水利水電工程師知識點：測量儀器的使用考點

一、常用測量儀器及其作用

水利水電工程施工常用的測量儀器有水準儀、經緯儀、電磁波測距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等。

(一)水準儀分類及作用

水準儀按精度不同可分為普通水準儀和精密水準儀，國產水準儀按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程測量中一般使用DS3型微傾式普通水準儀，D、S分別為“大地測量”和“水準儀”的漢語拼音第一個字母，數字3表示該儀器精度，即每公里往返測量高差中數的偶然中誤差為±3mm。另外還有自動安平水準儀、數字水準儀等。

水準儀用于水準測量，水準測量是利用水準儀提供的一條水平視線，借助于帶有分劃的尺子，測量出兩地面點之間的高差，然后根據測得的高差和已知點的高程，推算出另一個點的高程。

(二)經緯儀分類及作用

經緯儀按精度不同可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分別為“大地測量”和“經緯儀”的漢語拼音第一個字母，數字07、1、2、6、10表示該儀器精度。按讀數裝置不同可分為兩類：測微尺讀數裝置;單平板玻璃測微器讀數裝置。

經緯儀是進行角度測量的主要儀器。它包括水平角測量和豎直角測量，水平角用于確定地面點的平面位置，豎直角用于確定地面點的高程。另外，經緯儀也可用于低精度測量中的視距測量。

(三)電磁波測距儀分類及作用

電磁波測距儀按其所采用的載波可分為：用微波段的無線電波作為載波的微波測距儀;用激光作為載波的激光測距儀;用紅外光作為載波的紅外測距儀，后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀。

電磁波測距儀是用電磁波(光波或微波)作為載波傳輸測距信號，以測量兩點間距離的。一般用于小地區(qū)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測量等。

(四)全站儀及其作用

全站儀是一種集自動測距、測角、計算和數據自動記錄及傳輸功能于一體的自動化、數字化及智能化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。

全站儀的功能是測量水平角、天頂距(豎直角)和斜距，借助于機內固化的軟件，可以組成多種測量功能，如可以計算并顯示平距、高差以及鏡站點的三維坐標，進行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計算等。

(五)全球定位系統(tǒng)(GPS)

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)是擁有在海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。在大地測量、城市和礦山控制測量、建筑物變形測量、水下地形測量等方面得到廣泛的應用。

二、常用測量儀器的使用

(一)水準儀的使用

1.微傾水準儀的使用步驟包括安置儀器和粗略整平(簡稱粗平)、調焦和照準、精確整平(簡稱精平)和讀數。

(1)安置水準儀和粗平。先選好平坦、堅固的地面作為水準儀的安置點，然后張開三腳架使之高度適中，架頭大致水平，再用連接螺旋將水準儀固定在三腳架頭上，將架腿的腳尖踩實。調整三個腳螺旋，使圓水準氣泡居中稱為粗平。

(2)調焦和照準。水準儀整平后，將望遠鏡對著明亮的背景，轉動目鏡調焦螺旋，使十字絲清晰;用望遠鏡的準星和照門瞄準水準尺，然后旋緊制動螺旋固定望遠鏡;轉動物鏡調焦螺旋，待水準尺成像清晰后，再轉動水平微動螺旋，使十字絲豎絲照準水準尺;瞄準目標后，眼睛可在目鏡處作上下移動，如發(fā)現(xiàn)十字絲與目標影像有相對移動，讀數隨眼睛的移動而改變，說明有視差;產生視差的原因是目標影像與十字絲分劃板不重合，它將影響讀數的正確性;必須消除視差，辦法是先調目鏡調焦螺旋看清十字絲，再繼續(xù)仔細地轉動物鏡調焦螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。

(3)精平。轉動微傾螺旋，同時察看水準管氣泡觀察窗，當符合水準泡成像吻合時，表明已精確整平。

(4)讀數。當符合水準氣泡居中時，立即根據十字絲中絲在水準尺上讀數。不論使用的水準儀是正像或是倒像，讀數總是由注記小的一端向大的一端讀出。通常讀數保留四位數。

2.精密水準儀的操作程序。與一般DS3水準儀基本相同，不同之處是精密水準儀是采用光學測微器測出不足一個分格的數值。作業(yè)時，先轉動微傾螺旋，使望遠鏡視場左側的符合水準管氣泡兩端的影像符合，保證視線水平。再轉動測微輪，使十字絲上楔形絲精確地夾住整分劃，讀取該分劃線讀數。

