水准仪的实验目的

Question

如题所述

Answer 1

水准测量主要是用于测量各点之间的高差，也就是控制各个控制点的高程。水准测量一般根据需要在控制点间加设转点，工程中我们可以从控制点支出点来，用以控制工程某个部分的高程。
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，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。水准测量通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。由于不同高程的水准面不平行，沿不同路线测得的两点间高差将有差异，所以在整理国家水准测量成果时，须按所采用的正常高系统加以必要的改正，以求得正确的高程。
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。
如图所示，在地面点A、B两点竖立水准尺，利用水准仪提供的水平视线，截取尺上的读书a、b，则A、B两点间的高差hAB为：
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
高差法—直接利用高差计算未知点B高程的方法。
测得A、B两点间高差hAB后，如果已知A点的高程HA，
则B点的高程HB为：HB=HA +hAB
2．仪高法
仪高法—利用仪器视线高程Hi计算未知点B点高程的方法。
如图所示，B点高程也可以通过水准仪的视线高程Hi来计算，
即：

Hi= HA+a
HB= Hi- b
在施工测量中，有时安置一次仪器，需测定多个地面点的高程，采用仪高法就比较方便。
3．中间法
当欲测点B离已知点A较远，安置一次仪器就不可能测出它们的高差，这时，选择一条施测路线，在A、B之间加设一些转点，每相邻两点测一测站，求出它们的高差，则AB的高差即为这些高差的总和。
转点：临时立尺点，作为传递高程的过渡点。（一般转点上均需使用尺垫）
测站：每安置一次仪器，称为一个测站。
对于精度较高的测量，必须将仪器置于前后视点之间大致等距离处,利用地球曲率等距等影响的原则，使测站高差计算中自动消除曲率对前后视读数的影响，这种方法称为中间法，是精密测量中常用的方法。

Answer 2

一、目的和要求

1．了解DS3级水准仪各部件的名称及作用；

2．练习水准仪的安置、瞄准与读数；

3．测量地面两点间高差；

4．根据自己的实验过程撰写实验报告。

二.、仪器和工具

DS3水准仪1台，水准尺2根，记录本1个。

三、方法和步骤

（一）安置仪器

1．打开三脚架，使其高度适当，架头大致水平，脚架稳固；

2．用连接螺旋将仪器固连在脚架上（注意打开仪器盒盖后要观察仪器在仪器盒中的放法）；

3．粗略整平：松开水平制动，转动水准仪使圆气器转到两脚螺丝的中垂线上；调整这一对脚螺旋，使圆气泡移动到该中垂线方向上；后转动另一脚螺旋使圆气泡居中，注意气泡移动的方向与左手（大）拇指运动方向一致。

（二）瞄准水准尺、精平与读数

1．甲立水准尺于某地面点上，乙松开水准仪制动螺旋，用准星和照门粗瞄水准尺，固定制动螺旋，用微动螺旋使目标大致位于视场中央；

2．转动目镜调焦螺旋，看清十字丝；再转动物镜对光螺旋看清物象。如有视差，应仔细进行物镜对光消除视差；

3．转动微倾螺旋使水准管气泡两端的影象吻合（即成一圆弧状），也称精平，转动微倾螺旋要稳重，慢慢地调节，避免气泡上下不停错动；若所使用仪器为自动安平水准仪，则无需精平；

4．读数：用中丝在水准尺上读取四位读数，即米、分米、厘米及毫米位。先估读毫米数，再读出米、分米、厘米数。要特别注意不要错读单位和发生漏0现象。读数后，应立即查看气泡是否仍然符合，否则应重新使气泡符合后再读数。

