最新5.控制测量学教案5.doc

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1、精品资料5.控制测量学教案5.第五章 高程控制测量教学要点一、教学内容（1）、水准原点、国家高程基准面概念，国家高程控制网的建立、作用；（2）高程控制网的布设原则、等级、精度要求；（3）精密水准仪与水准尺；（4）补偿式自动安平水准仪；（5）精密水准仪和水准标尺的检验；（6）精密水准测量的主要误差来源及其影响；（7）精密水准测量的实施；（8）跨河精密水准测量；（9）正常水准面的不平行性及其改正数的计算（10）水准测量的概算；（11）三角高程测量的公式、观测方法、精度等；（12）三角高程测量的应用前景。二、重点和难点（1）重点 水准原点、国家高程基准面的概念；高程控制网的布设原则、等级、精度要求；

2、精密水准仪和水准标尺的检验；精密水准测量的主要误差来源及其影响；正常水准面的不平行性原理及其改正数的计算、水准测量概算的内容、方法、；三角高程测量的公式、观测方法、精度等。（2）难点 精密水准仪和水准标尺的检验；正常水准面的不平行性及其改正数的计算；光水准测量的概算。三、教学要求（1）了解水准原点、国家高程基准面的概念；了解高程控制网的布设原则、等级、精度要求；了解精密水准仪与水准尺的特点；了解补偿式自动安平水准仪结构特点、补偿原理；了解跨河精密水准测量的实施；了解三角高程测量的应用前景。（2）掌握精密水准仪和水准标尺的检验；掌握精密水准测量的主要误差来源及其影响；掌握水正常水准面的不平行性原

3、理及其改正数的计算、水准测量概算的内容、方法、；三角高程测量的公式、观测方法、精度等。四、教学方法多媒体课件教学。五、作业7第五章 第一讲学习目标：了解精密水准仪与水准尺的特点；了解补偿式自动安平水准仪结构特点、补偿原理；掌握水准原点、国家高程基准面的概念；高程控制网的布设原则、等级、精度要求；重点和难点：重点：国家高程基准面的概念；难点：高程控制网的布设；教学内容：课前讲授：讲授学习目标。5.1 国家高程基准面引言：布测全国统一的高程控制网，首先必须建立一个统一的高程基准面，所有水准测量测定的高程都以这个面为零起算，也就是以高程基准面作为零高程面。一、基本概念：1.高程基准面-通常采用大地水

4、准面作为高程基准面，是指地面点高程的统一起算面。即根据一个验潮站所求得的平均海水面作为全国高程的统一起算面。2.大地水准面：平均静止的水准面。验潮站，（浙江）坎门，吴淞口，青岛，大连1956年黄海高程系统，1985年国家高程基准。二、水准原点-青岛水准原点：用精密水准仪把统一的高程基准面（作为零高程面）联测到陆地上预先设置好的一个固定点，定出这个点的高程作为全国水准测量的起算高程，这个固定点称为水准原点。1956年黄海高程系统，水准原点的高程值72.289m1985年国家高程基准，水准原点的高程值72.2604m两系统相差-0.0286m（一个周期18.61年）三、国家高程控制网的建立：1.

5、国家高程控制网：就是按国家测量规范的技术要求、用精密水准测量方法建立统一的高程基准面（零高程面）的高程控制网。它是进行城市各种大比例尺测图和各种工程建筑物放样的高程控制基础。2. 国家高程控制网的作用：（1）在全国范围内建立起来的国家水准网，作为施测各种比例尺地形图的高程控制测量。（2）为工程建设服务。（3）为科研工作服务。3.建立的方法：水准测量、三角高程测量4.优缺点：几何水准测量：精度高，高程的基准面接近于大地水准面。测得的高程基本上具有物理意义。三角高程测量：作业简单、布设灵活、不受地形限制。缺点是因大气垂直折光的影响，垂直角观测误差较大，测定的高差和高程精度低；测得的高程以参考椭球面

6、为基准面，没有物理意义。5.2 高程控制网的布设一、国家高程控制网1.布设的原则：要有统一的高程系统、水准原点和作业规范；要有足够的精度和密度；有分级布网、逐级控制（由高级到低级、从整体到局逐级控制、逐级加密）的原则。2. 布设的等级：一二三四等。3.我国国家水准网布设情况：如图5-2分三期：第一期， 1976年以前完成，以1956年黄海高程系统为基准。第二期， 1976年至1990年完成，以1985年国家高程基准为基准的一二等网。第三期， 1990年后进行的国家一等水准网的复测和局部地区二等水准。国家一等水准网共布设289条路线，总长度93360km，全网有100个闭合环和5条单独路线，共埋

