高精度工程丈量技能

　　爱问同享材料高精度工程丈量技能文档免费下载，数万用户每天上传许多最新材料，数量累计超一个亿 ，高精度工程丈量技能ξ7－1工程丈量标志工程丈量标志与大地丈量标志相同的当地是水准标志应具有显着的顶部平面要具有显着的中心可是工程丈量标志应有很高的复位精度由于工测点位的高程或坐标差错的绝对值小此外工程丈量的标志的安稳性要好些有些工程丈量标志要埋设在建筑物上这些特殊要求使工程丈量标志的规划加工和埋设成为工程丈量的重要内容之一杰出的工程丈量标志应该具有加工简略埋设便利运用便利精度高标志安定且能持久的保存等长处有时还要求外形漂亮下面将对高程标志和平面标志别离进行评论ξ7－1－1高程标志工程水准点标志的顶部有必要用不锈钢或铜等耐腐蚀的金...

　　高精度工程丈量技能ξ7－1工程丈量标志工程丈量标志与大地丈量标志相同的当地是水准标志应具有显着的顶部平面要具有显着的中心可是工程丈量标志应有很高的复位精度由于工测点位的高程或坐标差错的绝对值小此外工程丈量的标志的安稳性要好些有些工程丈量标志要埋设在建筑物上这些特殊要求使工程丈量标志的规划加工和埋设成为工程丈量的重要内容之一杰出的工程丈量标志应该具有加工简略埋设便利运用便利精度高标志安定且能持久的保存等长处有时还要求外形漂亮下面将对高程标志和平面标志别离进行评论ξ7－1－1高程标志工程水准点标志的顶部有必要用不锈钢或铜等耐腐蚀的金属车制而成有润滑的半球形顶部为了节省不锈钢和铜能够用一般钢材加工水准标志的本体把不锈钢或铜的标志头焊接或镶嵌在上面1​ 水准基点水准基点应埋设在安稳的当地一基岩标有基岩露头的当地先铲除风化层后把水准标志用水泥砂浆埋设在新鲜的基岩上图7－1－1这时要留意别把孤石当成了基岩不然孤石有所移动水准头的标高也会跟着改动二山硐标有条件的话可把特别重要的水准基点经过平硐埋设在山体内图7－1－2标志埋在硐内地上上平硐口要设两道门在两道门之间埋一个副标引测高程时首要翻开内门关上外门丈量主标和副标之间地高差然后关上内门翻开外门把高程从副标传到外面地水准道路上去这样做的意图是为了削减因硐表里温差引起的折光差的影响三深管标在松懈覆盖层较厚基岩或硬土层埋得较深得区域可选用深管水准点图7－1－3深管水准点由水准标志头芯管尾部套管及维护窖井等组成先在地上上把芯管与套管组装成全体为防止芯管曲折或歪斜在芯管与显着套管之间装上一些横隔在下端两管之间塞以麻丝机油组成的防水塞在上端两管之间装硬橡胶圈一般芯管外径Φ＝50mm套管Φ＝110～135mm在埋设地址先钻孔至预订的硬土层比管长05～08m清好钻孔后放下混凝土再把两管组装好放入让套管进步一些只把芯管下端埋于混凝土中窖井的作用除维护标志不受外力危害外还防止地表水侵入假如地表下必定深度内没有硬土层深管标底端只能放在软土层中这时芯管与土层不用混凝土联合而选用图7－1－4那样的结构芯管下端破成几个分枝其他加工一个带斜面的楔块当两管下至钻孔底部后锤击芯管使其下端分枝沿楔块的斜面翻开而刺进土层中四爆扩桩图7－1－5所示的爆扩桩也可作为杰出的水准点钻孔后下好维护套管不究竟然后吊下黑色炸药并引爆将钻孔底部扩展在放入混凝土吊下芯管让芯管固定在体积较大的混凝土疙瘩中深管水准点的规划思维在于经过芯管把水准头与必定深度下较为安稳的土层联合起来并用套管阻隔上部土层对芯管的影响在许多状况下这样做是有用的这种水准点相关于地表建筑物来说是比较安定的五双金属标深管水准点的芯管一般是用钢材制成跟着土层温度改动芯管长度也会改动尽管深土层的温度改动很小但近地表土层的年温差或许有较大的值由此会引起深管水准点顶部标高周期性的升降假如作业要求不高能够疏忽温度改动对深管水准点