一級建造師《機(jī)電工程》教材知識點(diǎn)：1H412013常用測量儀器的應(yīng)用

　　【摘要】對于備考一級建造師而言，復(fù)習(xí)中充分掌握考點(diǎn)則至關(guān)重要，環(huán)球網(wǎng)校一級建造師考試頻道特地整理一級建造師《機(jī)電工程》復(fù)習(xí)資料供各位考生學(xué)習(xí)，本文為一級建造師《機(jī)電工程》教材知識點(diǎn)：1H412013常用測量儀器的應(yīng)用，環(huán)球網(wǎng)校助各位一級建造師考生一臂之力!

　　1H412010測量技術(shù)

　　1H412013常用測量儀器的應(yīng)用

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　　測量儀器必須經(jīng)過檢定且在檢定周期內(nèi)方可投入使用，是保證工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度，減輕勞動強(qiáng)度，為作業(yè)機(jī)具自動化創(chuàng)造條件。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，工程規(guī)模日益擴(kuò)大，建筑物的高度不斷增加，施工機(jī)械化和自動化程度不斷提高i激光測量儀器得到了迅速發(fā)展，被廣泛使用于各種施工測量中，并對測量工作提出了更高的要求。本條主要知識點(diǎn)是：水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀及其他測量儀器的介紹及應(yīng)用等。

　　一、水準(zhǔn)儀

　　(一)水準(zhǔn)儀組成及用途

　　1.水準(zhǔn)儀的組成。由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器(或補(bǔ)償器)和基座等部件組成。按構(gòu)造分：定鏡水準(zhǔn)儀、轉(zhuǎn)鏡水準(zhǔn)儀、微傾水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀。

　　2.中國水準(zhǔn)儀的系列標(biāo)準(zhǔn)。系列標(biāo)準(zhǔn)有：DS05,DSl,DS3.DS10.DS20等型號(“DS”表示“大地測量水準(zhǔn)儀”，“05,1、3……”分別為該類儀器以毫米為單位表示的每公里水準(zhǔn)測量高差中數(shù)的偶然中誤差)。

　　3.水準(zhǔn)儀的用途。水準(zhǔn)儀是測量兩點(diǎn)間高差的儀器，廣泛用于控制、地形和施工放樣等測量工作。在水準(zhǔn)儀上附有專用配件時(shí)，可組成激光水準(zhǔn)儀。

　　(二)水準(zhǔn)儀的應(yīng)用

　　水準(zhǔn)儀的主要功能是用來測量標(biāo)高和高程。

　　1.水準(zhǔn)儀的應(yīng)用范圍。主要應(yīng)用于建筑工程測量控制網(wǎng)標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的測設(shè)及廠房、大型設(shè)備基礎(chǔ)沉降觀察的測量。在設(shè)備安裝工程項(xiàng)目施工中用于連續(xù)生產(chǎn)線設(shè)備測量控制網(wǎng)標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的測設(shè)及安裝過程中對設(shè)備安裝標(biāo)高的控制測量。

　　2.通常標(biāo)高測量主要分兩種：絕對標(biāo)高測量和相對標(biāo)高測量。絕對標(biāo)高是指所測標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)、建(構(gòu))筑物及設(shè)備的標(biāo)高相對于國家規(guī)定的±0.00標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的高程。相對標(biāo)高是指建(構(gòu))筑物之間及設(shè)備之間的相對高程或相對于該區(qū)域設(shè)定的±0.00標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的高程。

　　二、經(jīng)緯儀

　　(一)經(jīng)緯儀的組成及用途

　　1.經(jīng)緯儀的組成。由望遠(yuǎn)鏡、水平度盤與垂直度盤和基座等部件組成。按讀數(shù)設(shè)備分為游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀和電子(自動顯示)經(jīng)緯儀。

　　2.經(jīng)緯儀的系列標(biāo)準(zhǔn)。系列標(biāo)準(zhǔn)有：DJ07,DJl,DJ2,DJ6,DJl5,DJ60六個(gè)型號(“DJ”表示“大地測量經(jīng)緯儀”，“07,1、2……”分別為該類儀器以秒為單位表示的一測回水平方向的中誤差)。

　　3.經(jīng)緯儀的用途。廣泛用于控制、地形和施工放樣等測量。在經(jīng)緯儀上附有專用配件時(shí)，可組成：激光經(jīng)緯儀、坡面經(jīng)緯儀等。

