第一篇：水准仪的认识与使用

实验一：水准仪的认识和使用

一、目的和要求

（1）了解DS3微倾式水准仪的级别构造和性能，认识其主要不见的名称和作用。

（2）练习水准仪的安置、瞄准、读书。

（3）练习普通水准测量的实测、记录和计算方法。

二、实验准备

每实验小组的仪器工具：DS3水准仪一台、测伞一把、水准尺二把、尺垫二个、记录板(含记录纸)一块。

三、水准测量的基本操作与仪器的认识

1、安置仪器，安置水准仪和竖立标尺。

（1）水准仪的安置：水准仪安置在三脚架上。要求是：高度适当，大致水平，稳固可靠。

（2）竖立标尺：要求：一，竖直；二，稳当。仪器安置完毕，应认识仪器各部件的名称和作用，认识标尺的刻划及读数的方法。

2、粗略整平。

（1）相对转动两个脚螺旋，使圆水准器的水准气泡移向两脚螺旋的中间位置。

（2）转动第三个脚螺旋，使气泡移到圆水准器的中心。

熟练的操作,可以将上述二步骤合二而一,同时进行。即在相对转动两个脚螺旋的同时，转动第三个脚螺旋,使圆水准气泡居中。

3、瞄准标尺。

即瞄准后视尺，开始的瞄准工作要经历粗瞄、对光、精瞄的过程，同时应注意消除视差。使望远镜十字丝纵丝对准标尺的中央。

4、精确整平。转动微倾旋钮，观察符合气泡影像符合，实现望远镜视准轴精确整平。

5、读数和记录。根据望远镜视场中十字丝横丝所截取的标尺刻划，读取该刻划的数字。读数的方法：先小后大。记录，按读数的先后顺序回报，回报无异议及时记录。

以上3至5步骤是观测后视尺的操作，获得一次后视读数a。后续是观测前视尺的操作。

6、瞄准标尺，即瞄准前视尺。一测站前、后视距基本相等，瞄准前视尺不必重新对光。

7、精确整平。方法同4步骤。

8、读数和记录。方法同5步骤。

四、改变仪器高法

该法在测站观测中获得一次高差观测值h之后，变动水准仪的高度再进行二次高差观测，获得新的高差观测值h。具体观测步骤：（1）一次观测：观测顺序为：后视─后视读数a─前视─前视读数b。（2）变动三脚架高度(10cm左右)，重新安置水准仪。（3）二次观测：后视读数a─前视读数b。

（4）计算与检核：按记录的顺序进行，并判断两次高差互差是否超限。检核合格则计算h，即h=(h+h)/2；否则重测。

变动三脚架高度约10cm的二次观测，目的在于检核和限制读数(尤其是分米读数)的可能差错，提高观测的可靠性和精确性。

第二篇：实验一 水准仪的认识与使用

实验一

水准仪的认识与使用

一、目的与要求

1．了解DS3微倾式水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用； 2．练习水准仪的正确安臵、瞄准和读数。

二、计划和设备

1．实验时数安排2学时，实验小组由5人组成：1人操作、1人记簿、2人扶尺；组内人员轮流操作；

2．实验设备为DS3 水准仪1台，水准尺2把，尺垫2个，记录板1个，铅笔1支（2H或3H）。

三、实验方法和步骤

1．水准仪的认识

图1.1所示为型微倾式水准仪的外形和各部件名称。

图1.1 DS3微倾式水准仪

2．水准仪的安臵与使用（1）安臵仪器

仪器所安臵的地点称为测站。首先，松开三角架腿的伸缩螺旋，将架头提升到合适的高度，然后拧紧伸缩螺旋，再张开三脚架，目估使架头大致放平并踩实架腿；打开仪器箱取出仪器（取出前注意仪器在箱中的安放位臵），一手握住仪器，一手将三脚架架头上的连接螺旋旋入仪器基座内（松紧适度），关上仪器箱。（2）粗略整平

双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或反向）转动，使圆水准器泡向中间移动，再拧另一只脚螺旋，使气泡移至圆水准器居中位臵。若一次不能居中，可反复进行。（练习并体会脚螺旋转动方向与圆水准器泡移动方向的关系。）

