工程測(cè)量的儀器與方法

第四章工程測(cè)量的儀器與方法1精選課件4.工程測(cè)量的儀器與方法主要內(nèi)容工程測(cè)量中，進(jìn)行長度和偏距、角度和方向、高程和傾斜、準(zhǔn)直、坐標(biāo)等測(cè)量的儀器及其測(cè)量方法重點(diǎn)專用儀器特殊方法2精選課件4.1角度測(cè)量角度是幾何測(cè)量的根本元素，包括水平角和垂直角。角度測(cè)量的儀器主要是經(jīng)緯儀，分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類。3精選課件4.1角度測(cè)量一、光學(xué)經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)根本結(jié)構(gòu)主要包括照準(zhǔn)部〔望遠(yuǎn)鏡〕、讀數(shù)裝置〔含水平度盤、垂直度盤〕、安平設(shè)備及基座和對(duì)點(diǎn)器等。4精選課件一、光學(xué)經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)我國光學(xué)經(jīng)緯儀系列分為J07、J1、J2、J6等型號(hào)，J為經(jīng)緯儀漢語拼音的第一個(gè)字母，下標(biāo)表示儀器的精度指標(biāo)。5精選課件二、水平角觀測(cè)6精選課件三、垂直角觀測(cè)三絲法垂直角觀測(cè)的具體操作程序：盤左，按上、中、下三根水平絲的順序依次照準(zhǔn)同一目標(biāo)各一次，并分別讀豎盤讀數(shù)；盤右，同上一樣的觀測(cè)；分別計(jì)算三根水平絲所測(cè)得的指標(biāo)差和垂直角，并取垂直角的平均值作為一個(gè)目標(biāo)的一測(cè)回之值。假設(shè)僅使用中間的水平絲進(jìn)行觀測(cè)，那么稱為“中絲法〞。7精選課件四、電子經(jīng)緯儀在光學(xué)經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)部中，將讀數(shù)系統(tǒng)用電子度盤替代光學(xué)模擬度盤，實(shí)現(xiàn)度盤讀數(shù)的自動(dòng)化，那么成為電子經(jīng)緯儀。ET-02c電子經(jīng)緯儀8精選課件四、電子經(jīng)緯儀用于電子經(jīng)緯儀的角度傳感器主要有兩種：編碼度盤和動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)。9精選課件五、目標(biāo)照準(zhǔn)自動(dòng)化〔根本原理〕帶ATR望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)示意圖10精選課件五、目標(biāo)照準(zhǔn)自動(dòng)化在角度測(cè)量時(shí)，ATR自動(dòng)識(shí)別并照準(zhǔn)目標(biāo)主要有三個(gè)過程：目標(biāo)搜索過程目標(biāo)照準(zhǔn)過程測(cè)量過程11精選課件六、全自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀與陀螺儀配合使用，成為陀螺經(jīng)緯儀。12精選課件六、全自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀目前，自動(dòng)化陀螺經(jīng)緯儀的主要產(chǎn)品有德國威斯特發(fā)倫采礦聯(lián)合公司的Gyromat2000和日本索佳公司〔SOKKIA〕的AGP1等。13精選課件陀螺經(jīng)緯儀的根本結(jié)構(gòu)自動(dòng)定向原理六、全自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀注：①陀螺馬達(dá)②靈敏部③懸掛帶14精選課件測(cè)量步驟將儀器安置到三腳架上并精確對(duì)中、整平；連接陀螺儀與經(jīng)緯儀之間的數(shù)據(jù)通信電纜；經(jīng)緯儀開機(jī)，陀螺儀開機(jī)；啟動(dòng)測(cè)量程序進(jìn)行定向測(cè)量；經(jīng)緯儀照準(zhǔn)測(cè)線目標(biāo)，盤左、盤右觀測(cè)兩測(cè)回，將結(jié)果輸入到陀螺儀中，即可計(jì)算并顯示測(cè)線方位角。15精選課件六、全自動(dòng)陀螺經(jīng)緯儀測(cè)角裝置采用TDA5005全站儀，還實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤功能。