工程测量电子教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学工工 程程 测测 量量 学学 第四章第四章 工程测量仪器与方法工程测量仪器与方法第1页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学2第四章第四章 工程测量仪器与方法工程测量仪器与方法主要内容:主要内容:工程测量中,进行长度和偏距、角度和方向、工程测量中,进行长度和偏距、角度和方向、高程和倾斜、准直、坐标等测量仪器及其测量高程和倾斜、准直、坐标等测量仪器及其测量方法方法重点:重点:专用仪器专用仪器特殊方法特殊方法 中国地质大学中国地质大学 工程学院工程学院 工程测量学工程测量学第2页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测
2、量角度测量 角度是几何测量基本元素,包含角度是几何测量基本元素,包含水平角水平角和和垂直角垂直角。角度测量仪器主要是经纬仪,分为光学角度测量仪器主要是经纬仪,分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类。经纬仪和电子经纬仪两大类。第3页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量一、光学经纬仪基本结构一、光学经纬仪基本结构 基本结构主要包含照准部(望基本结构主要包含照准部(望远镜)、读数装置(含水平度盘、远镜)、读数装置(含水平度盘、垂直度盘)、安平设备及基座和垂直度盘)、安平设备及基座和对点器等。对点器等。我国光学经纬仪系列分为我国光学经纬仪系列分为J07、J1、J2、J6等
3、型号,等型号,J为经纬仪汉为经纬仪汉语拼音第一个字母,下标表示仪语拼音第一个字母,下标表示仪器精度指标。器精度指标。第4页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量二、水平角观察二、水平角观察 对仪器进行对仪器进行“对中对中”和和“整平整平”;盘左,粗略瞄准一个目标;盘左,粗略瞄准一个目标;仔细对光,消除视差;仔细对光,消除视差;准确瞄准目标,取水平度盘读数;准确瞄准目标,取水平度盘读数;不动调焦镜,盘右,准确瞄准目标,取不动调焦镜,盘右,准确瞄准目标,取水平度盘读数;水平度盘读数;对于下一个目标,重复上述操作。对于下一个目标,重复上述操作。第5页 中国地质大学中
4、国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量三、垂直角观察三、垂直角观察 三丝法垂直角观察详细操作程序:三丝法垂直角观察详细操作程序:盘左,按上、中、下三根水平丝次序依次照盘左,按上、中、下三根水平丝次序依次照准同一目标各一次,并分别读竖盘读数;准同一目标各一次,并分别读竖盘读数;盘右,同上一样观察;盘右,同上一样观察;分别计算三根水平丝所测得指标差和垂直角,分别计算三根水平丝所测得指标差和垂直角,并取垂直角平均值作为一个目标一测回之值。并取垂直角平均值作为一个目标一测回之值。若仅使用中间水平丝进行观察,则称为若仅使用中间水平丝进行观察,则称为“中中丝法丝法”第6页 中国地质大学中
5、国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量五、目标照准自动化(基本原理)带带ATR望远镜结构示意图望远镜结构示意图第7页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量五、目标照准自动化五、目标照准自动化 在角度测量时,在角度测量时,ATR自动识别并照准目标主自动识别并照准目标主要有三个过程:要有三个过程:目标搜索过程目标搜索过程目标照准过程目标照准过程测量过程测量过程第8页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量六、全自动陀螺经纬仪六、全自动陀螺经纬仪 经纬仪与陀螺仪配合使用,成为陀螺经纬仪。当前,自经纬仪与陀螺仪配合使用
6、,成为陀螺经纬仪。当前,自动化陀螺经纬仪主要产品有德国威斯特发伦采矿联合企业动化陀螺经纬仪主要产品有德国威斯特发伦采矿联合企业Gyromat和日本索佳企业(和日本索佳企业(SOKKIA)AGP1等。等。GYROMATAGP1第9页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量六、全自动陀螺经纬仪 陀螺经纬仪基本结构自动定向原理注:注:陀螺马达陀螺马达灵敏部灵敏部悬挂带悬挂带第10页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量六、全自动陀螺经纬仪六、全自动陀螺经纬仪测量步骤测量步骤将仪器安置到三脚架上并准确对中、整平;将仪器安置到三脚架上并准
7、确对中、整平;连接陀螺仪与经纬仪之间数据通信电缆;连接陀螺仪与经纬仪之间数据通信电缆;经纬仪开机,陀螺仪开机;经纬仪开机,陀螺仪开机;开启测量程序进行定向测量;开启测量程序进行定向测量;将仪器从任意初始位置步进测量自动实现概略寻北;将仪器从任意初始位置步进测量自动实现概略寻北;测定测前悬带零位;测定测前悬带零位;仪器预定向,使概略指北方向在仪器预定向,使概略指北方向在0.05g0.05g(2 2 4242)按积分测量准确定向,并显示照准部零位与真北方向偏角。按积分测量准确定向,并显示照准部零位与真北方向偏角。经纬仪照准测线目标,盘左、盘右观察两测回,将结经纬仪照准测线目标,盘左、盘右观察两测回