7、设固定水准标石2万多座。国家二等水准网共布设1139条路线，总长度136368km，全网有822个闭合环和101条附合路线和支线，共埋设固定水准标石33000多座。国家一二等水准网分等级平差，一等水准网先将大陆的进行平差，再求海南岛的结果。二等是以一等水准环为控制进行平差计算的。一等水准网每隔1520年复测一次。三四等水准，加密，布设成附合路线，并尽可能互相交叉，构成闭合环。4.布设的精度要求：评定等级水准测量精度指标：每公里高差中数的偶然中误差M、每公里高差中数的全中误MW等级每公里高差中数的偶然中误差M每公里高差中数的全中误MW一0.5毫米1.0二1.02.0三3.06.0四5.010.0

8、5.密度的要求：6.水准点的位置要求：应能保证埋设的标石稳定、安全和长久保存，并便于观测。二、城市和工程建设高程控制网1.等级：分二、三、四等3个等级，首级高程控制网，一般要求设成闭合环。2.城市和工程建设高程控制网与国家高程控制网的比较：（1） 布设的原则相同.（2）布设的技术规格有所区别. 国家高程控制网按国家水准测量规范；城市和工程建设高程控制网按工程测量技术规范。5.3 精密水准仪与水准尺一、精密水准仪（一）精密水准仪的特点：1 高质量的望远镜光学系统： 放大倍率大于40倍，物镜的孔径大于50毫米。2 坚固稳定的仪器结构：轴系稳定，不受外界条件的变化而改变。3 高精度的测微器装置：读到

9、0.1毫米，估读0.01毫米。4 高灵敏的管水准器：格值10/2毫米。5 高性能的补偿装置（二）、自动安平水准仪(compensator level)1原理与普通水准仪相比，在望远镜的光路上加了一个补偿器。2使用粗平后，望远镜内观察警告指示窗若全部呈绿色，方可读数；最好状态是指示窗的三角形尖顶与横指标线平齐。3检校与精通水准仪相比，要增加一项补偿器的检验，即：转动脚螺旋，看警告指示窗是否出现红色；以此来检查补偿器是否失灵。（三）、精密水准仪（precise level）（每公里往返平均高差中误差1mm）1、精密水准仪提供精确的水平视线和精确读数；2、精密水准尺刻度精确(铟钢带水准尺invar

10、leveling staff)。3、读数方法（1） 精平后，转动测微螺旋，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。（2） 读数时，将整分划值和测微器中的读数合起来。（四）数字水准仪(digital level)及条纹码水准尺(coding level staff)1、具有自动安平、显示读数和视距功能。2、能与计算机数据通讯，避免了人为观测误差。二 、精密水准尺的结构特点1 当空气的温度和湿度发生变化时，水准标尺分划间的长度必须保持稳定，或仅有微小的变化。2 水准标尺的分划必须十分正确与精密，分划的偶然误差和系统误差都应很小。3 水准标尺在构造上应保证全长笔直，并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。4

11、 在精密水准标尺的尺身上应附有圆水准器装置，作业时扶尺者借以使水准标尺保持在垂直位置。5 为了提高对水准标尺分划的照准精度，颜色应相协调。三、国外精密水准仪：WILDN3、ZEISS NI 004四、国产精密水准仪：DS1、5.4 补偿式自动安平水准仪一、自动安平水准仪的补偿原理光学补偿器 (5-1)如果，则 (5-2)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，当偏转角等于两倍视准轴倾斜角时，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=f，则平移后的光线也将正确地进入十字丝分划O1处，从而得到正确补偿的目的。二、自动安平水准仪Koni0071.光学补偿器当

12、望远镜物镜端向下倾斜一个小角度，补偿棱镜产生与视准轴相反的方向摆动同样一个小角度，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,则 （5-3）只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。2.光学测微器三、自动安平水准仪Ni0041光学测微器（物镜测微器） 2光学补偿器（平面反射摆镜）第五章 第二讲学习目标：了解精密水准仪与水准尺的特点；掌握水精密水准仪和水准标尺的检验；重点和难点：精密水准仪和水准标尺的检验；教学内容：课前讲授：复习普通水准仪的检验，讲授学习目标。5.5 精密水准仪和水准标尺的检验引言：为确