3.自動安平水準儀操作程序：粗平一照準一讀數。

4.數字水準儀操作程序，與自動安平水準儀基本一樣，但數字式水準儀能自動觀測和記錄，并將測量結果以數字的形式顯示出來。

(二)經緯儀的使用

經緯儀的使用包括對中、整平、照準和讀數四個操作步驟。 ′

1.對中和整平

有用垂球對中及經緯儀整平的方法和用光學對中器對中及經緯儀整平的方法。

(1)用垂球對中及經緯儀整平的方法

● 垂球對中。先打開三腳架放在測站上，腳架長度要適當，以便于觀測;三腳架架頭應大致水平。把腳架上的連接螺旋放在架頭中心位置，掛上垂球，移動腳架使垂球尖概略對準測站點，同時保持腳架頭大致水平。從箱中取出儀器放到三腳架上，旋緊連接螺旋使儀器與腳架連接。此時再細心觀察垂球是否偏離標志中心，如偏離可略放松連接螺旋，在架頭上平移儀器，使垂球尖準確對準測站點，再旋緊連接螺旋。

●整平。先轉動儀器照準部，使水準管平行于任意兩個腳螺旋連線，轉動這兩個腳螺旋使氣泡居中;然后將儀器照準部旋轉90°，旋轉第三個腳螺旋，使氣泡居中。按上述方法反復進行幾次，直到儀器旋到任何位置，氣泡都居中時為止。

(2)用光學對中器對中及經緯儀整平的方法

● 目估初步對中，并使三腳架架頭大致水平;

● 轉動和推拉對中器目鏡調焦，使地面標志點成像清晰，且分劃板上中心圓圈也清晰可見;

● 轉動儀器腳螺旋，使地面標志點影像位于圓圈中心;

● 伸縮調節(jié)三腳架架腿，使圓水準器氣泡居中;

● 按用垂球安置儀器的整平方法進行精確整平;

●檢查光學對中器，此時若標志點位于圓圈中心則對中、整平完成，若仍有偏差，可稍松動連接螺旋，在架頭上移動儀器，使其準確對中，然后重新進行精確整平，直到對中和整平均達到要求為止。

2.照準

(1)目鏡調焦：將望遠鏡對向明亮的背景，轉動目鏡調焦螺旋，使十字絲清晰。

(2)粗瞄目標：松開望遠鏡水平、豎直制動螺旋，通過望遠鏡上的粗瞄器對準目標，然后擰緊制動螺旋。

(3)物鏡調焦：轉動望遠鏡物鏡調焦螺旋，使目標成像清晰。注意消除視差現(xiàn)象。

(4)準確瞄準目標：轉動水平微動及豎直微動螺旋，使十字絲豎絲與目標成像單線平分或雙絲夾準，并且使十字絲交點部分對準目標的底部。

3.讀數

打開反光鏡，調整其位置，使讀數窗內進光明亮均勻，然后進行讀數顯微鏡調焦，使讀數窗內分劃清晰，進行讀數。電子經緯儀可在屏幕上直接讀數。

(三)電磁波測距儀的使用

1.為測量A、B兩點的距離D，先在A點安置經緯儀，對中整平，然后將測距儀安置在經緯儀望遠鏡的上方。

2.在B點安置反射器。

3.瞄準反射器。

4.設置單位、棱鏡類型和比例改正開關在需要的位置。

5.距離測量。

6.運用鍵盤除可以實現(xiàn)上述測距外，還可通過輸入有關數據計算平距、高差和坐標增量。

(四)全站儀的使用

全站儀放樣模式有兩個功能，即測定放樣點和利用內存中的已知坐標數據設置新點，如果坐標數據未被存入內存，則也可從鍵盤輸入坐標。放樣步驟如下：

1.選擇數據采集文件，使其所采集數據存儲在該文件中。

2.選擇坐標數據文件，可進行測站坐標數據及后視坐標數據的調用。

3.設置測站點。

4.設置后視點，確定方位角。

5.輸入所需的放樣坐標，開始放樣。