第二章-測量儀器的基礎(chǔ)知識.ppt

1、第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀,1、照準部 (alidade) 2、水平度盤 (horizontal circle) 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、游標經(jīng)緯儀、 電子經(jīng)緯儀 2按編制了標準分類：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，可將照準部固定在基座上，使用儀器時，切勿松動該螺旋，以免照準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

2、刻有分劃，從0360，順時針方向注記，用來測量水平角。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，稱為復(fù)測盤。 3照準部 照準部上有望遠鏡、橫軸、支架、豎軸、水準管、水平制微動、豎直制微動及讀數(shù)裝置等。,光學(xué)經(jīng)緯儀,電子經(jīng)緯儀,光學(xué)經(jīng)緯儀,測微尺測微器的結(jié)構(gòu)簡單，讀數(shù)方便，具有一定的讀數(shù)精度，廣泛應(yīng)用于J6級光學(xué)經(jīng)緯儀。這類儀器的度盤分劃度為1，按順時針方向注記。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相等。,上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象

3、，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， 以分微尺上的零線為指標。 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“分微尺測微器讀數(shù)法”，分微尺的分劃值為 1，估讀到獲 0.1 ( 即： 6“) 。如圖，水平度盤讀數(shù)為：730424”。 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,對中 (centering) 小于 3mm 整平 (leveling)

4、 小于 1 格 1、垂球?qū)χ姓椒ú襟E （1）移動或伸縮三腳架（粗略對中） （2）腳架頭上移動儀器（精確對中） （3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使水準管氣泡居中（整平） （4）反復(fù)（2）、（3）兩步。 可以先使三角架三個腿大致等長，擺成等邊三角形,2、光學(xué)對中整平法步驟 （1）大致水平大致對中 眼睛看著對中器，拖動三腳架 2 個腳，使儀器大致對中，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 個腳，使圓水準氣泡居中。 （3）旋轉(zhuǎn)三個腳螺旋精平 按“左手大拇指法則”旋轉(zhuǎn)三個腳螺旋，使水準管氣泡居中。 1）轉(zhuǎn)動儀器，使水準管與 1 、2 腳螺旋連線平行。 2）根據(jù)氣泡位置運用

5、法則，對向旋轉(zhuǎn) 1 、2 腳螺旋。 3）轉(zhuǎn)動儀器 90，運用法則，旋轉(zhuǎn) 3 腳螺旋。 （4）架頭上移動儀器，精確對中 （5）腳螺旋精平。 （6）反復(fù)（4）、（5）兩步。,水平角觀測,經(jīng)緯儀的安置,瞄準目標,讀數(shù),(1)垂求對中及整平方法 (2)光學(xué)對中器對中及整平方法,水平角測量的方法,一、經(jīng)緯儀的安置 (一) 垂球?qū)χ?、整?(二) 光學(xué)對中器對中、整平,安置三腳架，粗平，粗對中； 裝照準部，擰緊連接螺旋； 用腳螺旋使光學(xué)對中器對中； 伸縮架腿整平圓氣泡； 用腳螺旋整平長氣泡； 松連接螺旋再精確對中； 用腳螺旋精平長氣泡。 若不符合要求，再重復(fù)6、7步。,水平角觀測方法,豎直角觀測,豎盤的構(gòu)

6、造 豎直角公式判定 豎盤指標差 豎直角觀測,豎盤的構(gòu)造,豎盤指標的構(gòu)造 (一) 指標帶水準器的構(gòu)造 (二) 指標帶補償器的構(gòu)造 每次讀數(shù)時需要調(diào)整 豎盤的水水準管,3.7 經(jīng)緯儀的檢驗和校正,經(jīng)緯儀的主要軸系及應(yīng)滿足的條件 LLVV 望遠鏡十字絲應(yīng)垂直于儀器橫軸HH CC HH HH VV 豎盤指標差為零,3.7.2 經(jīng)緯儀的檢驗與校正,LLVV的檢驗與校核 豎絲HH檢驗與校核 CC HH的檢驗與校核 HH VV的檢驗與校核 豎盤指標差的檢驗與校核 光學(xué)對中器的檢驗與校正,LLVV的檢驗與校核,檢驗 先整平儀器，照準部水準管平行于任意一對腳螺旋，轉(zhuǎn)動該對角螺旋使氣泡居中，再將照準部旋轉(zhuǎn)180，

7、若氣泡仍居中，說明此條件滿足，否則需要校正。 校正 用校正針撥動水準管一端的校正螺絲，先松一個后緊一個，使氣泡退回偏離格數(shù)的一半，再轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。重復(fù)檢驗校正，直到期水準管在任何位置時氣泡偏離量都在一格以內(nèi)。,豎絲HH檢驗與校核,檢驗 用十字絲豎絲一端瞄準細小點狀目標轉(zhuǎn)動望遠鏡微動螺旋，使其移至豎絲另一端，若目標點始終在豎絲上移動，說明此條件滿足，否則需要校正。 校正 旋下十字絲分劃板護罩，用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲，微微轉(zhuǎn)動十字絲分劃板，使豎絲端點至點狀目標的間隔減小一半，再返轉(zhuǎn)到起始端點。生復(fù)上述檢驗校正，直到無顯著誤差為止，最后將固定螺絲擰緊。,CC HH的檢驗與校核,檢