13、保仪器及工具质量符合精密水准测量的要求，在作业前要对水准仪进行必要的检验和校正。对水准仪和水准尺进行检验的目的：是为了研究和分析仪器存在误差的性质及对水准测量的影响规律，从而在水准测量作业时采取相应的措施以减弱和消除仪器误差对观测成果的影响。一、精密水准仪的检验（一） 作业前应检验的项目：检视概略水准器的检校光学测微器隙动差和分划值的测定气泡式水准仪交叉误差的测定气泡式水准仪i角检校双摆位自动安平水准仪摆差2C的测定新构仪器，望远镜调焦透镜运行误差的测定；倾斜螺旋隙动差、分划误差和分划值的测定；自动安平仪器补偿误差和磁致（磁性感应）误差的测定。（二） 精密水准仪的检验1圆水准器安置正确性的检验

14、与校正（1）检验方法 旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器绕竖轴旋转180，如果气泡仍居中，则表示该几何条件满足；如果气泡偏出分划圈外，则需要校正。 （2）校正方法 校正时，先调整脚螺旋，使气泡向零点方向移动偏离值的一半，此时竖轴处于铅垂位置。然后，稍旋松圆水准器底部的固定螺钉，用校正针拨动三个校正螺钉，使气泡居中，这时圆水准器轴平行于仪器竖轴且处于铅垂位置。圆水准器校正螺钉的结构如下图所示。此项校正，需反复进行，直至仪器旋转到任何位置时，圆水准器气泡皆居中为止。最后旋紧固定螺钉。 图 圆水准器校正螺钉2十字丝中丝垂直于仪器的竖轴的检验与校正（1）检验方法 安置水准仪，使圆水准器的气泡严格

15、居中后，先用十字丝交点瞄准某一明显的点状目标M，如图所示，然后旋紧制动螺旋，转动微动螺旋，如果目标点M不离开中丝，如图所示，则表示中丝垂直于仪器的竖轴；如果目标点M离开中丝，如图所示，则需要校正。MMM(a)(b)(c)图 十字丝中丝垂直于仪器的竖轴的检验（2）校正方法 松开十字丝分划板座的固定螺钉转动十字丝分划板座，使中丝一端对准目标点M，再将固定螺钉拧紧。此项校正也需反复进行。3.光学测微器隙动差和分划值的测定（1）检验原理：测定光学测微器分划值的基本思想（检验原理）：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。检验测微器本身的效用是否正确；测微器分划尺的分划值是否正

16、确；（2）检验方法：首先在选定5-6米，的两点处，分别安置水准仪和竖立特制的分划尺。特制的分划尺是固定在水准标尺上，并使其可在水准标尺上做上下移动，以便安置特制的分划尺于仪器的等高处，。水准标尺应置于稳固的尺桩和尺台上。光学测微器分划值：光学测微器上相邻两根分划之差。光学测微器分划值的性质：理论值与实测值之差。光学测微器隙动差的测定：原理是比较旋进螺旋和旋出螺旋。方法：照准特制的分划尺上同一分划线在测微尺分划尺上读数，进行比较。4. 视准轴与水准轴相互关系的检验与校正视准轴与水准轴必须满足相互平行这一重要条件，但一般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

17、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.i角误差检验与校正测定I 角的通用方法及步骤如下：在平坦地面上选择A、B两个立尺点，其距离为S=20.6m。再在同一直线上，选择两个仪器点J1和J2，J1A和J2B的距离也是S=20.6m。先在J1 点观测，照准A、B两点的水准标尺，各读取四次读数，取四次读数的平均数为 和 。如果i角误差 ，正确读数应该是 和 ，所以由 角引起的读数误差，在A点是，B点是2。 同样，在J2 点观测时，照准A和B点水准标尺所得读数的平均数为 和 。正确的读数是和，读数误差分别是2和。最后结果计算：如果 角大于15，就需要进行校正。 (5-