图1.2 圆水准气泡居中

（3）瞄准水准尺

旋转目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开水平制动螺旋，在水平方向轻轻转动仪器，通过望远镜上的照门和准星初步瞄准水准尺，旋紧水平制动螺旋，旋转物镜调焦螺旋使水准尺成像清晰；转动水平微动螺旋，使水准尺影象的一侧靠近十字丝纵丝（检查水准尺是否竖直）；眼睛略做上下移动，检查十字丝与水准尺分划影象间是否有相对移动（视差）；如果存在视差，则重新进行目镜调焦与物镜调焦，以消除视差。（4）精平

确定水准管的水平位臵，使水准仪的视线水平，是水准测量中关键性的一步。转动微倾螺旋，使水准管气泡居中，从目镜旁的符合水准管气泡观测窗中，可以看到符合气泡两个半边的影象，如图1.3所示，当两端的影象符合时，水准管气泡居中。注意微倾螺旋转动的方向与水准管气泡影象移动方向的一致性。

图1.3 水准管气泡居中

（5）读数

从望远镜中观察十字丝横丝在水准尺上的分划位臵，读取四位数字，即直读出米、分米、厘米的数值，估读出毫米的数值。读取四位数，即直读米、分米、厘米、估读毫米。读数后应立即观察水准管是否居中，不居中应重新调整，使气泡居中后再读数。

（6）观察练习：在仪器两侧各立一根水准尺，分别进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。

四、注意事项

1．仪器安放到三角架上，必须旋紧连接螺旋，检查是否连接牢固； 2．水准仪在每次读数前，必须精平（使水准管气泡严格居中）； 3．瞄准目标必须消除视差；

4．每个测站前、后视距离尽量相等；

5．在水准测量中，相邻前、后两站观测中的转点位臵不得变动。

第三篇：实训一水准仪的认识与使用

实训一 水准仪的认识与使用

一、实训目的

1.掌握DS3型水准仪的构造及各部件的名称及作用。2.掌握利用圆水准器粗略整平仪器的方法。

3.掌握用水准仪瞄准目标、消除视差、精确整平及在水准尺上读数的方法。4.通过测量过程，理解水准测量原理。5.了解自动安平水准仪的使用方法。

二、仪器及工具

每组DS3型水准仪1台，水准尺1根。

三、实训步骤

1.在指定地点安置脚架和连接仪器

松开脚架上的伸缩螺旋，根据需要将架腿调到适当的长度，再将螺旋拧紧。将架头大致水平，再把三脚架的脚尖踩入土中。将水准仪取出放在三脚架的架头上，一手握住仪器，一手将中心连接螺旋与水准仪基座连接并拧紧。

2.认识水准仪的结构及各部件的名称、作用。

结构：望远镜、水准器、基座。

部件：望远镜物镜、望远镜目镜、微倾螺旋、微动螺旋、制动螺旋、物镜调焦螺旋、脚螺旋、圆水准器、水准管、符合气泡观察窗、缺口、准星。3.练习用圆水准器粗略整平水准仪

首先按“左手拇指规则”旋转任意一对脚螺旋，使气泡移动到过圆水准器中心与这一对脚螺旋垂直的方向线上，再旋转第三个脚螺旋，使圆气泡居中。如仍不居中，重复上述步骤直至居中。

4.练习利用水准仪的准星及缺口瞄准水准尺

先通过目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动望远镜通过缺口与准星大致瞄准水准尺，旋转制动螺旋制动望远镜；再转动微动螺旋，观察望远镜目镜使水准尺侧边与十字丝竖丝重合。

5.判断视差是否存在，练习消除视差 眼睛在望远镜目镜前作轻微的上下移动，观察十字丝横丝与水准尺分划之间是否有相对移动；如有则表明有视差存在，可通过物镜与目镜调焦，直至消除视差。

6.精平

转动微倾螺旋，从符合水准器观察窗中查看气泡的两个半边像，直至两端的像符合。注意微

倾螺旋转动方向与水准管气泡右边的像的移动方向一致。

7.读数（望远镜呈倒像）

从十字丝横丝往上找到最近的整米数位置，通过注记读出米数，再从十字丝横丝往上找出最

近的分米位置，通过注记读出分米数，从刚找出的分米线开始至十字丝数出有几个黑白整分 划即为厘米数，最后根据十字丝横丝往上至最近的厘米线的距离估读出毫米数。

8.每三个小组为一大组，在适当位置共设立三根水准尺，每小组成员使用自己的仪器分别读出

甲、乙、丙三根水准尺上的红、黑面读数，并记录在“水准测量读数练习表”中。（为避免数据雷同，不同操作者应重新架设仪器，改变仪器高后方可读数）

9.自动安平水准仪的使用

自动安平水准仪与普通水准仪的区别为：没有符合水准器观测窗，没有微倾螺旋，增加补偿检查按钮。补偿检查按钮的作用是检查仪器中补偿器是否有效。自动安平水准仪的使用方法：

