测量仪器及平差培训

技术质量系统工程测量岗位技能培训Page2培训内容简介一仪器的检验与校正1）水准仪的检验与校正2）全站仪的检验与校正二误差理论与平差基础三控制测量基础知识Page3仪器的检验与校正仪器校验周期的相关要求有条件的一月一次；没条件至少三个月要校正一次。仪器第一次使用之前；进行精密测量之前；长途运输之后；长期使用前后；温度变化超过10°C。仪器出现碰撞，受潮等情况应立即送修。Page4仪器的检验与校正水准仪电子水准仪光学水准仪器自动安平水准仪微倾式水准仪自动安平水准仪是指在一定倾斜范围内，利用补偿器自动获取视线水平时水准标尺读数的水准仪。自动安平补偿器代替管状水准器，在仪器微倾时补偿器受重力作用相对于望远镜筒移动，使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。自动安平的补偿可通过悬吊十字丝，在物镜至十字丝的光路中安置补偿器，和在常规水准仪的物镜前安装单独的补偿附件等3个途径实现。水准仪的分类与自动安平原理Page5仪器的校检自动安平水准仪的主要结构仪器的校检CCLLVVL'L'CCLLVVL'L'圆水准器竖轴仪器旋转轴望远镜视准轴水平方向应满足的几何关系：水平视线LL∥视准轴CC圆水准轴L’L’∥竖轴VV横丝要水平（即：⊥VV）Page6仪器的检验与校正2、校验望远镜十字丝（望远镜十字丝与仪器旋转轴垂直的检验与校正）4、检验补偿棱镜功能是否正常3、i角检验（水平视线与望远镜视准轴平行的检验与校正）1、校验圆水准器（圆水准器的水准轴与仪器旋转轴平行的检验与校正）自动安平水准仪的检验与校正Page7SLABOC仪器的检验与校正水准器校验原理BL1OCmmSCR2说明：水准器分划值精度与圆弧的半径成反比，半径越大，角度越小，则测定倾斜角的精度越高Page8水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正检验:转动脚螺旋，使圆水准器气泡居中，将仪器绕竖轴旋转180˚。如果气泡仍居中，则条件满足；如果气泡偏出分划圈外，则需校正。校正:先转动脚螺旋，使气泡移动偏歪值的一半，然后稍旋松圆水准器底部中央固定螺钉，用校正针拨动圆水准器校正螺钉，使气泡居中。如此反复检校，直到圆水准器转到任何位置时，气泡都在分划圈内为止。最后旋紧固定螺钉。对于自动安平的水准仪，此时其补偿器已处于正常工作范围内。仪器的检验与校正Page9仪器的检验与校正十字丝横丝应与仪器旋转轴垂直的检验与校正正常1、检验:需校正校正方法因十字丝装置的形式不同而异。对装置了十字丝分划板座的水准仪，松开十字丝分划板座的固定螺丝，转动十字丝分划板座，让横丝与上图中所示的虚线重合或平行即可。对右侧的形式，需旋下目镜端的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，按中丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环，直至中丝水平。2、校正:Page10仪器的检验与校正i角（水平视线与望远镜的视准轴平行）的几何意义定义：如果视准轴不平行于水平面，它们在竖直面内投影夹角记为i，称为i角误差。ixaSisxisxtanPage11仪器的检验与校正i角的检验与校正a1b1x1x1iiABCABia2′b2b2′a2xD检验：取A、B两点，长度约为60～80m。在A、B两点放置尺垫，先将水准仪置于AB的中点C，读立于A、B尺垫上的水准尺，得读数为a1和b1，则高差h1＝a1－b1，改变仪器高度，又读得a1′和b1′得高差h1′＝a1′－b1′。若h1－h1′≤±3mm，则取两次高差的均值，作为正确高差hAB。