水電站大壩安全監(jiān)測(cè)管理與操作實(shí)務(wù) (1)

1、水電站大壩安全監(jiān)測(cè)管理與操作實(shí)務(wù)濮久武工作簡(jiǎn)歷： 主要經(jīng)歷： 從事過包括重力壩、拱壩、 支墩壩、面板堆石壩、土壩等幾十座大壩等水工建筑物的安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)以及施工管理、運(yùn)行期維護(hù)管理及技術(shù)咨詢等。主要著作： 在國(guó)內(nèi)水電站管理、大壩安全、大壩監(jiān)測(cè)技術(shù)、工程測(cè)繪等相關(guān)刊物上發(fā)表過數(shù)十篇文章。 聯(lián)系電話：庫(kù)大壩安全管理制度 水電站運(yùn)行單位有關(guān)大壩安全管理制度政府監(jiān)管必須以法律法規(guī)為準(zhǔn)繩，依法行政；企業(yè)則必須按照國(guó)家頒布的法律法規(guī)和規(guī)章制度依法管壩，依法辦事。這樣才能使大壩安全管理工作逐步走上正規(guī)化、制度化的軌道。作為水電站運(yùn)行單位防汛及大壩安全管理工作，必須根據(jù)各電

2、站水庫(kù)大壩的實(shí)際情況建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及制度，并根據(jù)水庫(kù)大壩的運(yùn)行需要不斷健全完善。如：“五規(guī)五制”（水務(wù)管理規(guī)程、水工建筑物安全監(jiān)測(cè)規(guī)程、水工機(jī)械運(yùn)行檢修規(guī)程、水工建筑物維護(hù)規(guī)程、水工作業(yè)安全規(guī)程，以及防汛崗位責(zé)任制、現(xiàn)場(chǎng)安全檢查制、大壩檢查評(píng)級(jí)制、報(bào)汛制、年度防汛計(jì)劃及總結(jié)制）、水工技術(shù)監(jiān)督工作制度、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢定維護(hù)規(guī)程、水庫(kù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度規(guī)程等。根據(jù)各水庫(kù)大壩運(yùn)行需要建立洪水調(diào)度規(guī)程、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行檢修規(guī)程、大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)規(guī)程、地震監(jiān)測(cè)規(guī)程等。還可根據(jù)工作需要建立相關(guān)的崗位工作標(biāo)準(zhǔn)及崗位職責(zé)等標(biāo)準(zhǔn)。2精選PPT水工建筑物安全監(jiān)測(cè)的目的意義 1）監(jiān)視掌握水工建筑物的狀態(tài)變化

3、，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常跡象，分析原因采取措施，改善運(yùn)用方式，防止發(fā)生破壞事故，確保其安全。2）掌握水位、蓄水量等情況，了解水工建筑物在各種狀態(tài)下的安全程度，為正確運(yùn)用提供依據(jù)，確定科學(xué)合理的運(yùn)行方案，發(fā)揮工程最大效益。3）及時(shí)掌握施工期間水工建筑物的狀態(tài)變化，據(jù)以指導(dǎo)施工，保證工程質(zhì)量。4）分析判斷水工建筑物的運(yùn)用和變化規(guī)律，驗(yàn)證設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，鑒定施工質(zhì)量，為提高設(shè)計(jì)施工和科學(xué)研究工作水平提供資料。3精選PPT安全監(jiān)測(cè)工作現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)中的“四無”是指無缺測(cè)、無漏測(cè)、無不符合精度要求、無違時(shí)；“五隨”是指隨觀測(cè)、隨記錄、隨計(jì)算、隨校核、隨整理；“四固定”是指固定人員、固定儀器、固定測(cè)次、固定時(shí)間。水工建筑物的

4、現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)主要分為：巡視檢查、環(huán)境量監(jiān)測(cè)（水文、氣象等）、變形監(jiān)測(cè)、滲流監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變及溫度監(jiān)測(cè)等。4精選PPT巡視檢查大壩的監(jiān)測(cè)儀器僅能布設(shè)在大壩的局部部位,進(jìn)行的監(jiān)測(cè)的也只是定期的,這就造成了空間和時(shí)間上的不連續(xù)。而大壩的缺陷并非都發(fā)生在儀器監(jiān)測(cè)的部位,也不一定發(fā)生在定期監(jiān)測(cè)的時(shí)間內(nèi),所以只有把儀器監(jiān)測(cè)和巡視檢查兩者加以密切配合,才能確保大壩安全監(jiān)測(cè)工作的實(shí)效。實(shí)踐表明水工建筑物的許多缺陷都是通過有經(jīng)驗(yàn)的工作者在巡視檢查中發(fā)現(xiàn)的。大壩安全檢查分為日常巡查、年度巡查、定期檢查和特種檢查四種。日常巡查是由水電廠有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)人員對(duì)大壩進(jìn)行的經(jīng)常性巡視和檢查。年度巡查由水電廠組織專業(yè)技術(shù)人員

5、對(duì)大壩進(jìn)行詳細(xì)檢查。定期檢查是每隔一定時(shí)間由主管單位組織運(yùn)行、設(shè)計(jì)、施工、科研等有關(guān)單位高級(jí)專業(yè)人員對(duì)大壩進(jìn)行的全面檢查和評(píng)價(jià)。其內(nèi)容包括按照現(xiàn)行規(guī)范復(fù)查原設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、方法及安全度；審議施工方法、質(zhì)量和施工中出現(xiàn)的特殊情況及其影響；復(fù)核洪水、庫(kù)容、泄洪能力；全面了解和審查大壩運(yùn)行記錄和觀測(cè)資料分析成果；現(xiàn)場(chǎng)檢查(包括水下檢查)；評(píng)定大壩的結(jié)構(gòu)性態(tài)和安全狀況，提出大壩安全定期檢查報(bào)告。檢查頻次一般為每五年一次。對(duì)沒有潛在危險(xiǎn)、結(jié)構(gòu)完整、運(yùn)行性態(tài)良好的大壩，由主管單位報(bào)部大壩安全監(jiān)察中心，經(jīng)會(huì)商后可以減少檢查頻次，但間隔時(shí)間不得超過十年。特種檢查是在特殊情況下對(duì)大壩重大安全問題的檢查。5精選PPT環(huán)

6、境量及水力學(xué)監(jiān)測(cè) 環(huán)境量監(jiān)測(cè)包括水位、庫(kù)水溫、氣溫、降水量、冰壓力、壩前淤積和下游沖刷及風(fēng)向風(fēng)速等監(jiān)測(cè)。環(huán)境量又稱為原因量、因素或自變量，與之相應(yīng)的稱為效應(yīng)量、物理量、變量等。任何效應(yīng)量均是對(duì)一定環(huán)境量作用下的反應(yīng)，作為安全監(jiān)測(cè)工作，只有準(zhǔn)確掌握各環(huán)境量的變化情況才能正確分析評(píng)判相應(yīng)效應(yīng)量的變化情況，據(jù)以判斷建筑物的運(yùn)行性態(tài)。同時(shí)根據(jù)各環(huán)境量的變化，妥善地采取相應(yīng)措施開展水工建筑物的安全管理工作。為了解水工建筑物上、下游水流對(duì)水工建筑物的影響及消能設(shè)施工作效能，以便改善調(diào)整運(yùn)用方式，正確地運(yùn)用水工建筑物，避免發(fā)生不利的水流情況，保證建筑物安全運(yùn)行，應(yīng)進(jìn)行水力學(xué)監(jiān)測(cè)。6精選PPT測(cè)量誤差測(cè)量誤差

7、的分類根據(jù)對(duì)觀測(cè)成果影響的不同，測(cè)量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。（1）系統(tǒng)誤差在相同的觀測(cè)條件下，即用同樣的儀器、同樣的方法、在同樣的自然條件下，對(duì)某一定量進(jìn)行多次觀測(cè)，如果所產(chǎn)生的誤差在大小和符號(hào)上是一定的，或者按一定的規(guī)律變化或保持常數(shù)，則這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。 （2）偶然誤差在相同的觀測(cè)條件下，對(duì)某一量進(jìn)行了多次觀測(cè)，其誤差在大小和符號(hào)上都不相同，也就是從表面上來看，它們的大小不等，符號(hào)不同，沒有明顯的規(guī)律，這種誤差稱為偶然誤差。 7精選PPT偶然誤差的特性在測(cè)量工作中，偶然誤差是無法消除的，因此觀測(cè)成果的精度與偶然誤差有密切的關(guān)系。偶然誤差的特性如下：1、在一定的觀測(cè)條件下，偶然

