《建筑工程测量》21.docx
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《建筑工程测量》21
课 题 第2章水准测量
目的要求:
要求学生了解和掌握水准测量的原理、水准仪的构造及使用方法。
教学重点:
水准测量的原理
教学难点:
水准测量的原理
教学课时:
2学时
教学方法:
多媒体
教学内容和步骤
2.1水准测量原理
一、水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供的水平视线,借助于带有分划的水准尺,直接测定地面上两点间的高差,然后根据已知点高程和测得的高差,推算出未知点高程。
A、B两点间高差hAB为:
A点为后视点,A点尺上的读数a称为后视读数;B点为前视点,B点尺上的读数b称为前视读数。
高差等于后视读数减去前视读数。
二、计算未知点高程
1)高差法
2)视线高法
B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算,即
2.2水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪,工具有水准尺和尺垫。
国产水准仪按其精度分,有DS0.5,DS1,DS3及DS10等几种型号。
05、1、3和10表示水准仪精度等级。
一、DS3微倾式水准仪的构造
DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
1)望远镜
望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。
它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。
(1)十字丝分划板
十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。
(2)物镜和目镜
物镜和目镜多采用复合透镜组;
目标AB经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像ab;
移动对光透镜,可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上;
再通过目镜的作用,便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a′b′。
(3)视准轴
十字丝交点与物镜光心的连线,称为视准轴CC。
视准轴的延长线即为视线。
当视准轴水平时,用十字丝的中丝在水准尺上截取读数。
2)水准器
(1)管水准器
管水准器(亦称水准管)用于精确整平仪器。
水准管轴平行于视准轴
水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ,称为水准管的分划值,水准管分划愈小,水准管灵敏度愈高,用其整平仪器的精度也愈高。
DS3型水准仪的水准管分划值为20″,记作20″/2mm。
为了提高水准管气泡居中的精度,采用符合水准器。
(2)圆水准器
过零点的球面法线L′L′,称为圆水准器轴。
圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。
气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值,称为圆水准器的分划值。
3)基座
基座的作用是支承仪器的上部,并通过连接螺旋与三脚架连接。
基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。
转动脚螺旋,可使圆水准气泡居中。
二、水准尺和尺垫
1)水准尺
(1)塔尺
是一种逐节缩小的组合尺,其长度为2m~5m,有两节或三节连接在一起,尺的底部为零点,尺面上黑白格相间,每格宽度为1cm,有的为0.5cm,在米和分米处有数字注记。
(2)双面水准尺
尺长为3m,两根尺为一对。
尺的双面均有刻划,一面为黑白相间,称为黑面尺(也称主尺);另一面为红白相间,称为红面尺(也称辅尺)。
两面的刻划均为1cm,在分米处注有数字。
两根尺的黑面尺尺底均从零开始,而红面尺尺底,一根从4.687m开始,另一根从4.787m开始。
在视线高度不变的情况下,同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数4.687m或4.787m,这个常数称为尺常数,用K来表示。
2)尺垫
尺垫是由生铁铸成。
一般为三角形板座,其下方有三个脚,可以踏入土中。
尺垫上方有一突起的半球体,水准尺立于半球顶面。
作用:
尺垫用于转点处。
2.3水准仪的使用
微倾式水准仪的基本操作程序为
A、安置仪器
B、粗略整平
C、瞄准水准尺
D、精确整平
E、读数
一、安置仪器
(1)在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋,按需要的高度调整架腿长度,再拧紧固定螺旋,张开三脚架将架腿踩实,并使三脚架架头大致水平。
(2)从仪器箱中取出水准仪,用连接螺旋将水准仪固定在三脚架架头上。
二、粗略整平
通过调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。
三、瞄准水准尺
(1)目镜调焦:
转动目镜对光螺旋,使十字丝成像清晰。
(2)初步瞄准:
通过望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺,旋紧制动螺旋。
(3)物镜调焦:
转动物镜对光螺旋,使水准尺的成像清晰。
(4)精确瞄准:
转动微动螺旋,使十字丝的竖丝瞄准水准尺边缘或中央。
(5)消除视差:
眼睛在目镜端上下移动,有时可看见十字丝的中丝与水准尺影像之间相对移动,这种现象叫视差。
产生视差的原因是水准尺的尺像与十字丝平面不重合。
视差的存在将影响读数的正确性,必须予消除。
消除视差的方法是仔细地转动物镜对光螺旋,直至尺像与十字丝平面重合。
四)精确整平
转动微倾螺旋,使气泡两端的影像严密吻合,此时水准管气泡居中,视线即为水平视线
五)读数
作 业 P482-1
教学总结 学习完本章后,要求学生了解掌握水准测量的原理、水准仪的构造及使用方法。
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