水利水電工程師考點(diǎn)：測(cè)量?jī)x器

1F411041 熟悉測(cè)量?jī)x器的使用

一、常用測(cè)量?jī)x器及其作用

水利水電工程施工常用的測(cè)量?jī)x器有水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、電磁波測(cè)距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等。

(一)水準(zhǔn)儀分類及作用

水準(zhǔn)儀按精度不同可分為普通水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)儀，國(guó)產(chǎn)水準(zhǔn)儀按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程測(cè)量中一般使用DS3型微傾式普通水準(zhǔn)儀，D、S分別為“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，數(shù)字3表示該儀器精度，即每公里往返測(cè)量高差中數(shù)的偶然中誤差為±3mm。另外還有自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀等。

水準(zhǔn)儀用于水準(zhǔn)測(cè)量，水準(zhǔn)測(cè)量是利用水準(zhǔn)儀提供的一條水平視線，借助于帶有分劃的尺子，測(cè)量出兩地面點(diǎn)之間的高差，然后根據(jù)測(cè)得的高差和已知點(diǎn)的高程，推算出另一個(gè)點(diǎn)的高程。

(二)經(jīng)緯儀分類及作用

經(jīng)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(cè)量”和“經(jīng)緯儀”的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，數(shù)字07、1、2、6、10表示該儀器精度。按讀數(shù)裝置不同可分為兩類：測(cè)微尺讀數(shù)裝置;單平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)裝置。

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

(三)電磁波測(cè)距儀分類及作用

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

電磁波測(cè)距儀是用電磁波(光波或微波)作為載波傳輸測(cè)距信號(hào)，以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的。一般用于小地區(qū)控制測(cè)量、地形測(cè)量、地籍測(cè)量和工程測(cè)量等。

(四)全站儀及其作用

全站儀是一種集自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能于一體的自動(dòng)化、數(shù)字化及智能化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。

全站儀的功能是測(cè)量水平角、天頂距(豎直角)和斜距，借助于機(jī)內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測(cè)量功能，如可以計(jì)算并顯示平距、高差以及鏡站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)行偏心測(cè)量、懸高測(cè)量、對(duì)邊測(cè)量、面積計(jì)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(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)。在大地測(cè)量、城市和礦山控制測(cè)量、建筑物變形測(cè)量、水下地形測(cè)量等方面得到廣泛的應(yīng)用。

二、常用測(cè)量?jī)x器的使用

(一)水準(zhǔn)儀的使用

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

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

(2)調(diào)焦和照準(zhǔn)。水準(zhǔn)儀整平后，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰;用望遠(yuǎn)鏡的準(zhǔn)星和照門瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后旋緊制動(dòng)螺旋固定望遠(yuǎn)鏡;轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，待水準(zhǔn)尺成像清晰后，再轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，使十字絲豎絲照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺;瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，眼睛可在目鏡處作上下移動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)影像有相對(duì)移動(dòng)，讀數(shù)隨眼睛的移動(dòng)而改變，說(shuō)明有視差;產(chǎn)生視差的原因是目標(biāo)影像與十字絲分劃板不重合，它將影響讀數(shù)的正確性;必須消除視差，辦法是先調(diào)目鏡調(diào)焦螺旋看清十字絲，再繼續(xù)仔細(xì)地轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。

(3)精平。轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，同時(shí)察看水準(zhǔn)管氣泡觀察窗，當(dāng)符合水準(zhǔn)泡成像吻合時(shí)，表明已精確整平。

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

2.精密水準(zhǔn)儀的操作程序。與一般DS3水準(zhǔn)儀基本相同，不同之處是精密水準(zhǔn)儀是采用光學(xué)測(cè)微器測(cè)出不足一個(gè)分格的數(shù)值。作業(yè)時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)左側(cè)的符合水準(zhǔn)管氣泡兩端的影像符合，保證視線水平。再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)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(shù)。

3.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀操作程序：粗平一照準(zhǔn)一讀數(shù)。

4.數(shù)字水準(zhǔn)儀操作程序，與自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀基本一樣，但數(shù)字式水準(zhǔn)儀能自動(dòng)觀測(cè)和記錄，并將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。

(二)經(jīng)緯儀的使用

經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)四個(gè)操作步驟。 ′

1.對(duì)中和整平

有用垂球?qū)χ屑敖?jīng)緯儀整平的方法和用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中及經(jīng)緯儀整平的方法。