8、,将结果输入到陀螺仪中,即可计算并显示测线方位角。果输入到陀螺仪中,即可计算并显示测线方位角。第11页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.1 角度测量角度测量六、全自动陀螺经纬仪六、全自动陀螺经纬仪 测角装置采取测角装置采取TDA5005全站仪,还全站仪,还实现了目标自动跟踪功效。实现了目标自动跟踪功效。国产国产TDA5005+Y/JTG-1陀螺经纬仪陀螺经纬仪第12页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量 距离是几何测量基本元素,距离测量距离是几何测量基本元素,距离测量方法主要有三种:方法主要有三种:直接丈量直接丈量间接视距测量间接视距测量物
9、理测距物理测距第13页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量一、钢尺量距(钢尺尺长方程式)一、钢尺量距(钢尺尺长方程式)钢尺量距普通包含以下几方面工作:钢尺量距普通包含以下几方面工作:二、电磁波测距二、电磁波测距 电磁波测距是经过测定电磁波在待测距离上往返传输电磁波测距是经过测定电磁波在待测距离上往返传输时间,利用以下基本公式来计算待测距离。时间,利用以下基本公式来计算待测距离。定线定线量距量距测量定向桩之间高差测量定向桩之间高差结果整理结果整理第14页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量二、电磁波测距二、电磁波测距特点:特
10、点:相位式测距是经过测量调制波在测线上往返传输所产相位式测距是经过测量调制波在测线上往返传输所产生相位移间接地测定电磁波在测线上往返传输时间。生相位移间接地测定电磁波在测线上往返传输时间。相位式测距原理相位式测距原理相位式测距原理:相位式测距原理:第15页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量二、电磁波测距二、电磁波测距 电磁波测距仪分类电磁波测距仪分类按载波分:光波测距仪、微波测距仪和多载波测距仪;按载波分:光波测距仪、微波测距仪和多载波测距仪;按测程分:短程测距仪(按测程分:短程测距仪(2km)、中程测距仪()、中程测距仪(27km)、远程测距仪(远程测距
11、仪(715km)和超远程测距仪)和超远程测距仪;按精度分:超高精度测距仪、高精度测距仪、普通精度测距按精度分:超高精度测距仪、高精度测距仪、普通精度测距仪;仪;按测距方式分:脉冲式测距仪(按测距方式分:脉冲式测距仪(测程远但精度低测程远但精度低)、相位式测相位式测距仪距仪(测程较短但精度高测程较短但精度高)和混合式测距仪和混合式测距仪第16页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量二、电磁波测距二、电磁波测距电磁波测距仪使用(电磁波测距仪使用(P73)测距仪普通由照准头、控制器、电源和反射器四部分测距仪普通由照准头、控制器、电源和反射器四部分组成,普通与经纬仪连
12、接使用。各种型号电磁波测距仪结组成,普通与经纬仪连接使用。各种型号电磁波测距仪结构不一样,操作方法也有差异,使用时应严格按照说明书构不一样,操作方法也有差异,使用时应严格按照说明书进行操作。进行操作。仪器加常数和乘常数更正仪器加常数和乘常数更正 Dc=a DR=b*D气象更正气象更正倾斜更正倾斜更正第17页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量三、双频激光干涉测距三、双频激光干涉测距第18页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学 4.2 距离测量距离测量 三、双频激光干涉测距三、双频激光干涉测距 干涉仪、测距仪反射镜干涉仪、测距仪反射镜用双频激光干涉
13、仪检定测距仪用双频激光干涉仪检定测距仪第19页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.2 距离测量距离测量四、偏距测量四、偏距测量尼龙丝准直系统系统尼龙丝准直系统系统 由三部分组成:尼龙丝,带有探测器尺子及由三部分组成:尼龙丝,带有探测器尺子及控制装置。控制装置。激光准直系统激光准直系统 该系统由一带有专门光学系统激光源及一台该系统由一带有专门光学系统激光源及一台差示光电管接收机组成。差示光电管接收机组成。第20页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.3 高程测量高程测量一、几何水准测量一、几何水准测量电子水准仪基本结构电子水准仪基本结构 基本结构由光学机械部分、自动
14、安平赔偿装置和电子基本结构由光学机械部分、自动安平赔偿装置和电子设备组成。电子设备主要包含:调焦编码器、光电传感器设备组成。电子设备主要包含:调焦编码器、光电传感器(即线阵(即线阵CCD器件)、读数电子元件、单片微处理机、接器件)、读数电子元件、单片微处理机、接口(外部电源和外部存放统计)、显示器件、键盘以及影像口(外部电源和外部存放统计)、显示器件、键盘以及影像数据处理软件等,标尺采取条形码标尺供电子测量使用。数据处理软件等,标尺采取条形码标尺供电子测量使用。第21页 中国地质大学中国地质大学 工程测量学工程测量学4.3 高程测量高程测量一、几何水准测量一、几何水准测量徕卡徕卡DNA03/1
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