精密工程测量复习资料样本.doc

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1, 精密工程测量的定义
定义1: 主要是研究地球空间中具体几何实体的精密测量描绘和抽象几何实体的精密测设实现的理论、 方法和技术。

定义2: 凡是采用一般的、 通用的测量仪器和方法不能满足工程对测量或测设精度要求的测量, 统称精密工程测量。

2, 精密工程测量的特点
精度要求、 测量方法、 仪器设备、 服务范围
1、 精度要求高, 1mm~2mm, 亚毫米级, 相对测量精度1×10-6 。
2、 服务对象规模大、 结构复杂、 构件多、 测量困难多、 难度大。
3、 最新仪器设备, 性能高、 稳定性强、 自动化程度高, 可遥控或自动跟踪测量。
4、 服务领域宽, 应用范围广。
3, 精密工程测量的发展
精密工程测量的发展方向
1) 新理论、 新方法的研究
2) 减少环境等外界各因素影响的研究
3) 现代测绘信息处理方法的研究
4) 专用精密测量仪器的研究
4, 角度测量误差有哪些

瞄准误差
目标偏心误差
仪器对中误差
度盘刻划误差
竖轴倾斜误差
横轴倾斜误差
视准轴误差
视准轴不垂直横轴或偏移
横轴与竖轴不垂直
竖轴不铅垂
度盘刻划不均匀
仪器中心偏离测站点中心
照准标志中心偏离目标点中心
十字丝偏离了瞄准标志中心
环境条件影响
仪器误差
观测误差
5, 精密角度测量的特殊观测方法
1工程需要所限, 边长和角度有时相差悬殊。
2某测站上, 有多个观测方向, 按设计需要测几个测回, 但因边长相差大, 若采用测回法或方向观测法, 调焦次数太多, 会影响观测精度。
3测回法和方向法交互应用: 一个测站上按方向正倒镜连续测量。每个方向单独进行正倒镜连续测几个测回, 由观测结果得出每个方向的观测值。
4例: 秦山核电站, 测角中误差达±0.1〃。
5、 干涉法测距的种类。
相对干涉测距、 绝对干涉测距、 微分绝对干涉测距和双频激光干涉测距\
6、 ME5000测距仪的标称精度。
标称精度: 0.2mm+0.2× 10-6D,
7、 TCA 全站仪的标称精度、 三大特点
标称测角精度是±0.5″, 标称测距精度为(1mm+1×10-6D)mm
1） 动态角度扫描系统
2） 三轴自动补偿功能
3) 动态频率校正
8、 精密水准测量等级及精度规定

9、 数字水准仪原理
利用仪器内部的补偿器自动调平, 将在一定范围内的倾斜视线自动调整到水平位置, 将水准标尺上的某一尺段条纹编码成像在望远镜中, 再经过控制面板上的按钮用CCD传感器测量影像, 获得仪器的水平视线高的读数及仪器至标尺的距离, 经过光电二极管阵列处理转为测量数据, 在显示器上显示, 同时自动记录在PC卡或内容存储器上。

10、 数字水准仪i角的两种含义
光学i角: 经过物镜光心的水平入射光线与这条水平光线经过补偿器补偿后的准绝对水平视线之间的夹角。
电子i角: 经过望远镜光心的水平光线与这条水平光线经过补偿器到CCD传感器参考点水平视线间的夹角。

11、 数字水准仪电子i角的检定方法
光学i角的检定和校正方法同自动安平水准仪i角的: 野外法、 室内平行光管法
电子i角的检定和校正 1) 费式法2) 李式法3) 库式法

12、 精密水准测量的实施　2) 3) 5) 6)
1) 为何要保持前后视距相等?
消除i角误差、 调焦镜运行误差、 大气折光误差
2） 如何保持标尺读数与时间和空间的对称?
对称法: 一对奇偶测站, 后前前后、 前后后前, 视距－中丝、 中丝－视距。
消除与空间和时间有关的前后影响相同的误差: 大气折射因空气梯度变化产生的改变, i角因气温变化发生的改变等

3) 为何要使每个测段的站数为偶数?
往返测, 测站数均为偶数, 往测转返测时, 水准尺互换位置, 前视、 后视读数顺序也作相应改变, 以消除两水准尺零点不等差对观测高差的影响。
4) 精密水准测量中为何要保持一定的视线长度, 精密水准测量最佳的视线长度是多少?
水平视线接近地面的折光差, 与视线经过的空气温度梯度和视线长度的平方成正比。
视线越短, 精度越高, 但会增加测站数, 增大与测站数有关的误差。
为削弱地面折光差和观测误差影响, 精密水准测量视线长度在30m左右为宜。

13、 跨越障碍物高程传递方法分类及适用条件

14、 测距三角高程法跨江跨海高程传递
适用于障碍物两端设站高差超过2m, 水平视线上、 下两照准标志无法在水准标尺上设置时。
方法一
两台全站仪对向观测
测定偏离水平视线标志的倾角
测量测站至标志的距离
计算两岸站点间的高差
增加2条观测线以增加多余观测, 测量6条边,
) 方法二
适用于跨越障碍3500m以上, 对两岸高差大小和环境没有严格要求情况等多种条件的高程传递。
两台同型号全站仪, 仪器顶部架设反射棱镜。
距离: 两岸同时对向观测, 每次观测3测回, 每测回读4个数。
垂直角: 两岸同时对向观测, 每次观测3测回。
关键: 测量仪器高和觇标高。两次量高互差<2mm。