　　例如，光學(xué)經(jīng)緯儀(如蘇光J2經(jīng)緯儀等)：它的主要功能是測量縱、橫軸線(中心線)以及垂直度的控制測量等。光學(xué)經(jīng)緯儀主要應(yīng)用于機(jī)電工程建(構(gòu))筑物建立平面控制網(wǎng)的測量以及廠房(車間)柱安裝鉛垂度的控制測量，用于測量縱向、橫向中心線，建立安裝測量控制網(wǎng)并在安裝全過程進(jìn)行測量控制。

　　(二)經(jīng)緯儀的應(yīng)用

　　經(jīng)緯儀的主要功能是測量水平角和豎直角的儀器。

　　1.光學(xué)經(jīng)緯儀的應(yīng)用范圍。主要應(yīng)用于機(jī)電工程建(構(gòu))筑物建立平面控制網(wǎng)的測量以及廠房(車間)柱安裝垂直度的控制測量。

　　2.在機(jī)電安裝工程中，用于測量縱向、橫向中心線，建立安裝測量控制網(wǎng)并在安裝全過程進(jìn)行測量控制。

　　應(yīng)用舉例：用兩臺光學(xué)經(jīng)緯儀對廠房鋼柱進(jìn)行垂直校正測量。將兩臺經(jīng)緯儀安置在鋼柱的縱、橫軸線上，離柱子的距離約為柱高的1.5倍。三腳架應(yīng)安放平穩(wěn)，并使三腳架頂面近似水平，光學(xué)經(jīng)緯儀安置在三腳架頂面上，校平兩臺經(jīng)緯儀后，先分別照準(zhǔn)縱向和橫向柱底中線，再漸漸仰視到柱頂，如柱頂中線偏離視線，表示柱子不垂直，這時(shí)，可在統(tǒng)一指揮下，采取調(diào)節(jié)拉繩或支撐，敲打楔子或墊鐵等方法使柱子垂直。經(jīng)校正后，使柱子的垂直度在允許的偏差范圍內(nèi)。

　　三、全站儀

　　(一)全站儀的組成及用途

　　1.全站儀的組成。是一種采用紅外線自動數(shù)字顯示距離的測量儀器。它與普通測量方法不同的是采用全站儀進(jìn)行水平距離測量時(shí)省去了鋼卷尺。

　　2.全站儀的用途。全站儀具有角度測量、距離(斜距、平距、高差)測量、三維坐標(biāo)測量、導(dǎo)線測量、交會定點(diǎn)測量和放樣測量等多種用途。內(nèi)置專用軟件后，功能還可進(jìn)一步拓展。

　　(二)全站儀的基本操作與使用方法

　　1.水平角測量

　　(1)按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準(zhǔn)第一個(gè)目標(biāo)A。

　　(2)設(shè)置A方向的水平度盤讀數(shù)為0°00'00 。

　　(3)照準(zhǔn)第二個(gè)目標(biāo)B，此時(shí)顯示的水平度盤讀數(shù)即為兩方向間的水平夾角。

　　2.距離(斜距、平距、高差)測量

　　(1)設(shè)置棱鏡常數(shù)。測距前須將棱鏡常數(shù)輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進(jìn)行改正。

　　(2)設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設(shè)置的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)的大氣改正為。ppm。實(shí)測時(shí)，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計(jì)算大氣改正值(也可直接輸入大氣改正值)，并對測距結(jié)果進(jìn)行改正。

　　(3)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

　　(4)距離測量。照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時(shí)顯示斜距、平距、高差。全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是最常用的測距模式，測量時(shí)間約2.5s，最小顯示單位1mm;跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標(biāo)或放樣時(shí)連續(xù)測距，最小顯示一般為lcm，每次測距時(shí)間約0.3s;粗測模式，測量時(shí)間約0.7s，最小顯示單位lcm或lmm。在距離測量或坐標(biāo)測量時(shí)，可按測距模式(MODE)鍵選擇不同的測距模式。應(yīng)注意，有些型號的全站儀在距離測量時(shí)不能設(shè)定儀

　　器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。

　　3.坐標(biāo)測量

　　(1)設(shè)定測站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

　　(2)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)或設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。當(dāng)設(shè)定后視點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)，全站儀會自動計(jì)算后視方向的方位角，并設(shè)定后視方向的水平度盤讀數(shù)為其方位角。