（1)在指定地点安置脚架和连接仪器

（2)用圆水准器粗略整平水准仪

（3)利用水准仪的准星及缺口瞄准水准尺

（4)判断视差是否存在并消除视差

（5)检查补偿器是否有效

有水准尺上读一数，按下补偿检查按钮，再读数与上次读数比较，若相差超过2mm，则表 示补偿器失效。

（6)读数

四、实训要求

1.不但能操作仪器，而且速度要逐渐加快。2.对非自动安平水准仪，每次读数前要居中符合水准气泡。

五、注意事项

1.开箱前先观察仪器在箱内的摆放位置，认清管水准器在上还是在下，以便安全放回箱内。

2.观察水准尺刻划是正写还是倒写。

3.观察望远镜成正像还是倒像，对于正像望远镜，读数时应从上往下。

第四篇：水准仪的使用

陀螺仪的原理

陀螺仪真厉害，不管重力线是否穿过其几何中心，都能力起来！，请问其原理？

绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。

在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳（月球）引力矩作用下的旋进（岁差）等。

陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年 等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。

现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。

第五篇：水准仪使用说明书

水准仪使用说明书

长距离水准测量工作的连续性很强，待定点的高程是通过各转点的高程传递而获得的。若在一个测站的观测中存在错误，则整个水准路线测量成果受到影响，所以水准测量的检核是非常重要的。水准仪检核工作有如下几项：(一)、水准仪计算检核

计算检核的目的是及时检核记录手簿中的高差和高程计算中是有错误。式(2-7)为观测记录中的计算检核式，若等式成立时，表示计算正确，否则说明计算有错误。∑h理=H终-H始(2-7)(二)水准仪、测站检核

测站检核的目的是及时发现和纠正施测过程中因观测、读数、记录等原因导致的高差错误。为保证每个测站观测高差的正确性，必须进行测站检核。测站检核的方法有双仪高法和双面尺法两种。

1、在同一个测站上用两次不同的仪器高度、分别测定高差，用两次测定的高差值相互比较进行检核。即测得第一次高差后，改变水准仪视线高度大于10CM以上重新安置，再测一次高差。两次所测高差之差对于等外水准测量容许值为±6MM。对于四等水准测量容许值为±5MM。超过此限差，必须重测，若不超过限差时，可取其高差的平均值作为该站的观测高差。

2、双面尺法

在同一个测站上，仪器的高度不变，根据立在前视点和后视点的双面水准尺，分别用黑面和红面各进行一次高差测量，用两次测定的高差值相互比较进行检核。两次所测高差之差的限差与双仪高法相同。同时每一根尺子红面与黑面读数之差与常数(4.687M或4.787M)之差，不超3MM(四等水准测量)或4MM(等外水准测量)，可取其高差的平均值作为该站的观测高差，若超过限差，必须重测。(三)、水准仪成果检核

测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或是否超限。仪器误差，估读误差，转点位置变动的错误，外界条件影响等，虽然在一个测站上反映不明显，但随着测站数的增多，就会使误差积累，就有可能使误差超过限差。因此为了正确评定一条水准线路的测量成果精度，应该进行整个水准路线的成果检核。水准测量成果的精度是根据闭合条件来衡量的即将路线上观测高差的代数和值与路线的理论高差值相比较，用其差值的大小来评定路线成果的精度是否合格。

成果检核的方法，因水准路线布设形式不同而异主要有以下几种：

1、闭合水准路线

从理论上讲，闭合水准路线各段高差代数和值应等于零，即∑h理=0。

2、附合水准路线

从理论上讲，附合水准路线各段实测高差的代数和值应等于两端水准点间的已知高差值，即∑h理=H终-H始。

3、支水准路线

支线水准路线本身没有检核条件，通常是用往、返水准测量方法进路线成果的检核。

从理论上讲，往测高差与返测高差，应大小相等，符号相反。即︱∑h往︱=︱∑h返︱。

实际上，由于测量值含有不可避免的误差，因此，观测的高差代数和值不能等于高差的理论值，这种不符合的差值称为高差闭合差，fh表示。高差闭合差的大小是用来确定错误和评定水准测量成果精度的标准。若fh容许限差之内，表示观测结果精度合格，否则应返工重测。