高程的影响但有时有必要顾及这种影响关于温度改动的影响有两种处理方法一种是在埋设时在芯管上设备一些热电欧测温头用导线引到管外这样能够随时用电表丈量芯管的不同部位的温度然后核算相应的高程改正值另一种处理方法是埋设双金属水准点图7－1－6双金属水准点的套管中有两根芯管其膨胀系数不同例如一根首要芯管为钢制的其温度线另一根辅佐芯管为铝制的设其温度膨胀系数为aa＝0000024跟着温度的改动两管会有不同的改动即升长或缩短运用两管弹性的差值能够推知钢制芯管相关于其初始状况的弹性量其原理如下设两芯管长为l0温度在套管内的散布随温度H而变用函数方式标明之为7－1－1设初始函数状况散布函数为7－1－2则这时钢管和铝管的长别离为7－1－23设到另一时刻孔内温度散布函数改动为则这时两管实长别离为7－1－47－1－5把7－1－4式与7－1－2式相减7－1－5式与7－1－3式相减可得7－1－67－1－7把两式相除可得7－1－8咱们只或许测得从初始状况到某一作业状况期间两根管子弹性量之差即7－1－9咱们要运用这来求钢管得弹性量由7－1－9和7－1－8式得由此可得7－1－10为了丈量值能够在两个芯管得上端各制有杰出部从c及a图7－1－6之a运用卡尺能够准确地丈量它们之间地间隔当然也能够装分划尺及目标线但其精度不及用卡尺丈量地准确图7－1－6b是另一种结构地双金属标它用两根金属丝如烟瓦钢丝及不锈钢丝代替两根芯管金属丝用重锤经过横臂引张在金属丝上别离设备杰出部以便用百分表丈量其弹性量之差在首要金属丝上装有小水准尺其刻划与常用铟钢水准尺的相同用毫米分划尺也能够代替放在水准头上的水准尺供引测高程时读数双金属标运用外罩维护六桩标一些为观测建筑物沉降用的作业水准点常常只需求它相关于建筑物来说是安稳的当建筑物下面是桩根底时能够在离建筑物两倍于桩深的间隔之外设置相同深的桩在桩顶上埋设水准点用这种水准点能够有用地观测由于建筑物分量引起的沉降量七其他有人曾运用古树根在它上面打入一铁钉作为水准点事实证明其高程非常安稳也能够运用时代较久的巩固的建筑物在其根底上或墙上设置水准标志构成墙上水准点这种水准点也比较安稳2​ 埋设在建筑物上的高程点有两大类高程点要埋设在建筑物上在安稳的建筑物上埋设水准标志能够作为水准基点的弥补这是榜首类一些新建筑物在自重及外界应力作用下发生沉降或歪斜为了监测这些沉降和歪斜跟着时刻开展的状况需求在建筑物上埋设一些水准标志再定时用水准丈量方法丈量它们的高程这是第二类埋设在建筑物上的水准标志结构能够多种多样其实质都在于使水准标志与建筑物结实地联合而且要便于进行水准丈量图7－1－7列举了一些建筑物上水准标志的结构图7－1－7中ab是两种最简略的墙上沉降观测点c的标体由槽钢或角钢制成上面镶嵌或焊接水准头还能够用螺盖维护水准头d是地上水准标志常用在室内地坪或建筑物的根底上e是一种活动式墙上水准标志平常水准头藏在墙体内进行水准丈量时把水准头翻装到外面来f是墙上水准尺其作用一方面代替一般的3米长水准尺另一方面由于它是固定在墙上的所以又起水准点的作用由于进行水准丈量时不用再带着长水准尺所以适用于地下工程建筑物的廊道等场所水准尺上的刻划能够与因瓦水准尺上的相同也能够用一般的毫米刻划当用毫米刻划的水准尺时精细水准仪平行玻璃板活动规模内能够挑选5或10根刻划线进行瞄准这样做既可作为效核也有利于进步读数的精度g标明简易的墙上水准点合作带磁块的小水准尺作业的状况简易水准点实践上是带球形尾部的大铁钉用铆钉枪设备这种大铁钉非常便利小水准尺和磁块固联再一同进行水准丈量时磁块吸附在水准头下面小水准尺靠自重居于竖直方位丈量时能够便利地使尺面转向水准仪h也是一种运用小水准尺作业地水准标志其头部细