8、驗 在平坦場地選擇相距100m的A、B兩點，儀器安置在兩點中間的O點，在A點設(shè)置和經(jīng)緯儀同高的點標志（或在墻上設(shè)同高的點標志），在B點設(shè)一根水平尺，該尺與儀器同高且與OB垂直。檢驗時用盤左瞄準A點標志，固定照準部，倒罷望遠鏡，在B點尺上定出B1點的讀數(shù)，再用盤右同法定出B2點讀數(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點間1/4處定出B3讀數(shù)，使B3=B2(B2B1)/4。撥動十字絲左、右校正螺旋，使十字絲交點與B3點重合。如此反復(fù)檢校，直到B1B22cm為止。最后旋上十字絲分劃板護罩。,HH VV的檢驗與校核,在離建筑物10m處安置儀器，盤左瞄準墻上高目標點標志

9、P（垂直角大于30），將望遠鏡放平，十字絲交點投在墻上定出P1點。盤右瞄準P點同法定出P2點。若P1P2點重合，則說明此條件滿足，若P1P25mm，則需要校正。由于儀器橫軸是密封的，故該項校正應(yīng)由專業(yè)維修人員進行,豎盤指標差的檢驗與校核,找一個明確目標，用盤左、盤右讀取豎盤讀數(shù)，計算出豎盤指標差,水平角測量的誤差及減弱措施,儀器誤差,照準部誤差照準部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤中心不重合 視準軸誤差 望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時，其偏離垂直位置的角值C稱視準差或照準差。 橫軸誤差 當豎軸鉛垂時，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 觀測水平角時，儀器豎軸不處于鉛垂方向，而偏離一個角

10、度，稱豎軸誤差。,觀測操作誤差,觀測水平角時，對中不準確，使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一鉛垂線上即是對中誤差，也稱測站偏心。 當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時，兩點位置的差異稱目標偏心或照準點偏心。其影響類似對中誤差，邊長越短，偏心距越大，影響也越大。,外界條件的影響,觀測在一定的條件下進行，外界條件對觀測質(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管氣泡的運動；大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等，這此都會給觀測水平角帶來誤差。因此，要選擇目標成象清晰穩(wěn)定的有利時間觀測，設(shè)法克服或避開不利條件的影響，以提高觀測成果的質(zhì)量。,錄像

11、,光學(xué)經(jīng)緯儀的安置,第二節(jié)全站儀基本知識,全站儀介紹,電子經(jīng)緯儀簡介,電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用微機控制的電子測角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點是： 1使用電子測角系統(tǒng)，能將測量結(jié)果自動顯示出來，實現(xiàn)了讀數(shù)的自動化和數(shù)字化。 2采用積木式結(jié)構(gòu)，可和 光電測距儀組合成 全站型電子速測儀 ，配合適當?shù)慕涌诳蓪㈦娮邮植居涗浀臄?shù)據(jù)輸入計算機，以進行數(shù)據(jù)處理和繪圖,電子經(jīng)緯儀,光電測距儀,全站型電子速測儀,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 豎直角觀測,索佳DT5 電子經(jīng)緯儀,第三節(jié)全球定位系統(tǒng)簡介,一、GPS的定義及歷史 1、定義 全球定位系統(tǒng) GPS （ Gl

12、obal Position System ） , 是一種可以授時和測距的空間交會定點的導(dǎo)航系統(tǒng) , 可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。,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)運而生。 （2）美國 1964 年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) (TRANSIT) 。 （3）美國從 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崟r、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測、應(yīng)急通訊和爆破定位等方面。隨著

13、 GPS 系統(tǒng)步入試驗和實用階段，其定位技術(shù)的高度自動化及所達到的高精度和巨大的潛力，引起了各國政府的普遍關(guān)注，同時引起了廣大測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 個主控站， 5 個監(jiān)控站和 3 個注入站組成。 3、用戶接收機部分。 GPS 接收機的基本類型分導(dǎo)航型和大地型。大地型接收機又分單頻型（ 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

14、制部分,導(dǎo)航型 GPS 接收機 大地型 GPS 接收機,三、GPS 實時動態(tài)定位（ RTK ）方法,RTK 定位圖,第四節(jié)使用儀器注意事項,1、攜帶儀器時，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，防止灰塵和濕氣進人箱內(nèi)。儀器箱上嚴禁坐人。 5、人不離儀器，必須有人看護，切勿將儀器靠在墻邊或樹上，以防跌損。

15、 6、在野外使用儀器時，應(yīng)該撐傘，嚴防日曬雨淋。 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，嚴禁用手帕、粗布或其他紙張擦拭，以免損壞鏡頭。觀測結(jié)束后應(yīng)及時套好物鏡蓋。,使用儀器注意事項,8、各制動螺旋勿扭過緊，微動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)動儀器時，應(yīng)先松開制動螺旋，再平衡轉(zhuǎn)動。使用微動螺旋時，應(yīng)先旋緊制動螺旋。動作要準確、輕捷，用力要均勻。 10、使用儀器時，對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，要放松各制動螺旋，裝入箱后先試關(guān)一次，在確認安放穩(wěn)妥后，再擰緊各制動螺旋，以免儀器在箱內(nèi)晃動。受損，最后關(guān)箱上鎖。