2測量儀器檢驗(yàn).doc

二、測量儀器檢驗(yàn)一、全站儀1、光學(xué)對(duì)中器檢驗(yàn).1、將儀器安置到三腳架上，在一張白紙上畫一個(gè)十字交叉并放在儀器正下方的地面上。書上說是首先要將儀器調(diào)平,但經(jīng)驗(yàn)告訴不必這么做1.2、調(diào)整好光學(xué)對(duì)中器的焦距后，移動(dòng)白紙使十字交叉位于視場中心。1.3、轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使對(duì)中器的中心標(biāo)志與十字交叉點(diǎn)重合。1.4、旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，每轉(zhuǎn)90，觀察對(duì)中點(diǎn)的中心標(biāo)志與十字交叉點(diǎn)的重合度。1.5、如果照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，光學(xué)對(duì)中器的中心標(biāo)志一直與十字交叉點(diǎn)重合，則不必校正。否則需按下述方法進(jìn)行校正。校正1.6、將光學(xué)對(duì)中器目鏡與調(diào)焦手輪之間的改正螺絲護(hù)蓋取下。1.7、固定好十字交叉白紙并在紙上標(biāo)記出儀器每旋轉(zhuǎn)90時(shí)對(duì)中器中心標(biāo)志落點(diǎn)，如圖：、點(diǎn)。1.8、用直線連接對(duì)角點(diǎn)和，兩直線交點(diǎn)為。1.9、用校正針調(diào)整對(duì)中器的四個(gè)校正螺絲，使對(duì)中器的中心標(biāo)志與點(diǎn)重合。1.10、重復(fù)檢驗(yàn)步驟，檢查校正至符合要求。1.11、將護(hù)蓋安裝回原位。2、氣泡校正2.1 長氣泡（水準(zhǔn)軸垂直豎軸）:首先將氣泡平行于兩腳螺旋,假設(shè)為0度方向,再調(diào)平.然后旋轉(zhuǎn)90度使氣泡垂直于第三個(gè)腳螺旋再調(diào)平.最后回到0度位置看是否居中,如不居中照之前方法重來,再90度方向看是否居中,如不平如前一樣.要是這兩方向都平就旋轉(zhuǎn)至180度方向.看氣泡是否居中,是則不用校,不是則要校.其方法如下(首先看差多少,再確定差的一半距離.再通過調(diào)校正螺絲使其改正一半.在調(diào)的時(shí)候始終把握這樣一個(gè)觀念氣泡在那邊就那邊高,校正螺絲是順時(shí)針升高,逆時(shí)針降低.只把握住這點(diǎn)不管校正螺絲在左邊還是右邊都可照此做.上面做完之后回到0度位置.看是否居中,如不居中照以上方法重來.)2.2 圓氣泡這項(xiàng)是在長氣泡完好的基礎(chǔ)上做的,首先將長氣泡調(diào)平,這里是指各方向都已平了.然后看圓氣泡是否居中,如不是則通過調(diào)氣泡下面三顆螺絲將其調(diào)平.當(dāng)然這里面有經(jīng)驗(yàn),總之在保證各螺絲既緊又能使其居中.一般哪邊高就調(diào)哪顆2.3 2C值校正（視準(zhǔn)軸垂直橫軸）首先將儀器整平,在20米外貼一十字絲.先在盤左照準(zhǔn)目標(biāo)再置0,再旋轉(zhuǎn)180度盤右照準(zhǔn)目標(biāo)讀數(shù),正常情況是180度正負(fù)15秒.如不是就要校正,最好是這樣多做幾次以確定誤差到底有多大,然后通過水平微動(dòng)改誤碼差一半,這時(shí)十與目標(biāo)不重合,十字絲在目標(biāo)左邊就松左邊緊右邊 ,反之松右邊緊左邊.再回到盤左按之前方法重來.反復(fù)幾次看誤差是否達(dá)到允許范圍.2.4 十字絲豎絲垂直橫軸檢驗(yàn)時(shí)用豎絲瞄準(zhǔn)一點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)豎直微動(dòng)螺旋，若果這一點(diǎn)在豎絲上移動(dòng)則條件滿足。否則需要校正。校正時(shí)卸下目鏡處的外罩，即可見到十字絲分劃板校正設(shè)備，松開四個(gè)十字絲分劃板套筒壓環(huán)固定螺釘，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲套筒，直至十字絲縱絲始終在P點(diǎn)上移動(dòng)，然后再將壓環(huán)固定螺釘旋緊。