8、誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過一定的限值；2、絕對(duì)值較小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；3、絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)幾乎相等；4、當(dāng)觀測(cè)次數(shù)無限增加時(shí)，偶然誤差的算術(shù)平均值趨向于零。 8精選PPT數(shù)字湊整規(guī)則 1）加和減中的合理取位加或減的湊整規(guī)則是：在各數(shù)中，以小數(shù)最少的數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，其余各數(shù)均湊整成比該數(shù)多一位。2）乘和除中的合理取位乘和除的湊整規(guī)則是：在各因素中，以“數(shù)字”個(gè)數(shù)最少的為準(zhǔn)，其余各因素及乘積（商）均湊整成比該因數(shù)多一個(gè)“數(shù)字”，而與小數(shù)點(diǎn)的位置無關(guān)。3）乘方與開方中的合理取位乘方的湊整規(guī)則是：湊整到與底數(shù)同樣字位數(shù)的有效數(shù)字。4）對(duì)數(shù)計(jì)算：湊整到比近似數(shù)有效數(shù)字位數(shù)多一位

9、的對(duì)數(shù)值。5）三角函數(shù)：當(dāng)角度湊整到1”，應(yīng)采用六位函數(shù)表；當(dāng)角度湊整到0.1 ” ，應(yīng)采用七位函數(shù)表；當(dāng)角度湊整到0.01 ” ，應(yīng)采用八位函數(shù)表9精選PPT變形監(jiān)測(cè) 變形監(jiān)測(cè)是反映大壩安全狀態(tài)的三大物理量之一。大壩的異常變形可導(dǎo)致裂縫、滲流、滑坡、傾覆等破壞現(xiàn)象，往往是大壩破壞事故的先兆。由于變形監(jiān)測(cè)能較直觀地反映大壩性態(tài)的運(yùn)行情況，常常被視為大壩安全監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。變形監(jiān)測(cè)工作在及早發(fā)現(xiàn)問題，防止大壩失事，減輕災(zāi)害損失方面已經(jīng)取得了十分顯著的成效。 作為水工建筑物的安全監(jiān)控量，變形監(jiān)測(cè)量比應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)量更有效。一是變形監(jiān)測(cè)是反映建筑物的宏觀量、整體量，而應(yīng)力應(yīng)變反映的則是微觀量、局部

10、量。如壩頂變形反映的是大壩自基礎(chǔ)、壩體直至壩頂所有變形量的綜合情況。而壩體應(yīng)力應(yīng)變反映的是測(cè)點(diǎn)部位的情況，其與測(cè)點(diǎn)部位的荷載及壩體本身材料有關(guān)，并不能代表壩的整體。變形可以得到絕對(duì)量，而應(yīng)力應(yīng)變一般代表測(cè)點(diǎn)兩端的相對(duì)變化。如整個(gè)壩體發(fā)生位移的時(shí)候，壩體測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變不一定得到反映；而應(yīng)力應(yīng)變測(cè)點(diǎn)應(yīng)力超限產(chǎn)生裂縫不一定代表整個(gè)大壩出現(xiàn)大的變形或出現(xiàn)異常。當(dāng)然很多情況下建筑物的變形是由非荷載因素的溫度引起的彈性變形，這種彈性變形有時(shí)會(huì)很大但對(duì)建筑物并不構(gòu)成危害，溫度引起的彈性變形掩蓋了荷載、時(shí)效等因素引起的變形，影響了變形量用作建筑物安全監(jiān)控的直觀性。二是變形反映的是終極量、較直觀，而應(yīng)力應(yīng)變則是

11、中間量、較抽象。變形量是一個(gè)反映大壩運(yùn)行的最終成果，其物理意義很明確，用作大壩安全監(jiān)控很直觀，容易操作。而壩體應(yīng)力應(yīng)變量是一個(gè)中間過程，壩體的應(yīng)力需經(jīng)過一系列繁雜的計(jì)算，最終成果會(huì)包含一系列的計(jì)算及設(shè)定誤差，用以監(jiān)控大壩安全指標(biāo)難以認(rèn)定。三是變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)容易修建，而應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)損壞后難以修復(fù)。一般大壩等內(nèi)部埋設(shè)儀器由于所處的工作環(huán)境均較差，使用壽命較短，且隨著大壩的運(yùn)行會(huì)不斷損壞而難以修復(fù)。10精選PPT 變形監(jiān)測(cè)包括壩體及壩基表面水平及垂直位移、內(nèi)部水平及垂直位移、近壩庫(kù)岸邊坡變形、傾斜、接縫及裂縫變位等監(jiān)測(cè)。工程建筑物的變形監(jiān)測(cè)能否達(dá)到預(yù)定目的，要受很多因素的影響。其中，最基本的因素是觀測(cè)

12、點(diǎn)的布置、觀測(cè)的精度與頻次，以及每次觀測(cè)所進(jìn)行的時(shí)間。11精選PPT 變形監(jiān)測(cè)一般規(guī)定 水工建筑物各位移量的測(cè)量中誤差不應(yīng)大于下表的規(guī)定，表中位移量中誤差是指兩次觀測(cè)值之差的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的綜合值。12精選PPT13精選PPT監(jiān)測(cè)物理量正負(fù)號(hào)按以下規(guī)定執(zhí)行：（1）水平位移：徑向或上下游向（Y向）向圓心方向或下游為正；切向或左右岸向（X向）向左岸為正。反之為負(fù)。（2）垂直位移：下沉為正，上升為負(fù)。（3）接縫和裂縫變位：縫開合（X向）張開為正；縫剪切（Y向）左側(cè)塊相對(duì)于右側(cè)塊向下游為正（據(jù)工程具體情況而有所差異）；縫沉陷（Z向）左側(cè)塊相對(duì)于右側(cè)塊向下沉為正（據(jù)工程具體情況而有所差異）。反之為負(fù)

13、。對(duì)于面板壩周邊縫變位：接縫開合（X向）張開為正；接縫剪切（Y向）面板相對(duì)于趾板向坡下為正；接縫沉陷（Z向）面板相對(duì)于趾板向下沉為正。反之為負(fù)。（4）基巖變位：向巖體外部為正，向巖體內(nèi)部為負(fù)。（5）鋼筋、混凝土應(yīng)力應(yīng)變：拉伸為正，壓縮為負(fù)。（6）土壓力、滲流壓力等：壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)。14精選PPT水準(zhǔn)儀等級(jí)分類水準(zhǔn)儀按每公里往返測(cè)高差中數(shù)的中誤差這一精度指標(biāo)為依據(jù)，劃分為四個(gè)等級(jí)，分別為S05（每公里往返測(cè)高差中數(shù)中誤差0.5mm）級(jí)、S1級(jí)、S3級(jí)、S10級(jí)。其中S05 級(jí)水準(zhǔn)儀如DNA03、NA3003、NA2+GPM3、NI002 。15精選PPT數(shù)字水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的組成及工作原理一

14、個(gè)數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)主要是由編碼標(biāo)尺、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、補(bǔ)償器、CCD傳感器以及微處理控制器和相關(guān)的圖像處理軟件等組成。雖然各廠家生產(chǎn)的數(shù)字水準(zhǔn)儀采用的結(jié)構(gòu)不完全相同，但是其基本工作原理相似：即標(biāo)尺上的條碼圖案經(jīng)過光反射，一部分光束直接成像在望遠(yuǎn)鏡分劃板上，供目視觀測(cè)，另一部分光束通過分光鏡被轉(zhuǎn)折到線陣CCD傳感器的像平面上；經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、整形后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)字信號(hào)被送到微處理器進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，并將其與儀器內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)碼（參考信號(hào)）按一定方式進(jìn)行比較，即可獲得高度和水平距離讀數(shù)。在數(shù)字水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)中，作為高程標(biāo)準(zhǔn)其使用的數(shù)字水準(zhǔn)標(biāo)尺的編碼方式、讀數(shù)原理對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響是顯而易見的。16精選

15、PPT數(shù)字水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)與傳統(tǒng)儀器相比數(shù)字水準(zhǔn)儀有以下共同特點(diǎn)：1）讀數(shù)客觀。不存在誤差、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。2）精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖象經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進(jìn)行高精度測(cè)量。3）速度快。由于省去了報(bào)數(shù)、聽記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的時(shí)間以及人為出錯(cuò)的重測(cè)數(shù)量，測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。4）效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；視距還能自動(dòng)記錄，檢核。給定測(cè)量限差值，儀器可自動(dòng)判斷測(cè)量現(xiàn)差，超限時(shí)提示重測(cè)，能自動(dòng)計(jì)算線路閉合差等。測(cè)量

