工程測量的儀器與方法

第四章工程測量的儀器與方法1精選課件4.工程測量的儀器與方法主要內(nèi)容工程測量中，進行長度和偏距、角度和方向、高程和傾斜、準直、坐標等測量的儀器及其測量方法重點專用儀器特殊方法2精選課件4.1角度測量角度是幾何測量的根本元素，包括水平角和垂直角。角度測量的儀器主要是經(jīng)緯儀，分為光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類。3精選課件4.1角度測量一、光學經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)根本結(jié)構(gòu)主要包括照準部〔望遠鏡〕、讀數(shù)裝置〔含水平度盤、垂直度盤〕、安平設(shè)備及基座和對點器等。4精選課件一、光學經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)我國光學經(jīng)緯儀系列分為J07、J1、J2、J6等型號，J為經(jīng)緯儀漢語拼音的第一個字母，下標表示儀器的精度指標。5精選課件二、水平角觀測6精選課件三、垂直角觀測三絲法垂直角觀測的具體操作程序：盤左，按上、中、下三根水平絲的順序依次照準同一目標各一次，并分別讀豎盤讀數(shù)；盤右，同上一樣的觀測；分別計算三根水平絲所測得的指標差和垂直角，并取垂直角的平均值作為一個目標的一測回之值。假設(shè)僅使用中間的水平絲進行觀測，那么稱為“中絲法〞。7精選課件四、電子經(jīng)緯儀在光學經(jīng)緯儀的照準部中，將讀數(shù)系統(tǒng)用電子度盤替代光學模擬度盤，實現(xiàn)度盤讀數(shù)的自動化，那么成為電子經(jīng)緯儀。ET-02c電子經(jīng)緯儀8精選課件四、電子經(jīng)緯儀用于電子經(jīng)緯儀的角度傳感器主要有兩種：編碼度盤和動態(tài)測角系統(tǒng)。9精選課件五、目標照準自動化〔根本原理〕帶ATR望遠鏡結(jié)構(gòu)示意圖10精選課件五、目標照準自動化在角度測量時，ATR自動識別并照準目標主要有三個過程：目標搜索過程目標照準過程測量過程11精選課件六、全自動陀螺經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀與陀螺儀配合使用，成為陀螺經(jīng)緯儀。12精選課件六、全自動陀螺經(jīng)緯儀目前，自動化陀螺經(jīng)緯儀的主要產(chǎn)品有德國威斯特發(fā)倫采礦聯(lián)合公司的Gyromat2000和日本索佳公司〔SOKKIA〕的AGP1等。13精選課件陀螺經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)自動定向原理六、全自動陀螺經(jīng)緯儀注：①陀螺馬達②靈敏部③懸掛帶14精選課件測量步驟將儀器安置到三腳架上并精確對中、整平；連接陀螺儀與經(jīng)緯儀之間的數(shù)據(jù)通信電纜；經(jīng)緯儀開機，陀螺儀開機；啟動測量程序進行定向測量；經(jīng)緯儀照準測線目標，盤左、盤右觀測兩測回，將結(jié)果輸入到陀螺儀中，即可計算并顯示測線方位角。15精選課件六、全自動陀螺經(jīng)緯儀測角裝置采用TDA5005全站儀，還實現(xiàn)了目標的自動跟蹤功能。國產(chǎn)TDA5005+Y/JTG-1陀螺經(jīng)緯儀16精選課件4.2距離測量距離是幾何測量的根本元素，距離測量的方法主要有三種：直接丈量間接視距測量物理測距17精選課件一、鋼尺量距鋼尺量距一般包括以下幾方面工作：定線量距測量定向樁之間的高差成果整理18精選課件二、電磁波測距電磁波測距是通過測定電磁波在待測距離上往返傳播的時間，利用以下根本公式來計算待測距離的。19精選課件相位式測距原理相位式測距是通過測量調(diào)制波在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移間接地測定電磁波在測線上往返傳播時間的。20精選課件二、電磁波測距電磁波測距儀分類按載波分：光波測距儀微波測距儀多載波測距儀21精選課件二、電磁波測距電磁波測距儀分類按測程分：短程測距儀中程測距儀遠程測距儀超遠程測距儀22精選課件二、電磁波測距電磁波測距儀分類按精度分：超高精度測距儀高精度測距儀一般精度測距儀23精選課件二、電磁波測距電磁波測距儀分類按測距方式分：脈沖式測距儀相位式測距儀混合式測距儀24精選課件電磁波測距儀的使用測距儀一般由照準頭、控制器、電源和反射器四局部組成，一般與經(jīng)緯儀連接使用。儀器加常數(shù)和乘常數(shù)改正氣象改正傾斜改正25精選課件三、雙頻激光干預測距26精選課件用雙頻激光干預儀檢定測距儀27精選課件四、偏距測量尼龍絲準直系統(tǒng)系統(tǒng)由三局部組成：尼龍絲，帶有探測器的尺子及控制裝置激光準直系統(tǒng)該系統(tǒng)由一帶有專門光學系統(tǒng)的激光源及一臺差示光電管接收機組成28精選課件4.3高程測量一、幾何水準測量電子水準儀根本結(jié)構(gòu)根本構(gòu)造由光學機械局部、自動安平補償裝置和電子設(shè)備組成。