第二章-測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀1、照準(zhǔn)部(alidade)2、水平度盤(horizontalcircle)3、基座(tribrach)一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

經(jīng)緯儀概述1．按讀數(shù)系統(tǒng)區(qū)分類：

光學(xué)經(jīng)緯儀、游標(biāo)經(jīng)緯儀、

電子經(jīng)緯儀2．按編制了標(biāo)準(zhǔn)分類：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60

光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造1．基座基座用來支承整個(gè)儀器，并借助中心螺旋使經(jīng)緯儀與腳架結(jié)合其上有三個(gè)腳螺旋，用來整平儀器。豎軸軸套與基座連在一起。軸座連接螺旋擰緊后，可將照準(zhǔn)部固定在基座上，使用儀器時(shí)，切勿松動(dòng)該螺旋，以免照準(zhǔn)部與基座分離而墜落。2．水平度盤水平度盤是玻璃制成的圓環(huán)，在其上刻有分劃，從0°~360°，順時(shí)針方向注記，用來測(cè)量水平角。度盤軸套套在豎軸軸套的外面，繞軸套旋轉(zhuǎn)。在水平度盤下方的度盤軸套上，有些儀器裝有金屬圓盤，用于復(fù)測(cè)，稱為復(fù)測(cè)盤。3．照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部上有望遠(yuǎn)鏡、橫軸、支架、豎軸、水準(zhǔn)管、水平制微動(dòng)、豎直制微動(dòng)及讀數(shù)裝置等。光學(xué)經(jīng)緯儀

電子經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀

讀數(shù)設(shè)備和讀數(shù)方法(1)測(cè)微尺讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法(2)對(duì)徑分劃影像符合讀數(shù)設(shè)置測(cè)微尺測(cè)微器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，讀數(shù)方便，具有一定的讀數(shù)精度，廣泛應(yīng)用于J6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀。這類儀器的度盤分劃度為1°，按順時(shí)針方向注記。其讀數(shù)設(shè)備是由一系列光學(xué)零件組成的光學(xué)系統(tǒng)。讀數(shù)的主要設(shè)備為讀數(shù)窗上的分微尺，水平度盤與豎盤上1°的分劃間隔，成象后與分微尺的全長(zhǎng)相等。上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象，下面的窗格里是豎盤和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估讀到0.1′。讀數(shù)時(shí)，以分微尺上的零線為指標(biāo)。度數(shù)由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出，小于1′的數(shù)值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由分微尺上讀出。二、J6的讀數(shù)方法

1、J6經(jīng)緯儀采用“分微尺測(cè)微器讀數(shù)法”，分微尺的分劃值為1ˊ，估讀到獲0.1ˊ(即：6“)。如圖，水平度盤讀數(shù)為：73°04ˊ24”。2、“H”(horizontal)——水平度盤讀數(shù)，“V”(vertical)——豎直度盤讀數(shù)。三、光學(xué)經(jīng)緯儀的使用對(duì)中(centering)±小于3mm整平(leveling)小于1格

1、垂球?qū)χ姓椒ú襟E

（1）移動(dòng)或伸縮三腳架（粗略對(duì)中）

（2）腳架頭上移動(dòng)儀器（精確對(duì)中）

（3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中（整平）

（4）反復(fù)（2）、（3）兩步。

可以先使三角架三個(gè)腿大致等長(zhǎng)，擺成等邊三角形2、光學(xué)對(duì)中整平法步驟

（1）大致水平大致對(duì)中

眼睛看著對(duì)中器，拖動(dòng)三腳架2個(gè)腳，使儀器大致對(duì)中，并保持“架頭”大致水平。

（2）伸縮腳架粗平

根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架2個(gè)腳，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。

（3）旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋精平

按“左手大拇指法則”旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。

1）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使水準(zhǔn)管與1、2腳螺旋連線平行。

2）根據(jù)氣泡位置運(yùn)用法則，對(duì)向旋轉(zhuǎn)1、2腳螺旋。

3）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器90°，運(yùn)用法則，旋轉(zhuǎn)3腳螺旋。