长埋设时要使它居铅垂方位进行水准丈量时凭借一个套管把小水准尺立于水准头上套管周围面开个小孔经过它可观测小水准尺底端与水准头触摸是否杰出i是一种能够把水准头顶面调理到所需高程地水准标志标志体上端是一段螺杆上面旋着固定螺帽和水准头螺帽先把水准头螺帽旋在适中方位把水准体埋在所需高程邻近待标志体安定后进行水准丈量并调理螺帽使水准头升降直至水准头顶面处于所需高程上中止然后旋紧固定螺帽即可必要时还能够将螺帽与螺杆焊接三其他高程标志1水下标志假如需求丈量水下某点例如水

　　池地板的高程这时能够在底板上预先埋设带环的水准标志尺水准丈量时用一专门设备水准尺这设备图9－1－8由钢尺或钢丝钩子浮筒和铝管标尺等组成浮筒可发生10－20公斤浮力将钢尺拉直并托住上面的铝管标尺加工时浮筒下端的钩子和浮筒的中心应坐落铝管中心线的延伸线上这样浮力可使铝管中心线回弹观测标在软土上发掘根底时跟着基坑的开挖其底部会逐步拱起当建筑物荷载加上去今后这部分拱起回弹量多半会从头沉下去假如咱们不知道基坑拱起了多高就会把坑底超挖这样或许要耗费许多建筑材料去赔偿这超挖量或许建筑物将低于规划的标高一般会误以为它是施工期建筑物的沉降量因而在软土上挖深根底时应该进行基坑回弹观测基坑回弹观测的关键在于基坑开挖之前先测得坑底土层的高程待基坑挖到必定深度今后复测该土层的高程它与初始高程差便是基坑回弹量为此要在基坑开挖前在该土层中埋设回弹观测标志如图7－1－9所示先在待观测的地址钻一孔将回弹观测标一截钢材上焊接上一个有半球形杰出部的标志放入钻孔底部锤击入土内或许用水泥砂浆使它固定在土中基坑开挖前回弹观测标初始高程的丈量方法如图7－1－9所示把钢尺经过滑轮导入孔中钢尺下端有一平底的重锤让它去与回弹标顶触摸另一端有一平衡重使钢尺引张待重锤底碰到标志后用水准仪丈量水准点与回弹标间的高差这时钢尺恰当于一把长水准尺仅仅要留意尺子的零点值ξ7－1－1平面标志平面标志比高程标志难规划1​ 强制对中设备高程标志的顶部只需能安放水准尺因而只需半球形或尖角就行了但平面标志上不只需安放瞄准的方针而且还要能够安放经纬仪测距仪以及反光棱镜或许能够安放精细测距用的专用标志这些仪器东西在交流工程中不该发生显着的对中差错前面从前证明过3－2－22式当对中差错为时它对方向值的影响为式中S为视野长工程丈量操控网的边有长有短当边较短例如S＝10米而要求时值就应该不大于007毫米显着操控丈量中常用的垂球对中光学对中技能都达不到这样高的精度要求因而在工测平面标志顶部常设备机械对中设备这种设备实质上是一些机械接插件其间一部分固定在标志顶部其对称中心即作为平面标志的中心另一部分与经纬仪或其它丈量仪具衔接或另一部分便是仪器的部件经过接插件使仪器的旋转中心准确地安顿在平面标志的中心上是这类对中设备也常称为强制对中设备标志上有强制对中设备时就不再运用三角架了因而标志体应高出地表12m左右使仪器高度便于观测员操作标志体一般用混凝土或砖石砌成墩子形状也能够用钢材制成称为观测墩对中设备安在观测墩上其上外表应水平强制对中设备方式许多常用的有下面几种1点线它是一只对中盘盘上有三个小金属块别离是点线面点是金属块上有个圆锥形的凹穴脚螺旋顶级在凹槽内能够沿槽线移动第三块是一个平面脚螺旋顶级在上面有二维自在度当脚螺旋间隔大致相其时仪器能够在对中盘上准确就位这种对中盘的缺陷在于经纬仪有必要拆掉基座的底板才好安顿上去卸掉底板后三只脚螺旋没有弹性板压住发生晃动的或许性添加了基座及水平度盘只能靠仪器的自重来坚持其安稳性因而观测操作中的细小不小心风吹或其他外力都能影响观测的质量此外假如经纬仪要放到三角架上运用又得从头把底板装上拆拆装装甚不方便利利因而实践运用作用欠好