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測繪儀器使用方法

發(fā)布時間:2021-08-24 17:26:34 來源:http://hbod.cn 分類:新聞資訊 次瀏覽

高程測量是測繪地形圖的基本工作之一,另外大量的工程、建筑施工也必須量測地面高程,利用水準儀進行水準測量是精密測量高程的主要方法。

一、測繪儀器水準儀器組合:

1.望遠鏡 2.調(diào)整手輪 3.圓水準器 4.微調(diào)手輪 5.水平制動手輪 6.管水準器 7.水平微調(diào)手輪 8.腳架

二、操作要點:

在未知兩點間,擺開三腳架,從儀器箱取出水準儀安放在三腳架上,利用三個機座螺絲調(diào)平,使圓氣泡居中,跟著調(diào)平管水準器。水平制動手輪是調(diào)平的,在水平鏡內(nèi)通過三角棱鏡反射,水平重合,就是平水。將望遠鏡對準未知點(1)上的塔尺,再次調(diào)平管水平器重合,讀出塔尺的讀數(shù)(后視),把望遠鏡旋轉(zhuǎn)到未知點(2)的塔尺,調(diào)整管水平器,讀出塔尺的讀數(shù)(前視),記到記錄本上。

計算公式:兩點高差=后視-前視。

三、校正方法:

將儀器擺在兩固定點中間,標出兩點的水平線,稱為A、B線,移動儀器到固定點一端,標出兩點的水平線,稱為A’、B ’。計算如果A-B≠A’-B’時,將望遠鏡橫絲對準偏差一半的數(shù)值。用校針將水準儀的上下螺釘調(diào)整,使管水平泡吻合為止。重復以上做法,直到相等為止。

四、測繪儀器水準儀的使用方法

水準儀的使用包括:水準儀的安置、粗平、瞄準、精平、讀數(shù)五個步驟。

1. 安置

安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測點之間。 先打開三腳架并使高度適中,用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固,然后打開儀器箱,用連接螺旋將水準儀器連接在三腳架上。

2. 粗平

粗平是使儀器的視線粗略水平,利用腳螺旋置園水準氣泡居于園指標圈之中。具體方法用儀器練習。在整平過程中,氣泡移動的方向與大姆指運動的方向一致。

3. 瞄準

瞄準是用望遠鏡準確地瞄準目標。 先是把望遠鏡對向遠處明亮的背景,轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋,使十字絲 清晰。再松開固定螺旋,旋轉(zhuǎn)望遠鏡,使照門和準星的連接對準水準尺,擰緊固定螺旋。 后轉(zhuǎn)動物鏡對光螺旋,使水準尺的清晰地落在十字絲平面上,再轉(zhuǎn)動微動螺旋,使水準尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。

4. 精平

精平是使望遠鏡的視線 水平。微傾水準儀,在水準管上部裝有一組棱鏡,可將水準管氣泡兩端,折射到鏡管旁的符合水準觀察窗內(nèi),若氣泡居中時,氣泡兩端的象將符合成一拋物線型,說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合,說明視線不水平。這時可用右手轉(zhuǎn)動微傾螺旋使氣泡兩端的象完全符合,儀器便可提供一條水平視線,以滿足水準測量基本原理的要求。注意?氣泡左半部份的移動方向,總與右手大拇指的方向不一致。

5. 讀數(shù)

用十字絲,截讀水準尺上的讀數(shù)。現(xiàn)在的水準儀多是倒象望遠鏡,讀數(shù)時應由上而下進行。先估讀毫米級讀數(shù),后報出全部讀數(shù)。

注意,水準儀使用步驟一定要按上面順序進行,不能顛倒,特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整,一定要在讀數(shù)前進行。

五、水準儀的測量

測定地面點高程的工作,稱為高程測量。高程測量是測量的基本工作之一。高程測量按所使用的儀器和施測方法的不同,可以分為水準測量、三角高程測量、GPS高程測量和氣壓高程測量。水準測量是目前精度 高的一種高程測量方法,它廣泛應用于國家高程控制測量、工程勘測和施工測量中。

