水准测量原理
时间：2012-09-28浏览： 次责任编辑：四川拓图测绘仪器
高程测量：测定地面点的高程工作。
高程测量的方法按照使用的仪器和施测方法不同分为：
水准测量、三角高程测量、气压高程测量、GPS定位测量。
水准测量：是利用水准仪和水准尺，根据水平视线测定两个点之间的高差，进而推算出高程。测量精度较高的一种方法。
为了统一全国的高程系统，我国采用与黄海平均海水面相吻合的大地水准面作为全国高程系统的基准面，在该面上的各点的绝对高程为0m。
1985年国家高程基准，青岛国家水准原点高程为72.2604m。
水准测量的原理：是利用水准仪提供的水平视线，通过水准尺上的读数，采用计算方法，测定两个点之间的高差，由一点的已知高程，进而推算出另一点的高程。
水准测量的原理图：
图1 水准测量的原理图
公式推导：hAB=a-b
a为后视读数，b为前视读数
hAB表示由已知高程的A点推算至未知高程的B点的高差．（前面的字母代表己知点点号）。——高差法
用仪器的视线高计算B点的高程。——仪高法（视线高法）
B点的高程HB可按下式计算：
HB=HA+ hAB
B点的高程也可通过视线高程HI计算：
HI=HA+ a
HB=HI- b
水准测量的仪器与工具
水准测量的仪器：水准仪。工具：水准尺与尺垫
水准仪按照其精度分：DS0.5、DS1、DS3、DS10等级。
DS的下标为仪器每公里的精度，以mm计。
在水准仪的系列中，DS05、DSl级水准仪一般称为精密水准仪，DS3，DSl0水准仪称为工程水准仪或称为普通水准仪。
一、DS3微倾式水准仪的构造
解释DS3微倾式水准仪构造：（望远镜、水准器、基座）
详细介绍各构件的名称．功能．用法。如下图所示。
图2 水准仪的构造
解释几个概念：
- 视准轴：十字丝中心（十字丝横与竖丝的交点）与物镜光心的连线称为视准轴。
- 视距丝：上丝与下丝。
- 水准管轴：水准管内表面中点0为零点，通过零点作圆弧的纵向切线LL为水准管轴。
- 水准管分划值：水准管上两相邻分划线间的圆弧(弧长为2mm)所对的圆心角。
水准管分划值r(以秒为单位)为 
（
=206265）
水准管分划值越小，水准管灵敏度越高，整平仪器越精确。
DS3微倾式水准仪水准管分划值为20/2mm。
在水准管上方装有符合棱镜、水准管气泡观察窗口、微倾螺旋、对齐符合。
这种具有棱镜装置的水准管称为符合水准管，能提高气泡居中的精度。
圆水准器轴：圆水准器内球面圆心O即圆水准器的零点，过零点O的法线（通过零点和球心的连线）LL叫圆水准器轴。
圆水准器的分划值为5/2mm—10/2mm，灵敏度越较低，用于粗平。
基座：连接仪器与三脚架的作用。有三个脚螺旋可以升降。用于粗平。
二、水准尺与尺垫
直尺、折尺、塔尺
图3 水准尺、图4 尺垫
三、DS3型微倾式水准仪的使用
水准仪在一个测站上使用的基本操作程序为置仪、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。
脚架操作
1、松开脚架；
2、高度合适；
3、紧上脚架；
4、打开脚架；
5、架头水平；
6、踏实脚架；
7、安上水准仪。
仪器操作：粗平、瞄准、精平、读数。
1、粗平
目的：调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。
方法：两手同时以相对方向分别转动大拇指，气泡移动方向与左手大拇指旋转方向相同。
2、瞄准
目的：用望远镜照准水准尺，清晰看清目标和十字丝。
步骤：
1）将望远镜照准明亮处，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。
2）放松制动螺旋，利用望远镜上部的照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋。
3）转动望远镜物镜对光螺旋使尺像清晰。
4）消除视差：由于目镜，物镜对光不够精细，目标影像随眼睛的晃动而晃动的现象。
3、精平
目的：转动微倾螺旋将水准管水泡居中，使视线精确水平。
4、读数
从上往下读 读米、分米、厘米，估读毫米。
注意：当瞄准另一把尺子再读数时需再精平。
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