将仪器搬至B点附近（距B点2～3m），精平后读取B点水准尺读数b2′，再根据A、B两点间的高差hAB，可计算出A点水准尺的视线水平时的读数a2＝b2′+hAB，瞄准A点上的水准尺，精平后读取A点上水准尺读数a2′，根据a2′与a2的差值计算i角值ABDaai22Page12仪器的检验与校正i角的检验与校正一、校正条件：根据国家现行《工程测量规范》GB50026-2007规定，水准仪i角绝对值：DS1型（用于一、二等水准测量）不应超过15、DS3型（用于三、四等水准测量）不应超过20，否则需要进行校正。二、校正方法：校正十字丝，卸下十字丝分划板下罩，用校正针拨动十字丝环上，下两个校正螺丝，移动横丝，使对准A尺上的正确读数a2,校正时要保持水准管气泡居中。我国对大地测量仪器规定总代号为D,经纬仪代号为J,水准仪代号为S,平板仪代号为P,每种仪器又按照精度划分等级，即在编号后再加精度代号，如DS1，DJ2(通常可简称J2)Page131'1''bahAB2'2'bahABABABABShhi2'仪器的检验与校正i角的检验与校正（方法2）BAib1'a1'CδhABBADb2'δhABa2'a2校正：ADADSixADxaa2'2方法2的优点：在AB距离相等的条件下，方法一求出1倍的δhAB，方法二求出2倍的δhAB，因此方法二的校正精度高于方法一。Page14仪器的检验与校正检验补偿棱镜功能是否正常自动安平水准仪应增加一项补偿棱镜功能正常的检验,检验方法：瞄准水准尺并读数，用手轻击三脚架架腿（有些仪器可使用补偿器检查按钮），可看到十字丝产生震动，如果很快能稳定下来，并且横丝人仍瞄准原来的读数，则说明补偿棱镜的功能正常，否则须专业单位检修。（1）检校水准仪时，必须按规定顺序进行，不能颠倒。（2）拨动校正螺钉时，一律要先松后紧，一松一紧，用力不宜过大，校正完毕时，校正螺钉不能松动，应处于稍紧状态。（3）校验结束后应填写“水准仪的检验与校正记录”，并存档。水准仪校检的注意事项Page15全站仪检验与校正项目1、水准器校验（照准部水准管水准轴与仪器竖轴垂直的检验与校正）2、望远镜十字丝检验（十字丝竖丝垂直横轴的检验与校正）3、视准轴误差（2C）检验（视准轴垂直横轴的检验与校正）4、i角检验（横轴应垂直于竖轴的检验与校正）5、竖盘指标差的检验与校正6、光学对中器的检验与校正7、仪器常数的检验与校正8、仪器光轴的检验仪器的检验与校正Page16全站仪主要结构仪器的检验与校正Page17仪器的检验与校正全站仪校验要点①在作任何需通过望远镜观察的检验项目之前必须仔细对望远镜目镜进行调焦，完全消除视差。②由于各项校正相互影响，因此一定要严格按顺序进行校正，顺序不正确，后一项校正甚至会破坏前一项的校正。③校正结束应拧紧校正螺丝（但不可拧得过紧，否则会造成滑丝，折断螺杆或对其他部件造成不适当的压力），另外，要按旋紧的方向拧紧螺丝。④另外，在校正结束时，所有的固定螺丝均应拧紧。⑤为了确保校正无误，校正后应重新进行检验。注意：如果三角基座未安装稳定，则会直接影响测量精度。①任何一个脚螺旋如有松动或由于脚螺旋的松动而造成照准部不稳定，必须拧紧脚螺旋上的校正螺丝（每个脚螺旋上有两处校正螺丝）。②若脚螺旋与三角压板之间有松动，则先松开固定环的定位螺丝，然后用校正针拧紧固定环，直到调节合适为止，然后再上紧定位螺丝。三角基座的注意事项Page18仪器的检验与校正十字丝竖丝垂直横轴的检验首先整平仪器，用十字丝竖丝照准至少50m外的一清晰小点，固定照准部，使望远镜上下微动，若该点始终沿竖丝移动，说明十字丝竖丝垂直于横轴。否则，条件不满足，需进行校正。如果用校正水准仪十字丝的方法来校正全站仪十字丝，那仪器将不能正常使用。因为一旦动了全站的十字丝，那么这台全站的三轴（三轴包括：发射轴，接收轴，视准轴）必须重调。全站仪的三轴一旦不共轴则会出现照准棱镜中心不测距的故障。十字丝校正应送至有资质的维修单位进行校正Page19仪器的检验与校正视准轴误差（2C值）的概念CCccoscc视准轴CC不垂直于横轴HH的误差c称为视准轴误差随竖直角的变化，视准误差对水平方向观测值的影响也随之变化，其关系为盘右方向值：A=R+ΔC盘左方向值：A=L-ΔCΔC--视准轴误差影响，C为视准误差。