2.5橫軸垂直豎軸檢驗(yàn)時(shí)在距一潔凈的高墻20-30 m 處安置儀器，以盤左瞄準(zhǔn)墻面高處的一固定點(diǎn)P（視線盡量正對(duì)墻面，其仰角應(yīng)大于30），固定照準(zhǔn)部，然后大致放平望遠(yuǎn)鏡，按十字絲交點(diǎn)在墻面上定出一點(diǎn)A；同樣再以盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻面上定出一點(diǎn)B，如果A、B兩點(diǎn)重合，則滿足要求，否則需要進(jìn)行校正。校正時(shí)取AB的中點(diǎn)M，并以盤右（或盤左）位置瞄準(zhǔn)M點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部，抬高望遠(yuǎn)鏡使其與P點(diǎn)同高，此時(shí)十字絲交點(diǎn)將偏離P點(diǎn)而落到P點(diǎn)上。校正時(shí)，可撥動(dòng)支架上的偏心軸承板，使橫軸的右端升高或降低，直至十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)P點(diǎn)，此時(shí)，橫軸誤差已消除。橫軸是密封的，一般能夠滿足橫軸與豎軸相垂直的條件，測量人員只要進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn)即可，若需校正，應(yīng)由專業(yè)檢修人員進(jìn)行。二、水準(zhǔn)儀2.1望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸平行的檢驗(yàn)與校正(微傾式水準(zhǔn)儀)水平視線與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行(自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀DSZ視線水平度)望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸如果它們互相平行，則水準(zhǔn)軸水平后，視準(zhǔn)軸也是水平的，滿足水準(zhǔn)測量基本原理的要求，否則需要校正。1、檢驗(yàn)原理與方法設(shè)水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸，它們?cè)谪Q直面內(nèi)投影之夾角為i，稱為i角誤差，如圖 1所示(設(shè)DA=s)。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，視準(zhǔn)軸相對(duì)于水平線方向向上（有時(shí)向下）傾斜了i角，則視線（視準(zhǔn)軸）在尺上讀數(shù)偏差：X=Stgi，一般i角都甚小，根據(jù)圓心角與弧長的關(guān)系有，隨著水準(zhǔn)尺離開水準(zhǔn)儀愈遠(yuǎn)，由此引起的讀數(shù)誤差也愈大。當(dāng)水準(zhǔn)儀至水準(zhǔn)尺的前后視距相等時(shí)，即使存在i角誤差，因在兩根水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的偏差x相等，則所求高差不受影響。前后視距的差距增大，則i角誤差對(duì)高差的影響也會(huì)隨之增大?；谶@種分析，提出如下檢驗(yàn)方法：圖 1在相對(duì)平坦的場地上，選擇相距約6080m的A、B兩點(diǎn)，并打下木樁(或安放尺墊），并在A、B兩點(diǎn)中間處選擇一點(diǎn)E，且使DA=DB。將水準(zhǔn)儀安置于E點(diǎn)處，由于距離相等，視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸不平行所產(chǎn)生的高差誤差可消除，故hAB不受視準(zhǔn)軸誤差的影響。用兩次儀器高法測定A、B兩點(diǎn)高差hAB，若兩次測得高差之差不超過3mm，則取平均值作為最后結(jié)果。將水準(zhǔn)儀設(shè)置在靠近B點(diǎn)約距3m處F點(diǎn)(A、B兩點(diǎn)內(nèi)、外側(cè)均可），精平儀器后，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)水準(zhǔn)尺，讀數(shù)為b2；再瞄準(zhǔn)A點(diǎn)水準(zhǔn)尺，讀數(shù)為a2，則A、B間高差hAB為：hAB=a2-b2。若hAB=hAB，則表明水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸，幾何條件滿足。