　　(3)設(shè)置棱鏡常數(shù)。

　　(4)設(shè)置大氣改正值或氣溫、氣壓值。

　　(5)量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。

　　(6)照準(zhǔn)目標(biāo)棱鏡，按坐標(biāo)測量鍵，全站儀開始測距并計(jì)算顯示測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

　　(三)全站儀的數(shù)據(jù)通信

　　1.全站儀的數(shù)據(jù)通信是指全站儀與電子計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行的雙向數(shù)據(jù)交換。

　　2.全站儀與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信的方式主要有兩種，一種是利用全站儀配置的PCMCIA(personal computer memory card internation association，個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲卡，簡稱PC卡，也稱存儲卡)卡進(jìn)行數(shù)字通信，特點(diǎn)是通用性強(qiáng)，各種電子產(chǎn)品間均可互換使用;另一種是利用全站儀的通信接口，通過電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　(四)全站儀盤左盤右區(qū)分方法

　　1.全站儀儀器的盤左和盤右，實(shí)際上沿用老式光學(xué)經(jīng)緯儀的稱謂。是根據(jù)豎盤相對觀測人員所處的位置而言的，觀測時(shí)當(dāng)豎盤在觀測人員的左側(cè)時(shí)稱為盤左，反之稱為盤右。相對盤左和盤右而言也有稱為正鏡和倒鏡，以及F1(FACEl)面和F2(FACE2)面的。

　　2.對于測量來講，若正、反(盤左、盤右)測量后，通過測量方法有可消除某些人為誤差以及固定誤差的作用。對于可定義盤左和盤右稱謂的儀器而言，給用戶增加了應(yīng)用儀器的可選操作界面，對測量作業(yè)和測量結(jié)果沒有影響。

　　3.對于靠角度確認(rèn)盤左和盤右可能存在某些錯(cuò)覺，例如某些連接陀螺儀的全站儀或者經(jīng)緯儀，在確定盤左和盤右時(shí)顯示的不一定是對應(yīng)。就是說相對1800角度數(shù)值而已往小向轉(zhuǎn)不一定是盤左。反正，用戶記住兩者的差值即可。儀器也是自動求算的，對工程測量結(jié)果沒有影響。

　　(五)正確調(diào)平儀器的方法

　　1.全站儀整平及氣泡的檢驗(yàn)

　　(1)架設(shè)：將儀器架設(shè)到穩(wěn)固的三腳架上，旋緊中心螺旋。

　　(2)粗平：看圓氣泡(精度相對較低，一般為1分)，分別旋轉(zhuǎn)儀器的3個(gè)腳螺旋將儀器大致整平。

　　(3)精平：使儀器照準(zhǔn)部上的管狀水準(zhǔn)器(或者稱長氣泡管)平行于任意一對腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中(最好采用左拇指法，即左右手同時(shí)轉(zhuǎn)動兩個(gè)腳螺旋，并且兩拇指移動方向相向，左手大拇指方向與氣泡管氣泡移動方向相同;然后，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)另外一個(gè)腳螺旋使長氣泡管氣泡居中。

　　(4)檢驗(yàn)：將儀器照準(zhǔn)部再旋轉(zhuǎn)900，若長氣泡管氣泡仍居中，表示已經(jīng)整平;若有偏差，請重復(fù)步驟(3)。正常情況下重復(fù)1～2次即可滿足要求。

　　2.氣泡校正

　　(1)架設(shè)：將儀器架設(shè)到穩(wěn)固的三腳架上，旋緊中心螺旋。

　　(2)粗平：看圓氣泡(精度相對較低，一般為1分)，分別旋轉(zhuǎn)儀器的3個(gè)腳螺旋將儀器大致整平。

　　(3)精平同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)：使儀器照準(zhǔn)部上的管狀水準(zhǔn)器(或者稱長氣泡管)平行于任意一對腳螺旋，旋轉(zhuǎn)兩腳螺旋使氣泡居中;然后，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)1800，此時(shí)若氣泡仍然居中，則管狀水準(zhǔn)器軸垂直于豎軸(長氣泡管沒有問題)。如氣泡不居中，就需要校正。

　　3.氣泡管氣泡出現(xiàn)偏差的原因

　　(1)圓氣泡管一般由3個(gè)螺釘固定，內(nèi)部有一個(gè)波形彈簧。若3個(gè)螺釘受力不均勻時(shí)，當(dāng)儀器在車輛運(yùn)輸過程中受顛簸就會引起受力小的螺釘松動，最后引起偏差。