水準測量的原理是利用水準儀提供的水平視線,讀取豎立于兩個點上的水準尺上的讀數(shù),來測定兩點間的高差,再根據(jù)已知點高程計算待定點高程。

如下圖所示,在地面上有A、B兩點,已知A點的高程為HA、為求B點的高程HB,在A、B兩點之間安骨水準儀,A、B兩點亡各豎立一把水準尺,通過水準儀的望遠鏡讀取水平視線分別在A、B兩點水準尺上截取的讀數(shù)為A和B,可以求出A、B兩點問的高差為:

設水準測量的前進方向為A點至B點,則稱A點為后視點,其水準尺讀數(shù)A為后視讀數(shù);稱B點為前視點,其水準尺讀數(shù)B為前視讀數(shù)。因此,兩點間的高差等于:HAB=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)

若后視讀數(shù)大于前視讀數(shù),則高差為正,表示B點比A點高,HAB>0;若后視讀數(shù)小于前視讀數(shù),則高差為負,表示B點比A點低,HAB<0。

如果A、B兩點相距不遠,且高差不大,則安置一次水準儀,就可以測得高差HAB。此時B點高程為:

當架設一次水準儀需要測量多個前視點B1,B2,…,BN的高程時,采用視線高程計算這些點的高程就非常方便。設水準儀對豎立在B1,B2,…,BN點上的水準尺讀數(shù)分別為B1,B2,…,BN時,則高程計算公式為:

如果A、B兩點相距較遠或高差較大,安置一次儀器無法測得其高差時,就需要在兩點間增設若干個作為傳遞高程的臨時立尺點,稱為轉(zhuǎn)點(簡稱TP點),如圖中的TP1,TP 2,…點,并依次連續(xù)設站觀測,設測得的各站高差為:

六、保養(yǎng)與維修

1.水準儀是精密的光學儀器,正確合理使用和保管對儀器精度和壽命有很大的作用;

2.避免陽光直曬,不許可證隨便拆卸儀器;

3.每個微調(diào)都應輕輕轉(zhuǎn)動,不要用力過大。鏡片、光學片不準用手觸片;

4.儀器有故障,由熟悉儀器結(jié)構(gòu)者或修理部修理;

5.每次使用完后,應對儀器擦干凈,保持干燥。

經(jīng)緯儀的使用方法

一、經(jīng)緯儀

經(jīng)緯儀是測量工作中的主要測角儀器。由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。

測量時,將經(jīng)緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上,用水準器將儀器定平,用望遠鏡瞄準測量目標,用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經(jīng)緯儀和普通經(jīng)緯儀;按讀數(shù)設備可分為光學經(jīng)緯儀和游標經(jīng)緯儀;按軸系構(gòu)造分為復測經(jīng)緯儀和方向經(jīng)緯儀。此外,有可自動按編碼穿孔記錄度盤讀數(shù)的編碼度盤經(jīng)緯儀;可連續(xù)自動瞄準空中目標的自動跟蹤經(jīng)緯儀;利用陀螺定向原理迅速獨立測定地面點方位的陀螺經(jīng)緯儀和激光經(jīng)緯儀;具有經(jīng)緯儀、子午儀和天頂儀三種作用的供天文觀測的全能經(jīng)緯儀;將攝影機與經(jīng)緯儀結(jié)合一起供地面攝影測量用的攝影經(jīng)緯儀等。

DJ6經(jīng)緯儀是一種廣泛使用在地形測量、工程及礦山測量中的光學經(jīng)緯儀。主要由水平度盤、照準部和基座三大部分組成。

1、基座部分

用于支撐基照準部,上有三個腳螺旋,其作用是整平儀器

2、 照準部

照準部是經(jīng)緯儀的主要部件,照準部部分的部件有水準管、光學對點器、支架、橫軸、豎直度盤、望遠鏡、度盤讀數(shù)系統(tǒng)等。

3、度盤部分

DJ6光學經(jīng)緯儀度盤有水平度盤和垂直度盤,均由光學玻璃制成。水平度盤沿著全圓從0°~360°順時針刻畫, 小格值一般為1°或30′。

二、經(jīng)緯儀的安置方法

1)三腳架調(diào)成等長并適合操作者身高,將儀器固定在三腳架上,使儀器基座面與三腳架上頂面平行。

2)將儀器舞擺放在測站上,目估大致對中后,踩穩(wěn)一條架腳,調(diào)好光學對中器目鏡(看清十字絲)與物鏡(看清測站點),用雙手各提一條架腳前后、左右擺動,眼觀對中器使十字絲交點與測站點重合,放穩(wěn)并踩實架腳。

