水利水電工程師知識點：測量儀器的使用考點

一、常用測量儀器及其作用

水利水電工程施工常用的測量儀器有水準儀、經(jīng)緯儀、電磁波測距儀、全站儀、全球定位系統(tǒng)(GPS)等。

(一)水準儀分類及作用

水準儀按精度不同可分為普通水準儀和精密水準儀，國產(chǎn)水準儀按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程測量中一般使用DS3型微傾式普通水準儀，D、S分別為“大地測量”和“水準儀”的漢語拼音第一個字母，數(shù)字3表示該儀器精度，即每公里往返測量高差中數(shù)的偶然中誤差為±3mm。另外還有自動安平水準儀、數(shù)字水準儀等。

水準儀用于水準測量，水準測量是利用水準儀提供的一條水平視線，借助于帶有分劃的尺子，測量出兩地面點之間的高差，然后根據(jù)測得的高差和已知點的高程，推算出另一個點的高程。

(二)經(jīng)緯儀分類及作用

經(jīng)緯儀按精度不同可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音第一個字母，數(shù)字07、1、2、6、10表示該儀器精度。按讀數(shù)裝置不同可分為兩類：測微尺讀數(shù)裝置;單平板玻璃測微器讀數(shù)裝置。

經(jīng)緯儀是進行角度測量的主要儀器。它包括水平角測量和豎直角測量，水平角用于確定地面點的平面位置，豎直角用于確定地面點的高程。另外，經(jīng)緯儀也可用于低精度測量中的視距測量。

(三)電磁波測距儀分類及作用

電磁波測距儀按其所采用的載波可分為：用微波段的無線電波作為載波的微波測距儀;用激光作為載波的激光測距儀;用紅外光作為載波的紅外測距儀，后兩者又統(tǒng)稱為光電測距儀。

電磁波測距儀是用電磁波(光波或微波)作為載波傳輸測距信號，以測量兩點間距離的。一般用于小地區(qū)控制測量、地形測量、地籍測量和工程測量等。

(四)全站儀及其作用

全站儀是一種集自動測距、測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能于一體的自動化、數(shù)字化及智能化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。

全站儀的功能是測量水平角、天頂距(豎直角)和斜距，借助于機內(nèi)固化的軟件，可以組成多種測量功能，如可以計算并顯示平距、高差以及鏡站點的三維坐標，進行偏心測量、懸高測量、對邊測量、面積計算等。

(五)全球定位系統(tǒng)(GPS)

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)是擁有在海、陸、空全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS具有全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點。在大地測量、城市和礦山控制測量、建筑物變形測量、水下地形測量等方面得到廣泛的應(yīng)用。

二、常用測量儀器的使用

(一)水準儀的使用

1.微傾水準儀的使用步驟包括安置儀器和粗略整平(簡稱粗平)、調(diào)焦和照準、精確整平(簡稱精平)和讀數(shù)。

(1)安置水準儀和粗平。先選好平坦、堅固的地面作為水準儀的安置點，然后張開三腳架使之高度適中，架頭大致水平，再用連接螺旋將水準儀固定在三腳架頭上，將架腿的腳尖踩實。調(diào)整三個腳螺旋，使圓水準氣泡居中稱為粗平。

(2)調(diào)焦和照準。水準儀整平后，將望遠鏡對著明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰;用望遠鏡的準星和照門瞄準水準尺，然后旋緊制動螺旋固定望遠鏡;轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，待水準尺成像清晰后，再轉(zhuǎn)動水平微動螺旋，使十字絲豎絲照準水準尺;瞄準目標后，眼睛可在目鏡處作上下移動，如發(fā)現(xiàn)十字絲與目標影像有相對移動，讀數(shù)隨眼睛的移動而改變，說明有視差;產(chǎn)生視差的原因是目標影像與十字絲分劃板不重合，它將影響讀數(shù)的正確性;必須消除視差，辦法是先調(diào)目鏡調(diào)焦螺旋看清十字絲，再繼續(xù)仔細地轉(zhuǎn)動物鏡調(diào)焦螺旋，直至尺像與十字絲平面重合。

(3)精平。轉(zhuǎn)動微傾螺旋，同時察看水準管氣泡觀察窗，當符合水準泡成像吻合時，表明已精確整平。

(4)讀數(shù)。當符合水準氣泡居中時，立即根據(jù)十字絲中絲在水準尺上讀數(shù)。不論使用的水準儀是正像或是倒像，讀數(shù)總是由注記小的一端向大的一端讀出。通常讀數(shù)保留四位數(shù)。

2.精密水準儀的操作程序。與一般DS3水準儀基本相同，不同之處是精密水準儀是采用光學(xué)測微器測出不足一個分格的數(shù)值。作業(yè)時，先轉(zhuǎn)動微傾螺旋，使望遠鏡視場左側(cè)的符合水準管氣泡兩端的影像符合，保證視線水平。再轉(zhuǎn)動測微輪，使十字絲上楔形絲精確地夾住整分劃，讀取該分劃線讀數(shù)。