15、 测距仪高程传递
红外测距仪
激光测距仪: 适用于滴水多、 雾浓、 红外光吸收强时
光程长、 高差、 高程

独立进行两次。
16、 激光经纬仪水平定向的一般方法
1) 准备。安置仪器, 接上电源, 在望远镜前套装波带板。
( 2) 瞄准。先照准已知点方向, 记录盘读数, 照准定向目标, 打开电源, 激光发射, 从望远镜射出一束光。
( 3) 定向。转动望远镜螺旋, 使激光聚焦点落点为定向点, 读取度盘上读数, 计算定向方位角。

17、 激光铅垂仪的定向方法
可在基坑底部中心点浇筑固定支架, 将仪器安设其上。
施测时, 在工作平台中央安置接收靶, 打开激光光源, 使激光束向上射出, 调节望远镜调焦螺旋, 使接收靶得到清晰的接收光斑, 然后整平仪器, 使竖轴垂直。
此时, 绕竖轴旋转仪器, 光斑中心始终在同一点或画一个小圆。
接收靶处的观测员记录激光光斑中心在接收靶上的位置, 随着铅垂仪绕竖轴旋转, 光斑中心移动轨迹为一个小圆, 小圆中心即铅垂仪投射位置。
根据此中心位置可直接测出滑模中心偏离值
18、 自动导向系统导向精度分析
对平面定位, 由导线精度公式知, 四台仪器布置的自动导向系统, 以等边直伸导线计算, 最远点P5的点位横向中误差
对竖直方向定位, 按对向观测三角高程精度估算公式估算, 不计仪器高和目标高测定误差, 一个250m的测段的高差测定中误差
19、 何为精密准直测量? 有哪些测量方法?
是研究测定某一方向上点位相对基准线偏离量的测量方法。这种偏离量是指待测点偏离基准线的垂直距离或到基准所构成的垂直基准面的偏离值, 称为偏距或垂距。
常见的测量方法有小角法测量、 活动觇牌法、 机械法、 分段视准线法、 激光准直法等。
20、 准直方法分类及其适用条件
21、 小角法精密准直测量原理及精度分析

22、 引张线法
机械法又称引张线法, 引张线法是在在两个已定的基准点间吊挂钢丝或尼龙丝, 构成基准线, 利用测尺游标、 投影仪或传感器, 测量中间的待测点偏离基准线( 或引张线) 的偏距。

23、 正垂线法
观测方法:
多点观测法: 利用同一垂线, 在不同高程位置上安置垂线观测仪或遥测装置测定各测点与此垂线的相对位移值。
多点夹线法: 将垂线坐标仪只设置在最低的观测墩上, 在各测点处埋设活动线夹, 测量时, 自上而下依次在各测点上用活动线夹夹住垂线, 同时在观测墩上用垂线坐标仪读取各测点对应的垂线读数, 其限差为±0.3mm, 两测回间互差不大于0.3mm。
用于各高程面处水平位移监测、 挠度观测和倾斜测量等。

24、 倒垂线法
倒垂线法: 利用钻孔将垂线(直径1mm左右不锈钢丝)一端连接锚块深埋到基岩中, 从而提供在基岩下一定深度的基准点, 垂线另一端与浮体箱连接, 垂线在浮力作用下被拉紧, 始终静止于铅直位置, 形成一条铅直基准线。
原理: 倒垂位置与工作基准点相对应, 利用安置在工作基点观测墩上的垂线坐标仪, 同时测定工作基点相对于倒垂线的坐标值, 可比较不同周期或时间的坐标, 以求得工作基点的偏移值。
用于建筑物基础变形监测, 锚块埋设于地下很深基岩内, 稳定性好, 可作为多种变形监测系统的基准。
25、 精密设备安装和检校测量的任务
根据设计和工艺要求, 将设备或构件按精度要求和工艺流程需要精确安置到设计位置, 同时在设备安装调试和运转过程中进行必要的检测、 校准等工作。
高能粒子加速器、 核电站反应堆内部环形吊车、 压力容器、 主泵、 蒸发器安装, 大型水轮发电机组安装调试, 民用客机整体安装和飞船对接等。
26、 点位精密放样的方法
角边交会法
全站仪坐标法
铅垂线放样法
27、 三维工业测量
对大型机械和设备, 根据规定的精度和工艺流程将其安置到设计的位置、 轴线、 曲面上, 同时在设备运转过程中进行必要的检测和校准。
28、 铅垂线放样方法
1) 经纬仪弯管目镜法
利用视准轴的准直原理, 在观测前卸下经纬仪的目镜, 装上弯管目镜, 使望远镜的视线指向天顶。观测时, 使照准部每旋转90度向上投一点, 这样可得四个对称点, 此四点几何中心即铅垂线点。
2) 光学铅垂仪法
专门用于放样铅垂线的常见垂直仪器。有上、 下两个目镜和两个物镜, 可向上或向下作垂直投影, 且操作简便, 垂直精度为1/40000。
3) 激光铅垂仪法
利用激光的高强度和方向性强特征, 采用He-Ne气体激光。高精度激光铅垂仪可同时向上和向下发射垂直激光, 可很直观地找到垂直激光点, 垂直精度为1/30000。
29、 测量机器人的定义
测地机器人, 是一种能代替人进行自动搜索、 跟踪、 辨识和精确照准目标并获取角度、 距离、 三维坐标及影像等信息的智能型全站仪。
30、 GPS自动监测系统

31、 测量机器人变形监测系统
基于一台测量机器人, 配合照准棱镜等合作目标的变形监测系统, 可实现全天候、 无人操作的自动监测。
实质: 自动极坐标测量系统, 分基准点、 参考点、 监测点、 控制中心四部分。