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[分享]3种水准仪使用,看这篇文章就够了!
[分享]3种水准仪使用,看这篇文章就够了!
时间: 2020-07-31 21:04
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工程上常用的高程测量方法有几何水准测量、三角高程测量、GPS测高及在特定对象和条件下采用的物理高程测量,其中几何水准测量是目前高程测量中精度最高、应用最普遍的测量方法。
水准测量原理
、
微倾式水准仪
、
自动安平水准仪
和
电子水准仪使
用
方法!
一、水准测量原理
如上图所示,设在地面A、B两点上竖立标尺(水准尺),在A、B两点之间安置水准仪,利用水准仪提供一条水平视线,分别截取A、B两点标尺上读数a、b,显然:
如上图,如果A、B两地距离较远时,可以用连续水准测量的方法。中间可设置转点TP(临时高程传递点,须放置尺垫),显然:
二、水准仪的介绍
水准仪是提供水平视线的仪器,按精度分,水准仪通常有DS05、DS1、DS3等几种。其中“D”和“S”分别为“大地”和“水准仪”首字汉语拼音的首字母,而下标是仪器的精度指标,即每千米测量中的偶然误差(以mm为单位)。目前常用的水准仪从构造上可分为两大类:利用水准管来获得水平视线的“微倾式水准仪”和利用补偿器来获得水平视线的“自动安平水准仪”。此外,还有一种新型的水准仪——“电子水准仪”,它配合条形码标尺,利用数字化图像处理的方法,可自动显示高程和距离,使水准测量实现了自动化。
水准仪主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。
微倾式水准仪
1、仪器介绍
2、微倾式水准仪的使用
(1)安置水准仪
在测站上松开架腿的蝶形螺旋,按需要调整架腿的长度,将螺旋拧紧。将三脚架张开,使架头大致水平,并将架脚的脚尖踩入土中。然后把水准仪从箱中取出,将其固连在三脚架上。
(2)认识水准仪
指出仪器各部件的名称,了解其作用并熟悉其使用方法;同时弄清水准尺的分划与注记。
(3)粗略整平水准仪
按“左手拇指规则”,先用双手同时反向旋转一对脚螺旋,使圆水准器气泡移至中间,再转动另一只脚螺旋使气泡居中。通常需反复进行。
(4)瞄准水准尺
瞄准水准尺的步骤是:转动目镜对光螺旋,使十字丝清晰;松开水平制动螺旋,转动望远镜,通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺,固定水平制动螺旋;转动物镜对光螺旋,使水准尺分划清晰;旋转水平微动螺旋,使水准尺影像的一侧靠近于十字丝竖丝(便于检查水准尺是否竖直);眼睛略作上下移动,检查十字丝与水准尺分划像之间是否有相对移动(视差);如果存在视差,则重新进行目镜与物镜对光,消除视差。
(5)精确整平水准仪
转动微倾螺旋,使符合水准器气泡两端的像吻合。注意微倾螺旋转动方向与符合水准管左侧气泡移动方向的一致性。
(6)读数
用十字丝中丝在水准尺上读取4位读数。读数时,先估读毫米数,然后按米、分米、厘米及毫米一次读出。
自动安平水准仪
自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别在于:自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋,而是在望远镜的光学系统中装置了补偿器。
1、视线自动安平的原理
当圆水准器气泡居中后,视准轴仍存在一个微小倾角α,在望远镜的光路上安置一补偿器,使通过物镜光心的水平光线经过补偿器后偏转一个β角,仍能通过十字丝交点,这样十字丝交点上读出的水准尺读数,即为视线水平时应该读出的水准尺读数。
由于无需精平,这样不仅可以缩短水准测量的观测时间,而且对于施工场地地面的微小震动、松软土地的仪器下沉以及大风吹刮等原因,引起的视线微小倾斜,能迅速自动安平仪器,从而提高了水准测量的观测精度。
2、自动安平水准仪的使用
自动安平水准仪的使用方法较微倾式水准仪简便。安置仪器后,只需用脚螺旋使圆水准气泡居中,完成仪器的错略整平,即可用望远镜照准水准尺直接读数。由于补偿器有一定的补偿范围,所以使用自动安平水准仪时,要防止补偿器贴靠周围的部件,保证其处于自由悬挂状态。有的仪器在目镜旁有一按钮,它可以直接触动补偿器。读数前可轻按此按钮,以检查补偿器是否处于正常工作状态,也可以消除补偿器轻微的贴靠现象。如果每次触动按钮后,水准尺读数变动后又能恢复原有读数,则表示工作正常。如果仪器上没有这种检查按钮,则可用脚螺旋使仪器数轴在视线方向稍作倾斜,若读数不变则表示补偿器工作正常。由于要确保补偿器处于工作范围内,使用自动安平水准仪时应特别注意圆水准器的气泡居中。