18、5) (5-6) (5-7) (5-8)要求。校正在j2测站上进行，先求出A标尺上的正确读数a/2=a2-2,对好读数，再校正气泡两端符合。校正方法及步骤是：校正在J2 站上进行，先计算照准水准标尺A上的正确读数 ，将 的后三位数字安置在测微器上，转动倾斜螺旋使楔形丝夹准 的前三位数字的分划线。校正水准器的上、下两个改正螺旋直至气泡居中。再检查另一水准标尺B的正确读数是否为 。校正后，应重新测定一次 角，必要时再进行校正，直至 角符合要求为止。交叉误差的测定 仪器存在交叉误差，则整平仪器，保持视准轴不变时，竖轴左右倾斜，气泡就异向移动。如果竖轴左右倾斜的角度相同，则气泡异向移动的量也相等。交叉

19、误差的检验就是按这个原理进行的，其步骤为：将水准标尺置于距水准仪约50m处，水准仪的三个脚螺旋与标尺的相对位置。整平仪器，使符合气泡精密符合，转动测微螺旋，使楔形丝夹准水准标尺上的一个分划，并记录标尺上的测微器读数。以后保持测微器读数不变。将脚螺旋1升高两周，为了保持原读数不变，即保持视准轴位置不变，将另一侧脚螺旋2降低约两周，仍使楔形丝夹准原来的分划，观察并记录气泡偏离的方向和数值。将脚螺旋转回到原先的位置，使楔形丝夹准原来的分划线，检核符合水准气泡是否仍然符合。 将脚螺旋1降低两周，将脚螺旋2升高两周，使楔形丝仍夹准原来的分划线。观察并记录气泡偏离的方向和数值。在上述仪器向左和向右倾斜情况

20、下，若气泡两端保持符合，或同向偏离相同的量，则表示无交叉误差存在。若气泡两端异向偏离或同向偏离不等的量，则表示有交叉误差存在，但气泡两端同向偏离的主要原因是水准轴未严格水平。因此，当气泡异向偏离大于2mm时，就需要进行消除交叉误差的校正。校正方法是将符合水准器左、右两个改正螺丝先松其中一个，后紧另一个，反复检核。必须注意，设置望远镜的方向时，要严格地与两个脚螺旋连丝的方向正交。否则，即使没有交叉误差，当竖轴左、右倾斜时，也会在一定程度上产生气泡异向偏离的现象。5.倾斜螺旋隙动差和分划值的测定倾斜螺旋隙动差：倾斜螺旋旋进和旋出在分划鼓上的读数之差。判断倾斜螺旋的效用性。测定倾斜螺旋分划值的基本思

21、想：室内进行，在距离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移至之间的距离为l时倾斜螺旋转了g格， 而倾斜螺旋一个分格的值为6.调焦透镜运行误差的测定观测方法：在A点上整置仪器，观测各点以求各点对0点的高差，一测回 ， 共测4个测回，各测回间应用脚螺旋变更仪器高，4测回中不能变动焦距。在0点上整置仪器，观测各点一测回， ，共测4个测回，各测回间应用脚螺旋变更仪器高，4测回中不能变动焦距。计算方法计算各点（1,2,3,4,5）对于0点的高差Hi(i=1,2,3,4,5)Hi=L0-Li (5-10)L0和Li是仪器在A点时照准点0和其余各点4测回（各点共8个）读数的中数。 计

22、算0点仪器视线高度hihi=Hi+Mi (5-11)Mi是仪器在0点时照准其余各点4测回（各点共8个）读数的中数。计算0点仪器视线的平均高度hm (5-12)如果调焦时，视准轴方向保持不变且与水准轴平行，则如果视准轴与水准轴不平行，而存在i角，则各hi与hm不等，其差数i=hi-hm；如果调焦透镜运行正确，则i将由两部份误差影响组成：一是i角的影响，当距离为si时，其误差为sitgi或siK；另一部是观测误差和其它误差的影响。对于各点可列出下列方程式 (5-13)法方程式 (5-14)由于，解(5-14)得 （5-14、15）将K，代入(5-13)，得，而调焦透镜运行误差 (5-17)规范规定

23、任一7.双摆位于自动安平水准仪摆差2c的测定双摆位自动安平水准仪Ni004，观测时如果摆镜不能完全精确地静止在垂直位置，则会引起由于摆镜倾斜而对观测产生影响。 （5-19）要求2c40/R2a为摆2位置时A标尺读数（5次）的平均值R1a为摆1位置时A标尺读数（5次）的平均值R2b为摆2位置时B标尺读数（5次）的平均值R1b为摆1位置时B标尺读数（5次）的平均值8.自动安平水准仪补偿误差的测定定人法整平园水准器。补偿误差的检验是通过比较的方法进行的。 （5-20） （5-21）二、精密水准标尺的检验（一）作业前应检验的项目1. 水准标尺的检视2.水准标尺上的圆水准器的检校3.水准标尺分划面弯曲差

