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信息与通信]11-水准仪与水准标尺

发布时间:2020-10-06 06:04 作者:6UP

  2012年9月22日本次课程主要内容 高程基准面(HeightDatum) 水准原点(LevelingOrigin) 平均海水面(MeanSea Level) 验潮(TidalObservation)、验潮站 流体静力水准测量、重力水准测量、气压水准测量知识回顾 知识回顾 AB=a-b 知识回顾level leveling staff staff plate 水准测量设备构成spike staff5.3 精密水准仪与水准标尺 高质量的望远镜光学系统(40倍,50mm) 高精度的测微装置(直读0.1mm,估读0.01mm) 精密水准仪的构造特点5.3 精密水准仪与水准标尺 微倾式水准仪(TitleLevel) 通过调整水准仪使管水准气泡居中获得水平视线的水准仪 自动安平水准仪(CompensatorLevel) 通过补偿器获得水平视线为精密水准仪(PreciseLevel) 用于国家一、二等水准测量和精密工程测量; 每公里往返平均高差高差的偶然中误差的毫米数。 S3、S10为普通水准仪(GeneralLevel) 用于国家三、四等水准测量和常规工程建设测量。 5.3 精密水准仪与水准标尺 5.3 精密水准仪与水准标尺 望远镜 水准器 水准器轴脚螺旋 三脚架下沉影响及削弱措施? 作用在转点处放置水准尺用的,它是用生铁铸成的三角形板 座,尺垫中央有一凸起的半球体以便于放置水准尺,下有三 个尖足便于将其踩入土中,以固稳防动。 在观测过程中,尺垫下沉(设均匀下沉)影响?如何削弱之? 尺垫(尺台)(staffplate) 5.3 精密水准仪与水准标尺 温度湿度发生变化时,水准标尺分划间的长度应保持稳定或变化微小。 标尺的分划必须正确和精密,分划偶然中误差一般在8~11m。 水准标尺应保持笔直,并且尺身不应发生长度和弯曲形变,包括磨损。 精密水准标尺5.3 精密水准仪与水准标尺 5.3 精密水准仪与水准标尺 准标尺,分划间隔5mm, 基辅差 6065mm,注 记放大一倍。 双面水准标 隔10mm,基辅差 4787mm或 者4687mm 5.3精密水准仪与水准标尺 300 296 298 294 292 290 288 286 284 282 280 278 600 598 596 594 592 590 588 586 584 582 580 304 1012 306 308 310 312 314 配Wild N3 因瓦水准标 隔10mm,基辅差 3015.5mm。 辅助分划 基本分划 同一高度基 本分划和辅 作用保证标尺处于垂直状态 圆水准器轴应与水准尺纵轴线平行。检验方法: 校正方法: 影响分析: 5.3 精密水准仪与水准标尺 精密水准标尺的水准器5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 参数:物镜有效孔径50mm,放大倍率40倍,管水准器格值10/2mm,与10mm注记的因瓦水准尺配合使用,标尺基辅差 为3015.5mm。 5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 符合水准气泡两端符合则视 线精确水平,转 动测微螺旋即可 精确读数: 148.653cm 5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 WildN3 精密水准仪倾斜螺旋装置 符合水准气泡两端影像不符值小于1cm时,才允许精确整平。 倾斜螺旋有分划盘,可以精确测量视准轴倾斜的角度值。 5.3 精密水准仪与水准标尺 平行玻璃板测微器(ParallelPlate Micrometer) 组成:平行玻璃板、测微尺,传动杆和测微螺旋等构件。 