经纬仪及水准仪的使用方法及图示.docx
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经纬仪及水准仪的使用方法及图示
经纬仪及水平仪的使用方法及
图示
经纬仪的用法
1、HR—右旋(顺时针)水平角,HL—左旋(逆时针)水平角。
2、经纬仪的操作步骤(光学对中法)
1、架设仪器:
将经纬仪搁置在架头上,使架头大概水平,旋紧连结螺旋。
2、对中:
目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。
能够挪动脚架、旋转
脚螺旋使对中标记正确对准测站点的中心。
3、整平:
目的是使仪器竖轴铅垂,水平度盘水平。
依据水平角的定义,是两条方向线的夹角在水平面上的投影,所以水平度盘必定要水平。
粗平:
伸缩脚架腿,使圆水平气泡居中。
检查并精准对中:
检核对中标记能否偏离地面点。
假如偏离了,旋松三角架上的连结螺旋,平移仪器基座使对中标记正确对准测站点的中心,拧紧连结螺旋。
精平:
旋转脚螺旋,使管水平气泡居中。
4、对准与读数:
①目镜对光:
目镜调焦使十字丝清楚。
②对准和物镜对光:
粗瞄目标,物镜调焦使目标清楚。
注意除去视差。
精瞄目标。
③读数:
调整照明反光镜,使读数窗亮度适中,旋转读数显微镜的目镜使刻划线清楚,而后读数。
此刻好多都是使用全站仪,全站仪的使用(以拓普康全站仪为例进行介绍)介绍:
(1)丈量前的准备工作
1)电池的安装(注意:
丈量前电池需充分电)
①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。
②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。
③向下按解锁钮,拿出电池。
2)仪器的布置。
①在实验场所上选择一点,作为测站,此外两点作为观察点。
②将全站仪布置于点,对中、整平。
③在两点分别布置棱镜。
3)竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮,将望远镜纵转一周(望远镜处于盘左,当物镜穿过水平面时),竖直度盘指标即已设置。
随即听见一声鸣响,并显示出竖直角。
②水平度盘指标设置。
松开水平制动螺旋,旋转照准部360,水平度盘指标即自动设置。
随即一声鸣响,同时显示水平角。
至此,竖直度盘和水平度盘指标已设置完成。
注意:
每当翻开仪器电源时,一定从头设置和的指标。
4)调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同,注意除去视差。
(2)角度丈量
1)第一从显示屏上确立能否处于角度丈量模式,假如不是,则按操
作变换为距离模式。
2)盘左对准左目标A,按置零键,使水平度盘读数显示为0°00′〃00,
顺时针旋转照准部,对准右目标B,读取显示读数。
3)相同方法能够进行盘右观察。
4)假如测竖直角,可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。
(3)距离丈量
1)第一从显示屏上确立能否处于距离丈量模式,假如不是,则按操
作键变换为坐标模式。
2)照准棱镜中心,这时显示屏上能显示箭头行进的动画,行进结束
则达成坐标丈量,得出距离,HD为水平距离,VD为倾斜距离。
(4)坐标丈量
1)第一从显示屏上确立能否处于坐标丈量模式,假如不是,则按操
作键变换为坐标模式。
2)输入本站点O点及后视点坐标,以及仪器高、棱镜高。
3)对准棱镜中心,这时显示屏上能显示箭头行进的动画,行进结束
则达成坐标丈量,得出点的坐标。
四、注意事项
1)运输仪器时,应采纳原装的包装箱运输、挪动。
2)近距离将仪器和脚架一同挪动时,应保持仪器竖直向上。
3)拔出插头以前应先关机。
在丈量过程中,若拔出插头,则可能丢
失数据。
4)换电池前一定关机。
5)仪器只好寄存在干燥的室内。
充电时,四周温度应在10~30℃之
间。
6)全站仪是精细名贵的丈量仪器,要防日晒、防雨淋、防碰撞震动。
