模块一　基础测量

项目一　水准仪认识及测量原理

一、目的要求

1.掌握水准仪测量原理。

2.了解水准测量的工具和其他设备。

3.掌握水准仪的操作步骤。

4.掌握水准尺的使用及读数。

二、准备工作

1.仪器工具：DS3微倾式水准仪1台，水准尺1套，记录板1块，测伞1把。

2.自备：实习记录表1张（水准测量记录表格），铅笔，小刀，计算纸。

3.人员组织：每3人一组，轮换操作。

三、要点及流程

1.水准测量的原理

（1）高程测量：测量地面上各点高程的工作称为高程测量。高程测量（水准测量）的目的是确定地面上各点的高程。

（2）水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差。如图1-1所示，由已知点A的高程HA推算出未知点B的高程HB。

HB=HA+hAB

2.水准测量仪器及工具

（1）水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫等。

（2）水准仪按其精度可分为DS05、DSl、DS3和DS10四个等级。建筑工程测量广泛使用DS3级水准仪。

3.水准仪的操作

水准仪的使用包括仪器安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。

（1）仪器安置

打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出水准仪，置于三脚架架头上用连接螺旋将仪器牢固地固连在三脚架架头上。

（2）粗略整平

粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。在整平的过程中，气泡的移动方向与左手大拇指运动的方向—致。两手按相对方向调整一对脚螺旋。

（3）瞄准水准尺

首先进行目镜对光，即把望远镜对准明亮处，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。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目标，转动物镜对光螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺。

当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。由于视差的存在会影响到读数的正确性，必须加以消除。消除的方法是重新进行物镜对光，眼睛上下移动，直到读数不变为止。此时，从目镜端见到十字丝与目标的像都十分清晰。

（4）精平与读数

眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗查看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的影像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。这时，即可用十字丝的中丝在尺上读数。先估读毫米数，然后报出全部读数。

精平和读数虽是两项不同的操作步骤，但在水准测量的实施过程中，却把两项操作视为一个整体；即精平后再读数，读数后还要检查管水准气泡是否完全符合。只有这样，才能读取准确的读数。

4.水准尺的使用

（1）在瞄准水准尺之前，先进行目镜对光。把望远镜对准明亮处（如白墙等），转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。

（2）松开制动螺旋，转动望远镜，利用望远镜筒上的照门和准星，瞄准水准尺，然后再拧紧制动螺旋。

（3）转动物镜对光螺旋进行对光，使尺子的影像看得十分清晰，并转动微动螺旋，使尺子的像靠近十字丝竖丝的一侧，以便读数。

（4）消除视差。为了检查对光质量，可用眼睛在目镜端上下微微移动，若发现十字丝与目标影像有相对运动，则说明物像平面与十字丝平面不重合，这种现象称为视差。视差对观测成果的精度影响很大，必须加以消除。消除方法是重新对光，眼睛上下移动，直到水准尺读数不变。

（5）精确整平（精平）。用水准管作精确整平。因水准管灵敏度比较高，当望远镜转到不太水平的另一个方向时，水准管气泡必然会偏离中央，因此必须再一次调整微倾螺旋，使气泡两端的影像符合，然后才能在尺子上读数。

（6）读数。在望远镜视线精确水平后的瞬间，应立即利用中丝在尺上读数。读数时应从小数往大数读，并估读至毫米。读数必须读出四位数字，读数完毕后应再检查一下水准管气泡是否居中。读数后用后视读数减前视读数计算高差。

四、注意事项

1.D表示大地水准测量；S表示水准仪；脚标数字0.5、1、3、10等表示水准仪的精度。

2.三脚架要安置稳妥，高度适中，架头接近水平，架腿螺旋要旋紧。

3.读数时，应利用中丝读取，由小往大读。

4.用微动螺旋使十字丝纵丝与水准尺中心吻合，保证水准尺的竖直。

5.注意读取中丝读数前应消除视差并掌握消除视差的方法。

五、考核评分标准

考核标准：水准仪安置及读数考核评分表见表1-1。

考核项目一：熟练掌握水准测量原理，能够绘制水准测量原理的示意图。

考核项目二：水准仪安置及读数。

续表

六、练习题

1.绘图说明水准测量的基本原理。

2.水准测量中，为何要求前后距离相等？

3.何为视差？说明视差产生的原因和消除的方法。