16、數(shù)據(jù)與電子計(jì)算機(jī)通訊進(jìn)行后處理，可實(shí)線內(nèi)外業(yè)一體化；有倒置標(biāo)尺功能，適合于天花板、地下水準(zhǔn)測(cè)量；即可以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量（用條碼標(biāo)尺），又可以進(jìn)行人工讀數(shù)（普通標(biāo)尺）。5）在野外可方便地進(jìn)行i角檢驗(yàn)及校正。6）在黑暗中可采用手電筒或聚光燈照亮豎立標(biāo)尺的測(cè)量區(qū)。對(duì)于精密測(cè)量，視場(chǎng)中心區(qū)（如1視場(chǎng)角范圍內(nèi)）應(yīng)無任何遮擋。視場(chǎng)內(nèi)應(yīng)有的編碼長(zhǎng)度與儀器到標(biāo)尺的距離有關(guān)，如Leica DNA03水準(zhǔn)儀，距離為10m以內(nèi)，在視場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)尺長(zhǎng)度不允許有遮擋；距離為1050m，在視場(chǎng)內(nèi)的標(biāo)尺長(zhǎng)度允許有20%邊緣遮擋。 17精選PPT水準(zhǔn)測(cè)量誤差來源一、儀器誤差（1）水準(zhǔn)儀的交叉誤差（自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償誤差） （2）水

17、準(zhǔn)儀的 角誤差（3）平行玻璃板測(cè)微器的誤差（4）水準(zhǔn)尺的尺長(zhǎng)誤差（5）兩水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)誤差二、觀測(cè)誤差 三、外界因素導(dǎo)致的誤差（1）溫度變化對(duì)儀器的影響（2）儀器腳架升沉的影響（3）尺臺(tái)升沉的影響（4）大氣折光的影響18精選PPT大壩沉陷觀測(cè) 國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)站觀測(cè)順序：后前前后 ；前后后前。 （1）大壩垂直位移觀測(cè)中，對(duì)于各轉(zhuǎn)點(diǎn)為穩(wěn)定的水準(zhǔn)點(diǎn)、硬質(zhì)路面水準(zhǔn)線路，通視情況良好，觀測(cè)線路不長(zhǎng)時(shí)間較短的情況，精密水準(zhǔn)測(cè)量亦可采用，往測(cè)時(shí)奇數(shù)測(cè)站后后前前；偶數(shù)測(cè)站前前后后的觀測(cè)順序，以提高觀測(cè)速度。返測(cè)時(shí)兩支標(biāo)尺必須互換位置，各測(cè)站觀測(cè)以始終先照準(zhǔn)往測(cè)時(shí)先照準(zhǔn)的某支標(biāo)尺為原則，即當(dāng)該水準(zhǔn)線路的

18、測(cè)站數(shù)為偶數(shù)的，返測(cè)時(shí)，奇、偶測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)偶、奇測(cè)站相同；當(dāng)該水準(zhǔn)線路的測(cè)站數(shù)為奇數(shù)的，返測(cè)時(shí)，奇、偶測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺的順序分別與往測(cè)奇、偶測(cè)站相同。 （2）各測(cè)站儀器安置時(shí)，始終（往返測(cè)均同樣）將水準(zhǔn)儀物鏡朝向某支固定的水準(zhǔn)標(biāo)尺進(jìn)行整平。 （3）兩水準(zhǔn)標(biāo)尺的零點(diǎn)誤差不等稱為一對(duì)標(biāo)尺零點(diǎn)不等差，其對(duì)一測(cè)站往返測(cè)不符值的影響較為明顯。 19精選PPT三角高程測(cè)量精密水準(zhǔn)法測(cè)定測(cè)點(diǎn)的高程雖然精度高，但工作量大、速度較慢，且必須要具備通行條件良好的水準(zhǔn)線路，在起伏變化較大的山區(qū)，精密水準(zhǔn)就很難得以實(shí)施。這時(shí)便可采用三角測(cè)量的方法測(cè)點(diǎn)高程。三角高程測(cè)量的基本思想是根據(jù)由測(cè)站向照準(zhǔn)點(diǎn)所觀測(cè)的

19、垂直角（或天頂距）和它們之間的水平距離，計(jì)算測(cè)站點(diǎn)與照準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差。這種方法簡(jiǎn)便靈活，受地形條件的限制較少，故適用于測(cè)定三角點(diǎn)的高程。在大地測(cè)量中，三角點(diǎn)的高程主要是作為各種比例尺測(cè)圖的高程控制的一部分，一般都是在一定密度的水準(zhǔn)網(wǎng)控制下，用三角高程測(cè)量的方法測(cè)定三角點(diǎn)的高程。傳統(tǒng)的三角高程測(cè)量的邊長(zhǎng)一般是由三角網(wǎng)的已知邊通過三角測(cè)量推算而得，隨著光電測(cè)距技術(shù)的快速推廣應(yīng)用，三角高程測(cè)量的邊長(zhǎng)可直接由光電測(cè)距儀測(cè)定，從而大大提高了三角測(cè)量的精度，這就是EDM（Electronic Distance Measurement，電子距離測(cè)量）三角高程測(cè)量。近幾年在工程測(cè)量中EDM三角高程測(cè)量技術(shù)不斷

20、發(fā)展，觀測(cè)精度已得到了很大的提高，部分工程已替代了二等水準(zhǔn)的測(cè)量。20精選PPT圖1-38 三角高程測(cè)量21精選PPT單向觀測(cè)計(jì)算高差的基本公式 令式中 C，C一般稱為球氣差系數(shù)。三角高程測(cè)量計(jì)算高差嚴(yán)密公式參見教材（5-88）。22精選PPT（1）觀測(cè)方法23精選PPT（2）計(jì)算方法累計(jì)沉陷量H 首次HP本次HP 首次h 本次h間隔沉陷量H 上次HP本次HP（3）垂直角觀測(cè)要求每一方向采用“雙照準(zhǔn)法”觀測(cè)。各測(cè)次橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)的部位應(yīng)固定不變，且在手簿上注記或繪草圖說明；所用的鋼尺應(yīng)無零點(diǎn)差且保持不變。 圖1-41 三角高程觀測(cè)24精選PPT經(jīng)緯儀等級(jí)分類 經(jīng)緯儀按野外一測(cè)回水平方向中誤差這一

21、精度指標(biāo)為依據(jù)，劃分為五個(gè)等級(jí)，分別為J07（一測(cè)回水平方向中誤差0.7”）、J1、J2、J6、J15級(jí)。 J1級(jí)經(jīng)緯儀如WILD T3光學(xué)經(jīng)緯儀以及 全站儀TC（A）2003/1201/1800、TM30（TS30）的測(cè)角部分。25精選PPT方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法的特征是在一個(gè)測(cè)回中把測(cè)站上所有要觀測(cè)的方向逐一照準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè)，并在水平度盤上讀數(shù)，求出各方向的方向觀測(cè)值。三角網(wǎng)計(jì)算時(shí)所需要的水平角均可從有關(guān)的兩個(gè)方向觀測(cè)值相減得出。設(shè)在測(cè)站上有1，2 P個(gè)方向要觀測(cè)，并選定邊長(zhǎng)適中、通視條件良好、成象清晰穩(wěn)定的方向1作為觀測(cè)的起始方向（又稱零方向）。上半測(cè)回用盤左位置先照準(zhǔn)零方向，然后按順時(shí)針方向

22、轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部依次照準(zhǔn)方向2，3 P再閉合到方向1，并分別在水平度盤上讀數(shù)。下半測(cè)回用盤右位置，仍然先照準(zhǔn)零方向1，然后逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部按相反次序照準(zhǔn)方向P2，1，并分別在水平度盤上讀數(shù)。除了觀測(cè)方向數(shù)較少（規(guī)范規(guī)定不大于3）的站以外，一般都要求每半測(cè)回觀測(cè)閉合到起始方向（如以上所述的觀測(cè)程序）以檢查觀測(cè)過程中水平度盤有無方位的變動(dòng)。此時(shí)每半測(cè)回觀測(cè)構(gòu)成一個(gè)閉合圓，所以這種觀測(cè)方法又稱之為全圓方向觀測(cè)法。 26精選PPT角度測(cè)量誤差來源有儀器誤差的影響包括：（1）儀器本身誤差：1）照準(zhǔn)部偏心差、2）度盤刻劃誤差、3）視準(zhǔn)軸誤差C、4）橫軸誤差、5）豎軸傾斜誤差；（2）觀測(cè)過程中儀器導(dǎo)致的誤差：

