2測量儀器檢驗.doc

二、測量儀器檢驗一、全站儀1、光學對中器檢驗.1、將儀器安置到三腳架上，在一張白紙上畫一個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平,但經(jīng)驗告訴不必這么做1.2、調整好光學對中器的焦距后，移動白紙使十字交叉位于視場中心。1.3、轉動腳螺旋，使對中器的中心標志與十字交叉點重合。1.4、旋轉照準部，每轉90，觀察對中點的中心標志與十字交叉點的重合度。1.5、如果照準部旋轉時，光學對中器的中心標志一直與十字交叉點重合，則不必校正。否則需按下述方法進行校正。校正1.6、將光學對中器目鏡與調焦手輪之間的改正螺絲護蓋取下。1.7、固定好十字交叉白紙并在紙上標記出儀器每旋轉90時對中器中心標志落點，如圖：、點。1.8、用直線連接對角點和，兩直線交點為。1.9、用校正針調整對中器的四個校正螺絲，使對中器的中心標志與點重合。1.10、重復檢驗步驟，檢查校正至符合要求。1.11、將護蓋安裝回原位。2、氣泡校正2.1 長氣泡（水準軸垂直豎軸）:首先將氣泡平行于兩腳螺旋,假設為0度方向,再調平.然后旋轉90度使氣泡垂直于第三個腳螺旋再調平.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.再通過調校正螺絲使其改正一半.在調的時候始終把握這樣一個觀念氣泡在那邊就那邊高,校正螺絲是順時針升高,逆時針降低.只把握住這點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 圓氣泡這項是在長氣泡完好的基礎上做的,首先將長氣泡調平,這里是指各方向都已平了.然后看圓氣泡是否居中,如不是則通過調氣泡下面三顆螺絲將其調平.當然這里面有經(jīng)驗,總之在保證各螺絲既緊又能使其居中.一般哪邊高就調哪顆2.3 2C值校正（視準軸垂直橫軸）首先將儀器整平,在20米外貼一十字絲.先在盤左照準目標再置0,再旋轉180度盤右照準目標讀數(shù),正常情況是180度正負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,然后通過水平微動改誤碼差一半,這時十與目標不重合,十字絲在目標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.反復幾次看誤差是否達到允許范圍.2.4 十字絲豎絲垂直橫軸檢驗時用豎絲瞄準一點，旋轉豎直微動螺旋，若果這一點在豎絲上移動則條件滿足。否則需要校正。校正時卸下目鏡處的外罩，即可見到十字絲分劃板校正設備，松開四個十字絲分劃板套筒壓環(huán)固定螺釘，轉動十字絲套筒，直至十字絲縱絲始終在P點上移動，然后再將壓環(huán)固定螺釘旋緊。2.5橫軸垂直豎軸檢驗時在距一潔凈的高墻20-30 m 處安置儀器，以盤左瞄準墻面高處的一固定點P（視線盡量正對墻面，其仰角應大于30），固定照準部，然后大致放平望遠鏡，按十字絲交點在墻面上定出一點A；同樣再以盤右瞄準P點，放平望遠鏡，在墻面上定出一點B，如果A、B兩點重合，則滿足要求，否則需要進行校正。校正時取AB的中點M，并以盤右（或盤左）位置瞄準M點，固定照準部，抬高望遠鏡使其與P點同高，此時十字絲交點將偏離P點而落到P點上。校正時，可撥動支架上的偏心軸承板，使橫軸的右端升高或降低，直至十字絲交點對準P點，此時，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，測量人員只要進行此項檢驗即可，若需校正，應由專業(yè)檢修人員進行。二、水準儀2.1望遠鏡視準軸與水準管的水準軸平行的檢驗與校正(微傾式水準儀)水平視線與望遠鏡的視準軸平行(自動安平水準儀DSZ視線水平度)望遠鏡視準軸和水準管水準軸如果它們互相平行，則水準軸水平后，視準軸也是水平的，滿足水準測量基本原理的要求，否則需要校正。1、檢驗原理與方法設水準管軸不平行于視準軸，它們在豎直面內投影之夾角為i，稱為i角誤差，如圖 1所示(設DA=s)。當水準管氣泡居中時，視準軸相對于水平線方向向上（有時向下）傾斜了i角，則視線（視準軸）在尺上讀數(shù)偏差：X=Stgi，一般i角都甚小，根據(jù)圓心角與弧長的關系有，隨著水準尺離開水準儀愈遠，由此引起的讀數(shù)誤差也愈大。當水準儀至水準尺的前后視距相等時，即使存在i角誤差，因在兩根水準尺上讀數(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角誤差對高差的影響也會隨之增大。基于這種分析，提出如下檢驗方法：圖 1在相對平坦的場地上，選擇相距約6080m的A、B兩點，并打下木樁(或安放尺墊），并在A、B兩點中間處選擇一點E，且使DA=DB。將水準儀安置于E點處，由于距離相等，視準軸與水準軸不平行所產(chǎn)生的高差誤差可消除，故hAB不受視準軸誤差的影響。用兩次儀器高法測定A、B兩點高差hAB，若兩次測得高差之差不超過3mm，則取平均值作為最后結果。將水準儀設置在靠近B點約距3m處F點(A、B兩點內、外側均可），精平儀器后，瞄準B點水準尺，讀數(shù)為b2；再瞄準A點水準尺，讀數(shù)為a2，則A、B間高差hAB為：hAB=a2-b2。若hAB=hAB，則表明水準管軸平行于視準軸，幾何條件滿足。