　　(2)長氣泡管一般是一端固定，另外一端可調(diào)(校正螺釘)。可調(diào)端下面有彈簧，固定端里面應(yīng)該有凸形內(nèi)墊圈。無論是生產(chǎn)裝配還是維修校正，若在長氣泡管調(diào)整時(shí)沒有注意校正螺釘?shù)穆菁y間距，使螺釘受力不均衡，在儀器受大的顛簸后螺釘會稍微旋轉(zhuǎn)，引起氣泡偏差。

　　采用全站儀進(jìn)行水平距離測量，主要應(yīng)用于建筑工程平面控制網(wǎng)水平距離的測量及測設(shè)、安裝控制網(wǎng)的測設(shè)、建安過程中水平距離的測量等。例如：全站儀(如Nikon DTM一530E等)。

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　　四、其他測量儀器

　　(一)電磁波測距儀

　　應(yīng)用電磁波運(yùn)載測距信號測量兩點(diǎn)間距離的儀器。測程在5～20km的稱為中程測距儀，測程在5公里之內(nèi)的為短程測距儀。精度一般為5mm+5ppm，具有小型、輕便、精度高等特點(diǎn)。電磁波測距儀已廣泛用于控制、地形和施工放樣等測量中，成倍地提高了外業(yè)工作效率和量距精度。

　　(二)激光測量儀器

　　激光測量儀器裝有激光發(fā)射器的各種測量儀器。這類儀器較多，其共同點(diǎn)是將一個(gè)氦氖激光器與望遠(yuǎn)鏡連接，把激光束導(dǎo)人望遠(yuǎn)鏡筒，并使其與視準(zhǔn)軸重合。利用激光束方向性好、發(fā)射角小、亮度高、紅色可見等優(yōu)點(diǎn)，形成一條鮮明的準(zhǔn)直線，作為定向定位的依據(jù)。在大型建筑施工，溝渠、隧道開挖，大型機(jī)器安裝，以及變形觀測等工程測量中應(yīng)用甚廣。常見的激光測量儀器有：激光準(zhǔn)直儀和激光指向儀、激光準(zhǔn)直(鉛直)儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀、激光平面儀

　　1.激光準(zhǔn)直儀和激光指向儀

　　兩者構(gòu)造相近，用于溝渠、隧道或管道施工、大型機(jī)械安裝、建筑物變形觀測。目前激光準(zhǔn)直精度已達(dá)10-5～10-6。

　　2.激光準(zhǔn)直(鉛直)儀

　　將激光束置于鉛直方向以進(jìn)行豎向準(zhǔn)直的儀器。激光準(zhǔn)直(鉛直)儀的組成：激光準(zhǔn)直(鉛直)儀的組成主要由發(fā)射、接收、附件等三大部分組成。用于高層建筑、煙囪、電梯等施工過程中的垂直定位及以后的傾斜觀測，精度可達(dá)0.5×10-4。

　　激光準(zhǔn)直(鉛直)儀的主要應(yīng)用范圍：激光準(zhǔn)直(鉛直)儀主要應(yīng)用于大直徑、長距離、回轉(zhuǎn)型設(shè)備同心度的找正測量以及高塔體、高塔架安裝過程中同心度的測量控制。

　　3.激光經(jīng)緯儀

　　用于施工及設(shè)備安裝中的定線、定位和測設(shè)已知角度。通常在200m內(nèi)的偏差小于lcm。

　　4.激光水準(zhǔn)儀

　　除具有普通水準(zhǔn)儀的功能外，尚可做準(zhǔn)直導(dǎo)向之用。如在水準(zhǔn)尺上裝自動跟蹤光電接收靶，即可進(jìn)行激光水準(zhǔn)測量。

　　5.激光平面儀

　　激光平面儀是一種建筑施工用的多功能激光測量儀器，其鉛直光束通過五棱鏡轉(zhuǎn)為水平光束;微電機(jī)帶動五棱鏡旋轉(zhuǎn)，水平光束掃描，給出激光水平面，可達(dá)200的精度。適用于提升施工的滑模平臺、網(wǎng)形屋架的水平控制和大面積混凝土樓板支模、灌注及抄平工作，精確方便、省力省工。

　　用激光準(zhǔn)直儀找正高層鋼塔架采用的操作方法與光學(xué)經(jīng)緯儀完全相同。

　　(三)GPS面積測量儀

　　1.GPS面積測量儀的用途

　　(1)GPS是英文Global Positioning System(全球定位系統(tǒng))的簡稱，是美國國防部研制的一種全天候的，空間基準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)地精確地確定三維位置和三維運(yùn)動及時(shí)間的需要。