若hABhAB，則按下述公式計(jì)算i角秒值：(公式3)根據(jù)國家現(xiàn)行工程測量規(guī)范規(guī)定，水準(zhǔn)儀i角絕對(duì)值：DS1型不應(yīng)超過15、DS3型不應(yīng)超過20，否則需要進(jìn)行校正。2、校正方法校正工作應(yīng)緊接著檢驗(yàn)工作進(jìn)行，即不要搬動(dòng)水準(zhǔn)儀，先算出視線在A尺(遠(yuǎn)尺)上的正確讀數(shù)a2=b2+hAB(因儀器離B點(diǎn)很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差可忽略不計(jì))。當(dāng)A尺上的實(shí)測讀數(shù)a2a2時(shí)，說明視線向上傾斜；反之向下傾斜。對(duì)微傾式水準(zhǔn)儀，用微傾螺旋使讀數(shù)(十字絲橫絲)對(duì)準(zhǔn)a2，此時(shí)附合水準(zhǔn)管氣泡將不再居中，但視線已處于水平位置。用校正針撥動(dòng)位于目鏡端的水準(zhǔn)管上、下兩個(gè)校正螺絲，如圖 2所示，使附合水準(zhǔn)氣泡嚴(yán)密居中。此時(shí)，水準(zhǔn)管軸也處于水平位置，達(dá)到了水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的要求。圖 2校正時(shí)，應(yīng)先稍松動(dòng)左右兩個(gè)校正螺絲，再根據(jù)氣泡偏離情況，遵循“先松后緊”規(guī)則，撥動(dòng)上、下兩個(gè)校正螺絲，使符合氣泡居中，校正完畢后，再重新固緊左右兩個(gè)校正螺絲。此項(xiàng)檢驗(yàn)與校正往往重復(fù)進(jìn)行多次，直至符合規(guī)范要求為止。對(duì)自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，視線校正可通過分劃板微量移動(dòng)加以校正，旋開護(hù)蓋、調(diào)整螺釘，直至十字絲橫絲位于計(jì)算出的A尺(遠(yuǎn)尺)正確讀數(shù)a2為止。三、全站儀棱鏡常數(shù)的分段法測定1、什么是棱鏡常數(shù)電子全站儀測距時(shí)，構(gòu)成反射棱鏡的光學(xué)部分是直角光學(xué)玻璃錐體，它如同在正方體玻璃上切下的一角，透射面呈正三角形，三個(gè)反射面呈等腰三角形。反射面鍍銀，面與面之間相互垂直。由于這種結(jié)構(gòu)的棱鏡，無論光線從哪個(gè)方向入射透射面，棱鏡均會(huì)將入射光線反射回入射光的光射方向。因此測量時(shí)，只要棱鏡的透射面大致垂直于測線方向，儀器便會(huì)得到回光信號(hào)。由于光在玻璃中的折射率為1516，而光在空氣中的折射率近似等于1，因此光在棱鏡中傳播所用的超量時(shí)間會(huì)使所測距離增大一固定數(shù)值，即儀器測得的距離與實(shí)際距離之間的常差，稱為棱鏡加常數(shù)。棱鏡加常數(shù)未改正會(huì)直接引起測距誤差，在導(dǎo)線測量中間接地形成測角誤差，從而導(dǎo)致目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)偏移誤差。試想如果在實(shí)際測量工作中所用點(diǎn)坐標(biāo)有誤，勢必會(huì)造成整個(gè)測量成果不同程度的坐標(biāo)移位。雖然棱鏡加常數(shù)的改正數(shù)往往只有幾個(gè)厘米，但在多次支點(diǎn)測量的情況下，誤差的傳播會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)誤差越來越大，其后果就是按照工程精度要求進(jìn)行重測或者對(duì)成果進(jìn)行誤差改正。不管采取何種方式補(bǔ)救，工作量都很大。因此，必須確定棱鏡加常數(shù)，并在事先設(shè)置時(shí)予以改正。棱鏡加常數(shù)的大小與棱鏡直角玻璃錐體的尺寸和玻璃類型有關(guān)。全站儀配套棱鏡在出廠時(shí)都有其固定的棱鏡常數(shù)值，供測距時(shí)使用。因此，配套使用時(shí)只需要保持儀器原有系統(tǒng)設(shè)置就可。但如果使用的是不配套的棱鏡，首先就要確認(rèn)兩棱鏡類型是否一樣，即保證兩棱鏡豎軸情況一致后，再預(yù)先設(shè)置與其相應(yīng)的棱鏡常數(shù)。一般來說，一臺(tái)全站儀的說明書上可以查到配套棱鏡的棱鏡加常數(shù)。