测量仪器及操作.pptx
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1、第二章 测量仪器及操作2.1 水准测量的仪器和工具2.1.1 概述水准测量所使用的仪器为水准仪,工具有水准尺和尺垫。水准仪是水准测量的主要仪器,按其所能达到的精度分为水准仪是水准测量的主要仪器,按其所能达到的精度分为DS05、DS1、DS3和和DS10等几种等级。等几种等级。“D”和和“S”表示中文表示中文“大地大地”和和“水准仪水准仪”中的中的“大大”字及字及“水水”字的汉语拼音的第一个字母,通常在书写时字的汉语拼音的第一个字母,通常在书写时可省略字母可省略字母“D”,下标下标“05”、“l”、“3”及及“10”等等数字表示该类仪器的精度。数字表示该类仪器的精度。S3型和型和S10型水准仪称
2、为普通水准仪,用于国家三、四型水准仪称为普通水准仪,用于国家三、四等水准及普通水准测量,等水准及普通水准测量,S05型和型和S1型水准仪称为精密水准型水准仪称为精密水准仪,用于国家一、二等精密水准测量。仪,用于国家一、二等精密水准测量。2.1.2DS3水准仪的构造 DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。分组成。DS3水准仪水准仪DS3水准仪水准仪仪器的上部有望远镜、水准管、水准管气仪器的上部有望远镜、水准管、水准管气泡观察窗、圆水准器、目镜及物镜对光螺泡观察窗、圆水准器、目镜及物镜对光螺旋、制动螺旋、微动及微倾螺旋等。旋、制动螺旋、微动及微倾螺旋等。1.1.望远镜望远镜是用来精确瞄准远处
3、目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和和十字丝分划板组成。组成。(1 1)十字丝分划板十字丝分划板是为了瞄准目标和读数用的。十字丝分划板上丝下丝中丝竖丝(2 2)物镜对光螺旋 转动物镜对光螺旋,可使对光透镜前后移动,从而使目标影像清晰。十字丝交点与物镜光心的连线,称为视准轴CC。视准轴的延长线即为视线。当视准轴水平时,用十字丝的中丝在水准尺上截取读数。(3 3)目镜对光螺旋 转动目镜对光螺旋,可使十字丝影像清晰。2.2.水准器(2 2)管水准器(1 1)圆水准器 圆水准器内壁是一个球面,球面中心刻有一个分划圆圈,圆圈中心O O,称为圆水准器零点。(1)圆水准器)圆水准器 圆水
4、准器用于粗略整平仪器。LL气泡气泡 过零点的球面法线LLLL,称为圆水准器轴。当圆水准器气泡居中时,圆水准器轴处于铅垂位置。(2)管水准器)管水准器 管水准器(亦称水准管)用于精确整平仪器。水准管的内壁为圆弧,水准管两端各刻有数条间隔为2mm2mm的分划线,这些分划线的对称中心O O,称为水准管的零点。通过水准管零点的圆弧切线LLLL,称为水准管轴。当水准管气泡居中时,水准管轴处于水平位置。为了提高水准管气泡居中的精度,采用符合水准器。基座的作用是支承仪器的上部,并通过连接螺旋与三脚架连接。基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。3.3.基座 转动脚螺旋,可使圆水准气泡居中。2.1.3 水
5、准尺和尺垫1.1.水准尺 水准尺有塔尺和双面水准尺两种。(1 1)塔尺 塔尺是一种逐节缩小的组合尺,其长度为3 35m5m,有两节或三节连接在一起,尺的底部为零点,尺面上黑白格相间,每格宽度为1cm1cm,有的为0.5cm0.5cm,在米和分米处有数字注记。(2 2)双面水准尺 尺长为3m3m,两根尺为一对。尺的双面均有刻划,一面为黑白相间,称为黑面尺;另一面为红白相间,称为红面尺。两根尺的黑面尺尺底均从零开始,而红面尺尺底,一根从4.687m4.687m开始,另一根从4.787m4.787m开始。2.1.4水准仪的使用水准仪的使用水准仪的安置水准仪的安置安置水准仪的方法,通常是先将脚架的两条
