测量学

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测量学

粗平是用脚螺旋使圆水准器的气泡居中,使仪器竖轴大致铅直,从而视准轴粗略水平

华南中心学校新校工程的图书馆施工组织设计图2.14圆水准器整平

晰。再松开制动螺旋,转动望远镜,用望远镜筒上的照门和准星瞄准水准尺,拧紧制动螺旋, 然后从望远镜中观察,转动物镜对光螺旋进行对光,使目标清晰。最后转动微动螺旋,使竖丝 对准水准尺,也可使尺像稍微偏离竖丝一些。当照准不同距离外的水准尺时,需重新调焦以使

整体。即精平后再读数,读数后还要检查水准管气泡是否完全符合:

心A,则有AA=sB。故有

若上式的条件能得到保证,虽然视准轴有微小倾斜(一般倾斜角限值为+10),但十字丝 中心A仍能读出视线水平时的读数α从而达到自动补偿的目的

图 2.20补偿器的工作原理

除了上面介绍的轴承式补偿器外,日前采用的补偿器还有吊丝式、簧片式和液体式等。 3.自动安平水准仪的使用 自动安平水准仪的使用方法较微倾式水准仪简便。安置好仪器后,只需用脚螺旋使圆水 准器气泡居中,完成仪器的粗略整平,即可用望远镜照准水准尺直接读数。由于补偿器有一定 的补偿范围,所以使用自动安平水准仪时,要防止补偿器贴靠周围的部件,保证其处于自由悬 挂状态。有的仪器在目镜旁有一按钮,它可以直接触动补偿器。读数前可轻按此按钮,以检查 补偿器是否处于正常工作状态,也可以消除补偿器有轻微的贴靠现象:如果每次触动按钮后, 水准尺读数变动后又能恢复原有读数,则表示工作正常。如果仪器上没有这种检查按钮,则可 用脚螺旋使仪器竖轴在视线方向稍作倾斜,若读数不变则表示补偿器工作正常。由于要确保 补偿器处于工作范围内,使用自动安平水准仪时应特别注意圆水准器的气泡居中

2.4.1水准路线的布设形式

当几条附合水准路线或闭合水准路线连接在一起时,就形成了水准网[图2 准网可使检核成果的条件增多,因而可提高成果的精度。

然后在TP上的水准尺不动,仅把尺面转向前进方向,在A点的水准尺和立于I点的水 准仪则向前转移,水准尺安置在合适的转点TP:上,而水准仪则安置在离TP,、TP2两转点等 距离的测站Ⅱ处。按与第1站同样的步骤和方法读取后视读数和前视读数,并计算出高差。 如此继续进行直到待定高程点B 每一测站可测得前、后视两点间的高差,各测站所得的高差代数和k就是从起点A到 终点B总的高差。终点B的高程用高差法计算,等于起点A的高程加上A、B间的高差。各 转点的高程不需要计算

观测日期 天气状况 仪器编号 观测者 记录者 校核者

天气状况 仪器编号 记录者 校核者

2.4.3水准测量的检核

2.4.3水准测量的检核

这说明高差的计算是正确的

这说明高程的计算也是正确的。 如不相等,则计算中必有错误,应进行检查,但这种检核只能检查计算工作有无错误,并 不能检查出测量过程中如观测和记录筹环节所发生的错误。 2.测站检核 为防止在一个测站上发生错误而导致所测的高差不正确,可在每个测站上对测站结果进 行检核,通常采用以下两种方法: (1)变动仪器高法。在同一个测站上用两次不同的仪器高度,测得两次高差以相互比较 进行检核。即测得第一次高差后,改变仪器高度(一般应大于10cm)重新安置,再测一次高 差。两次所得高差之差不超过容许值(例如图根水准测量容许值为土6mm),则认为符合要 求,并取其平均值作为最后结果、否则必须重测。 (2)双面尺法。指仪器的高度不变,而立在前视点和后视点上的水准尺分别用黑面和红 面各进行一次读数,测得两次高差,相互比较进行检核。若同一水准尺红面与黑面读数(加常

故后)之差,以及两红面尺高差与黑面尺高差之差,均在容许值范围内,则取其平均值作为 观测高差。否则,需要检查原因,重新观测

测站检核只能检核一个测站的观测数据是否存在错误或误差超限,但有些误差,例如在转 点时转点的位置被移动,测站检核是查不出来的。此外,由于温度、风力、大气折光等外界条件 引起的误差,尺子倾斜和估读的误差,以及水准仪本身的误差等,虽然在一个测站上反映不很 明显,但随着测站数的增多使误差积累,有可能使高差总和的误差积累过大而超过规定的限 值。因此,还必须进行整个水准路线的成果检核,以保证测量资料满足使用要求。其方法是将 水准路线布设成一定的形式,分不向条件进行检核: (1)附合水准路线:此种布设形式可以使成果得到可靠的检核。附合水准路线中,理论 上在两已知高程水准点间所测得的各段高差的代数和,应等于两水准点间的已知高差。由于 实测中存在误差,使两者往往不完全相等,两者之差称为高差闭合差,用f表示。即

式中H路一终点高程; H起一一起点高程。 (2)闭合水准路线。此种布设形式亦可对成果进行可靠的检核。闭合水准路线中,因为 起讫于同一点,理论上所测各段高差的代数和应为零,但实测高差总和不一定为零,从而产生 闭合差f,即