（4）架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中

（5）腳螺旋精平。

（6）反復(fù)（4）、（5）兩步。水平角觀測(cè)經(jīng)緯儀的安置瞄準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù)(1)垂求對(duì)中及整平方法(2)光學(xué)對(duì)中器對(duì)中及整平方法水平角測(cè)量的方法一、經(jīng)緯儀的安置

(一)垂球?qū)χ小⒄?/p>

(二)光學(xué)對(duì)中器對(duì)中、整平安置三腳架，粗平，粗對(duì)中；裝照準(zhǔn)部，擰緊連接螺旋；用腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器對(duì)中；伸縮架腿整平圓氣泡；用腳螺旋整平長(zhǎng)氣泡；松連接螺旋再精確對(duì)中；用腳螺旋精平長(zhǎng)氣泡。若不符合要求，再重復(fù)6、7步。水平角觀測(cè)方法水平角觀測(cè)方法測(cè)回法方法觀測(cè)法豎直角觀測(cè)豎盤的構(gòu)造豎直角公式判定豎盤指標(biāo)差豎直角觀測(cè)豎盤的構(gòu)造豎盤指標(biāo)的構(gòu)造(一)指標(biāo)帶水準(zhǔn)器的構(gòu)造(二)指標(biāo)帶補(bǔ)償器的構(gòu)造每次讀數(shù)時(shí)需要調(diào)整豎盤的水水準(zhǔn)管3.7經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正經(jīng)緯儀的主要軸系及應(yīng)滿足的條件LL⊥VV望遠(yuǎn)鏡十字絲應(yīng)垂直于儀器橫軸HHCC⊥HHHH⊥VV豎盤指標(biāo)差為零3.7.2經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正LL⊥VV的檢驗(yàn)與校核豎絲⊥HH檢驗(yàn)與校核CC⊥HH的檢驗(yàn)與校核HH⊥VV的檢驗(yàn)與校核豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校核光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正LL⊥VV的檢驗(yàn)與校核檢驗(yàn)先整平儀器，照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行于任意一對(duì)腳螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)該對(duì)角螺旋使氣泡居中，再將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，說明此條件滿足，否則需要校正。校正用校正針撥動(dòng)水準(zhǔn)管一端的校正螺絲，先松一個(gè)后緊一個(gè)，使氣泡退回偏離格數(shù)的一半，再轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使氣泡居中。重復(fù)檢驗(yàn)校正，直到期水準(zhǔn)管在任何位置時(shí)氣泡偏離量都在一格以內(nèi)。豎絲⊥HH檢驗(yàn)與校核檢驗(yàn)用十字絲豎絲一端瞄準(zhǔn)細(xì)小點(diǎn)狀目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，使其移至豎絲另一端，若目標(biāo)點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)，說明此條件滿足，否則需要校正。校正旋下十字絲分劃板護(hù)罩，用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲，微微轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板，使豎絲端點(diǎn)至點(diǎn)狀目標(biāo)的間隔減小一半，再返轉(zhuǎn)到起始端點(diǎn)。生復(fù)上述檢驗(yàn)校正，直到無顯著誤差為止，最后將固定螺絲擰緊。CC⊥HH的檢驗(yàn)與校核檢驗(yàn)在平坦場(chǎng)地選擇相距100m的A、B兩點(diǎn)，儀器安置在兩點(diǎn)中間的O點(diǎn)，在A點(diǎn)設(shè)置和經(jīng)緯儀同高的點(diǎn)標(biāo)志（或在墻上設(shè)同高的點(diǎn)標(biāo)志），在B點(diǎn)設(shè)一根水平尺，該尺與儀器同高且與OB垂直。檢驗(yàn)時(shí)用盤左瞄準(zhǔn)A點(diǎn)標(biāo)志，固定照準(zhǔn)部，倒罷望遠(yuǎn)鏡，在B點(diǎn)尺上定出B1點(diǎn)的讀數(shù)，再用盤右同法定出B2點(diǎn)讀數(shù)。若B1與B2重合，說明此條件滿足，否則需要校正。校正在B1、B2點(diǎn)間1/4處定出B3讀數(shù)，使B3=B2－(B2－B1)/4。撥動(dòng)－十字絲左、右校正螺旋，使十字絲交點(diǎn)與B3點(diǎn)重合。如此反復(fù)檢校，直到B1B2≤2cm為止。最后旋上十字絲分劃板護(hù)罩。HH⊥VV的檢驗(yàn)與校核在離建筑物10m處安置儀器，盤左瞄準(zhǔn)墻上高目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)志P（垂直角大于30），將望遠(yuǎn)鏡放平，十字絲交點(diǎn)投在墻上定出P1點(diǎn)。盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)同法定出P2點(diǎn)。若P1P2點(diǎn)重合，則說明此條件滿足，若P1P2＞5mm，則需要校正。由于儀器橫軸是密封的，故該項(xiàng)校正應(yīng)由專業(yè)維修人員進(jìn)行豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校核找一個(gè)明確目標(biāo)，用盤左、盤右讀取豎盤讀數(shù)，計(jì)算出豎盤指標(biāo)差水平角測(cè)量的誤差及減弱措施誤差儀器誤差觀測(cè)操作誤差外界條件……照準(zhǔn)部偏心差視準(zhǔn)軸誤差對(duì)中誤差照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差目標(biāo)偏心差橫軸誤差豎軸誤差儀器誤差照準(zhǔn)部誤差