从上式可以看出，ΔC随垂直角α的增大而增大，高等级控制测量中，理论上假定α≈0°，此时ΔC≈C，则L-R=2C，这就是2C的概念。实际工作中，控制点间的高差可能比较大，同一测站照准各方向的垂直角α之差相差较多，因此各方向2C本身就相差大。所以规范规定，当照准方向的垂直角超过±3°时，该方向2C变化按同一观测时段内相邻测回单独比较。因此，2C的绝对值的大小无法完全控制。Page20我们知道，2C对水平角的影响可以通过正倒镜观测消除，也就是说2C绝对值的大小不影响观测结果的精度。规范规定：J2经纬仪的2C绝对值不大于30”，J1经纬仪的2C绝对值不大于20”。可见在仪器检定条件下，2C的绝对值是能够控制的。对于工程测量的结论：2C的绝对值大小，规范虽然有要求，但不存在“全站仪的2C本身到底应该小于多少时，才可以使用的问题”，只要仪器经过三轴校正并鉴定合格，测量过程中严格控制2C互差范围，就可以使用。仪器的检验与校正视准轴误差（2C值）的实际意义整平仪器，选择一与仪器同高的目标点A，用盘左、盘右观测水平角。盘左读数为L、盘右读数为R，2C＝L-R±180°如2c=0则视准轴垂直于横轴，如2c大于规范要求则需进行校正。视准轴误差的检验Page212tgDdi仪器的检验与校正横轴应垂直于竖轴（i角）的检验（1）在离墙20～30米处安置仪器，盘左照准墙上高处一点P(仰角30°左右)，放平望远镜，在墙上标出十字丝交点的位置m1；（2）盘右再照准P点，将望远镜放平，在墙上标出十字丝交点位置m2。如m1、m2重合，则表明条件满足；否则需计算i角。式中：D为仪器至P点的水平距离，d为m1、m2的距离，α为照准P点时的竖角，ρ″＝206265″。当i角大于60″时，应校正。Page22仪器的检验与校正竖盘指标差的检验（1）选择平坦位置安置全站仪，并进行仪器的整平。（2）将望远镜置于盘左位置，瞄准大致等高的目标点A，读取天顶距L。（3）倒转望远镜将其置于盘右位置，瞄准A点，读取天顶距R。（4）计算竖盘指标差:x＝1/2(L+R-360°)若x超出限制要求（竖盘指标差的绝对值一般不超过25″），则需要对仪器进行校正。视准轴误差、指标差、横轴倾斜误差的电子校正视准轴误差可通过调整十字丝分划板水平位置进行校正，但调整十字丝位置将影响仪器三轴相对位置，因此不能自行进行校正。但全站仪一般可以通过软件进行补偿计算，一次性完成补偿器零位误差、视准轴误差、指标差和横轴倾斜误差的电子校正。具体校正方法可参见相关全站仪操作手册。Page23仪器的检验与校正电子校正实例1．安置好仪器，对中整平。2．在常规测量的主菜单界面，按[检校]，进入“检校模式”界面。3．按[三轴补偿]。4．在“三轴补偿”界面，按[检校]。Page24仪器的检验与校正电子校正实例5．盘左(正镜)照准A点(水平视线：0°±3°)，按[设置]键十次。屏幕显示正在观测的次数。6．同理，盘右(倒镜)照准A点，按[设置]键十次。屏幕显示正在观测的次数。Page25仪器的检验与校正电子校正实例7．盘右(倒镜)照准B点(水平视线：10°以上)，按[设置]键十次。屏幕显示正在观测的次数。8．再盘左(正镜)照准B点，按[设置]键十次。屏幕显示正在观测的次数。程序返回到“三轴补偿”界面。Page26检验①将光学对中器中心对准某一清晰地面点。②将仪器绕竖轴旋转180°，观察光学对中器的中心标志，若地面点仍位于中心标志处，则不需校正，否则，需按下述步骤进行校正。仪器的检验与校正光学对中器的检验与校正校正①打开光学对中器望远镜目镜端的护罩，可以看见四颗校正螺丝，利用校正针旋转校正螺丝，将中心标志移向地面点，校正量仅为偏离量的一半。②利用脚螺旋使地面点与中心标志重合。③再一次将仪器绕竖轴旋转180°，检查中心标志，若两者重合，则不需校正，否则，重复上述校正步骤。Page27仪器的检验与校正仪器常数的检验与校正仪器常数包括加常数及乘常数：加常数是由于仪器电子中心和仪器机械中心不能严格重合而形成的；乘常数主要是由于测距频率偏移而