24、的测定4.标尺名义米长及分划偶然中误差的测定5.一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定：（二）精密水准标尺的检验1. 水准标尺的检视：检视各部分是否牢固，分划面有无磨损，底版有无磨损，把手是否灵活、可靠，圆水准器是否完好等。2.水准标尺上的圆水准器的检校：检校的方法是：在距水准仪约50米处的尺桩上立标尺，扶尺员按观测员的指挥，使标尺边缘与望远镜视场中的垂直丝重合，然后用改针将圆水准气泡导至中央。转90，同法检校。应反复进行。作业中应注意此项检校。3.水准标尺分划面弯曲差（矢距）的测定：尺面如有弯曲，观测时将使读数失之过大。弯曲的尺l伸直可认为BC，而观测的情况是L。 尺长一般3m，每米改

25、正数 （5-22）规定：矢距大于4 mm时，作业中应加改正数。水准作业期的前后，以及超过三个月的作业期的中间，均应测定标尺的矢距。4.标尺名义米长及分划偶然中误差的测定：一对水准标尺平均（每）米真长，平均米真长偏差f(mm/m)，f=平均米真长-1m改正后的高差h/=h+fh一级线纹米尺尺长方程式例 L=1000mm-0.01mm+0.018(t-200C)mm双频激光干涉仪规定：f的绝对值大于0.02 mm时，需在水准测量测得高差中加入尺长改正数：对一个测站高差应加的改正数 对一个测段高差应加的改正数 测定方法：往返观测。往测：0.25-1.25；0.85-1.85；1.45-2.45；返测

26、：2.75-1.75；2.15-1.15；1.55-0.55；记录表格：水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定分划面往返测标尺分划间隔温度检查尺读数右-左尺长改正温度改正每米分划间隔真长左端右端右-左中数基本分划往测0.25-1.2524.71.241001.22999.98+0.017999.9970.85-1.851.45-2.45返测2.75-1.752.15-1.151.55-0.55辅助分划往测返测一根标尺每米间隔的平均真长5.一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定：水准标尺零点不等差：一根标尺基本分划的一分米分划线的中心线到标尺底面的实际距离，如果不等于它的名义长度，两者之间的

27、差值。一对水准标尺零点不等差：两根标尺零点不等差之差。零点不等差-偶数站检验的方法：在距离水准仪20-30米处，打下三个木桩，桩上钉以圆帽钉，各桩间的高差约为20厘米。将两根标尺依次整置在三个木桩上，观测，称一测回。测三测回，测回间变动仪器高。记录表格：一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定：测回桩号标尺读数标尺读数基本分划辅助分划基辅读数差基本分划辅助分划基辅读数差1123平均2123平均3123平均总中数本节小结：本节的内容是水准仪和水准尺的检视与校正。要求了解水准仪和水准尺的检视，重点掌握水准仪和水准尺的检验和校正。学习使，应掌握水准仪和水准尺的检验和校正的原理及方法，研究和分析仪

28、器存在误差的性质及对水准测量的影响规律，从而在水准测量作业时采取相应的措施以减弱和消除仪器误差对观测成果的影响。课后安排：复习，阅读实验指导书。实验10 ：水准仪和水准尺的检视与校正一、实习目的1了解S1精密水准仪的基本结构以及各螺旋的作用。2了解精密水准标尺的基本分划，初步学会S1精密水准仪的使用方法和在水准标尺上的读数方法。3初步掌握精密水准仪、水准尺主要项目的检校方法。4明确水准仪视准轴与水准轴之间的正确关系。5掌握水准仪交叉误差和角误差的检验与校正的操作程序和成果整理方法。二、实习要求1将仪器与书上仪器外貌图对照，熟悉仪器各部件的名称及其作用，着重比较与精通水准仪的不同特点。2掌握用S