此外假如同类型仪器和站标的脚螺旋的间隔由于加工差错不完全相同就会带来偏疼差因而网的质量会受其影响脚螺旋间隔不同的仪器简直不同厂出产的仪器其脚螺旋的间隔都不相同不能共用同一块对中盘2三叉式对中设备图7－1－11它也是一个对中盘盘上铣出三条辐射形凹槽三条凹槽夹角为120o经纬仪要在这种盘上对中前也有必要先把基座的底板卸掉把三只脚螺旋的顶级显露出来三只脚螺旋顶级在三条凹槽中安放好后经纬仪就在对中盘上定位了假如三只脚螺旋尖的连线成正三角形且经纬仪的旋转轴经过正三角形的重心则当三只脚螺旋旋放到三条槽线的交点――及对中盘的中心也即平面标志的中心这种对中盘的长处是适用脚螺旋间隔不同的仪器考虑到脚螺旋尖连线一般不会是严厉的正三角形仪器旋转轴也不用定经过三只脚螺旋尖的重心因而仪器旋转轴或许不经过平面标志的中心发生偏疼差所以实践作业中要在测好13测回数后把基座旋转120o测好23测回后再把基座旋转120o这样作后在诸测回观测值的均匀数中将不会有偏疼差的影响运用这种对中盘也要求卸掉经纬仪基座的底板因而观测时显得仪器不稳添加作业的难度观测时要采纳防风方法操作中动作要非常轻盈这样会影响作业的速度和质量3球孔式对中设备固定在观测墩上的对中盘有一个圆柱形的对中孔还有一个对中球或圆柱经过螺纹能够旋在基座的底板下图7－1－12对中球外径与对中孔的内径匹配旋上对中球的丈量仪器经过球孔接口能够准确地就坐落对中盘上考虑到经纬仪的旋转中心不用定经过对中球的中心即对中球或许违背仪器旋转轴一小段间隔所以球放入孔内后仪器旋转轴或许违背对中孔中心――即平面标志的中心为了消除这一偏疼差错的影响有必要在测好一半测回今后把基座连同对中球拔出旋转180o后再放入然后再观测另一半测回若对中球和对中孔的加工精度杰出对中盘上外表水平则这种设备可使仪器的对中差错小于005毫米对中盘上有压板及压板螺丝用它能够压住基座下的弹性压板然后使仪器的安稳性大大添加这种对中设备的特点是1加工设备简洁2对中精度高3只需预备不同螺纹的对中球就可使不同类型的丈量仪器在同一对中盘上对中即通用性强4丈量仪器不用做任何的改装或拆开就可运用这种对中设备5有压板可添加仪器的安稳性这对确保测角精度是非常重要的4可微调的球孔对中设备在设备设备的作业中为了放样一些预埋件或让设备正确就位期望丈量操控点准确地坐落预订当方位上显着只需用归化法才能把一些点子严厉地安顿在预订当方位上假如要求操控点具有0102毫米的平面精度则归化操作的精度的差错至少要小于005毫米用一般的归化方法很难把点子以这样高的精度归化为此咱们规划了可微调的对中盘它是从上述球孔对中设备开展而来的如图7－1－12所示对中盘由内盘外盘及底板三部分组成底板固定在观测墩上为便于设备并不要求它有太高的整平与对中精度外盘上有三个螺孔旋入螺丝可把外盘顶离底板用它们可把上面调成水平然后经过其他三个螺丝把外盘与底板紧固起来内盘中心是对中孔所谓平面点位的归化实质上是要把对中孔归化到预订的方位上在外盘周围面有四个水平的螺孔旋入微调螺杆能够使内盘在二维平面内微动把内盘调理到所要求的方位后在内盘上的螺孔内旋入螺丝一向顶究竟板上底板的反作用力把内盘抬起使它紧贴在外盘上由于外盘面已水平因而对中孔轴呈铅垂状况且坐落所需求的方位上为了操控归化量能够在归化时在盘上暂时架一读数显微镜观测对中孔的方位也能够用卡尺等量具测定归化前后对中孔中心的方位这种可微调的对中盘在工程中运用作用甚好二平面标志体规划和埋设平面标志的另一个重要问题是怎么使标志安稳关于水准点进步高程安稳性的重要手法是深埋但关于平面标志深埋并不用定会添加其安稳性假如选用深管标作为平面标志则芯管只需底端是固定的其上端是一个能够自在平移的自在端芯管越长自在端抗侧向力的功能越差芯管与套管之间也不该架横隔不然土移时发生的对套管的侧压力会经过横隔传给芯管然后会改动芯管上端的平面方位把对中盘装在芯管顶端也不适宜由于架起和操作仪器时难免会发生一些侧向力然后会使芯管自在端发生平面位移此外芯管较长时怎么确保