　　(2)高精度GPS面積測量儀又名測畝儀。測畝儀是一款集面積測量、距離測量、周長測量于一體的電子測量儀器。因此其使用范圍比較廣，包括農(nóng)機(jī)作業(yè)收費(fèi)、農(nóng)田承包測量、企業(yè)用地征稅、林業(yè)湖泊等規(guī)則或不規(guī)則地域的面積測量。使用群體有農(nóng)機(jī)操作手，測量部門、土地稅收及用于一般土地丈量等相關(guān)人群。GPS面積測量儀由高精度的GPS定位系統(tǒng)、精確面積計(jì)算方法和智能化的掌上電腦系統(tǒng)完美結(jié)合。

　　2.GPS面積測量儀的工作原理

　　(1)GPS定位的基本原理。是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點(diǎn)的位置。

　　(2)接收機(jī)所處的位置要求。由于用戶接收機(jī)使用的時(shí)鐘與衛(wèi)星星載時(shí)鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外，還要引進(jìn)一個(gè)△t即衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間差作為未知數(shù)，然后用4個(gè)方程將這4個(gè)未知數(shù)解出來。所以如果想知道接收機(jī)所處的位置，至少要能接收到4個(gè)衛(wèi)星的信號。

　　例如，假設(shè)芒時(shí)刻在地面待測點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測定GPS信號到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其他數(shù)據(jù)可以確定待測點(diǎn)的位置。

　　3.GPS面積測量儀的分類、技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域

　　(1)GPS面積測量儀的分類。一般來說，GPS測量模式可分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩種模式。而靜態(tài)測量模式又分常規(guī)靜態(tài)測量模式和快速靜態(tài)測量模式，動態(tài)測量模式分準(zhǔn)動態(tài)測量模式(后處理動態(tài)，走走停停)和實(shí)時(shí)動態(tài)測量模式，實(shí)時(shí)動態(tài)測量模式分DGPS和RTK方式。

　　(2)GPS面積測量儀的相關(guān)技術(shù)參數(shù)

　　高精度GPS面積測量儀相關(guān)技術(shù)參數(shù)：測量數(shù)據(jù)包括面積、距離、周長、時(shí)間、經(jīng)

　　緯度等。

　　(3)GPS面積測量儀的特性

　　1)高精度、誤差小。GPS面積測量儀不同于普通精度GPS面積測量儀，普通精度GPS面積測量儀誤差在l0%左右，而高精度GPS面積測量儀誤差僅在1%左右。

　　2)快速測繪 、實(shí)時(shí)掌握接收。高精度GPS面積測量儀是采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、嵌入式單片機(jī)、高精度算法等先進(jìn)技術(shù)研發(fā)而成的野外面積測量儀器?？煽焖贉y繪任意形狀地塊的面積、距離、周長等數(shù)據(jù)。該測量儀具有12個(gè)平行接收通道，電文更新率1次/s，可實(shí)時(shí)掌握衛(wèi)星接收情況。

　　3)數(shù)據(jù)優(yōu)化處理、減小誤差。減小了因GPS信號漂移造成的測量誤差。內(nèi)置式高增益接收天線，搜星靈敏，抗遮蔽性更好。LCD采用寬屏設(shè)計(jì)，具有背光功能，屏幕大，顯示字跡清晰明了。

　　4)具有數(shù)據(jù)記錄存儲功能，掉電數(shù)據(jù)不丟失。具有數(shù)據(jù)記錄查詢功能，具有價(jià)格置功能。支持電腦USB接口充電。

　　(4)GPS面積測量儀的應(yīng)用領(lǐng)域

　　適用于工程、農(nóng)田、綠地、森林、水域、山坡等面積的測量，一次測量可同時(shí)獲得測量面積、周長、距離、坡度等數(shù)據(jù)，可隨時(shí)調(diào)用測量的面積圖形和所有測量數(shù)據(jù)，便于案保存。

　　例如，可在如下領(lǐng)域應(yīng)用，工程：工礦面積計(jì)算、工程管理等;農(nóng)業(yè)：基本農(nóng)田管理;林業(yè)：林地災(zāi)害監(jiān)控;水利：湖泊水域測繪;土管：土地規(guī)劃管理;稅務(wù)：企業(yè)用地征稅。

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