23、1）水平度盤位移的影響、2）照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確的影響、3）照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋作用不正確的影晌、4）垂直微動(dòng)螺旋作用不正確的影晌。觀測(cè)誤差的影響包括：（1）照準(zhǔn)誤差；（2）讀數(shù)誤差；（3）儀器對(duì)中誤差；（4）目標(biāo)偏心誤差。外界因素的影響包括：（1）大氣層密度的變化和大氣透明度對(duì)目標(biāo)成象質(zhì)量的影晌；（2）旁折光的影響；（3）照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差；（4）溫度變化對(duì)視準(zhǔn)軸的影響；（5）外界條件對(duì)覘標(biāo)內(nèi)架的影響。 27精選PPT精密測(cè)角的一般原則 為了最大限度地減弱或消除各種誤差的影響，在精密測(cè)角時(shí)應(yīng)遵循下列原則：1）觀測(cè)應(yīng)在目標(biāo)成象清晰、穩(wěn)定的有利于觀測(cè)的時(shí)間進(jìn)行，以提高照準(zhǔn)精度和減小旁折光的影響；2）觀測(cè)

24、前應(yīng)認(rèn)真調(diào)好焦距，消除視差。在一測(cè)回的觀測(cè)過程中不得重新調(diào)焦，以免引起視準(zhǔn)軸的變動(dòng)；3）各測(cè)回起始方向應(yīng)均勻地分配在水平度盤和測(cè)微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測(cè)微分劃尺的分劃誤差的影響；4）在上、下半測(cè)回之間倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以消除和減弱視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差等的影響。同時(shí)由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準(zhǔn)軸誤差（2C），以檢核觀測(cè)質(zhì)量；5）上、下半測(cè)回照準(zhǔn)目標(biāo)的次序應(yīng)相反，并使觀測(cè)每一目標(biāo)的操作時(shí)間大致相同，即在一測(cè)回的觀測(cè)過程中，應(yīng)按與時(shí)間對(duì)稱排列的觀測(cè)程序，其目的在于消除或減弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差影響，如覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的扭轉(zhuǎn)等；6）為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動(dòng)

25、儀器基座位移及彈性扭曲導(dǎo)致水平度盤位移的誤差，每半測(cè)回開始觀測(cè)前，照準(zhǔn)部按規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向先轉(zhuǎn)動(dòng)約一周；7）用望遠(yuǎn)鏡垂直絲精確照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)將目標(biāo)置于水平絲附近，照準(zhǔn)各方向目標(biāo)時(shí)應(yīng)在同樣位置。照準(zhǔn)目標(biāo)盡量不要使用垂直制動(dòng)和微動(dòng)螺旋。使用照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋和測(cè)微螺旋時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)；8）為減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測(cè)過程中應(yīng)保持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。當(dāng)使用J1和J2型經(jīng)緯儀時(shí)，若氣泡偏離水準(zhǔn)器中心一格時(shí)。應(yīng)在測(cè)回間重新整平儀器。這樣做可以使觀測(cè)過程中垂直軸的傾斜方向和傾斜角的大小具有偶然性，以便在各測(cè)回觀測(cè)結(jié)果的平均值中可以指望減弱其影響。28精選PPT方向觀測(cè)法測(cè)站平差一測(cè)回方向觀測(cè)中

26、誤差 式中n為包括零方向在內(nèi)的方向個(gè)數(shù)， 隨著測(cè)回?cái)?shù)m的不同而變化，可以預(yù)先算好，如m9，k0.147；m12，k0.109等。m測(cè)回方向值中數(shù)的中誤差為29精選PPT電磁波測(cè)距基本原理電磁波測(cè)距是通過測(cè)定電磁波束在待測(cè)距離上往返傳播的時(shí)間t2D來計(jì)算待測(cè)距離D的，其基本公式為 上式中c是電磁波在大氣中的傳播速度，它取決于電磁波的波長(zhǎng)和觀測(cè)時(shí)測(cè)線上的氣象條件。電磁波在測(cè)線上的住返傳播時(shí)間t2D，可以直接測(cè)定，也可以間接測(cè)定。直接測(cè)量電磁波傳播時(shí)間是用一種脈沖波，它是由儀器的發(fā)送設(shè)備發(fā)射出去，被目標(biāo)反射回來，再由儀器接收器接收，最后由儀器的顯示系統(tǒng)顯示出脈沖在測(cè)線上往返傳播的時(shí)間t2D或直接顯示

27、出測(cè)線的斜距，這種測(cè)距儀器稱為脈沖式測(cè)距儀。它操作比較方便，但由于脈沖寬度和計(jì)數(shù)器時(shí)間分辨能力的限制，直接測(cè)量時(shí)間只能達(dá)到10-8s，其相應(yīng)的測(cè)距精度約12m。為了進(jìn)一步提高測(cè)距精度人們采用間接測(cè)定的辦法。間接測(cè)定電磁波傳播時(shí)間是采用一種連續(xù)調(diào)制波，它由儀器發(fā)射出去，被反射回來后進(jìn)入儀器接收器，通過發(fā)射信號(hào)與返回信號(hào)的相位比較，即可測(cè)定調(diào)制波往返于測(cè)線的遲后相位差中小于2的尾數(shù)。用幾個(gè)不同調(diào)制波的測(cè)相結(jié)果便可間接推算出傳播時(shí)間t2D，并計(jì)算（或直接顯示）出測(cè)線的傾斜距離。這種測(cè)距儀器叫做相位式測(cè)距儀。目前這種儀器的計(jì)時(shí)精確度達(dá)10-10 s以上，從而使測(cè)距精度提高到1cm左右，可基本滿足精密測(cè)

28、距的要求。現(xiàn)今用于精密測(cè)距的激光測(cè)距儀和微波測(cè)距儀屬于這種相位式測(cè)距儀。 30精選PPT相位式測(cè)距儀的基本公式相位式測(cè)距儀（圖1-69中的A）發(fā)射出一種作為載波的光（或微波）的連續(xù)調(diào)制波。調(diào)制波通過測(cè)線到達(dá)反射器（圖1-69中的B），經(jīng)反射后被儀器接收器接收。測(cè)距信號(hào)在經(jīng)過往返距離2D后，相位延遲。為便于敘述起見，將往程與返程的信號(hào)波形圖攤平，如圖1-70所示。圖1-70 調(diào)制波往返測(cè)線上式中是半波長(zhǎng)；N為整周數(shù)，而是不足一周的尾數(shù)。 31精選PPT棱鏡反射器出射光與入射光在不同的投影面上都保持平行，那么它們?cè)诳臻g也必然是相互平行的。正因?yàn)槔忡R具有此項(xiàng)特點(diǎn)，故觀測(cè)斜距時(shí)棱鏡只須粗略對(duì)準(zhǔn)測(cè)線方向

29、就可以了。 32精選PPT電磁波測(cè)距觀測(cè)結(jié)果的化算電磁波測(cè)距的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果，即距離初步值D0，必須加上各項(xiàng)改正之后，才能化算為兩標(biāo)石中心投影在參考橢球面（或測(cè)區(qū)某指定高程面）上的正確距離。這些改正大致可分三類：第一類是由儀器本身所造成的改正，有儀器的加常數(shù)改正k、置平改正D（適用于測(cè)距儀）、頻率改正Df和周期誤差D改正；第二類是因大氣折射而引起的改正，有氣象改正Dn和波道彎曲改正D（徠卡全站儀觀測(cè)到的距離已加入了此向改正）；第三類是屬于歸算方面的改正，即歸心改正De、傾斜改正和投影到橢球面（或測(cè)區(qū)某指定高程面）上的改正Ds。33精選PPT（4）氣象改正34精選PPT1）傾斜改正2）光電測(cè)距傾斜

30、改正（平距化算）嚴(yán)密公式3）測(cè)線長(zhǎng)度投影到橢球面上的改正 銦瓦基線尺丈量所得的經(jīng)傾斜改正后的測(cè)線長(zhǎng)度是沿測(cè)線平均高程面上的水平長(zhǎng)度D；徠卡全站儀觀測(cè)到的平距已化算成測(cè)站高程面上的弦長(zhǎng)；日本品牌的全站儀觀測(cè)到的平距已化算成測(cè)站與鏡站平均高程面上的弦長(zhǎng)；光電測(cè)距所測(cè)的斜距可化算成某高程面上的弦長(zhǎng)。這些長(zhǎng)度投影到參考橢球面（或測(cè)區(qū)某指定高程面）上還需進(jìn)行投影改正。（5）傾斜改正和投影到橢球面上的改正 35精選PPT圖1-74表示沿測(cè)線方向的剖面，RA表示沿測(cè)線方向的參考橢球面曲率半徑；是大地水準(zhǔn)面超出參考球面上的高度，表示測(cè)線平均高程。由圖1-74知圖1-74 測(cè)線長(zhǎng)度投影36精選PPT（6）參考橢