6、腿取适当安置水准仪的方法,通常是先将脚架的两条腿取适当位置安置好,然后一手握住第三条腿作前后移动和左位置安置好,然后一手握住第三条腿作前后移动和左右摆动。一手扶住脚架顶部,眼睛注意圆水准器气泡右摆动。一手扶住脚架顶部,眼睛注意圆水准器气泡的移动,使之不要偏离中心太远。如果地面比较坚实,的移动,使之不要偏离中心太远。如果地面比较坚实,如在公路上、城镇中有铺装面的街道上等等可以不用如在公路上、城镇中有铺装面的街道上等等可以不用脚踏,如果地面比较松软则应用脚踏实,使仪器稳定。脚踏,如果地面比较松软则应用脚踏实,使仪器稳定。当地面倾斜较大时,应将三脚架的一个脚安置在倾斜当地面倾斜较大时,应将三脚架的一
7、个脚安置在倾斜方向上,将另外两个脚安置在与倾斜方向垂直的方向方向上,将另外两个脚安置在与倾斜方向垂直的方向这样可以使仪器比较稳固。这样可以使仪器比较稳固。水准仪的操作:粗平水准仪的操作:粗平照准照准精平精平读数读数 1 1、粗略粗平、粗略粗平 粗平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡导致居中。粗平工作是用脚螺旋将圆水准器的气泡导致居中。方法如下:用两手分别以相对方向转动两个脚螺旋,此时方法如下:用两手分别以相对方向转动两个脚螺旋,此时气泡移动方向与左手大拇指旋转时的移动方向相同,如图气泡移动方向与左手大拇指旋转时的移动方向相同,如图(a a)所示。然后再转动第三个脚螺旋使气泡居中,见图)所示。然后再
8、转动第三个脚螺旋使气泡居中,见图(b b)。实际操作时可以不转动第三个脚螺旋,而以相同)。实际操作时可以不转动第三个脚螺旋,而以相同方向同样速度转动原来的两个脚螺旋使气泡居中,如图方向同样速度转动原来的两个脚螺旋使气泡居中,如图(C C)所示。在操作熟练以后,不必将气泡的移动分解为)所示。在操作熟练以后,不必将气泡的移动分解为两步,而可以转动两个脚螺旋直接导致气泡。两步,而可以转动两个脚螺旋直接导致气泡。2 2、照准水准尺、照准水准尺 在用望远镜瞄准目标之前,必须先将十在用望远镜瞄准目标之前,必须先将十字丝调至清晰。瞄准目标应首先使用望远字丝调至清晰。瞄准目标应首先使用望远镜面的瞄准器,在基本
9、瞄准水准尺后立即镜面的瞄准器,在基本瞄准水准尺后立即用制动螺旋将仪器制动。若望远镜内已经用制动螺旋将仪器制动。若望远镜内已经看到水准尺,但成象不清晰,可以转动调看到水准尺,但成象不清晰,可以转动调焦螺旋至成象清晰,注意消除焦螺旋至成象清晰,注意消除视差视差。最后。最后用微动螺旋转动望远镜使十字丝的竖丝对用微动螺旋转动望远镜使十字丝的竖丝对准水准尺的中间稍偏一点以便读数。准水准尺的中间稍偏一点以便读数。3 3、精平、精平 读数之前应用微倾螺旋调整水准管气泡居中,使视线读数之前应用微倾螺旋调整水准管气泡居中,使视线精确水平。由于气泡的移动有惯性,所以转动微倾螺旋的精确水平。由于气泡的移动有惯性,所
10、以转动微倾螺旋的速度不能快,特别在符合水准器的两端气泡影象将要对齐速度不能快,特别在符合水准器的两端气泡影象将要对齐的时候尤应注意。只有当气泡已经稳定不动而又居中的时的时候尤应注意。只有当气泡已经稳定不动而又居中的时候才达到精平的目的。候才达到精平的目的。4 4、读数、读数 仪器已经精平后即可在水准尺上读数。为了保证读数仪器已经精平后即可在水准尺上读数。为了保证读数的准确性,并提高读数的速度,可以首先看好厘米的估读的准确性,并提高读数的速度,可以首先看好厘米的估读数(即毫米数),然后再将全部读数报出。一般习惯上是数(即毫米数),然后再将全部读数报出。一般习惯上是报四个数字,即米、分米、厘米、毫