29精選課件電子水準儀根本結(jié)構(gòu)電子設(shè)備主要包括：調(diào)焦編碼器、光電傳感器〔即線陣CCD器件〕、讀數(shù)電子元件、單片微處理機、接口〔外部電源和外部存儲記錄〕、顯示器件、鍵盤以及影像數(shù)據(jù)處理軟件等，標尺采用條形碼標尺供電子測量使用。30精選課件一、幾何水準測量徠卡DNA索佳SDL203/10徠卡D拓普康DL101/102NA03/10徠卡DNA03/10徠卡DNA03/蔡司DINI101031精選課件電子水準儀的測量原理由于生產(chǎn)電子水準儀的各廠家采用不同的專利，測量標尺也各不相同，因此讀數(shù)原理各異，下面主要介紹徠卡和蔡司兩家公司生產(chǎn)的電子水準儀的測量原理。32精選課件徠卡電子水準儀原理33精選課件蔡司電子水準儀原理34精選課件電子水準儀的性能及特點它與傳統(tǒng)光學水準儀相比有以下：優(yōu)點：讀數(shù)客觀精度高速度快效率高操作簡單35精選課件電子水準儀的性能及特點它與傳統(tǒng)光學水準儀相比有以下：缺點：電子水準儀對標尺進行讀數(shù)不如光學水準儀靈活電子水準儀受外界條件影響較大36精選課件電子水準儀的應(yīng)用由于電子水準儀優(yōu)點顯著，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大地測量、工程測量、工業(yè)測量等領(lǐng)域。37精選課件二、液體靜力水準測量連通器內(nèi)液體的平衡38精選課件二、液體靜力水準測量液體靜力水準測量原理39精選課件三、三角高程測量40精選課件四、傾斜測量雖然地面或建筑物的傾斜可用常規(guī)的測量方法測定兩點間高差的變化，從而求出傾斜值，但在一些工作面傾斜測量和連續(xù)自動化傾斜監(jiān)測中，一般采用專用的傾斜測量儀。41精選課件四、傾斜測量目前傾斜儀的種類很多，大體可以分為“短基線〞傾斜儀和“長基線〞傾斜儀兩種。前者一般用垂直擺錘或水準氣泡作為參考線；后者一般根據(jù)靜力水準測量的原理做成。42精選課件4.4準直測量一、光的相干性原理因為光具有波動性，所以如機械波那樣，當兩列光波頻率相同、方向相同、相位相同或相位差恒定時，這兩列光波將產(chǎn)生干預現(xiàn)象。43精選課件二、波帶板激光準直測量的設(shè)備波帶板激光準直設(shè)備主要有以下部件組成：He-Ne激光器，用于發(fā)射激光。波帶板激光探測器44精選課件三、波帶板激光準直測量方法波帶板激光準直測量步驟如下：在一基準點A安置激光器；在另一基準點B安置探測器；在待測點i安置一特定“焦距〞的波帶板。45精選課件四、激光準直測量的精度與應(yīng)用實驗說明用這種裝置準直，測定偏離值的精度可達測線長度的10-6；由于激光準直受大氣的影響，如果將高精度激光準直系統(tǒng)安裝在真空管道內(nèi)，那么準直精度還可達10-7~10-8。46精選課件四、激光準直測量的精度與應(yīng)用由于波帶板激光準直測量的高精度，目前已被廣泛應(yīng)用于線狀工程建筑物的變形觀測，如大壩變形觀測，精密導軌標定和高能粒子加速器直線段的安裝與變形檢測中，也用于高能粒子加速器環(huán)形網(wǎng)三角形高的測量中。47精選課件4.5坐標測量一、全站儀測量速測術(shù)與速測儀全站型電子速測儀全站儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全站儀的分類全站儀的開展趨勢48精選課件二、全球定位系統(tǒng)〔GPS〕偽距法定位原理載波相位測量原理GPS作業(yè)方式GPS數(shù)據(jù)處理GPS定位的誤差來源49精選課件三、激光跟蹤儀目前，國際上主要有三家儀器公司生產(chǎn)激光跟蹤儀，分別是瑞士徠卡公司，美國SMX公司〔現(xiàn)已并如FARO〕、API公司。50精選課件三、激光跟蹤儀激光跟蹤儀的根本組成角度測量局部距離測量局部跟蹤局部控制局部支撐局部51精選課件激光跟蹤儀的測量原理和坐標系52精選課件激光跟蹤儀的測量原理和坐標系53精選課件激光跟蹤儀應(yīng)用54精選課件四、激光掃描儀55精選課件四、激光掃描儀56精選課件4.6水深測量57精選課件二、多波束測深儀與傳統(tǒng)的單波束測深儀比較，多波束測深儀具有測量范圍大、速度快、精度高、記錄數(shù)字化以及成圖自動化等優(yōu)點，它把測深技術(shù)從點、線擴展到面，并進一步開展到立體測深和自動成圖，從而使水下地形測量技術(shù)開展到了一個較高的水平。58精選課件三、水位觀測水深測量需與陸地上平面位置與高程聯(lián)系起來才具有水下地形測繪等實用價值。測深的平面定位可借助陸地測量技術(shù)，如傳統(tǒng)的方向交會、距離交會、極坐標法等，目前主要采用GPS動態(tài)定位方法和無線電定位等。59精選課件四、深度基準面的概