3)伸縮三腳架腿長整平圓水準器

4)將水準管平行兩定平螺旋,整平水準管。

5)平轉(zhuǎn)照準部90度,用第三個螺旋整平水準管。

6)檢查光學對中,若有少量偏差,可打開連接螺旋平移基座,使其 對中,旋緊連接螺旋,再檢查水準氣泡居中。

三、度盤讀數(shù)方法

光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)包括水平和垂直度盤、測微裝置、讀數(shù)顯微鏡等幾個部分。水平度盤和垂直度盤上的度盤刻劃的 小格值一般為1°或30′,在讀取不足一個格值的角值時,必須借助測微裝置,DJ6級光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)測微器裝置有測微尺和平行玻璃測微器兩種。

(1)測微尺讀數(shù)裝置

目前新產(chǎn)DJ6級光學經(jīng)緯儀均采用這種裝置。

在讀數(shù)顯微鏡的視場中設置一個帶分劃尺的分劃板,度盤上的分劃線經(jīng)顯微鏡放大后成像于該分劃板上,度盤 小格值(60′)的成像寬度正好等于分劃板上分劃尺1°分劃間的長度,分劃尺分60個小格,注記方向與度盤的相反,用這60個小格去量測度盤上不足一格的格值。量度時以零零分劃線為指標線。

(2)單平行玻璃板測微器讀數(shù)裝置

單平行玻璃板測微器的主要部件有:單平行板玻璃、扇形分劃尺和測微輪等。這種儀器度盤格值為30′,扇形分劃尺上有90個小格,格值為30′/90=20″。

測角時,當目標瞄準后轉(zhuǎn)動測微輪,用雙指標線夾住度盤分劃線影像后讀數(shù)。整度數(shù)根據(jù)被夾住的度盤分劃線讀出,不足整度數(shù)部分從測微分劃尺讀出。

(3)讀數(shù)顯微鏡

光學經(jīng)緯儀讀數(shù)顯微鏡的作用是將讀數(shù)成像放大,便于將度盤讀數(shù)讀出。

(4)水準器

光學經(jīng)緯儀上有2~3個水準器,其作用是使處于工作狀態(tài)的經(jīng)緯儀垂直軸鉛垂、水平度盤水平,水準器分管水準器和圓水準器兩種。

管水準器

管水準器安裝在照準部上,其作用是儀器 整平。

圓水準器

圓水準器用于粗略整平儀器。它的靈敏度低,其格值為8″/ 2MM 。

四、經(jīng)緯儀的角度測量原理

1. 水平角的測量原理

水平角是指過空間兩條相交方向線所作的鉛垂面間所夾的二面角,角值為 0°~360°。空間兩直線OA和OB相交于點O,將點A,O,B沿鉛垂方向投影到水平面上,得相應的投影點A′,O′,B′,水平線O′A′和O′B′的夾角Β就是過兩方向線所作的鉛垂面間的夾角,即水平角。

水平角的大小與地面點的高程無關(guān)。

測量角度的儀器在測量水平角時必須具備兩個基本條件:

(1)能給出一個水平放置的,且其中心能方便地與方向線交點置于同一鉛垂線上的刻度園盤——水平度盤;

(2)要有一個能瞄準遠方目標的望遠鏡,且要能在水平面和豎直面內(nèi)作全圓旋轉(zhuǎn),以便通過望遠鏡瞄準高低不同的目標A和B。圖中水平角Β為A和B兩個方向讀數(shù)之差:Β=B-A