照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤中心不重合視準(zhǔn)軸誤差

望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸時(shí)，其偏離垂直位置的角值C稱視準(zhǔn)差或照準(zhǔn)差。

橫軸誤差

當(dāng)豎軸鉛垂時(shí)，橫軸不水平，而有一偏離值I，稱橫軸誤差或支架差。豎軸誤差

觀測(cè)水平角時(shí)，儀器豎軸不處于鉛垂方向，而偏離一個(gè)δ角度，稱豎軸誤差。觀測(cè)操作誤差觀測(cè)水平角時(shí)，對(duì)中不準(zhǔn)確，使得儀器中心與測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心不在同一鉛垂線上即是對(duì)中誤差，也稱測(cè)站偏心。當(dāng)照準(zhǔn)的目標(biāo)與其它地面標(biāo)志中心不在一條鉛垂線上時(shí)，兩點(diǎn)位置的差異稱目標(biāo)偏心或照準(zhǔn)點(diǎn)偏心。其影響類似對(duì)中誤差，邊長(zhǎng)越短，偏心距越大，影響也越大。外界條件的影響觀測(cè)在一定的條件下進(jìn)行，外界條件對(duì)觀測(cè)質(zhì)量有直接影響，如松軟的土壤和大風(fēng)影響儀器的穩(wěn)定；日曬和溫度變化影響水準(zhǔn)管氣泡的運(yùn)動(dòng)；大氣層受地面熱輻射的影響會(huì)引起目標(biāo)影像的跳動(dòng)等等，這此都會(huì)給觀測(cè)水平角帶來誤差。因此，要選擇目標(biāo)成象清晰穩(wěn)定的有利時(shí)間觀測(cè)，設(shè)法克服或避開不利條件的影響，以提高觀測(cè)成果的質(zhì)量。錄像光學(xué)經(jīng)緯儀的安置第二節(jié)全站儀基本知識(shí)全站儀介紹電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用微機(jī)控制的電子測(cè)角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：1．使用電子測(cè)角系統(tǒng)，能將測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示出來，實(shí)現(xiàn)了讀數(shù)的自動(dòng)化和數(shù)字化。2．采用積木式結(jié)構(gòu)，可和光電測(cè)距儀組合成全站型電子速測(cè)儀，配合適當(dāng)?shù)慕涌诳蓪㈦娮邮植居涗浀臄?shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖電子經(jīng)緯儀