(3)支水准路线。此种布设形式因没有可靠的成果检核条件,必须在起、终点间进行往返 测,理论上往测高差总和与返测高差总和应大小相等符号相反,或往返测高差的代数和应等于 零。但实际上两高差总和不·定为零,形成闭合差,即

有时也可用两组并测来代替·组的往返测以加快进度,这时闭合差应是两组实测高差的 美值即

高差闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量:由于闭合差是各种因素产生的 测量误差,故闭合差的数值应该在容许值范围内,否则应检查原因,返工重测。在不同等级的 水准测量中,都规定了高差闭合差的限值即高差闭合差的容许值或容许高差闭合差,一般用 f容表示。 图根水准测量

平地: fh容=±40√L (mm) 山地: fh容=±12√(mm) 平地: JA容=+20√ (mm) 山地: fh容=±6√n(mm)

2.5水准测量的成果计算

在进行水准测量的成果计算时,首先要计算出高差闭合差,它是衡量水准测量精度的重 示。当高差闭合差在容许值范围内时,再对闭合差进行调整,求出改正后的高差,最后求 定水准点的高程。以下就几种布设形式的水准路线的计算方法进行介绍。

1.高差闭合差的计算

<!f容,精度符合要求 2.高差闭合差的调整 当闭合差在容许值范围内时,可把闭合差分配到各测段的高差上。在同一条水准路线上 假设观测条件相同,则可认为各站产生误差的机会是相同的,故闭合差应与测站数或水准路线

的长度成正比,所以分配的原则是将闭合差以相反的符号根据测站数或水准路线的长度成比 例地分配到各测段的高差上。各测段高差的改正数用公式表示为:

fh ZL L fh n 7

各段改正数的总和应与高差闭合差的大小相等且符号相反,如果绝对值不等则说明计算 有误。每测段的实测高差加相应的改正数便得到改正后的高差值。

根据检验过的改正后高差,由起点BMA开始,逐点计算出各点的高程,最后算得的 点高程应与已知值相等,否则说明高程的计算有误

2.5.2闭合水准测量路线的成果计算

改正后往测高差h=h+ 改正后返测高差=h返+{

为保证测量工作能得出正确的成渠,了作前必须对所使用的仪器进行检验,如不满足 应对仪器加以校正

2.6.1微倾式水准仪的检验和校正

图2.24 水准仪的主要轴线

(1)圆水准器轴应平行于仪器的竖辖(L1》 VV); (2)十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴(横丝! VV); (3)水准管轴应平行于视准轴(LL/(C) 检验校正的步骤和方法如下: 1.圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验和校正 (1)日的。使圆水准器轴平行于仪器竖轴,圆水 准器气泡居中时,竖轴便位于铅垂位置。 0期气物上本能二收似限+部女水平大统收种

(2)检验方法。旋转脚螺旋使阅水准器气泡居中,然后将仪器上部在水平方向绕竖轴 180°若气泡仍居中,则表示圆水准器轴已平行于竖轴,若气泡偏离中央,则需进行校正。

竖轴不垂直.需要校正。 (3)校正方法。打π十字丝分划板的护罩,可见到三个或四个分划板的固定螺丝(图2 28)。松开这些固定螺丝,用手转动十字丝分划板座,反复试验使横丝的两端都能与目标重合 则校正完成。最后旋紧所有固定螺丝

图2.28+字丝的校正

3.水准管轴和视准轴i角误差的检 验和校正 为使水准管轴和视准轴平行,两轴在 水平面和垂直面的投影都应平行。检验 两轴在垂直面上的投影是否平行称i角 检验,它是水准仪检校中最重要的一项。 (1)日的。使水准管轴和视准轴在垂 直面上的投影相平行,当水准管气泡符合 时,视准轴就处于水平位置。

巾可知,:角可按下式计

当4或:角为正时,视线向上倾斜,反之向下倾斜。 对于DS水准仪,要求i角不大于20"、否则应进行校正

图2.31水准仪的安置

2.6.2自动安平水准仪的检验和校正

图2.32交叉误差的检验

测量工作中,由于仪器、观测者、外界条件等各种因索的影响,使测量成果中不可避免地都 带有误差。为了保证测量成果的精度,需要分析研究产生误差的原因,并采取措施消除或减小 误差的影响。水准测量中误差的主要来源如下。

2.7.2观测误差 1.气泡居中的误差 视线水平是以气泡居中或符合为根据的.但气泡的居中或符合都是凭肉眼来判断 绝对准确。气泡居中的精度即水准管的灵敏度,它主要决定于水准管的分划值。一是 准管居中的误差约为±0.15r(:为水准管分划值),它对水准尺读数产生的误差为:

人工回填土施工工艺标准(qb-cncec j010303-2004)0.15” n 20

式中”=206265",D为视线长。符合水准器气泡居中的误差大约是直接观察气泡居中 误差的1/2一1/5。为了减小气泡居中误差的影响,应对视线长加以限制,观测时应尽量使气 泡精确地居中或符合。 2.读数误差 水准尺上的毫米位都是估读的,估读的误差与人眼的分辨能力、望远镜的放大率以及视线

的长度有关。通常按下式计算:

图233汶器放水准尺卜沈自

式中D为视线长,R为地球半径,取6371kmc (2)大气折光的影响。事实上,水平视线经过密度不同的空气层被折射,一般情况

下弯曲的曲线,它与理论水平线所得读数之差eps涂料饰面施工方案,就是大气折光引起的误差r。实验得出 在:般士气博准下大复折类迎关品

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