　　使其上端中心和下端中心在同一铅垂线上也是一个难题一观测墩在土体比较安稳的当地常用钢筋混凝土制作观测墩作为平面操控点标志为防止活动冻土层对标志的不良影响观测墩的底板有必要埋在当地冻土线米底板与观测墩柱体间要装备钢筋观测墩作为标志关键在于防止歪斜引起顶部位移因而底板尺度宜恰当大一些底板下最好能打一些桩以添加反抗不均匀沉降的才能观测墩柱体的截面能够逐步缩小也能够台阶式的缩小观测墩显露地上高以12米为宜上面截面宜小于30×30厘米2过高过低或截面过大都不方便利于观测有时为了太高视野观测墩能够做得高些下面堆土或砖砌操作渠道渠道不要与观测墩直触摸摸有些作业点需求固定在建筑物上这时应尽量在制作该建筑物的一同造观测墩使墩与建筑物联成全体为此观测墩应作为建筑物的组成部分标明在规划图上假如在现有的建筑物上加建观测墩则要采纳方法让观测墩与建筑物结实衔接为了外表漂亮可用钢管加工成观测墩顶部安顿对中盘涂上红白相间的油漆这种观测墩既防锈又漂亮加工设备也便利二地下发光标志这种标志的中心并不是对中盘的中心对中盘与标志中心别离平面标志的中心刻在玻璃上它与照明匣一同埋在地下放仪器的对中盘放在地上的空心观测墩上如图7－1－14对中盘的中心或许违背标志的真实的中心为了丈量这个偏疼量或许移动盘子使偏疼量等于零需求具有精度高的光学对点器此外为了修补照明匣还需在周围设个人孔因而这种方式的标志不或许埋得很深三倒锤倒锤是一种能够埋设很深安稳性很好的平面标志图7－1－15之a是倒锤原理图标志中心o固定在钻孔底部标志上衔接着一个柔性的吊丝吊丝上端连着浮子当钻孔中充溢液体后浮力会把吊丝引张由于浮力的方向正好与重力的方向在同一铅垂线上所以吊丝必处于o点的铅垂线上也既吊丝上任何一点的平面坐标与o点的平面坐标相同图7－1－16之b是倒锤的结构示意图笔直钻孔底部有平面标志中心点o上面衔接着吊丝吊丝上端与一刚性连杆相连这刚性连杆经过十字架与浮子衔接在一同水箱中灌入液体后浮力会把吊丝引张调理液面的高度能够改动张力的巨细假如想让连杆也处于铅垂线的方位则可在十字架上装水准气泡并运用平衡重来调理吊丝与套管壁不触摸因而表层土体移动只或许带动套管移动而不会影响吊丝的平面方位倒锤能够以很高的精度坚持平面标志中心方位安稳不变可是它不方便利与强制对中设备直接衔接能够在倒锤周围地表上另建观测墩上面装强制对中设备设其间心为P点运用观测墩之前或之后应丈量Po连线的长度及其方位角然后求得P点相关于o点的坐标差有了这坐标差就不难把观测作用归算到o点上来或做其它相应处理了若吊丝是用因瓦钢丝制成则其长度改动小所以还能够在吊丝上固定一个小水准尺这样的倒锤可一同当作一个深管水准点运用运用倒锤能够把平面标志埋在很深的地下倒锤的深度实践上受钻孔的笔直度和钻孔直径约束在水利枢纽工程中建有深达40米的倒锤ξ7－2工程丈量测角方法操控丈量学中对水平观测差错进行了具体的剖析并总结了一套观测中的留意事项经许多三角丈量实践证明那些剖析和留意事项是有用的可是用到工程丈量中有些规则要改动有些留意事项须弥补下面咱们评论几个问题ξ7－2－1望远镜对光问题在三角丈量中规则一测回中不动调焦镜这一条规则在许多工程丈量实践中无法恪守工程丈量网选点时受工程结构的约束网中边的长度或许相差较大例如某变形观测操控网中最短视野米某工程丈量一个方针是星星对光至无量远另一方针距测站仅6米显着测角时有必要在一测回中