3.自動安平水準儀操作程序：粗平一照準一讀數(shù)。

4.數(shù)字水準儀操作程序，與自動安平水準儀基本一樣，但數(shù)字式水準儀能自動觀測和記錄，并將測量結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來。

(二)經(jīng)緯儀的使用

經(jīng)緯儀的使用包括對中、整平、照準和讀數(shù)四個操作步驟。 ′

1.對中和整平

有用垂球?qū)χ屑敖?jīng)緯儀整平的方法和用光學(xué)對中器對中及經(jīng)緯儀整平的方法。

(1)用垂球?qū)χ屑敖?jīng)緯儀整平的方法

● 垂球?qū)χ?。先打開三腳架放在測站上，腳架長度要適當，以便于觀測;三腳架架頭應(yīng)大致水平。把腳架上的連接螺旋放在架頭中心位置，掛上垂球，移動腳架使垂球尖概略對準測站點，同時保持腳架頭大致水平。從箱中取出儀器放到三腳架上，旋緊連接螺旋使儀器與腳架連接。此時再細心觀察垂球是否偏離標志中心，如偏離可略放松連接螺旋，在架頭上平移儀器，使垂球尖準確對準測站點，再旋緊連接螺旋。

●整平。先轉(zhuǎn)動儀器照準部，使水準管平行于任意兩個腳螺旋連線，轉(zhuǎn)動這兩個腳螺旋使氣泡居中;然后將儀器照準部旋轉(zhuǎn)90°，旋轉(zhuǎn)第三個腳螺旋，使氣泡居中。按上述方法反復(fù)進行幾次，直到儀器旋到任何位置，氣泡都居中時為止。

(2)用光學(xué)對中器對中及經(jīng)緯儀整平的方法

● 目估初步對中，并使三腳架架頭大致水平;

● 轉(zhuǎn)動和推拉對中器目鏡調(diào)焦，使地面標志點成像清晰，且分劃板上中心圓圈也清晰可見;

● 轉(zhuǎn)動儀器腳螺旋，使地面標志點影像位于圓圈中心;

● 伸縮調(diào)節(jié)三腳架架腿，使圓水準器氣泡居中;

● 按用垂球安置儀器的整平方法進行精確整平;

●檢查光學(xué)對中器，此時若標志點位于圓圈中心則對中、整平完成，若仍有偏差，可稍松動連接螺旋，在架頭上移動儀器，使其準確對中，然后重新進行精確整平，直到對中和整平均達到要求為止。

2.照準

(1)目鏡調(diào)焦：將望遠鏡對向明亮的背景，轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰。

(2)粗瞄目標：松開望遠鏡水平、豎直制動螺旋，通過望遠鏡上的粗瞄器對準目標，然后擰緊制動螺旋。

(3)物鏡調(diào)焦：轉(zhuǎn)動望遠鏡物鏡調(diào)焦螺旋，使目標成像清晰。注意消除視差現(xiàn)象。

(4)準確瞄準目標：轉(zhuǎn)動水平微動及豎直微動螺旋，使十字絲豎絲與目標成像單線平分或雙絲夾準，并且使十字絲交點部分對準目標的底部。

3.讀數(shù)

打開反光鏡，調(diào)整其位置，使讀數(shù)窗內(nèi)進光明亮均勻，然后進行讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦，使讀數(shù)窗內(nèi)分劃清晰，進行讀數(shù)。電子經(jīng)緯儀可在屏幕上直接讀數(shù)。

(三)電磁波測距儀的使用

1.為測量A、B兩點的距離D，先在A點安置經(jīng)緯儀，對中整平，然后將測距儀安置在經(jīng)緯儀望遠鏡的上方。

2.在B點安置反射器。

3.瞄準反射器。

4.設(shè)置單位、棱鏡類型和比例改正開關(guān)在需要的位置。

5.距離測量。

6.運用鍵盤除可以實現(xiàn)上述測距外，還可通過輸入有關(guān)數(shù)據(jù)計算平距、高差和坐標增量。

(四)全站儀的使用

全站儀放樣模式有兩個功能，即測定放樣點和利用內(nèi)存中的已知坐標數(shù)據(jù)設(shè)置新點，如果坐標數(shù)據(jù)未被存入內(nèi)存，則也可從鍵盤輸入坐標。放樣步驟如下：

1.選擇數(shù)據(jù)采集文件，使其所采集數(shù)據(jù)存儲在該文件中。

2.選擇坐標數(shù)據(jù)文件，可進行測站坐標數(shù)據(jù)及后視坐標數(shù)據(jù)的調(diào)用。

3.設(shè)置測站點。

4.設(shè)置后視點，確定方位角。

5.輸入所需的放樣坐標，開始放樣。