禁止仪器直接照准太阳。
水平仪的使用方法及注意事项
水平丈量工作原理及水平仪表示图:
水平丈量的原理是利用水平仪供给的一条水平视野,测出两地面点之间的高差,而后依据已知点的高程和高差,计算出另一个点的高程。
2.1.1高差法
如图2.1所示,已知地面上A点的高程为HA,欲测定B点的高程HB,需要先测出A、B两点间的高差hAB,为
此在A、B之间布置一台水平仪,再在
A、B两点上各直立一根水平尺。
依据
仪器的水平视野,分别读取A、B尺上
的读数a和b,则B点关于A点的高差
为:
hAB=a-b(2.1)
假如水平丈量是由A到B进行的,如
图2.1中的箭头所示,则A点尺上的读数称为后视读数,记为a;B点为待定
高程点,B点尺上的读数称为前视读数,
图2.1
记为b;两点间的高差等于后视读数减
去前视读数,即hAB=a-b。
若a大于
b,则高差为正,B点高于A点;反之
高差为负,则B点低于A点。
因为水平
仪供给的水平视野可以为与大地水平面
平行,由图2.1可知
HB=HA+hAB=HA+(a-b)(2.2)
由式(2.2)依据高差计算待定点高程的方法叫做高差法。
例1:
图2.1中已知A点高程HA=452.623m,后视读数a=1.571m,
前视读数b=0.685m,求B点高程。
解:
B点关于A点高差:
hAB=1.571-0.685=0.886m
B点高程为:
HB=452.623+0.886=453.509m
例2:
图2.2中,已知A点桩顶标高为±0.00,后视A点读数a=1.217m,前视B点读数b=2.426m,求B点标
高。
解:
B点关于A点高差:
hAB=a-b=1.217-2.426=-
1.209m
B点高程为:
图2.2
HB=HA+hAB=0+(-1.209)=-
1.209m
2.1.2、视野高法
如图2.1所示,B点高程也能够经过
仪器视野高程Hi,求得。
视线高:
Hi=HA+a(2.3)
待定点高程:
HB=Hi-b(2.4)
由式(2.4)经过视野高计算待定点高程的方法称为视野高法。
例3:
图2.3中已知A点高程HA=423.518m,要测出相邻1、2、
3点的高程。
先测得A点后视读数a=1.563m,
接着在各待定点上立尺,分别测得读数
b1=0.953m,b2=1.152,b3=1.328m。
解:
先计算出视野高程
Hi=HA+a=423.518+1.563=
425.081m
各待定点高程分别为:
H1=Hi-b1=425.081-0.953=
图2.3
424.128m
H2=Hi-b2=425.081-1.152=
423.929m
H3=Hi-b3=425.081-1.328=
423.753m
高差法和视野高法的丈量原理是相同
的,差别在于计算高程时序次上的不一样。
在布置一次仪器需求出几个点的高程
时,视野高法比高差法方便,因此视野
高法在建筑施工中被宽泛采纳。
水平仪的使用方法及注意事项
水平仪宽泛用于建筑行业,是丈量水平高低的仪器,拥有精度高、使用方便、迅速、靠谱等长处,使用在引测、大面积场所丈量、楼面
水平线标记、沉降观察等。
现介绍水平仪的使用方法。
一、水平仪器组合:
1.望远镜2.调整手轮3.圆水平器4.微调手轮
5.水平制着手轮6.管水平器7.水平微调手轮8.脚架
二、操作重点:
在未知两点间,摆开三脚架,从仪器箱拿出水平仪安置在三脚架上,
利用三个机座螺丝调平,使圆气泡居中,跟着调平管水平器。
水平制着手轮是调平的,在水平镜内经过三角棱镜反射,水平重合,就是平水。
将望远镜对准未知点
(1)上的塔尺,再次调平管水平器重合,
读出塔尺的读数(后视),把望远镜旋转到未知点
(2)的塔尺,调整管水平器,读出塔尺的读数(前视),记到记录本上。
计算公式:
两点高差=后视-前视。
三、校订方法:
将仪器摆在两固定点中间,标出两点的水平线,称为a、b线,挪动
仪器到固定点一端,标出两点的水平线,称为a’、b’。
计算假如a
-
b≠a-’b’时,将望远镜横丝对准偏差一半的数值。
用校针将水平仪的
上下螺钉调整,使管水平泡符合为止。