當(dāng)使用其他棱鏡時(shí)，如果儀器內(nèi)棱鏡加常數(shù)與配套棱鏡加常數(shù)相同，就只需要輸入該加常數(shù)進(jìn)行改正。如果棱鏡加常數(shù)為零，就要輸入棱鏡加常數(shù)改正數(shù)。在實(shí)際工作中，如果棱鏡加常數(shù)未知，或者使用的是不配套的棱鏡，則可以采取“六段法”和“三站法”的測距方式來測定其棱鏡加常數(shù)。2、棱鏡常數(shù)的產(chǎn)生在定位放線過程中，角度閉合差符合規(guī)范要求，但導(dǎo)線邊長總是存在一個(gè)數(shù)值在35 mm一40mm之間不等，且均為正數(shù)的誤差。打開全站儀，進(jìn)入棱鏡常數(shù)輸入程序，發(fā)現(xiàn)里面已經(jīng)輸入一常數(shù)值為+241 mm，顯然這一數(shù)值不是棱鏡常數(shù)的真值，經(jīng)分析，反光棱鏡與全站儀不配套存在棱鏡常數(shù)值差異，而輸入的不正確棱鏡數(shù)，造成了系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。為消除誤差影響，必須測定棱鏡常數(shù)。3、棱鏡常數(shù)的測定方法棱鏡常數(shù)的測定按規(guī)范要求必須到儀器鑒定中心檢測，方法有很多種，如與配套棱鏡測距相比較求差值或與定長基準(zhǔn)線測距相比較求差值等，但當(dāng)時(shí)施工工期緊，任務(wù)重，離鑒定中心較遠(yuǎn)，不具備遠(yuǎn)程檢測條件，下面介紹一種簡易現(xiàn)場檢測棱鏡常數(shù)的方法分段法。圖1 檢測現(xiàn)場示意圖CA B在一條長約百米的線段AB中(圖1)，選一點(diǎn)c，測出它們的距離分別為AC、BC、AB，假定它們的實(shí)際距離分別為a，b，C，應(yīng)有C等于a+b 設(shè)儀器的棱鏡常數(shù)為R，則C=AB+R，a=AC+R，b=BC+R (把式代入式可知AB+R等于AC+R +BC+RR等于AB一(AC+BC)即棱鏡常數(shù)為該線段總長與兩分段之和測量值的差值。此分段法測棱鏡常數(shù)，無須有配套的棱鏡，也不須有定長的基準(zhǔn)線，只須有一處百米左右能通視的地方即可進(jìn)行，操作起來也比較簡單易行，在當(dāng)時(shí)工程施工緊張時(shí)期非常適合。4、棱鏡常數(shù)測定的必具條件41、儀器的檢驗(yàn)校正為了減少儀器誤差，測量之前應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)校正。對(duì)全站儀需進(jìn)行管水準(zhǔn)器、圓水準(zhǔn)器、十字絲豎絲、儀器視準(zhǔn)軸、光學(xué)對(duì)中器、垂直角零基準(zhǔn)及測距儀光軸與經(jīng)緯儀光軸是否一致的檢驗(yàn)校正。42、棱鏡常數(shù)的測定儀器檢驗(yàn)校正后，選擇一個(gè)天氣晴朗的日子，在早上太陽還沒有出來或黃昏太陽落山前1小時(shí)。把全站儀安置在A點(diǎn)，如圖1所示，把反光棱鏡安置在B點(diǎn)，精確整平對(duì)中儀器，互相瞄準(zhǔn)，打開全站儀，把棱鏡常數(shù)置為零，用溫度計(jì)和氣壓表測出溫度和大氣壓，輸入全站儀，測出AB間的水平距離。全站儀不動(dòng)，把棱鏡移至c點(diǎn)，整平對(duì)中棱鏡，瞄準(zhǔn)全站儀，測出AC間的距離。棱鏡不動(dòng)，把全站儀移至B點(diǎn)，整平對(duì)中儀器，互相瞄準(zhǔn)，測出BC間的水平距離。對(duì)調(diào)全站儀與棱鏡位置。重復(fù)上述操作若干次，去掉離散度較大的幾組數(shù)據(jù)，選出5組數(shù)據(jù)結(jié)果表1 測量成果表 mABACBCAB-AC-BC第一次99.06349.69749.376-0.010第二次99.06249.69649.376-0.010第三次99.06249.69649.375-0.009第四次99.06349.69749.376-0.010第五次99.06349.69649.377-0.010平均值99.062649.696449.376-0.0098由表1可知，棱鏡常數(shù)R=AB一(AC+BC)約等于-10mm，也就是說，每測一線段的水平距離，其測量值都比實(shí)際長度長10 mm。為消除它的影響，應(yīng)往全站儀中輸入棱鏡常數(shù)一l0 ，使所測距離即為實(shí)際距離。5、棱鏡常數(shù)的測定精度的檢查評(píng)定分析棱