國產(chǎn)TDA5005+Y/JTG-1陀螺經(jīng)緯儀16精選課件4.2距離測(cè)量距離是幾何測(cè)量的根本元素，距離測(cè)量的方法主要有三種：直接丈量間接視距測(cè)量物理測(cè)距17精選課件一、鋼尺量距鋼尺量距一般包括以下幾方面工作：定線量距測(cè)量定向樁之間的高差成果整理18精選課件二、電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距是通過測(cè)定電磁波在待測(cè)距離上往返傳播的時(shí)間，利用以下根本公式來計(jì)算待測(cè)距離的。19精選課件相位式測(cè)距原理相位式測(cè)距是通過測(cè)量調(diào)制波在測(cè)線上往返傳播所產(chǎn)生的相位移間接地測(cè)定電磁波在測(cè)線上往返傳播時(shí)間的。20精選課件二、電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距儀分類按載波分：光波測(cè)距儀微波測(cè)距儀多載波測(cè)距儀21精選課件二、電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距儀分類按測(cè)程分：短程測(cè)距儀中程測(cè)距儀遠(yuǎn)程測(cè)距儀超遠(yuǎn)程測(cè)距儀22精選課件二、電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距儀分類按精度分：超高精度測(cè)距儀高精度測(cè)距儀一般精度測(cè)距儀23精選課件二、電磁波測(cè)距電磁波測(cè)距儀分類按測(cè)距方式分：脈沖式測(cè)距儀相位式測(cè)距儀混合式測(cè)距儀24精選課件電磁波測(cè)距儀的使用測(cè)距儀一般由照準(zhǔn)頭、控制器、電源和反射器四局部組成，一般與經(jīng)緯儀連接使用。儀器加常數(shù)和乘常數(shù)改正氣象改正傾斜改正25精選課件三、雙頻激光干預(yù)測(cè)距26精選課件用雙頻激光干預(yù)儀檢定測(cè)距儀27精選課件四、偏距測(cè)量尼龍絲準(zhǔn)直系統(tǒng)系統(tǒng)由三局部組成：尼龍絲，帶有探測(cè)器的尺子及控制裝置激光準(zhǔn)直系統(tǒng)該系統(tǒng)由一帶有專門光學(xué)系統(tǒng)的激光源及一臺(tái)差示光電管接收機(jī)組成28精選課件4.3高程測(cè)量一、幾何水準(zhǔn)測(cè)量電子水準(zhǔn)儀根本結(jié)構(gòu)根本構(gòu)造由光學(xué)機(jī)械局部、自動(dòng)安平補(bǔ)償裝置和電子設(shè)備組成。29精選課件電子水準(zhǔn)儀根本結(jié)構(gòu)電子設(shè)備主要包括：調(diào)焦編碼器、光電傳感器〔即線陣CCD器件〕、讀數(shù)電子元件、單片微處理機(jī)、接口〔外部電源和外部存儲(chǔ)記錄〕、顯示器件、鍵盤以及影像數(shù)據(jù)處理軟件等，標(biāo)尺采用條形碼標(biāo)尺供電子測(cè)量使用。30精選課件一、幾何水準(zhǔn)測(cè)量徠卡DNA索佳SDL203/10徠卡D拓普康DL101/102NA03/10徠卡DNA03/10徠卡DNA03/蔡司DINI101031精選課件電子水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理由于生產(chǎn)電子水準(zhǔn)儀的各廠家采用不同的專利，測(cè)量標(biāo)尺也各不相同，因此讀數(shù)原理各異，下面主要介紹徠卡和蔡司兩家公司生產(chǎn)的電子水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理。32精選課件徠卡電子水準(zhǔn)儀原理33精選課件蔡司電子水準(zhǔn)儀原理34精選課件電子水準(zhǔn)儀的性能及特點(diǎn)它與傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀相比有以下：優(yōu)點(diǎn)：讀數(shù)客觀精度高速度快效率高操作簡(jiǎn)單35精選課件電子水準(zhǔn)儀的性能及特點(diǎn)它與傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀相比有以下：缺點(diǎn)：電子水準(zhǔn)儀對(duì)標(biāo)尺進(jìn)行讀數(shù)不如光學(xué)水準(zhǔn)儀靈活電子水準(zhǔn)儀受外界條件影響較大36精選課件電子水準(zhǔn)儀的應(yīng)用由于電子水準(zhǔn)儀優(yōu)點(diǎn)顯著，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、工程測(cè)量、工業(yè)測(cè)量等領(lǐng)域。