31、球面上水平距離的計(jì)算設(shè)參考橢球面上的水平距離以S表示，則 （1-89）應(yīng)當(dāng)指出，以上各項(xiàng)改正并非項(xiàng)項(xiàng)都要計(jì)算，根據(jù)儀器情況，邊的長(zhǎng)短和測(cè)邊的精度要求，有些項(xiàng)實(shí)際不存在（如采用全站儀時(shí)一般不存在置平改正、一般情況下沒有歸心改正、而波道彎曲改正在全站儀觀測(cè)中已經(jīng)考慮了）或本身過小時(shí)，也就無需計(jì)算；屬于各測(cè)回不同的改正計(jì)算（如），則必須在各測(cè)回內(nèi)分別計(jì)算，而其余的改正數(shù)各測(cè)回都有是一樣的，則可在最后一次計(jì)算。37精選PPT38精選PPT電磁波測(cè)距誤差來源及其影響39精選PPT （1）比例誤差 1）光速值c0的誤差2）調(diào)制頻率f的誤差3）大氣折射率n的誤差40精選PPT大氣折射率n的誤差是由于確定測(cè)線

32、上平均氣象元素（P，t，e）的不正確而引起，這里包括測(cè)定誤差及氣象元素代表性誤差（即測(cè)站與鏡站上測(cè)定值之平均，經(jīng)過前述的氣象元素代表性改正后，依舊存在的代表性誤差）。各氣象元素對(duì)n值的影響，可按（1-96）式分別求微分，并取中等大氣條件下的數(shù)值（P760mmHg，t20，e10mmHg）代入后，得 （1-97）由此可見，激光測(cè)距中溫度誤差對(duì)折射系數(shù)的影響最大。當(dāng)dt1時(shí)，dnt0.9510-6，由此引起的測(cè)距誤差約一百萬分之一。其次是氣壓誤差的影響，當(dāng)Dp2.5mmHg時(shí)，dnp0.9310-6，這也使測(cè)距誤差達(dá)一百萬分之一。影響最小的是濕度誤差。對(duì)于微波測(cè)距來說，它的大氣折射系數(shù)公式為 （1

33、-98）同樣，上式分別對(duì)P，t，e求微分，并取中等大氣條件下的數(shù)值（P760mmHg，t20， e10mmHg）代入后，得 （1-99）41精選PPT將（1-93）式與（1-91）式作一比較，可以看出：溫度、氣壓的誤差對(duì)激光測(cè)距和微波測(cè)距的影響不相上下，但水汽壓對(duì)二者的誤差影響則相差十分懸殊，即對(duì)激光測(cè)距的影響可忽略不計(jì)，而對(duì)微波測(cè)距的影響相當(dāng)顯著。設(shè)想干濕球溫差（tt）的測(cè)定誤差為1，則算得水汽壓誤差de0.50mmHg，由此引起大氣折射系數(shù)的誤差dn16.110-60.503.010-6，從而產(chǎn)生測(cè)距相對(duì)誤差 ，顯然，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的誤差影響。從以上的誤差分析來看，正確地測(cè)定測(cè)站和鏡站上

34、的氣象元素，并使算得的大氣折射系數(shù)與傳播路徑上的實(shí)際數(shù)值十分接近，從而大大地減少大氣折射的誤差影響，這對(duì)精密中、遠(yuǎn)程測(cè)距乃是十分重要的。因此，在實(shí)際作業(yè)中必須注意以下幾點(diǎn)。a. 氣象儀表必須經(jīng)過檢驗(yàn)，以保證儀表本身的正確性。讀定氣象元素前，應(yīng)使氣象儀表反映的氣象狀態(tài)與實(shí)地大氣的氣象狀態(tài)充分一致。溫度應(yīng)讀至0.2，其誤差應(yīng)小于0.5，氣壓讀至0.5mmHg（或0.5hPa），其誤差應(yīng)小于1mmHg（或1hPa）。 尤其是氣壓表，由于零點(diǎn)誤差或振動(dòng)的影響，可能會(huì)引起較大（十幾個(gè)毫巴甚至更大）的儀表誤差，所以一定要購(gòu)買質(zhì)量可靠的氣象儀器，并且定期送當(dāng)?shù)貧庀髾z定部門進(jìn)行檢定。有條件時(shí)配備一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓表

35、或多備幾個(gè)氣壓表，施測(cè)期間將標(biāo)準(zhǔn)的儀表一律放在駐地，以免受到震動(dòng)，野外所用氣壓表在每期業(yè)務(wù)前后均與標(biāo)準(zhǔn)氣壓表進(jìn)行比較修正。 42精選PPTb. 氣象代表性的誤差影響較為復(fù)雜，它受到測(cè)線周圍的地形、地物和地表情況以及氣象條件諸因素的影響。為了消弱這方面的誤差影響，選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意地形條件，盡量避免測(cè)線兩端高差過大的情況，避免視線擦過水域；觀測(cè)時(shí)，應(yīng)選擇在空氣能充分調(diào)和的有風(fēng)之天或溫度比較均勻的陰天。必要時(shí)，可加設(shè)中間點(diǎn)測(cè)定溫度。c. 氣象代表性的誤差影響，在不同的時(shí)間（如白天與黑夜），不同的天氣（如陰天和晴天），具有一定偶然性，有相互抵消的作用。因此，采取不同氣象條件下的多次觀測(cè)，也能進(jìn)一步地削弱

36、氣象代表性的誤差影響。 43精選PPT（2）固定誤差 1）歸心或?qū)χ姓`差m l2）儀器加常數(shù)誤差m k3）測(cè)相誤差m44精選PPT精密光電測(cè)距 1）測(cè)距作業(yè)在測(cè)站上安置測(cè)距儀（全站儀），鏡站安置配套棱鏡（鏡面對(duì)向儀器）。觀測(cè)開始（及結(jié)束）時(shí)，測(cè)定氣象元素，并根據(jù)需要對(duì)儀器的氣象改正進(jìn)行設(shè)定。將儀器瞄準(zhǔn)棱鏡中心（平距觀測(cè)時(shí)，應(yīng)使儀器橫絲精確照準(zhǔn)棱鏡中心），開始測(cè)距。觀測(cè)平距時(shí)必須采用盤左、盤右分別進(jìn)行，以消除垂直角觀測(cè)中的儀器豎盤指標(biāo)差等（參見垂直角觀測(cè)）。斜距與垂直角分開觀測(cè)時(shí)測(cè)距作業(yè)可只進(jìn)行儀器單面觀測(cè)精密距離測(cè)量采用往返觀測(cè)，往返各觀測(cè)二至四個(gè)測(cè)回，一測(cè)回為照準(zhǔn)目標(biāo)一次，讀數(shù)四次。觀測(cè)平距

37、時(shí)每次讀數(shù)應(yīng)使儀器橫絲精確照準(zhǔn)棱鏡中心。2）觀測(cè)成果的重測(cè)和取舍凡超出限差的觀測(cè)成果，均要進(jìn)行重新觀測(cè)。當(dāng)一測(cè)回中讀數(shù)較差超限時(shí)，可重測(cè)2個(gè)讀數(shù)，然后去掉一大一小取平均。重測(cè)超限時(shí)，整測(cè)回應(yīng)重新觀測(cè)。當(dāng)測(cè)回間較差超限時(shí)，可重測(cè)2個(gè)測(cè)回，然后去掉一大一小取平均，當(dāng)重測(cè)后測(cè)回差仍超限時(shí)，重測(cè)該測(cè)距邊的所有測(cè)回。往、返（或不同時(shí)段）較差超限時(shí)，應(yīng)分析原因后，重測(cè)單方向的距離，若重測(cè)還是超限，重測(cè)往、返兩方向的距離。 45精選PPT3）氣象元素的測(cè)定測(cè)距作業(yè)前，應(yīng)預(yù)先打開溫度表和氣壓表。溫度表必須懸掛在離地面1.5m左右或與測(cè)距儀近似高、不受陽光直射、受輻射影響小和通風(fēng)良好的地方（操作者及儀器周圍障礙

38、物應(yīng)遠(yuǎn)離溫度表球部至少半米）。在使用通風(fēng)干濕溫度表時(shí)，須經(jīng)過1530min后方能開始觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)將通風(fēng)器的發(fā)條上緊，等通風(fēng)器轉(zhuǎn)動(dòng)24分鐘（應(yīng)按其使用說明上所定的通風(fēng)時(shí)間，此時(shí)通風(fēng)速度不得小于2.5m/s）以后，進(jìn)行溫度表的讀數(shù)精確到小數(shù)一位，并將讀數(shù)進(jìn)行修正（按相應(yīng)有效檢定證書所列的修正值）。溫度表讀數(shù)時(shí)，觀測(cè)者應(yīng)站在下風(fēng)方，讀數(shù)要迅速準(zhǔn)確。在野外使用時(shí)如風(fēng)速大于3m/s應(yīng)在通風(fēng)干濕度表通風(fēng)器的迎風(fēng)面上套上一個(gè)風(fēng)擋，以防止大風(fēng)對(duì)于通風(fēng)速度的不良影響。氣壓表測(cè)讀時(shí)必須水平放置，要防止指針擱滯。讀數(shù)前用手指輕輕扣敲儀器外殼或表面玻璃，以消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦。觀測(cè)時(shí)指針與鏡面指針像重疊，此時(shí)讀數(shù)精確