重复以上做法,直到相等为
止。
四、养护与维修
1.水平仪是精细的光学仪器,正确合理使用和保留对仪器精度和寿
命有很大的作用;
2.防止阳光直晒,不允许证随意拆卸仪器;
3.每个微调都应轻轻转动,不要使劲过大。
镜片、光学片禁止用手
触片;
4.仪器有故障,由熟习仪器构造者或维修部维修;
5.每次使用完后,应付仪器擦洁净,保持干燥
电子水平仪的基来源理
电子水平仪又称数字水平仪,它是在自动安平水平仪的基础上发展起来的。
它采纳条码标尺,各厂家标尺编码的条码图案不相同,不可以交换使用。
目前照准标尺和调焦仍需目视进行。
人工达成照准和调焦以后,标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上,供目视观察,另一方面经过望远镜的分光镜,标尺条码又被成象在光电传感器(又称探测器)上,即线阵CCD器件上,供电子读数。
所以,假如使用传统水平标尺,电子水平仪又能够象一般自动安平水平仪相同使用。
可是这时的丈量精度低于电子丈量的精度。
特别是精细电子水平仪,因为没有光学测微器,当作一般自动安平水平仪使用时,其精度更低。
目前电子水平仪采纳了原理上相差较大的三种自动电子读数方
法:
1)有关法(徕卡NA3002/3003)
2)几何法(蔡司DiNi10/20)
3)相位法(拓普康DL101C/102C)
1.3相位法原理;
拓普康电子水平仪DL101C/102C采纳相位法。
标尺的条码象经望
远镜、调焦镜、赔偿器的光学部件和分光镜后,分红两路,一路成象
在CCD线阵上,用于进行光电变换,另一路成象在分划板上,供目视观察。
DL101标尺上部份条码的图案,此中有三种不一样的码条。
R表示参照码,此中有三条2mm宽的黑色码条,每两条黑色码条之间是一
条1mm宽的黄色码条。
以中间的黑码条的中心线为准,每隔30mm就
有一组R码条重复出现。
在每组R码条左侧10mm处有一道黑色的B码条。
在每组参照码R的右侧10mm处为一道黑色的A码条。
读者不难发现,每组R码条两边的A和B码条的宽窄不相同,实质上A和B码条的宽度是在0到10mm之间变化,这两种码包括了水平丈量时的高度信息。
仪器设计时存心安排了它们的宽度按正弦规律变化。
此中A码条的周期为600mm,B码条的周期为570mm。
自然,R码条组两边
的黄码条宽度也是按正弦规律变化的,这样在标尺长度方向上就形成了亮暗强度按正弦规律周期变化的亮度波。
条码的下边画出了波形。
纵坐标表示黑条码的宽度,横坐标市标尺的长度。
实线为A码的亮度波,虚线为B码的亮度波。
因为A和B两条码变化的周期不一样,也能够说A和B亮度波的波长不一样,在标尺长度方向上的每一地点上两亮度波的相位差也不一样。
这类相位差就好象传统水平标尺上的分划,它可由标出标尺的长度。
只需3能测出标尺底部某处的相位差,也便可由知道该处到标尺底部的高度,因为相位差能够作到和标尺长度一一
对应,即拥有单值性。
这就是适入选则两亮度波的波长,在DL101中A码的周期为600mm,B码的周期为570mm,它们的最小公倍数为11400mm,所以在3m长的标尺上不会有相同的相位差。
为了保证标尺
底端面,或说相位差分划的端点相位差拥有独一性,A和B码的相位
在此错过了π/2。
DL-102C的标尺与DL-101C的略有差别,DL-102C的标尺为白
底黑条码,A码的波长为330mm,最小公倍数为3300mm。
A和B码在波长底部错开的相位差为π。
DL101-C的标尺与DL-102C的标尺可由交换使用。
当望远镜照准标尺后,标尺上某一段的条码就成象在线阵CCD上,黄条码使CCD产生光电流,随条码宽窄的改变,光电流强度也变
化。
将它进行模数变换(A/D)后,获得不一样的灰度值。
视距在0.6m时标尺上某小段成象到CCDA上经A/D变换后,获得的不一样灰度值(纵坐标),横坐标是CCD上象素的序号,当灰度值逐个输出时,横轴就代表时间了。
横坐标标记的数字判断,仪器采纳了512个象素的线阵CCD。
视距和视野高的信息的丈量信号。
怎样从上述丈量信号中求出A和B两亮度波的相位差呢?