（三）测量地面两点间的高差

1．在地面选定A、B两个较坚固的点或用尺垫选择两点；

2．在A、B两点之间安置水准仪，使仪器至A、B两点的距离大致相等；

3．竖立水准尺于点A上，瞄准水准尺，精平后读数，此为后视读数，计入表中；

4．再将水准尺立于点B，瞄准水准尺，精平后读取前视读数，并计入表中；

5．计算A、B两点的高差，并计入表中。

Answer 3

Answer 4

水准仪(英文:level)是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差。主要部件有望远镜、管水准器(或补偿器)、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪(又称电子水准仪)。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。折叠微倾水准仪
借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。作业时先用圆水准器将仪器粗略整平，每次读数前再借助微倾螺旋，使符合水准器在竖直面内俯仰，直到符合水准气泡精确居中，使视线水平。微倾的精密水准仪同普通水准仪比较，前者管水准器的分划值小、灵敏度高，望远镜的放大倍率大，明亮度强，仪器结构坚固，特别是望远镜与管水准器之间的联接牢固,装有光学测微器，并配有精密水准标尺，以提高读数精度。中国生产的微倾式精密水准仪，其望远镜放大倍率为40倍,管水准器分划值为10″/6毫米，光学测微器最小读数为0.06毫米，望远镜照准部分、管水准器和光学测微器都共同安装在防热罩内。
折叠自动安平
借助于自动安平补偿器获得水平视线的一种水准仪。它的特点主要是当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。补偿的基本原理是:当望远镜视线水平时，与物镜主点同高的水准标尺上物点P构成的像点Z0应落在十字丝交点Z上。当望远镜对水平线倾斜一小角α后，十字丝交点Z向上移动，但像点Z0仍在原处，这样即产生一读数差Z0Z。当很小时可以认为Z0Z 的间距为α×f′(f′为物镜焦距)，这时可在光路中K点装一补偿器，使光线产生屈折角β，在满足α×f′=β×S0(S0为补偿器至十字丝中心的距离，即KZ)的条件下，像Z0就落在Z点上;或使十字丝自动对仪器作反方向摆动，十字丝交点Z落在Z0点上。
如光路中不采用光线屈折而采用平移时，只要平移量等于Z0Z，则十字丝交点Z落在像点Z0上，也同样能达到Z0和Z重合的目的。自动安平补偿器按结构可分为活动物镜、活动十字丝和悬挂棱镜等多种。补偿装置都有一个"摆"，当望远镜视线略有倾斜时，补偿元件将产生摆动，为使"摆"的摆动能尽快地得到稳定，必须装一空气阻尼器或磁力阻尼器。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定，尤其在多风和气温变化大的地区作业更为显著。
折叠激光水准仪
利用激光束代替人工读数的一种水准仪。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内，使其沿视准轴方向射出水平激光束。
利用激光的单色性和相干性，可在望远镜物镜前装配一块具有一定遮光图案的玻璃片或金属片，即波带板，使之所生衍射干涉。经过望远镜调焦，在波带板的调焦范围内，获得一明亮而精细的十字型或圆形的激光光斑，从而更精确地照准目标。如在前、后水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量。在施工测量和大型构件装配中，常用激光水准仪建立水平面或水平线。
数字水准仪是目前最先进的水准仪，配合专门的条码水准尺，通过仪器中内置的数字成像系统，自动获取水准尺的条码读数，不再需要人工读数。这种仪器可大大降低测绘作业劳动强度，避免人为的主观读数误差，提高测量精度和效率。
折叠电子水准仪
电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。2013年前照准标尺和调焦仍需目视进行。人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成象在光电传感器(又称探测器)上，即线阵CCD器件上，供电子读数。因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。
当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法:
1)相关法(徕卡NA3002/3003)
2) 几何法(蔡司DiNi10/20)
3) 相位法(拓普康DL101C/102C)
结构特点
DS03高精密自动安平水准仪是采用内置式的测微平板结构，采用齿轮直接啮合的测微结构，完全消除了传统测微平板结构中存在的行差，读数由显示屏上直接显示，消除了测微尺读数存在的读数误差，仪器采用全密封设计，能有效地防尘防水，密封等级可达IP55;放大倍率和物镜口径更大，观测目标更清晰;补偿器的固定采用获得国家专利的新技术，提高了仪器的可靠性和稳定性。仪器外观平衡协调，安置稳定，水准器精度更高，居中性能更好。DS03高精密水准仪
DS03水准仪是当前唯一能做到批量生产的国产高精密级水准仪，必将以其稳定可靠的性能、高等级的测量精度、独特新颖的外形结构引领新一代国产高端水准仪的潮流。DS03高精密自动安平水准仪是内置测微平板的高精密自动安平水准仪，仪器利用自动补偿技术和内置编码器和数字电路处理的测微系统，并由显示屏直接显示测微读数，直读0.01mm