从头对光不然视场中没有方针的明晰像底子无法瞄准有时尽管在视场中可是有显着的视差假如不从头对光在有显着视差条件下进行瞄准测角差错会显着添加下面咱们先剖析视差对瞄准的影响图7－2－1顶用×标明十字丝方位用o标明方针像的方位它们相隔了一段da间隔目镜光心到十字丝的间隔为a0当观测员眼睛坐落视准轴的延伸线上时da对瞄准没有眼睛违背了一小段间隔ε就会感到十字丝中心和在视准轴上的方针像不重合及O×在眼睛处构成张角dθ由图7－2－1可知7－2－1dθ是由视差da所引起的θ之改动量所以微分上式可得dθ的表达式7－2－2可是dθ还不等于视差引起的瞄准差错由视差引起方针像违背其正确方位一段Δ值与此Δ值相应视准轴违背一个x角图7－2－1这x才是由视差引起的瞄准差错由于7－2－37－2－4所以可得7－2－5式中V为望远镜的扩展率7－2－6设望远镜目镜出光瞳之半径为r又设观测员瞳孔中心违背目镜出光瞳中心的极限值为r图7－2－2因而所以人眼违背的均匀值为7－2－7把7－2－57－2－2式代入7－2－4式后可得7－2－8在推导上式时咱们只把目镜当作一个光阑看待实践上目镜是一个光学零件咱们看到的是经目镜扩展了的像按几许光学定理有式中f――目镜的焦距a――十字丝到目镜的间隔即物距b――十字丝的像距微分上式可得所以也便是说评论视差引起的瞄准差错这个问题时考虑目镜的扩展作用与不考虑目镜扩展作用两者作用相同设a＝8毫米da＝01毫米V＝30r＝1毫米则可算妥当da＝002毫米时关于精细工程丈量来说这是一个很大的差错与拍摄时的景深原理相仿当望远镜调焦到1000米处时前后相差数百米的方针引起的da只需002毫米左右当调焦到100米时前后相差几米就会引起da达002毫米当调焦到10米处时视野相差几个厘米就会引起视差002毫米景深大致与视距的平方成份额在短边操控网中由于视差引起的瞄准差错是个很重要的差错来历因而短边工程操控网中进行视点观测时应该对每一个方针严厉消除视差今后再瞄准消除视差有必要移动调焦镜移动调焦镜就或许改动视准轴的方位咱们以它不笔直于望远镜旋转轴的偏值的C来标明由于调焦镜筒的隙动对同一方针的重复对光时其C值也或许不同假如依照一般的全圆测回法观测程序测角即盘左方针ABCA盘右方针ACBA由于C值的改动正倒镜观测作用的均匀值中或许仍包括C值改动的影响为防止调焦对测角精度的影响咱们提出适用于高精度工程丈量的测角操作程序如下a​ 盘左粗略地瞄准一个方针ib细心对光消除视差c准确瞄准方针取读数Lid不动调焦镜盘右准确瞄准方针取读数Rie关于下一个方针i＋1重复ad几步操作关于一测站上i＝ABCHA诸方针依此按上述ad过程操作这样可望在每个方针盘左盘右读数地均匀值中消除视准轴改动的不良影响依照这种新的操作程序测角不用做2C值改动限差的查验规范中规则了几项限差其意图是想及时发现不良的观测作用及时进行复测显着限差与测角的操作方法有关现在测角方法改动了由一测回中不动调焦镜改为对每一个方针细心调焦消除视差后再观测相应的限差规则也应该改动假如新的操作方法的确能够确保作用的质量那么完全能够撤销现已不用要也不运用的限差规则至于归零差和测回差的限差查验仍应履行下面临所提出的测角方法作一些剖析本来的测角程序简称它为一般法与这时提出的程序简称为工测法比较有什么不同呢一般法是按时刻对称准则规划的假如操作速度不变则按此法观测时盘左盘右两次瞄准一致方针时刻的均匀数关于诸方针来说大致持平假如能够以为有一些差错要素例如标架改动气温改动对仪器的影响旁折光等是随时刻而匀速改动的则按此法观测时它们对作用的影响将很小在工程丈量条件下一般能够防止标架发生改动又由于间隔近方针明晰因而观测速度比较高因而与时刻有关的差错要素比较小但在国家三角网中不是首要的差错要素