若hABhAB，則按下述公式計算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，水準儀i角絕對值：DS1型不應超過15、DS3型不應超過20，否則需要進行校正。2、校正方法校正工作應緊接著檢驗工作進行，即不要搬動水準儀，先算出視線在A尺(遠尺)上的正確讀數(shù)a2=b2+hAB(因儀器離B點很近，兩軸不平行引起的讀數(shù)誤差可忽略不計)。當A尺上的實測讀數(shù)a2a2時，說明視線向上傾斜；反之向下傾斜。對微傾式水準儀，用微傾螺旋使讀數(shù)(十字絲橫絲)對準a2，此時附合水準管氣泡將不再居中，但視線已處于水平位置。用校正針撥動位于目鏡端的水準管上、下兩個校正螺絲，如圖 2所示，使附合水準氣泡嚴密居中。此時，水準管軸也處于水平位置，達到了水準管軸平行于視準軸的要求。圖 2校正時，應先稍松動左右兩個校正螺絲，再根據(jù)氣泡偏離情況，遵循“先松后緊”規(guī)則，撥動上、下兩個校正螺絲，使符合氣泡居中，校正完畢后，再重新固緊左右兩個校正螺絲。此項檢驗與校正往往重復進行多次，直至符合規(guī)范要求為止。對自動安平水準儀，視線校正可通過分劃板微量移動加以校正，旋開護蓋、調整螺釘，直至十字絲橫絲位于計算出的A尺(遠尺)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，構成反射棱鏡的光學部分是直角光學玻璃錐體，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。由于這種結構的棱鏡，無論光線從哪個方向入射透射面，棱鏡均會將入射光線反射回入射光的光射方向。因此測量時，只要棱鏡的透射面大致垂直于測線方向，儀器便會得到回光信號。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間會使所測距離增大一固定數(shù)值，即儀器測得的距離與實際距離之間的常差，稱為棱鏡加常數(shù)。棱鏡加常數(shù)未改正會直接引起測距誤差，在導線測量中間接地形成測角誤差，從而導致目標點的坐標偏移誤差。試想如果在實際測量工作中所用點坐標有誤，勢必會造成整個測量成果不同程度的坐標移位。雖然棱鏡加常數(shù)的改正數(shù)往往只有幾個厘米，但在多次支點測量的情況下，誤差的傳播會導致目標點坐標誤差越來越大，其后果就是按照工程精度要求進行重測或者對成果進行誤差改正。不管采取何種方式補救，工作量都很大。因此，必須確定棱鏡加常數(shù)，并在事先設置時予以改正。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。全站儀配套棱鏡在出廠時都有其固定的棱鏡常數(shù)值，供測距時使用。因此，配套使用時只需要保持儀器原有系統(tǒng)設置就可。但如果使用的是不配套的棱鏡，首先就要確認兩棱鏡類型是否一樣，即保證兩棱鏡豎軸情況一致后，再預先設置與其相應的棱鏡常數(shù)。一般來說，一臺全站儀的說明書上可以查到配套棱鏡的棱鏡加常數(shù)。當使用其他棱鏡時，如果儀器內棱鏡加常數(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，但導線邊長總是存在一個數(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，使測量結果不準確。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線測距相比較求差值等，但當時施工工期緊，任務重，離鑒定中心較遠，不具備遠程檢測條件，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c，測出它們的距離分別為AC、BC、AB，假定它們的實際距離分別為a，b，C，應有C等于a+b 設儀器的棱鏡常數(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線，只須有一處百米左右能通視的地方即可進行，操作起來也比較簡單易行，在當時工程施工緊張時期非常適合。4、棱鏡常數(shù)測定的必具條件41、儀器的檢驗校正為了減少儀器誤差，測量之前應對儀器進行檢驗校正。對全站儀需進行管水準器、圓水準器、十字絲豎絲、儀器視準軸、光學對中器、垂直角零基準及測距儀光軸與經(jīng)緯儀光軸是否一致的檢驗校正。42、棱鏡常數(shù)的測定儀器檢驗校正后，選擇一個天氣晴朗的日子，在早上太陽還沒有出來或黃昏太陽落山前1小時。把全站儀安置在A點，如圖1所示，把反光棱鏡安置在B點，精確整平對中儀器，互相瞄準，打開全站儀，把棱鏡常數(shù)置為零，用溫度計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，把棱鏡移至c點，整平對中棱鏡，瞄準全站儀，測出AC間的距離。棱鏡不動，把全站儀移至B點，整平對中儀器，互相瞄準，測出BC間的水平距離。對調全站儀與棱鏡位置。重復上述操作若干次，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，其測量值都比實際長度長10 mm。為消除它的影響，應往全站儀中輸入棱鏡常數(shù)一l0 ，使所測距離即為實際距離。5、棱鏡常數(shù)的測定精度的檢查評定分析棱