39、到小數(shù)一位。讀取氣壓表上的溫度值以進(jìn)行溫度訂正。氣壓值的求算應(yīng)經(jīng)過溫度、示度、補(bǔ)充等項(xiàng)的訂正（按相應(yīng)有效檢定證書所列的修正值）。46精選PPT變形觀測(cè)手簿的記錄和計(jì)算要求 1）手簿中的原始數(shù)據(jù)和記事項(xiàng)目，必須在現(xiàn)場(chǎng)用鉛筆或鋼筆記錄，記錄者必須對(duì)觀測(cè)者的讀數(shù)進(jìn)行復(fù)誦，嚴(yán)禁憑記憶補(bǔ)記。手簿的計(jì)算和檢查必須在離點(diǎn)前做完。2）一切數(shù)字、文字記載均應(yīng)正確、清楚、整齊、美觀。凡需更正錯(cuò)誤，均應(yīng)將錯(cuò)字整齊劃去，并在其上方填寫正確文字或數(shù)字，嚴(yán)禁隨手涂擦。對(duì)超限的成果須注明原因和重測(cè)結(jié)果所在頁數(shù)，對(duì)重測(cè)記錄，則需加注“重測(cè)”字樣。書寫的文字、符號(hào)和單位均應(yīng)符合國(guó)家頒布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3）對(duì)原始記錄的秒值（毫米數(shù)）

40、不得做任何涂改，原始記錄的度、分（米、分米）確屬讀錯(cuò)、記錯(cuò)，可在現(xiàn)場(chǎng)更正，但同一方向（測(cè)站）內(nèi)不能有兩個(gè)相關(guān)的數(shù)字連續(xù)劃改。4）外業(yè)手簿中，每點(diǎn)的手頁，應(yīng)記載測(cè)站名稱、等級(jí)、覘標(biāo)類型等。每一觀測(cè)時(shí)間段的首末頁上端各項(xiàng)，均須記載齊全。5）精密三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量記錄和計(jì)算的小數(shù)位：采用TC（A）2003/1201/1800、TM30（TS30）全站儀觀測(cè)水平及垂直角讀數(shù)到0.1/0.1/1、計(jì)算到0.01，采用T3/J2型儀器觀測(cè)水平及垂直角讀數(shù)到0.1/1、計(jì)算到0.01；精密水準(zhǔn)測(cè)量記錄和計(jì)算的小數(shù)位：讀數(shù)到0.1mm、計(jì)算到0.01mm；最后計(jì)算的平面坐標(biāo)、高程及變形量等成果取至0.1m

41、m。6）精密距離測(cè)量中，每測(cè)回要記全數(shù)一次，厘米和厘米以下的數(shù)字不得更改；邊長(zhǎng)讀數(shù)至0.1mm，計(jì)算至0.01mm；溫度讀至0.1，氣壓讀至0.1hpa（毫巴）；儀器高和鏡高，讀至0.1mm。7）有條件時(shí)應(yīng)首先考慮采用電子記錄，電子記錄時(shí)必須按照有關(guān)電子記錄基本規(guī)定執(zhí)行。有關(guān)的測(cè)站、測(cè)點(diǎn)名稱應(yīng)進(jìn)行必要的注記。記錄在記錄器中的原始數(shù)據(jù)必須及時(shí)錄入到計(jì)算機(jī)中并進(jìn)行資料的計(jì)算整理。采用電子記錄時(shí)，必須建立各項(xiàng)目記錄模板，每次記錄時(shí)打開相應(yīng)項(xiàng)目記錄模板（可選擇“文件”菜單的“新建”命令，單擊“本機(jī)上的模板”，選擇所要的記錄模板）進(jìn)行記錄。在沒有原有記錄文檔備份文件時(shí)，嚴(yán)禁打開原有的記錄文檔進(jìn)行編輯記錄

42、。 47精選PPT48精選PPT全站儀及其特性全站儀又稱全站型電子速測(cè)儀、電子全站儀，是一種兼有電子測(cè)距、電子測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄及傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測(cè)量與定位系統(tǒng)。49精選PPT全站儀精度指標(biāo)在所有全站儀測(cè)距部分標(biāo)稱精度指標(biāo)的表達(dá)式中，均使用（ABD）的形式，如徠卡TC2003系列為（1mm1ppmD）。顯然，該精度表達(dá)形式由以下兩部分組成：A，代表固定誤差，單位為mm。它主要由儀器加常數(shù)的測(cè)定誤差、對(duì)中誤差、測(cè)相誤差等引起。固定誤差與測(cè)量的距離無關(guān)，即不管實(shí)際測(cè)量距離多長(zhǎng)，全站儀將存在不大于該值的固定誤差。全站儀的這部分誤差一般在1mm5mm之間；BD，代表比例誤差。它

43、主要由儀器頻率誤差、大氣折射率誤差引起。其中B的單位為ppm（PartsPerMillion），是百萬分之（幾）的意思，它廣泛地出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料上。它不是我國(guó)法定計(jì)量單位，而僅僅是人們對(duì)這一數(shù)學(xué)現(xiàn)象的習(xí)慣叫法。全站儀B的值由生產(chǎn)廠家在用戶手冊(cè)里給定，用來表征比例誤差中比例的大小，是個(gè)固定值，一般在1ppm5ppm之間；D的單位為“km”，即1106mm，它是一個(gè)變化值，根據(jù)用戶實(shí)際測(cè)量的距離確定，它同時(shí)又是一個(gè)通用值，對(duì)任何全站儀都一樣。由于D是通用值，所以比例誤差中真正重要的是“ppm”，通常人們看比例部分的精度也就是看它的大小。B和D的乘積形成比例誤差。一俟距離確定，則比例誤差部分

44、就會(huì)確定。顯然，當(dāng)B為1ppm，被測(cè)距離D為1km時(shí)，比例誤差BD就是1mm。隨著被測(cè)距離的變化，全站儀的這部分誤差將隨之按比例進(jìn)行變化，例如當(dāng)B仍為1ppm，被測(cè)距離等于2km時(shí)，則比例誤差為2mm。50精選PPT固定誤差與比例誤差絕對(duì)值之和，再冠以偶然誤差號(hào)，即構(gòu)成全站儀測(cè)距精度。如徠卡TPS1100系列全站儀測(cè)距精度為2mm2ppmD。當(dāng)被測(cè)距離為1km時(shí)，儀器測(cè)距精度為4mm。換句話說，全站儀最大測(cè)距誤差不大于4mm；當(dāng)被測(cè)距離為2km時(shí)，儀器測(cè)距精度則為6mm，最大測(cè)距誤差不大于6mm。特別需要指出的是，全站儀的標(biāo)稱精度指標(biāo)是一種誤差限差的概念，也就是說每臺(tái)全站儀測(cè)距誤差不得超過生產(chǎn)

45、廠家提供的標(biāo)稱精度指標(biāo)。所謂不得超過，可能出現(xiàn)的情況是，有的儀器實(shí)際誤差接近于這個(gè)限差，也可能有的小于或遠(yuǎn)小于這個(gè)限差，因此決不能把某臺(tái)儀器的標(biāo)稱精度當(dāng)作該儀器的實(shí)際精度。沒有誤差的全站儀是不存在的，但標(biāo)稱精度一樣的全站儀其實(shí)際精度，即存在的實(shí)際誤差卻不同，有的相差還很大。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)表明，相當(dāng)多的徠卡全站儀的實(shí)測(cè)精度高于標(biāo)稱精度一倍以上。目前的TC（A）2003/1800、TM30（TS30）等全站儀使用初期其實(shí)測(cè)及檢定測(cè)距精度與其標(biāo)稱精度相比一般均在0.7倍以下，許多儀器僅0.5倍以下。隨著使用期的延長(zhǎng)，其精度會(huì)略微有所下降。 51精選PPT國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程（JJG1002003）將全站儀及