2. 垂直角的測量原理

垂直角是指在同一鉛垂面內(nèi),某目標方向的視線與水平線間的夾角Α,也稱豎直角或高度角;垂直角的角值為0°~±90°。

視線與鉛垂線的夾角稱為天頂距,天頂距Z的角值范圍為0°~180°。

當視線在水平線以上時垂直角稱為仰角,角值為正;視線在水平線以下時為俯角,角值為負,如圖所示。

由此可知測角儀器經(jīng)緯儀還必須裝有一個能鉛垂放置的度盤——垂直度盤,或稱豎盤。

全站儀的使用方法

一、全站儀簡介

全站儀,即全站型電子速測儀(ELECTRONIC TOTAL STATION)。是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器,是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作,所以稱之為全站儀。廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監(jiān)測領(lǐng)域。

全站儀是一種集光、機、電為一體的新型測角儀器,與光學經(jīng)緯儀比較電子經(jīng)緯儀將光學度盤換為光電掃描度盤,將人工光學測微讀數(shù)代之以自動記錄和顯示讀數(shù),使測角操作簡單化,且可避免讀數(shù)誤差的產(chǎn)生。電子經(jīng)緯儀的自動記錄、儲存、計算功能,以及數(shù)據(jù)通訊功能,進一步提高了測量作業(yè)的自動化程度。

全站儀與光學經(jīng)緯儀區(qū)別在于度盤讀數(shù)及顯示系統(tǒng),電子經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤及其讀數(shù)裝置是分別采用兩個相同的光柵度盤(或編碼盤)和讀數(shù)傳感器進行角度測量的。根據(jù)測角精度可分為0.5″,1″,2″,3″,5″,10″等幾個等級。

二、全站儀的組成

全站儀幾乎可以用在所有的測量領(lǐng)域。電子全站儀由電源部分、測角系統(tǒng)、測距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成。

同電子經(jīng)緯儀、光學經(jīng)緯儀相比,全站儀增加了許多特殊部件,因此而使得全站儀具有比其它測角、測距儀器更多的功能,使用也更方便。這些特殊部件構(gòu)成了全站儀在結(jié)構(gòu)方面獨樹一幟的特點。

1.同軸望遠鏡

全站儀的望遠鏡實現(xiàn)了視準軸、測距光波的發(fā)射、接收光軸同軸化。同軸化的基本原理是:在望遠物鏡與調(diào)焦透鏡間設置分光棱鏡系統(tǒng),通過該系統(tǒng)實現(xiàn)望遠鏡的多功能,即既可瞄準目標,使之成像于十字絲分劃板,進行角度測量。同時其測距部分的外光路系統(tǒng)又能使測距部分的光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光在經(jīng)物鏡射向反光棱鏡后,經(jīng)同一路徑反射回來,再經(jīng)分光棱鏡作用使回光被光電二極管接收;為測距需要在儀器內(nèi)部另設一內(nèi)光路系統(tǒng),通過分光棱鏡系統(tǒng)中的光導纖維將由光敏二極管發(fā)射的調(diào)制紅外光傳也送給光電二極管接收 ,進行而由內(nèi)、外光路調(diào)制光的相位差間接計算光的傳播時間,計算實測距離。

同軸性使得望遠鏡一次瞄準即可實現(xiàn)同時測定水平角、垂直角和斜距等全部基本測量要素的測定功能。加之全站儀強大、便捷的數(shù)據(jù)處理功能,使全站儀使用極其方便。

2.雙軸自動補償

在儀器的檢驗校正中已介紹了雙軸自動補償原理,作業(yè)時若全站儀縱軸傾斜,會引起角度觀測的誤差,盤左、盤右觀測值取中不能使之抵消。而全站儀特有的雙軸(或單軸)傾斜自動補償系統(tǒng),可對縱軸的傾斜進行監(jiān)測,并在度盤讀數(shù)中對因縱軸傾斜造成的測角誤差自動加以改正(某些全站儀縱軸 大傾斜可允許至±6'),也可通過將由豎軸傾斜引起的角度誤差,由微處理器自動按豎軸傾斜改正計算式計算,并加入度盤讀數(shù)中加以改正,使度盤顯示讀數(shù)為正確值,即所謂縱軸傾斜自動補償。