29、1水准仪在水准标尺上的读数方法，并了解测微器的测微工作原理。3了解精密水准尺的特点，它与一般普通水准尺有何区别。4初步掌握精密水准仪、水准尺主要项目的检校方法。重点掌握水准仪视准轴与水准轴之间的正确关系的检验与校正方法。三、仪器及工具每组借用S1精密水准仪一台（带脚架）、铟钢水准标尺一付、记录板一块、尺垫两只、木桩两个、测伞一把、30m钢卷尺一把，斧头一把。自备铅笔和记录手簿。四、实习步骤 1领取仪器到指定地点，先集中由教师讲解精密水准仪和精密水准尺的结构特点及使用方法。 2安置仪器，熟悉仪器结构及部件功能。 3安置水准尺，熟悉其分划及注记特点。4每个同学进行读数练习并记录读数。5各组将受检仪

30、器安置到指定的场地，按照教材内容和所述方法，依次对水准仪及水准尺进行以下各项检验： 1)水准仪的检验与校正 (1)水准仪及脚架各部件的检视。 (2)圆水准器安置正确性的检验与校正。(3)光学测微器效用正确性的检验及分划值的测定。 (4)视准轴与水准管轴相互关系的检验及校正(必检项目)。 2)水准尺的检验 (1)检视水准尺各部件是否牢固无损。 (2)水准标尺上圆水准器安置正确性的检验与校正。 (3)水准标尺分划面弯曲差(矢矩)的测定。 (4)水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定(必检项目)。 (5)对水准标尺零点与零点差及基辅分划读数差常数的测定。 6角误差的检验与校正在精密水准测量中测定角的通

31、用方法及步骤如下：(1) 在平坦地面上选择A、B两个立尺点，其距离为S=20.6m。再在同一直线上，选择两个仪器点J1和J2（见图所示），J1A和J2B的距离也是S=20.6m。(2) 先在点观测，照准A、B两点的水准标尺，各读取四次读数，取四次读数的平均数为和。如果，正确读数应该是和，所以由角引起的读数误差，在A点是，B点是2。(3) 同样，在点观测时，照准A和B点水准标尺所得读数的平均数为和。正确的读数是和，读数误差分别是2和。(4) 最后结果计算式中和为仪器在和点读数平均数之差，以为单位。如果角大于15，就需要进行校正。校正方法及步骤是：（1）校正在站上进行，先计算照准水准标尺A上的正确

32、读数将的后三位数字安置在测微器上，转动倾斜螺旋使楔形丝夹准的前三位数字的分划线。（2）校正水准器的上、下两个改正螺旋直至气泡居中。（3）再检查另一水准标尺B的正确读数是否为（4）校正后，应重新测定一次角，必要时再进行校正，直至角符合要求为止。角的检验见表16所示。角的检验 表16仪器： 观测者： 记录者： 检查者：标尺： 日 期： 时 间： 成 象：仪器站观测次序标 尺 读 数高差角的计算A尺读数B尺读数1234中数1234中数7交叉误差的检验与校正仪器存在交叉误差，则整平仪器，保持视准轴不变时，竖轴左右倾斜，气泡就异向移动。如果竖轴左右倾斜的角度相同，则气泡异向移动的量也相等。交叉误差的检验

33、就是按这个原理进行的，其步骤为： （1）将水准标尺置于距水准仪约50m处，水准仪的三个脚螺旋与标尺的相对位置，如图所示。（2）整平仪器，使符合气泡精密符合，转动测微螺旋，使楔形丝夹准水准标尺上的一个分划，并记录标尺上的测微器读数。以后保持测微器读数不变。（3）将脚螺旋1升高两周，为了保持原读数不变，即保持视准轴位置不变，将另一侧脚螺旋2降低约两周，仍使楔形丝夹准原来的分划，观察并 记录气泡偏离的方向和数值。（4）将脚螺旋转回到原先的位置，使楔形丝夹准原来的分划线，检核符合水准气泡是否仍然符合。（5）将脚螺旋1降低两周，将脚螺旋2升高两周，使楔形丝仍夹准原来的分划线。观察并记录气泡偏离的方向和数