5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 工作原理平行玻璃板安装在物镜前,它与测微尺(初始读数为5mm) 之间用带有齿条的传动杆连接,当旋转测微螺旋时,传动杆带动 平行玻璃板绕其旋转轴作俯仰倾斜。 视线经过倾斜的平行玻璃板时产生上下平行移动,可以使原 来并不对准尺上某一分划的视线能够精确对准某一分划,从而读 到一个整分划读数,而视线在尺上的平行移动量则由测微尺记录 下来,测微尺的读数通过光路成像在测微尺读数窗内。 5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 圆水准器(Circular Bubble 用途粗略整平水准仪 圆水准器轴5.3 精密水准仪与水准标尺 WildN3 精密水准仪 5.3 精密水准仪与水准标尺 管水准器(Bubble Tube 要求精度高。附合 棱镜 5.3精密水准仪与水准标尺 ZeissNi004精密水准仪 与10mm注记的因瓦水准尺配合使用,受温度变化影响较小 5.3 精密水准仪与水准标尺 国产S1精密水准仪与5mm注记的因瓦水准尺配合使用,测微器最小分划为0.05mm。 5.4 补偿式自动安平水准仪 自动安平水准仪(CompensatorLevel) 结构特点没有管水准器和微倾螺旋。 国产自动安平水准仪的型号是在DS后加字母Z,即为:DSZ05、DSZ1、DSZ3、DSZ10,其中Z代表“自动安平”汉 语拼音的第一个字母。 5.4 补偿式自动安平水准仪 自动安平水准仪的补偿原理同经纬仪垂直度盘指标自动归零原理。 也就是说,如果光学补偿器安置在望远镜像方光路上的f/2处,当偏转角β等于两倍视准轴倾斜角α 时,补偿器能得到正确的补偿。 同样,若补偿器能使来自水平的光线平移量a=fα, 则平移后的光线也将正确地进入十字丝分划O 从而得到正确补偿的目的。5.4 补偿式自动安平水准仪 5.4 补偿式自动安平水准仪 自动安平水准仪Koni007 当望远镜物镜端向下倾斜一个小角度α,补偿棱镜产生 与视准轴相反的方向摆动同样一个小角度α,如果补 偿棱镜摆动前后的位移是a/2,则来自水平方向的光线 A经过补偿棱镜后的前后平移为a。设补偿棱镜的悬挂 长度为l,并顾及到a=f 要补偿棱镜的悬挂长等于物镜焦距的一半,就可达到正确补偿的目的。 光学补偿器5.4 补偿式自动安平水准仪 光学测微器5.4 补偿式自动安平水准仪 5.4.3自动安平水准仪Ni004 5.4 补偿式自动安平水准仪 5.3 精密水准仪与水准标尺 自动安平水准仪Koni007 屋脊形直角棱镜 等腰直角棱镜 五角棱镜 保护玻璃 望远镜物镜 水平度盘 调焦透镜 目镜 度盘目镜 5.4 补偿式自动安平水准仪 自动安平水准仪的补偿原理5.3 精密水准仪与水准标尺 自动安平水准仪Koni007 和分划5mm的标尺配合使用5.3 精密水准仪与水准标尺 一、精密水准仪的检验 双摆位自动安平水准仪摆差2c的测定5.3 精密水准仪与水准标尺 一、精密水准仪的检验 基本思想利用一根分划值经过精密检定的特制分划尺和测微器 分划尺进行比较求得。 特制分划尺三等标准金属线纹尺或同等精度的钢尺,分划线mm。 规范规定,实测格值与名义格值之差应小于0.001mm。5.3 精密水准仪与水准标尺 一、精密水准仪的检验 视准轴与水准轴既不在同一平面内,也不互相平行,而是二条空间直线,在垂直平面上投影的交角,称为i 角误差,在水平平面上投影的交角,称为 角误差,也 叫交叉误差。 5.3精密水准仪与水准标尺 基本原理i角对水准标尺上读数的影响与距离成正比,比较 在不同距离上水准标尺的读数差求出i角。 5.3 精密水准仪与水准标尺 当s=20.6m时:把水准仪和一台经纬仪面对面地架设在一起,并使二者 望远镜大致同高。