　　――视差的影响在工测网中却显得很大而在国家三角网中首要的差错要素在工测中降为非有必要要素阐明事物是彼此联络的全部随时刻地址条件及事物间联络不同而改动工测法是一种适用于工程丈量条件的精细测角操作程序工测法的长处在多个工程实践中得到证明ξ7－2－2照准方针实践证明瞄准精度与望远镜的光学功能大气透明度成像的安稳度有关外也与照准方针有恰当大的联络好的照准方针可削减观测者的疲惫有利于加速作业速度和进步瞄准精度好的方针应满意下列要求1​ 其巨细和形状便于准确瞄准2​ 没有相位差3​ 反差大亮度好当然还应该便于制作便于运用也不该该有偏疼差即方针的图画或实体的中心轴应与它的机械轴重合平面标志如站牌不会发生相位差也比较简略满意上述要求所以工程丈量中常用站牌作为照准方针站牌的图画根本上是三种线之adf楔形如beg和圆形如c而实践上又有各种混合图形如h实践标明下述状况下瞄准精度最高方针与十字丝同宽相同亮堂具有相同的反差J1J2类光学仪器读数窗内度盘对经分划像就具有上述条件当然实践生活中不会有如此抱负的条件但这能够给咱们不少启示首要条形方针比圆形便于准确瞄准所以现在简直没有在站牌上选用圆形图画的了假如条形方针的长与宽挨近则从远处观测起来近似为圆形方针作用差因而条形方针长宽比应大于3假如要求方针像宽挨近十字丝宽关于不同视野长度的方针应具有不同的宽度由于十字丝角宽近似是一个常数它等于实践十字丝的宽度与望远镜焦距的比值现在刻在玻璃上的十字丝线毫米望远镜的物镜的焦距约为300毫米由此算得十字丝的角宽约为4假如期望方针宽在测站处的张角与十字丝同粗则方针像宽应为4不少观测员习惯用双丝去夹方针用方针两边空地是否对称来判别是否瞄准设十字丝双丝间隔的宽度为ζ方针像两边空地宽为b则方针像宽7－2－7在大多数仪器中假如则假如时得一般以为d不宜小于b不然要用单丝瞄准由上述剖析标明方针像宽应在之用间而方针之长应是宽的三倍以上据此能够规划不同视野长度的实践方针的巨细了趁便指出按一般法测角时在一测回中对测站上的诸方针或许全用单丝照准或许全用双丝照准不得混用按工测法测角时只需求关于同一个方针同一种丝去照准换了一个方针后即便在同一测回中也答应换用另一种丝去照准图7－2－3之d图画中有两种宽度的线条能够习惯不同视野的长度这种台阶形的线条开展下去就成为楔形图画图7－2－3之bg和e淡色背影上的深色楔形便于双丝观测而深色背影上的淡色图画便于单丝瞄准e是楔形的变形加上便于观测竖直角的两个横隔罢了图7－2－3之h是以楔形为根底关于近间隔有一条细线供瞄准中心一个圆孔能够在反面打光照明供夜间观测用是一种混合的图画图画的色彩淡色常选白淡黄两种深色选黑红两种图画f中有着几种方针运用这种站牌时十字丝别离瞄准各线条并取读数以诸读数的中数为终究读数这样有助于进步瞄准和读数的精度用照相缩小的方法制作这种图画恰当便运用平面站牌作照准方针时站牌应面向经纬仪仪器搬战后周围一切点位上的站牌都得转个向使站牌面向新的测站这在实践作业中不方便利利比较之下立体方针可供任何方位得测站进行瞄准运用便利可是运用立体方针要设法防止相位差相位差是因立体标志在阳光照耀下部分亮堂部分昏暗所引起只需能够设法把立体方针置于暗影中就能够使它们不发生相位差这在工程丈量条件下常能够做到图7－2－5标明在立体标杆上放上一些遮光得隔板使标杆处于暗影之中靠大气中漫射光照耀这种标志是没有相位差的称为无相差照准标志标杆由芯杆及套环组成替换不同厚度的套环能够取得不同粗细的标杆以习惯不同的视野长度套环有红白两种色彩标杆的下部能够直接刺进对中盘的中心孔中也能够改装后刺进基座的中心孔中ξ7－2－3其他留意