34、值。在上述仪器向左和向右倾斜情况下，若气泡两端保持符合，或同向偏离相同的量，则表示无交叉误差存在。若气泡两端异向偏离或同向偏离不等的量，则表示有交叉误差存在，但气泡两端同向偏离的主要原因是水准轴未严格水平。因此，当气泡异向偏离大于2mm时，就需要进行消除交叉误差的校正。校正的方法是将符合水准器左、右两个改正螺丝先松其中一个，后紧另一个，反复检核。必须注意，设置望远镜的方向时，要严格地与两个脚螺旋连丝的方向正交。否则，即使没有交叉误差，当竖轴左、右倾斜时，也会在一定程度上产生气泡异向偏离的现象。8.标尺名义米长及分划偶然中误差的测定：测定方法：往返观测。往测：0.25-1.25；0.85-1.8

35、5；1.45-2.45；返测：2.75-1.75；2.15-1.15；1.55-0.55；记录表格：表17水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定 表17分划面往返测标尺分划间隔温度检查尺读数右-左尺长改正温度改正每米分划间隔真长左端右端右-左中数基本分划往测0.25-1.2524.71.241001.22999.98+0.017999.9970.85-1.851.45-2.45返测2.75-1.752.15-1.151.55-0.55辅助分划往测返测一根标尺每米间隔的平均真长9.一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定：水准标尺零点不等差：一根标尺基本分划的一分米分划线的中心线到标尺底面的实

36、际距离，如果不等于它的名义长度，两者之间的差值。一对水准标尺零点不等差：两根标尺零点不等差之差。零点不等差-偶数站检验的方法：在距离水准仪20-30米处，打下三个木桩，桩上钉以圆帽钉，各桩间的高差约为20厘米。将两根标尺依次整置在三个木桩上，观测，称一测回。测三测回，测回间变动仪器高。记录表格：表18一对水准标尺零点不等差及基辅分划读数差的测定：表18测回桩号标尺读数标尺读数基本分划辅助分划基辅读数差基本分划辅助分划基辅读数差1123平均2123平均3123平均总中数 五、注意事项 1当当仪器同时存在交叉误差和角误差时，应先将角误差校正好。 2精密水准仪和水准尺应检查的内容较多，在实过程中，应

37、根据实际情况，对照书本知识认真完成。 3水准仪的检验应注意温度等外界条件对仪器的影响。六、学时分配：课外4学时 七、上交资料记录及计算成果。 八、思考题1仔细观察S1水准仪的光学测微器的构造，当旋进测微螺旋时，平行光学玻璃板是前倾还是后仰？测微器上的读数是增加还是减少？2符合水准气泡移动方向与微倾螺旋转动方向有何关系？3精密水准标尺为什么要配备两根扶杆？4每期作业前后及作业中应对水准仪及水准标尺进行哪些项目的检验与校正？ 5试述各项检验的具体步骤和方法? 6水准仪上圆水准器偏离中央后如何进行校正? 7为检验光学测微器效用，对所制作的分划尺有何具体要求? 8在进行光学测微器效用正确性的检验和分划

38、值测定时，为什么要求每两个测回后应移动分划尺或变更仪器高？ 9在进行视准轴与水准管轴相互关系的检验时，为何要选择一段长为618m的距离呢?当角值超过20”后，怎样进行校正? 10什么是交叉误差?如何校正？ 11交叉误差与视准轴误差，先进行哪一个检验与校正为宜，为什么? 12为什么要进行水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定?测定时对读数精度有何要求?怎样做才能保证读数精度? 13什么是一对水准标尺零点差及基辅分划读数差常数?在测定时为何要打三个木桩及木桩顶面的高差依次约为20cm?九、实习报告编写提纲 1写明实习名称、目的及时间、地点； 2写明仪器名称及编号； 3附检验记录及分析结论； 4体会及

39、建议。第五章 第三讲学习目标：了解精密水准测量的主要误差来源及产生的原因；掌握精密水准测量的主要误差对高差的影响及规律、消除减弱的措施；掌握精密水准测量的观测方法、记录、计算及检核。重点和难点：精密水准测量的主要误差对高差的影响及规律、消除减弱的措施；精密水准测量的观测方法、记录、计算及检核。教学内容：课前讲授：讲评实验情况，讲授学习目标。 5.6 精密水准测量的主要误差来源及其影响一、精密水准测量的主要误差来源水准测量误差一般可分：1仪器误差2外界因素3观测误差：水准气泡居中误差、照准水准表尺上分划的误差和读数误差。二、精密水准测量的主要误差对水准测量高差的影响（一）视准轴与水准轴不平行的误差1 . i角的误差影响与视距成正比。一个测站的影响： （5-24）一个测段的影响：