(1)用垂球?qū)χ屑敖?jīng)緯儀整平的方法

● 垂球?qū)χ?。先打開(kāi)三腳架放在測(cè)站上，腳架長(zhǎng)度要適當(dāng)，以便于觀測(cè);三腳架架頭應(yīng)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(dòng)腳架使垂球尖概略對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)，同時(shí)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(shí)再細(xì)心觀察垂球是否偏離標(biāo)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(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)，再旋緊連接螺旋。

●整平。先轉(zhuǎn)動(dòng)儀器照準(zhǔn)部，使水準(zhǔn)管平行于任意兩個(gè)腳螺旋連線，轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)腳螺旋使氣泡居中;然后將儀器照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋，使氣泡居中。按上述方法反復(fù)進(jìn)行幾次，直到儀器旋到任何位置，氣泡都居中時(shí)為止。

(2)用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中及經(jīng)緯儀整平的方法

● 目估初步對(duì)中，并使三腳架架頭大致水平;

● 轉(zhuǎn)動(dòng)和推拉對(duì)中器目鏡調(diào)焦，使地面標(biāo)志點(diǎn)成像清晰，且分劃板上中心圓圈也清晰可見(jiàn);

● 轉(zhuǎn)動(dòng)儀器腳螺旋，使地面標(biāo)志點(diǎn)影像位于圓圈中心;

● 伸縮調(diào)節(jié)三腳架架腿，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中;

● 按用垂球安置儀器的整平方法進(jìn)行精確整平;

●檢查光學(xué)對(duì)中器，此時(shí)若標(biāo)志點(diǎn)位于圓圈中心則對(duì)中、整平完成，若仍有偏差，可稍松動(dòng)連接螺旋，在架頭上移動(dòng)儀器，使其準(zhǔn)確對(duì)中，然后重新進(jìn)行精確整平，直到對(duì)中和整平均達(dá)到要求為止。

2.照準(zhǔn)

(1)目鏡調(diào)焦：將望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰。

(2)粗瞄目標(biāo)：松開(kāi)望遠(yuǎn)鏡水平、豎直制動(dòng)螺旋，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡上的粗瞄器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，然后擰緊制動(dòng)螺旋。

(3)物鏡調(diào)焦：轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)成像清晰。注意消除視差現(xiàn)象。

(4)準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)：轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)及豎直微動(dòng)螺旋，使十字絲豎絲與目標(biāo)成像單線平分或雙絲夾準(zhǔn)，并且使十字絲交點(diǎn)部分對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的底部。

3.讀數(shù)

打開(kāi)反光鏡，調(diào)整其位置，使讀數(shù)窗內(nèi)進(jìn)光明亮均勻，然后進(jìn)行讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦，使讀數(shù)窗內(nèi)分劃清晰，進(jìn)行讀數(shù)。電子經(jīng)緯儀可在屏幕上直接讀數(shù)。

(三)電磁波測(cè)距儀的使用

1.為測(cè)量A、B兩點(diǎn)的距離D，先在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，對(duì)中整平，然后將測(cè)距儀安置在經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡的上方。

2.在B點(diǎn)安置反射器。

3.瞄準(zhǔn)反射器。

4.設(shè)置單位、棱鏡類型和比例改正開(kāi)關(guān)在需要的位置。

5.距離測(cè)量。

6.運(yùn)用鍵盤除可以實(shí)現(xiàn)上述測(cè)距外，還可通過(guò)輸入有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算平距、高差和坐標(biāo)增量。

(四)全站儀的使用

全站儀放樣模式有兩個(gè)功能，即測(cè)定放樣點(diǎn)和利用內(nèi)存中的已知坐標(biāo)數(shù)據(jù)設(shè)置新點(diǎn)，如果坐標(biāo)數(shù)據(jù)未被存入內(nèi)存，則也可從鍵盤輸入坐標(biāo)。放樣步驟如下：

1.選擇數(shù)據(jù)采集文件，使其所采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該文件中。

2.選擇坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，可進(jìn)行測(cè)站坐標(biāo)數(shù)據(jù)及后視坐標(biāo)數(shù)據(jù)的調(diào)用。

3.設(shè)置測(cè)站點(diǎn)。

4.設(shè)置后視點(diǎn)，確定方位角。

5.輸入所需的放樣坐標(biāo)，開(kāi)始放樣。

水利水電工程施工測(cè)量的要求