电子水准仪
1、电子水准仪的主要优点
(1)操作简捷,自动观测和
记录
,并立即用数字显示测量结果。
(2)整个观测过程在几秒钟内即可完成,从而大大减少观测错误和误差。
(3)仪器还附有数据处理器及与之配套的软件,从而可将观测结果输入计算机进入后处理,实现测量工作自动化和流水线作业,大大提高功效。
2、电子水准仪的观测精度
电子水准仪的观测精度高,如瑞士徕卡公司开发的NA2000型电子水准仪的分辨力为0.1mm,每千米往返测得高差中数的偶然中误差为2.0mm;NA3003型电子水准仪的分辨力为0.01mm,每千米往返测得高差中
数的偶然中误差为0.4mm。
3、电子水准仪测量原理
与电子水准仪配套使用的水准尺为条形编码尺,通常由玻璃纤维或铟钢制成。在电子水准仪中装置有行阵传感器,它可识别水准标尺上的条形编码。电子水准仪摄入条形编码后,经处理器转变为相应的数字,在通过信号转换和数据化,在显示屏上直接显示中丝读数和视距。
4、电子水准仪的使用(以南方电子水准仪DL301为例)
南方电子水准仪DL301为用键盘和安装在侧面的测量键来操作。由LCD显示器显示给使用者,并显示测量结果和系统的状态。
观测时,电子水准仪在人工完成安置与粗平、瞄准目标(条形编码水准尺)后,按下测量键后约3~4秒既显示出测量结果。其测量结果可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入机内
记录
器中。
另外,观测中如水准标尺条形编码被局部遮挡<30%,仍可进行观测。
各键功能说明
三脚架的架设
应使用配套的E型铝制三脚架或宽框三脚架,或球头铝制三脚架。
(1)伸缩三脚架三条腿到合适的长度,并拧紧腿部中间部分固定螺帽。
(2)固紧三脚架头上的六角螺母,使三脚架腿不致于太松。将三脚架安置在给定点上,张开三脚架,使腿的间距约一米或脚架张角能保证三脚架稳定,先固定一个脚,再动其他二个脚使水准仪大致水平,如有必要可再伸缩三脚架腿的长度。
(3)将三脚架腿踩入地面内使其固定在地面上。
将仪器安装到三脚架头上
从仪器箱内小心取出仪器并安置到三脚架头上
(1)将三脚架中心螺旋对准仪器底座上的中心,然后旋紧脚架上的中心螺旋直到将仪器固定在三架头上。
(2)如果需要用水平度盘测定角度或设定一条线,则须用垂球将仪器精确地对中。
(3)利用三个脚螺旋使圆水准器气泡居中,即置平仪器,若使用球头三脚架,则应先轻轻松开脚架中心螺旋,然后将仪器围绕三脚架头顶部转动使圆水准器泡居中,当气泡位于圈内即可旋紧脚架上的固定螺母。
安置仪器在给定点上(对中)
当仪器用于测角或定线,则该仪器必须用垂球精确安置在给定点上。
(1)将垂球钩挂在三脚架中心螺旋的垂球架上。
(2)然后将垂球线挂到垂球上,用滑动装置调节线的长度使垂球位于合适的高度上。
(3)如果仪器未对准给定点,可将仪器移动到该点上,而无须改变三脚架腿与架头之间的关系。首先将三脚架大致安置到给定点上,使垂球偏离该点约在lcm以内,握住三脚架的两条腿,相对于第三条腿进行调节,使架头水平、高度适当,架腿张开合适可触及地面。
(4)最后一边观察垂球和架头一边将每条架腿踩入地面内。
(5)略微松开三脚架中心螺旋,在架头上轻轻移动仪器,使垂球正好对准给定点,然后将三脚架中心螺旋旋紧。
整平仪器
转动离圆水准器最远的两个脚螺旋,使圆水准器气泡位于和上述两个脚螺旋中心连线的垂线上。
然后旋转第三个脚螺旋,使气泡居中,,
如果气泡仍未严格居中,则应从头开始重复上述操作注:整平过程中不要触动望远镜。
调节目镜
在测量操作之前,必须根据操作员的视力对望远镜目镜进行调节
(1)按反时针方向旋转目镜调节环,此时十字丝可能变得模糊不清。
(2)按顺时针方向慢慢旋转目镜环,直到十字丝清晰可见。
照准与调焦
(1)将望远镜对准标尺,观察提手把上的粗瞄器,使三角形标志的顶点对准标尺(如图所示)
(2)任意方向旋转调焦螺旋直到看清标尺。
(3)用水平微动螺旋精确照准标尺,详情见“标尺的调焦与照准”
注:一旦水准仪已经调焦且瞄准标尺,即可一边左、右移动眼睛一边通过望远镜观察,按理此时十字丝和标尺之间不会出现偏离,若有偏离(视差),则应仔细调焦仪器或调节目镜,以使消除调焦误差。
三、
记录
表格
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