下文用丈量人员简单理解的方式来说明。
假想纵坐标的灰度值就是表示亮度大小的十进位数字,并且横坐标尺寸已放大到和标尺尺寸一致。
我们用一波长为600mm的正弦曲线中的失散灰度值曲线拟合,便可由获得A波的最大振幅和初相位。
再用波长为570mm的正弦曲线,便可由得
到B波的最大振幅和初相位。
我们对最大振幅不太感兴趣,因为跟着标尺上的照度不一样,最大振幅在不一样次数的丈量中也不一样,对我们求视野高没关紧急。
我们求出的A和B两亮度波的初相位之差就是高度
数据。
可是这是与CCD上第一个象素对应的地点到标尺底端面的高
度。
我们不难把它换算成CCD中点象素上的相位差,这就好象是中丝读数。
像上述那样人工办理丈量信号是很麻烦的,并且很费时间。
在
DL系列中则采纳迅速傅里叶变换(FFT)计算方法将丈量信号在信号
剖析器中分解成三个频次重量。
由A和B两信号的相位求相位差,即获得视野高读数。
这不过初读数。
因为视距不一样时,标尺上的波长与丈量信号波长的比率不一样。
固然在同一视距上A和B的波长相同,可由求出相位差,或说视野高,可是能够想象其精度其实不高。
R码是为了提升读数精度和求视距二安排的。
设两组R码的间距为P(=30mm),它在CCD行阵上成象所占的象素个数为Z,象素宽为D(=25μm),则P在CCD行阵上的成象长度为:
L=Z*b(1-5)
Z可由一信号剖析中得出,b是CCD光敏窗口的宽度,所以l和
P都为已知数据。
依据几何光学成象原理,能够象传统仪器用视距丝丈量距离的视距丈量原理相同求出视距:
D=P/l*f(1-6)
式中f是望远镜物镜的焦距。
同时还可以够求出物象比
A=P/l(1-7)
于是将丈量信号放大到与标尺上的相同时,再进行相位丈量,就能够精准得出相位差,即视野高。
电子水平仪的三种丈量原理各有奇妙,三类仪器都经受了各样查验和实质丈量的考验,能胜任精细水平丈量作业。
拓普康企业在原理上能自成一家,说明该企业拥有雄厚的技术实力,市的值得信任的企业。
1.4电子水平仪的特色
电子水平仪的共同特色
电子水平仪是以自动安平水平仪为基础,在望远镜光路中增添了分光镜和探测器(CCD),并采纳条码标尺和图象办理电子系统二组成的光机电测一体化的高科技产品。
采纳一般标尺时,又可象一般自动安平水平仪相同使用。
它与传统仪器对比有以下共同特色:
1)读数客观。
不存在偏差、误记问题,没有人为读数偏差。
2)精度高。
视野高和视距读数都是采纳大批条码分划图象经办理后取均匀得出来的,所以削弱了标尺分划偏差的影响。
多半仪器都有进行多次读数取均匀的功能,能够削弱外界条件影响。
不娴熟的作业人员业也能进行高精度丈量。
3)速度快。
因为省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为
犯错的重测数目,丈量时间与传统仪器对比能够节俭1/3左右。
4)效率高。
只需调焦和按键就能够自动读数,减少了劳动强度。
视距还可以自动记录,检核,办理并能输入电子计算机进行后办理,可实线内外业一体化。
拓普康DL?
系列的详细特色
拓普康DL系列作为电子水平仪家族中的一员。
以高性能、廉价钱深受广大用户的欢迎。
DL系列造型雅观、内置功能强、菜单功能丰富、操作界面友善,有各样信息提示,大大方便了实质操作。
主要特色为:
1)在字母状态下,可输入数字、大小写字母及常用标点符号
如(!
"#%§$’()*_+@<>等)。
2)即能够进行自动丈量(用条码标尺,目前可使用三种标尺:
铝合金标尺SA-5M、玻璃纤维尺SG-3M和铟钢尺SI-3/T或SI-3),又能够进行人工读数(一般标尺)。
3)有多次丈量、自动求均匀值,统计丈量偏差功能。
4)有三种线路水平丈量模式:
后前前后、后后前前、后前。
给定丈量限差值,仪器可自动判断丈量现差,超限时提示重测,能自动计算线路闭合差等。
5)DL系列有三种记录模式:
即RAM方式,直接存在仪器内部RAM中(128K),可存大概2400组数据:
RS-232C方式,可经过电缆将丈量数据存到外接计算机或用户开发的电子手簿,进行联机及时测
量:
OFF方式,丈量结果只显示在仪器屏幕上,不进行储存。
DL系列主机内存可储存约1100个点的数据,并在前一型号DL系列基础上增添了PCMCIA卡储存功能。
目前,PCMCIA卡的容量主要有256K、512K、1M。
6)固然仪器的显示屏较小,但保留在仪器内部的丈量结果可在仪器上用SRCH键进行查阅。
7)拥有高程放样和丈量水平支点的功能。
8)当丈量键不起作用时(如光芒太暗、遮挡太多时),可输入人工丈量的高程和平距读数,以使线路水平丈量程序能持续进行。
9)有倒置标尺功能,合适于天花板、地下水平丈量。
10)DL?
系列拥有独立的测距功能可方便地用于前、后视距离丈量,精度为1Cm至5Cm
11)可用来大要测定水平角,精度到1度或1gon。
12)标尺为等间距分划,能够象查验一般水平标尺相同,查验它的分划偏差。
13)仪器有I角查验程序,在野外可方便地进行I角查验
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