11、米,并且以毫米为单报四个数字,即米、分米、厘米、毫米,并且以毫米为单位,例如位,例如1.3671.367m m或读或读13671367四个字,四个字,2.0002.000m m或读或读20002000,0.0680.068m m或读或读00680068。这对于观测、记录及计算工作都有一定。这对于观测、记录及计算工作都有一定的好处,可以防止不必要的误会和错误。的好处,可以防止不必要的误会和错误。2.2 2.2 角度测量仪器角度测量仪器2.2.1 概述光学经纬仪的类型很多,按其精度划可分为光学经纬仪的类型很多,按其精度划可分为DJDJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6、DJD
12、J1515等级系列。等级系列。D:D:大地测量;大地测量;J:J:经纬仪经纬仪,汉语拼音第一个字汉语拼音第一个字母。母。“07”“07”、“1”“1”、“2”“2”等阿拉伯数字代表该等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标,数字愈小,精度愈高。仪器的精度指标,数字愈小,精度愈高。这里重点介绍这里重点介绍DJ6DJ6级光学经纬仪的构造和使级光学经纬仪的构造和使用方法。用方法。2.2.1DJ6光学经纬仪基座、照准部、水平度盘、读数装置基座、照准部、水平度盘、读数装置基座基座照准部照准部1.1.基座基座脚螺旋用于整平仪器脚螺旋用于整平仪器 基座上有三个脚螺旋,用于整平仪器。基座上有三个脚螺旋,用于整平仪器。
13、基座上还有一个轴座固定螺旋,用于控制照准部和基座之间的基座上还有一个轴座固定螺旋,用于控制照准部和基座之间的衔接,使用仪器时,衔接,使用仪器时,切勿松开轴座固定螺旋,以免照准部与基切勿松开轴座固定螺旋,以免照准部与基座分离而坠落。座分离而坠落。基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部2.2.照准部照准部照准部照准部(水平水平)制动、微动制动、微动望远镜望远镜(竖直竖直)制动、微动制动、微动圆水准器圆水准器 8 8/2mm/2mm;管水准器管水准器30 30 /2mm/2mm望远镜:倒像,望远镜:倒像,2626 3030倍,倍,目镜调焦,物镜调焦,目镜调焦,物镜调焦,粗瞄准器,十字丝粗瞄准器,十字丝
14、读数显微镜读数显微镜竖盘部分竖盘部分光学对点器光学对点器复测扳手或度盘变换器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝望远镜十字丝3.水平度盘3.3.水平度盘水平度盘水平度盘由光学玻璃制成水平度盘由光学玻璃制成 它是由光学玻璃制成的圆环,它是由光学玻璃制成的圆环,环上刻有环上刻有00360360的分划线,的分划线,在整度分划线上标有注记,并按在整度分划线上标有注记,并按顺时针方向注记,两相邻分划线顺时针方向注记,两相邻分划线间的弧长所对圆心角,称为度盘间的弧长所对圆心角,称为度盘分划值,通常为分划值,通常为1 1或或3030。仪器整平,水平度盘水平;仪器整平,水平度盘水平;水平度盘与照准部相互脱离。水
15、平度盘与照准部相互脱离。0901802700901802704.DJ6经纬仪的读数装置和度数方法光光学学经经纬纬仪仪上上的的水水平平度度盘盘和和竖竖直直度度盘盘的的最最小小度度盘盘分分划划值值一一般般均均为为1或或30,度度盘盘上上小小于于度度盘盘分分划划值值的的读读数数要要利利用用测测微微器器读读出出,DJ6型型光光学学经经纬纬仪仪一一般般采采用分微尺测微器。用分微尺测微器。J6光学经纬仪读数J6J6光学经纬仪读数光学经纬仪读数度盘上度盘上1 1度分划的间隔度分划的间隔 经放大后,与分微尺全经放大后,与分微尺全 长相等。长相等。分微尺全长分分微尺全长分6060格,因格,因 此其此其最小格值为
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