46、電子經(jīng)緯儀的準(zhǔn)確度劃分為4個(gè)等級(jí)，見表1-29。 52精選PPT全站儀測(cè)距氣象改正 全站儀在測(cè)距作業(yè)中必須進(jìn)行氣象改正，即通過測(cè)量作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度T（Temperature）和氣壓P（Pressure）以及濕度H（Humidity，該項(xiàng)僅在高精度測(cè)量時(shí)使用），按照一定的氣象改正公式，求出氣象改正數(shù)ppm以及距離改正數(shù)D。不同廠家的全站儀，其氣象改正公式也不同。全站儀的氣象改正是在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為了便于用戶的使用，廠家選定更接近作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的氣象條件作為儀器標(biāo)準(zhǔn)氣象條件。在標(biāo)準(zhǔn)氣象條件下，全站儀的氣象改正ppm值為零。如徠卡全站儀選T12，P1013.25mbar（760mmHg），H6

47、0作為標(biāo)準(zhǔn)氣象條件，此時(shí)的氣象改正值ppm0。也有的廠家溫度T選15（如拓普康）或20（如捷創(chuàng)力），但氣壓P一般都選1013.25mbar。實(shí)際測(cè)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的氣象條件一般會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)氣象條件有所不同，因此通常所說的氣象改正就是指對(duì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣象條件變化的改正。1013.25mbar約相當(dāng)于0m高程的氣壓值，在02000m范圍內(nèi)，高程每升高810m，氣壓一般減小約1mbar；在20004000m范圍內(nèi)，高程每升高1013m，氣壓一般減小約1mbar。但即使同一高程，隨著氣象條件的變化，其氣壓值一般會(huì)變化2060mbar。 53精選PPT全站儀的三軸補(bǔ)償細(xì)心的全站儀用戶常常提出這樣一個(gè)問題：在固定照準(zhǔn)部

48、的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡上下俯仰的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)水平角的讀數(shù)在不斷地變化。這個(gè)變化，有的儀器幾秒，也有的儀器可達(dá)十幾秒甚至幾十秒。他們納悶，俯仰望鏡時(shí)，由于儀器在水平方向沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，引起讀數(shù)變化的應(yīng)該是垂直角，可是為什么水平方向也跟著變呢？他們懷疑是不是儀器出了毛病，因此不敢相信顯示數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。長(zhǎng)期以來，人們使用的電子經(jīng)緯儀和全站儀，如徠卡的T2000S，TC2000等，在上述情況下，水平方向都不會(huì)發(fā)生什么變化?？墒侨緝x技術(shù)發(fā)展到今天，全站儀性能大大提高，然而其水平方向反而不穩(wěn)定了，這到底是怎么一回事？其實(shí)這正是當(dāng)今全站儀性能提高的一個(gè)表現(xiàn)。補(bǔ)償器是用來補(bǔ)償由于經(jīng)緯儀垂直軸傾斜而引起的讀數(shù)誤差的。

49、老式的單軸補(bǔ)償器，僅僅能補(bǔ)償垂直方向的讀數(shù)誤差，爾后出現(xiàn)自動(dòng)雙軸補(bǔ)償器，則可以同時(shí)補(bǔ)償垂直方向和水平方向的讀數(shù)誤差。但這都是對(duì)垂直軸傾斜的補(bǔ)償。1989年徠卡推出的T3000以及其后的徠卡全站儀（低精度的除外），則不僅能補(bǔ)償經(jīng)緯儀垂直軸傾斜引起的垂直度盤和水平度盤讀數(shù)誤差，而且還能補(bǔ)償由于水平軸傾斜誤差和視準(zhǔn)軸誤差引起的水平度盤讀數(shù)影響以及豎盤指標(biāo)差引起的豎盤讀數(shù)影響 。通常稱為“三軸補(bǔ)償”。這也使改善水平方向讀數(shù)因素或者說望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)水平讀數(shù)變化的因素增加到三個(gè)。下面簡(jiǎn)要解釋這三種因素的原理。 54精選PPT雙軸補(bǔ)償將垂直軸傾斜量分解成視準(zhǔn)軸方向和水平軸方向兩個(gè)分量。視準(zhǔn)軸方向的分量影響垂直

50、度盤讀數(shù)，水平軸方向的分量 影響水平度盤讀數(shù)，其影響為 ，其中 為目標(biāo)點(diǎn) 的垂直角。從式中可以看出，這種影響主要表現(xiàn)在望遠(yuǎn)鏡偏離水平面時(shí)，如前所述，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡水平瞄準(zhǔn)時(shí)，橫向傾斜實(shí)際上對(duì)水平度盤沒有影響。但傾斜瞄準(zhǔn)時(shí)，該影響就明顯增加（如望遠(yuǎn)鏡傾斜45時(shí)，1 橫向傾斜引起1 的水平方向誤差）。因此如果補(bǔ)償器設(shè)置成雙軸補(bǔ)償，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即使照準(zhǔn)部不動(dòng)，儀器也會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償垂直軸傾斜而引起的水平度盤讀數(shù)誤差，水平方向讀數(shù)會(huì)不斷地變化。1）雙軸補(bǔ)償2）水平軸傾斜誤差水平軸傾斜誤差又稱橫軸誤差或傾斜軸誤差（tiltingaxis error）。其引起的主要原因是由于安裝或調(diào)整不完善致使支承水平軸的二支架

51、不等高。水平軸兩端的直徑不等也是一個(gè)原因。由于儀器存在著水平軸誤差，當(dāng)整平儀器時(shí)，垂直軸垂直，而水平軸不水平，這就會(huì)對(duì)水平方向引起觀測(cè)誤差。若i為水平軸傾斜誤差對(duì)水平方向觀測(cè)讀數(shù)的影響，則有 i 顯然，i 的大小不僅與 i 角的大小成正比，而且與目標(biāo)點(diǎn)的垂直角有關(guān)。 55精選PPT3）視準(zhǔn)軸誤差視準(zhǔn)軸誤差又稱照準(zhǔn)誤差，也就是人們常說的“C”角。它產(chǎn)生的原因是由于安裝和調(diào)整不當(dāng)，望遠(yuǎn)鏡的十字絲中心偏離了正確的位置，結(jié)果是視準(zhǔn)軸與水平軸不正交，引起了測(cè)量誤差，它是一個(gè)固定值；外界溫度的變化也會(huì)引起視準(zhǔn)軸位置的變化，這個(gè)變化則不是一個(gè)固定值。若令C 為視準(zhǔn)軸誤差C 對(duì)水平方向觀測(cè)讀數(shù)的影響，則有：C

52、C / cos顯然，視準(zhǔn)軸誤差對(duì)水平方向讀數(shù)的影響不僅與視準(zhǔn)軸誤差C 成正比，而且也與目標(biāo)點(diǎn)的垂直角有關(guān)。當(dāng)垂直角為零度時(shí)，CC，即視準(zhǔn)軸誤差與它所引起的水平方向讀數(shù)誤差是相同的。此時(shí)可通過盤左盤右的觀測(cè)值之差來求得，即：LR1802C需要說明的是，有的資料為了解釋的方便，并沒有嚴(yán)格區(qū)分C 和C，只是講C 的變化依賴垂直角的變化，但這并不妨礙對(duì)此問題的理解。 56精選PPT為了消除上述三種因素的影響，簡(jiǎn)化角度觀測(cè)程序。將過去往往需正、倒鏡觀測(cè)才能消除的一些誤差自動(dòng)進(jìn)行修正，提高單面觀測(cè)的精度，除徠卡儀器外，還有賓得的PTSV2以及捷創(chuàng)力的Geodimeter 500600系列等儀器，都使用了三

53、軸補(bǔ)償?shù)姆椒āＦ洳扇〉氖侄问怯秒p軸補(bǔ)償?shù)姆椒▉硌a(bǔ)償垂直軸傾斜引起的垂直和水平度盤的讀數(shù)誤差，用機(jī)內(nèi)計(jì)算軟件來改正因橫軸誤差和視準(zhǔn)軸誤差引起的水平度盤讀數(shù)誤差。此改正通過下述參數(shù)進(jìn)行計(jì)算:已被確定和存儲(chǔ)在儀器里的最新視準(zhǔn)軸誤差和水平軸（橫軸）誤差；垂直軸傾斜、視準(zhǔn)軸橫向偏離的瞬間成份。具有三軸補(bǔ)償?shù)慕?jīng)緯儀或全站儀用下述公式來顯示角度值HzT Hz0C / cos （Sti）tg 式中 HzT 顯示的水平度盤讀數(shù)； Hz0 電子度盤傳感器測(cè)得的值。對(duì)于只能對(duì)垂直角進(jìn)行單軸補(bǔ)償?shù)睦鲜诫娮咏?jīng)緯儀和全站儀來說，如T2000S和TC2000，沒有改正上述三種因素的功能，人們看到無論望遠(yuǎn)鏡怎么轉(zhuǎn)，它們的水平