37精選課件二、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量連通器內(nèi)液體的平衡38精選課件二、液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量原理39精選課件三、三角高程測(cè)量40精選課件四、傾斜測(cè)量雖然地面或建筑物的傾斜可用常規(guī)的測(cè)量方法測(cè)定兩點(diǎn)間高差的變化，從而求出傾斜值，但在一些工作面傾斜測(cè)量和連續(xù)自動(dòng)化傾斜監(jiān)測(cè)中，一般采用專用的傾斜測(cè)量?jī)x。41精選課件四、傾斜測(cè)量目前傾斜儀的種類很多，大體可以分為“短基線〞傾斜儀和“長基線〞傾斜儀兩種。前者一般用垂直擺錘或水準(zhǔn)氣泡作為參考線；后者一般根據(jù)靜力水準(zhǔn)測(cè)量的原理做成。42精選課件4.4準(zhǔn)直測(cè)量一、光的相干性原理因?yàn)楣饩哂胁▌?dòng)性，所以如機(jī)械波那樣，當(dāng)兩列光波頻率相同、方向相同、相位相同或相位差恒定時(shí)，這兩列光波將產(chǎn)生干預(yù)現(xiàn)象。43精選課件二、波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量的設(shè)備波帶板激光準(zhǔn)直設(shè)備主要有以下部件組成：He-Ne激光器，用于發(fā)射激光。波帶板激光探測(cè)器44精選課件三、波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量方法波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量步驟如下：在一基準(zhǔn)點(diǎn)A安置激光器；在另一基準(zhǔn)點(diǎn)B安置探測(cè)器；在待測(cè)點(diǎn)i安置一特定“焦距〞的波帶板。45精選課件四、激光準(zhǔn)直測(cè)量的精度與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)說明用這種裝置準(zhǔn)直，測(cè)定偏離值的精度可達(dá)測(cè)線長度的10-6；由于激光準(zhǔn)直受大氣的影響，如果將高精度激光準(zhǔn)直系統(tǒng)安裝在真空管道內(nèi)，那么準(zhǔn)直精度還可達(dá)10-7~10-8。46精選課件四、激光準(zhǔn)直測(cè)量的精度與應(yīng)用由于波帶板激光準(zhǔn)直測(cè)量的高精度，目前已被廣泛應(yīng)用于線狀工程建筑物的變形觀測(cè)，如大壩變形觀測(cè)，精密導(dǎo)軌標(biāo)定和高能粒子加速器直線段的安裝與變形檢測(cè)中，也用于高能粒子加速器環(huán)形網(wǎng)三角形高的測(cè)量中。47精選課件4.5坐標(biāo)測(cè)量一、全站儀測(cè)量速測(cè)術(shù)與速測(cè)儀全站型電子速測(cè)儀全站儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全站儀的分類全站儀的開展趨勢(shì)48精選課件二、全球定位系統(tǒng)〔GPS〕偽距法定位原理載波相位測(cè)量原理GPS作業(yè)方式GPS數(shù)據(jù)處理GPS定位的誤差來源49精選課件三、激光跟蹤儀目前，國際上主要有三家儀器公司生產(chǎn)激光跟蹤儀，分別是瑞士徠卡公司，美國SMX公司〔現(xiàn)已并如FARO〕、API公司。50精選課件三、激光跟蹤儀激光跟蹤儀的根本組成角度測(cè)量局部距離測(cè)量局部跟蹤局部控制局部支撐局部51精選課件激光跟蹤儀的測(cè)量原理和坐標(biāo)系52精選課件激光跟蹤儀的測(cè)量原理和坐標(biāo)系53精選課件激光跟蹤儀應(yīng)用54精選課件四、激光掃描儀55精選課件四、激光掃描儀56精選課件4.6水深測(cè)量57精選課件二、多波束測(cè)深儀與傳統(tǒng)的單波束測(cè)深儀比較，多波束測(cè)深儀具有測(cè)量范圍大、速度快、精度高、記錄數(shù)字化以及成圖自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，它把測(cè)深技術(shù)從點(diǎn)、線擴(kuò)展到面，并進(jìn)一步開展到立體測(cè)深和自動(dòng)成圖，從而使水下地形測(cè)量技術(shù)開展到了一個(gè)較高的水平。58精選課件三、水位觀測(cè)水深測(cè)量需與陸地上平面位置與高程聯(lián)系起來才具有水下地形測(cè)繪等實(shí)用價(jià)值。測(cè)深的平面定位可借助陸地測(cè)量技術(shù)，如傳統(tǒng)的方向交會(huì)、距離交會(huì)、極坐標(biāo)法等，目前主要采用GPS動(dòng)態(tài)定位方法和無線電定位等。59精選課件四、深度基準(zhǔn)面的概