光電測(cè)距儀全站型電子速測(cè)儀

DT5電子經(jīng)緯儀使用安置儀器及打開電源自檢水平角觀測(cè)豎直角觀測(cè)索佳DT5電子經(jīng)緯儀第三節(jié)全球定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、GPS的定義及歷史1、定義全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）,是一種可以授時(shí)和測(cè)距的空間交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng),可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置，三維速度和時(shí)間信息。2、GPS的產(chǎn)生與發(fā)展——由TRANSIT到GPS（1）1957年10月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，天基電子導(dǎo)航應(yīng)運(yùn)而生。

（2）美國(guó)1964年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(TRANSIT)。（3）美國(guó)從1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1994年全部建成，投入使用。

GPS的研制最初主要用于軍事目的。如為陸?？杖娞峁?shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)、應(yīng)急通訊和爆破定位等方面。隨著GPS系統(tǒng)步入試驗(yàn)和實(shí)用階段，其定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及所達(dá)到的高精度和巨大的潛力，引起了各國(guó)政府的普遍關(guān)注，同時(shí)引起了廣大測(cè)量工作者的極大興趣。特別是近幾年來，GPS定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、軟硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。二、GPS系統(tǒng)的組成

1、空間衛(wèi)星部分。由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星。2、地面控制部分。其由1個(gè)主控站，5個(gè)監(jiān)控站和3個(gè)注入站組成。3、用戶接收機(jī)部分。

GPS接收機(jī)的基本類型分導(dǎo)航型和大地型。大地型接收機(jī)又分單頻型（L1）和雙頻型（L1，L2）。GPS系統(tǒng)組成GPS空間衛(wèi)星部分GPS地面控制部分導(dǎo)航型GPS接收機(jī)大地型GPS接收機(jī)三、GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK）方法

RTK定位圖第四節(jié)使用儀器注意事項(xiàng)

1、攜帶儀器時(shí)，應(yīng)注意檢查儀器箱蓋是否關(guān)緊鎖好，拉手、背帶是否牢固。

2、打開儀器箱之后，要看清并記住儀器在箱中的安放位置，避免以后裝箱困難。

3、提取儀器之前，應(yīng)注意先松開制動(dòng)螺旋，再用雙手握住支架或基座輕輕取出儀器，放在三腳架上，保持一手握住儀器，一手去擰連接螺旋，最后旋緊連接螺旋使儀器與腳架連接牢固。

4、裝好儀器之后，注意隨即關(guān)閉儀器箱蓋，防止灰塵和濕氣進(jìn)人箱內(nèi)。儀器箱上嚴(yán)禁坐人。

5、人不離儀器，必須有人看護(hù)，切勿將儀器靠在墻邊或樹上，以防跌損。

6、在野外使用儀器時(shí)，應(yīng)該撐傘，嚴(yán)防日曬雨淋。

7、若發(fā)現(xiàn)透鏡表面有灰塵或其他污物，應(yīng)先用軟毛刷輕輕拂去，再用鏡頭紙擦拭，嚴(yán)禁用手帕、粗布或其他紙張擦拭，以免損壞鏡頭。觀測(cè)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)套好物鏡蓋。

使用儀器注意事項(xiàng)

8、各制動(dòng)螺旋勿扭過緊，微動(dòng)螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應(yīng)均勻用力，以免損傷螺紋。

9、轉(zhuǎn)動(dòng)儀器時(shí)，應(yīng)先松開制動(dòng)螺旋，再平衡轉(zhuǎn)動(dòng)。使用微動(dòng)螺旋時(shí)，應(yīng)先旋緊制動(dòng)螺旋。動(dòng)作要準(zhǔn)確、輕捷，用力要均勻。

10、使用儀器時(shí)，對(duì)儀器性能尚未了解的部件，未經(jīng)指導(dǎo)教師許可不得擅自操作。

11、儀器裝箱時(shí)，要放松各制動(dòng)螺旋，裝入箱后先試關(guān)一次，在確認(rèn)安放穩(wěn)妥后，再