54、方向讀數(shù)都不變化，并不是因?yàn)檫@種儀器穩(wěn)定可靠，其實(shí)是儀器沒有能力進(jìn)行這方面改正的緣故。對(duì)于僅有雙軸補(bǔ)償?shù)膬x器來說，只能改正垂直軸傾斜引起的垂直和水平讀數(shù)誤差。當(dāng)補(bǔ)償器關(guān)閉以后，無論如何轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，水平讀數(shù)也不會(huì)變化。全站儀在工作時(shí)，其垂直角的改正，一是使用存儲(chǔ)的指標(biāo)差，二是使用垂直軸在視準(zhǔn)線方向的傾斜量。57精選PPT4）全站儀的三軸補(bǔ)償 全站儀的補(bǔ)償改正是通過補(bǔ)償器自動(dòng)測(cè)定垂直軸傾斜的瞬時(shí)值補(bǔ)償垂直軸傾斜引起的垂直、水平度盤讀數(shù)誤差，同時(shí)通過已被確定并存儲(chǔ)在儀器里的最新水平軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差以及豎盤指標(biāo)差等用儀器內(nèi)計(jì)算軟件來改正儀器軸系誤差引起的水平及垂直度盤讀數(shù)誤差的。故儀器補(bǔ)償器本身的誤

55、差、儀器軸系誤差中的水平軸誤差、視準(zhǔn)軸誤差C及豎盤指標(biāo)差等，應(yīng)通過定期的檢測(cè)進(jìn)行修正以使儀器達(dá)到最佳工作狀態(tài)。盡管上述誤差不能調(diào)整到零，但通過盤左及盤右觀測(cè)取均值的方法均能消除上述補(bǔ)償及各項(xiàng)軸系誤差。58精選PPTATR自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別及定位1）原理 象測(cè)距儀那樣，自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別（ATR）部件以同樣的方法安裝在TCA系列全站儀的望遠(yuǎn)鏡上。紅外光束通過光學(xué)部件被投影在望遠(yuǎn)鏡上，從物鏡口發(fā)射出去。反射回來的光束，由內(nèi)置的CCD相機(jī)接收，其位置以CCD相機(jī)的中心作為參考點(diǎn)來精確地確定。假如CCD相機(jī)的中心與望遠(yuǎn)鏡的光軸的調(diào)整是正確的，則以ATR方式測(cè)得的水平方向和垂直角，可從CCD相機(jī)上光點(diǎn)的位置直接計(jì)算

56、出來。 采用ATR時(shí)，視準(zhǔn)線和CCD相機(jī)中心之間在水平和垂直方向上的偏差即為ATR準(zhǔn)直差（照準(zhǔn)差）。ATR照準(zhǔn)差在盤左和盤右觀測(cè)時(shí)等值同號(hào)，即始終偏向目標(biāo)棱鏡的同一側(cè)，且不論距離的遠(yuǎn)近其偏離的角值是相等的，故不能通過盤左及盤右觀測(cè)取均值的方法得以消除，尤其在垂直角觀測(cè)時(shí)ATR照準(zhǔn)差直接傳遞到垂直角觀測(cè)值中，而水平角計(jì)算時(shí)因各水平方向觀測(cè)值相減后能將ATR照準(zhǔn)差基本消除。 ATR照準(zhǔn)差的校準(zhǔn)是提高其測(cè)量精度的重要一環(huán)。常規(guī)的ATR校準(zhǔn)工作允許檢查和測(cè)定CCD相機(jī)的中心與望遠(yuǎn)鏡光軸的重合度。測(cè)定ATR的照準(zhǔn)差，必須人工將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)棱鏡中心。視準(zhǔn)線（十字絲）和CCD相機(jī)中心之間在水平和垂直方向上的偏

57、差由儀器計(jì)算出來。校準(zhǔn)過程中的偏差改正被應(yīng)用在ATR方式下的角度測(cè)量上。當(dāng)度盤掃描系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，這些改正數(shù)被用來改正相對(duì)于視準(zhǔn)線的值。 如果在測(cè)角中既用ATR方式，又用人工方式，檢查和測(cè)定ATR照準(zhǔn)差則是十分必要的。因?yàn)橹挥性谶@種情況下，兩種方法才能達(dá)到最佳匹配。ATR校準(zhǔn)可通過儀器上的校準(zhǔn)對(duì)話框進(jìn)行。 59精選PPT2）精確定位三個(gè)順序進(jìn)行的過程形成了精確定位的特點(diǎn)：搜索過程、目標(biāo)找準(zhǔn)過程和測(cè)量過程。在手動(dòng)對(duì)棱鏡粗略進(jìn)行照準(zhǔn)后，ATR的精確定位將是完全自動(dòng)的。首先ATR檢查粗略的棱鏡是否位于望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)里面，如果他探索不到棱鏡，它將從頭開始搜索過程即望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行螺旋式的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。掃描的速度可

58、以選擇以便使被掃描區(qū)域里影像之間沒有間隙。一旦探測(cè)到棱鏡，望遠(yuǎn)鏡馬上停止運(yùn)動(dòng)。整個(gè)掃描和識(shí)別的時(shí)間大約24秒鐘。如圖1-78所示。ATR的感應(yīng)區(qū)位于望遠(yuǎn)鏡的中心，大約占三分之一的視場(chǎng)。在此感應(yīng)區(qū)內(nèi)，ATR可立即識(shí)別出棱鏡。當(dāng)使用ATR測(cè)量技術(shù)的時(shí)候，為了減少測(cè)量時(shí)間，沒有必要十分嚴(yán)格地手動(dòng)照準(zhǔn)棱鏡中心來確定水平方向和垂直角。定位時(shí)，馬達(dá)螺旋式地轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡來照準(zhǔn)棱鏡的中心并使之處于預(yù)先設(shè)定的限差之內(nèi)，一般情況下，十字絲只是位于棱鏡中心附近。他之所以沒有定位于棱鏡中心，是為了優(yōu)化測(cè)量速度。因?yàn)槎ㄎ焕忡R中心附近比靠馬達(dá)準(zhǔn)確地定位于棱鏡中要快些。為確定偏差，ATR測(cè)量十字絲和棱鏡中心間的水平和垂直偏移

59、量。這些偏移量被用來改正儀器上所顯示的水平方向和垂直角。所以，雖然十字絲沒有精確地照準(zhǔn)棱鏡中心，但它是以棱鏡中心為準(zhǔn)的，實(shí)質(zhì)上是精確照準(zhǔn)定位的。ATR需要一塊棱鏡配合進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，為了使工作更加簡(jiǎn)化，ATR的角度測(cè)量與距離測(cè)量同時(shí)進(jìn)行。在每一測(cè)量過程中，角度偏移量都被重新確定，相應(yīng)地改正了水平方向和垂直角，進(jìn)而精確地測(cè)量出距離或計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。ATR標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置中的測(cè)量精度與儀器本身的角度測(cè)量精度相一致。如果選擇了不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的測(cè)距方式，ATR的測(cè)量精度應(yīng)選用所對(duì)應(yīng)測(cè)量方式的精度級(jí)別。例如，距離測(cè)量方式“fast”將縮短測(cè)量時(shí)間，允許在近距離對(duì)不穩(wěn)定的手持棱鏡進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)使用ATR方式進(jìn)行測(cè)量時(shí)

60、，由于其望遠(yuǎn)鏡不需要人工聚焦或精確照準(zhǔn)目標(biāo)，測(cè)量的速度將會(huì)得到非常明顯的增加，其精度不依賴于觀測(cè)員的水平，基本上保持常數(shù)。 60精選PPT工程控制網(wǎng)的設(shè)立與平差計(jì)算（1）工程施工控制網(wǎng)坐標(biāo)的確立 水利水電工程施工控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、類型、控制的范圍一般選擇二、三、四等作為首級(jí)網(wǎng)。 大型水利水電工程平面控制網(wǎng)，混凝土建筑物可選擇二、三等，土石建筑物可選擇三、四等作為首級(jí)網(wǎng)；中型水利水電工程，混凝土建筑物可選擇三、四等，土石建筑物可選擇四等作為首級(jí)網(wǎng)。 首級(jí)平面控制網(wǎng)一般為獨(dú)立網(wǎng)，應(yīng)利用規(guī)劃設(shè)計(jì)階段布設(shè)的測(cè)圖控制點(diǎn)，起算數(shù)據(jù)可與鄰近的國(guó)家三角點(diǎn)聯(lián)測(cè)，其聯(lián)測(cè)精度不低于國(guó)家四等網(wǎng)要求。首級(jí)平面控制網(wǎng)