雙軸自動補償?shù)乃捎玫臉?gòu)造(現(xiàn)有水平,包括TOPCON,TRIMBLE):使用一水泡(該水泡不是從外部可以看到的,與檢驗校正中所描述的不是一個水泡)來標定 水平面,該水泡是中間填充液體,兩端是氣體。在水泡的上部兩側(cè)各放置一發(fā)光二極管,而在水泡的下部兩側(cè)各放置一光電管,用一接收發(fā)光二極管透過水泡發(fā)出的光。而后,通過運算電路比較兩二極管獲得的光的強度。當在初始位置,即 水平時,將運算值置零。當作業(yè)中全站儀器傾斜時,運算電路實時計算出光強的差值,從而換算成傾斜的位移,將此信息傳達給控制系統(tǒng),以決定自動補償?shù)闹怠W詣友a償?shù)姆绞匠跤晌⑻幚砥饔嬎愫笮拚敵鐾猓€有一種方式即通過步進馬達驅(qū)動微型絲桿,把此軸方向上的偏移進行補正,從而使軸時刻保證 水平。

3.鍵盤

鍵盤是全站儀在測量時輸入操作指令或數(shù)據(jù)的硬件,全站型儀器的鍵盤和顯示屏均為雙面式,便于正、倒鏡作業(yè)時操作。

4.存儲器

全站儀存儲器的作用是將實時采集的測量數(shù)據(jù)存儲起來,再根據(jù)需要傳送到其它設備如計算機等中,供進一步的處理或利用,全站儀的存儲器有內(nèi)存儲器和存儲卡兩種。

全站儀內(nèi)存儲器相當于計算機的內(nèi)存(RAM),存儲卡是一種外存儲媒體,又稱PC卡,作用相當于計算機的磁盤。

5.通訊接口

全站儀可以通過BS—232C通訊接口和通訊電纜將內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)輸入計算機,或?qū)⒂嬎銠C中的數(shù)據(jù)和信息經(jīng)通訊電纜傳輸給全站儀,實現(xiàn)雙向信息傳輸。

三、全站儀的使用

全站儀具有角度測量、距離(斜距、平距、高差)測量、三維坐標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途。內(nèi)置專用軟件后,功能還可進一步拓展。

全站儀的基本操作與使用方法 :

1、水平角測量

(1)按角度測量鍵,使全站儀處于角度測量模式,照準 個目標A。

(2)設置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00′00〃。

(3)照準第二個目標B,此時顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。

2、距離測量

(1)設置棱鏡常數(shù)

測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中,儀器會自動對所測距離進行改正。

(2)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值

光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化,15℃和760MMHG是儀器設置的一個標準值,此時的大氣改正為0PPM。實測時,可輸入溫度和氣壓值,全站儀會自動計算大氣改正值(也可直接輸入大氣改正值),并對測距結(jié)果進行改正。

(3)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

(4)距離測量

照準目標棱鏡中心,按測距鍵,距離測量開始,測距完成時顯示斜距、平距、高差。

全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是 常用的測距模式,測量時間約2.5S, 小顯示單位1MM;跟蹤模式,常用于跟蹤移動目標或放樣時連續(xù)測距, 小顯示一般為1CM,每次測距時間約0.3S;粗測模式,測量時間約0.7S, 小顯示單位1CM或1MM。在距離測量或坐標測量時,可按測距模式(MODE)鍵選擇不同的測距模式。

應注意,有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高,顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。

3、坐標測量

(1)設定測站點的三維坐標。

(2)設定后視點的坐標或設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當設定后視點的坐標時,全站儀會自動計算后視方向的方位角,并設定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。

(3)設置棱鏡常數(shù)。

(4)設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。

(5)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

(6)照準目標棱鏡,按坐標測量鍵,全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。

四、全站儀的數(shù)據(jù)通訊

全站儀的的數(shù)據(jù)通訊是指全站儀與電子計算機之間進行的雙向數(shù)據(jù)交換。全站儀與計算機之間的數(shù)據(jù)通訊的方式主要有兩種,一種是利用全站儀配置的PCMCIA(PERSONAL COMPUTER MEMORY CARD INTERNATION ASSOCIATION),個人計算機存儲卡國際協(xié)會,簡稱PC卡,也稱存儲卡)卡進行數(shù)字通訊,特點是通用性強,各種電子產(chǎn)品間均可互換使用;另一種是利用全站儀的通訊接口,通過電纜進行數(shù)據(jù)傳輸。


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