将水准仪的望远镜对无穷远调焦,转向经 纬仪并使视线放到水平状态,在其目镜后放灯光照亮十字丝。 用经纬仪瞄准水准仪的十字丝,则两视准轴相互平行。读取 经纬仪的竖直角,即水准仪的i角。当然可多测回观测取平 均,以提高精度。 5.3 精密水准仪与水准标尺 i角误差检验与校正5.3 精密水准仪与水准标尺 -2Δ对好读数,再校正气泡两端符合。 经过i角的检验和校正,视准轴与水准轴在垂直面上 的投影已经保持平行,但是在水平面上的投影还不平行。 5.3 精密水准仪与水准标尺 交叉误差的测定5.3 精密水准仪与水准标尺 倾斜螺旋隙动差和分划值的测定在基本恒温的室内进行,距离D处竖立水准标尺,气 泡符合,旋转倾斜螺旋,当水准标尺上读数由L 之间的距离为Δl时倾斜螺旋转了Δg格. 基本思想5.3 精密水准仪与水准标尺 在A点依次观测012345各点上的同一水准标尺,返测时观测顺序相反,完成一测回观测,共测4测回,不调焦。 在0点依次观测12345各点上的同一水准标尺,返测时观 测顺序相反,完成一测回观 测,共测4测回,测回内调焦, 测回间变换仪器高。 5.3 精密水准仪与水准标尺 如果调焦时,视准轴方向保持不变且与水准轴平行,则: 5.3精密水准仪与水准标尺 如果视准轴与水准轴不平行,而存在i角,则各h 不等,其差数Δ 将由两部份误差影响组成:一是i角的影响,当距离为s K;另一部是观测误差和其它误差的影响δ。 对于各点可列出下列方程式:5.3 精密水准仪与水准标尺 由于,则可以得到: 将K,δ代入误差方程式可得i,而调焦透镜运行误差:规范规定: 用于三四等仪器用于一二等仪器 mm mm 5.3精密水准仪与水准标尺 双摆位自动安平水准仪摆差2c的测定双摆位自动安平水准仪在观测时如果摆镜不能完全精确地 静止在垂直位置,则会对观测产生影响。规范规定,2c40 (一、二等水准测量) 摆镜位于I位置时,对AB基本分划读数5次 IBIIB IAIIA 5.3精密水准仪与水准标尺 定人法整平圆水准器奇数站照准后视方向整平圆水准器,偶数站照准前视方向 整平圆水准器泡,则相邻两站观测高差之和可以消除该项误差. 5.3 精密水准仪与水准标尺 通过脚螺旋使仪器垂直轴向前、后、左、右倾斜,分别测得AB之间的高差为h 比较仪器垂直轴各方向倾斜前后的观测值可得:5.3 精密水准仪与水准标尺 二、精密水准标尺的检验 一对水准标尺零点差不等及基辅分划读数差的测定5.3 精密水准仪与水准标尺 弯曲差分划面两端点的连线中点到分划面的距 离,反映标尺分划面的弯曲程度,对高差的 影响是系统性的。 测定方法在水准标尺两端点引张一条细线,直接量取细线中点到分 划面的距离,即为标尺弯曲差。 5.3 精密水准仪与水准标尺 一对水准标尺平均每米真长测量前后对一对水准标尺每米真长的检定结果的中数。 平均米真长偏差一对水准标尺平均每米线m之差,以f 表示: f=平均米线m 水准规范规定,一对水准标尺平均每米线mm则应对观测高差施加每米真长改正: 检定利用双频激光干涉仪进行测量检定。 5.3 精密水准仪与水准标尺 零点误差水准标尺的底面到第一分划线中线的距离与理论标注值之 差即为零点误差。 一对水准标尺的零点不等差两支水准标尺的零点差之差。 消除通过两测站高差之和。 基辅差同一视线高度上,水准标尺的基本分划和辅助分划之差, 随着标尺类型的不同而不同。 祝大家身体健康,学业有成!

  [信息与通信]11水准仪与水准标尺水准仪与水准 标尺测量工程与装备系: 测量工程与装备系: 范 百 兴2011年11月 2011年11月3日本次课程主要内容精密水准仪和水准标尺 自动安平水准仪 水准仪的检校 水准标尺的检校知识回顾高程基准面 datum • 高程基准面&


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