数前的符合水泡调整,一定要在读数前进行。


五、水准仪的测量

测定地面点高程的工作,称为高程测量。高程测量是测量的基本工作之一。高程测量按所使用的仪器和施测方法的不同,可以分为水准测量、三角高程测量、 GPS 高程测量和气压高程测量。水准测量是目前精度最高的一种高程测量方法,它广泛应用于国家高程控制测量、工程勘测和施工测量中。

水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线,读取竖立于两个点上的水准尺上的读数,来测定两点间的高差,再根据已知点高程计算待定点高程。

如下图所示,在地面上有 A 、 B 两点,已知 A 点的高程为 HA 、为求 B 点的高程 HB ,在 A 、 B 两点之间安骨水准仪, A 、 B 两点亡各竖立一把水准尺,通过水准仪的望远镜读取水平视线分别在 A 、 B 两点水准尺上截取的读数为 a 和 b ,可以求出 A 、 B 两点问的高差为:

 

设水准测量的前进方向为 A 点至 B 点,则称 A 点为后视点,其水准尺读数 a 为后视读数;称 B 点为前视点,其水准尺读数 b 为前视读数。因此,两点间的高差等于:

               hAB= 后视读数 - 前视读数  

若后视读数大于前视读数,则高差为正,表示 B 点比 A 点高, hAB>0 ;若后视读数小于前视读数,则高差为负,表示 B 点比 A 点低, hAB<0 。
如果 A 、 B 两点相距不远,且高差不大,则安置一次水准仪,就可以测得高差 hAB 。此时 B 点高程为:   

201904171555484814916478.jpg

当架设一次水准仪需要测量多个前视点 B1 , B2 , … , Bn 的高程时,采用视线高程计算这些点的高程就非常方便。设水准仪对竖立在 B1 , B2 , … , Bn 点上的水准尺读数分别为 b1 , b2 , … , bn 时,则高程计算公式为:

201904171555484848887264.jpg

如果 A 、 B 两点相距较远或高差较大,安置一次仪器无法测得其高差时,就需要在两点间增设若干个作为传递高程的临时立尺点,称为转点 ( 简称 TP 点 ) ,如图中的 TP1 , TP 2 , … 点,并依次连续设站观测,设测得的各站高差为:

 

六、保养与维修

1 .水准仪是精密的光学仪器,正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用;

2 .避免阳光直晒,不许可证随便拆卸仪器;

3 .每个微调都应轻轻转动,不要用力过大。镜片、光学片不准用手触片;

4 .仪器有故障,由熟悉仪器结构者或修理部修理;

5 .每次使用完后,应对仪器擦干净,保持干燥。



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