事项有时视野上有电线钢丝绳树枝草叶等障碍物当障碍物在仪器和方针之间时它们并不在望远镜中明晰成像而方针仍成像障碍物仅仅使方针像有些含糊罢了有些现象往往为观测员所忽视而事实上这类障碍物会下降瞄准精度乃至引起的体系差错为了确保观测的高精度有必要扫除视野上的障碍物在工程环境中测角还要留意旁折光的影响当工程操控网中有些边倾角大时要加竖轴歪斜改正数ξ7－3高精度测距技能ξ7－3－1读数显微镜高精度丈量短间隔首要运用因瓦尺用因瓦尺量距的差错源首要有读数差错尺长判定差错温度改正数差错高差改正数差错和拉力差错等项关于24米的因瓦线微米温度改正数差错在℃时约为1微米在工程丈量条件下高差改正数差错一般能够设法防止设拉力差错为10克它引起长度差错约10微米目估读数的差错约为100微米显得恰当大在丈量长间隔时读数差错是偶然差错堆集慢而那些体系差错堆集快但在丈量短间隔时读数差错显得比其它差错都大为了削减读数差错能够运用读数显微镜或其他测微设备苏联在建筑粒子加速器时丈量长度用读数显微镜读数图7－3－1一般因瓦尺三棱分划尺与标志头上十字线贴不紧因而不方便运用显微镜读数所以改用石英玻璃下外表刻上细分划最小格值为02毫米这时即运用一般显微镜目估读数也可取至002毫米假如用测微显微镜则读数可取至001毫米或0001毫米但作业速度要慢得多实践上作业中选用高精度的测微显微镜并不能显着进步总的量距精度丈量间隔时运用J2型经纬仪代替显微镜读数也能够进步读数精度为此在标志处笔直于侧线米的当地架起经纬仪运用这经纬仪丈量尺上刻划线设为a及标志中心点O在经纬仪中心J的水平角设为β则ao两点间平间隔为也便是说角值β为时ao的水平间隔为1毫米假如丈量该水平角的精度为则由此引起的长度差错为003毫米这种方法在大多数场合都可选用在环形操控网中需求丈量细长三角形的高见图3－5－6图7－3－3便是丈量这种高的东西它的主体是一根因瓦杆其一端与一接插件联着经过它把因瓦杆一端准确地与对中孔衔接因瓦杆地另一端上镶嵌着一段分划尺经过另两个操控点引张一根弦线此弦线在分划尺上方经过弦线相关于分划尺的方位由读数显微镜丈量这种杆尺的长度不超越2米量距精度可达15～20微米ξ7－3－2因瓦测长仪DISTINVAR西欧几国在联合制作粒子加速器时用因瓦测长仪丈量长度该仪器的主体是因瓦钢丝但读数测微方法与一般因瓦线尺不同它的两头是专用接插件一端与安在标志的插口联合另一端与专用测微设备的插口联接测微设备安顿在另一标志上图7－3－4张力由一个平衡重经过杠杆传递给因瓦钢丝杠杆能够绕支点旋转支点能够前后移动刃口形支点的摩擦力很小当杠杆的横臂严厉水平常张力到达规范值假如横臂不水平则能够过测微螺杆使支点前后移动改动因瓦钢丝对杠杆的拉力一向到横臂水平中止这时从读数盘上能够读得支点得移动量也即标志间的长度与该仪器规范长度之差由于支点移动的量程有限所以要丈量不同的长度就有必要换用不同长度的因瓦丝不同长度因瓦丝装在该仪器上的规范长度要用其他设备判定见ξ7－3－4与此相仿瑞士可恩KERN厂出产的弹力测长仪DISTOMETER也是一种机械式高精度测距仪器其主体也是因瓦钢丝经过接插件与两头标志联接只不过它由绷簧给因瓦丝施加张力用弹力计指示拉力的巨细调理拉力使到达额定值后就能够在指针式测微器上读取两点间隔与仪器规范长度的差值ξ7－3－3高精度电磁波测距仪工程丈量作业中高精度丈量几百米以上的间隔最好用可恩KERN厂出产的MekometerME3000或M

　　E5000电磁波测距仪ME3000用膻光灯作光源精测频率约为500MHz即电子尺长度米用光学机械设备改动光路长度的方法丈量相位因而测距的偶然差错很小中差错约为02毫米又由于有较好的晶体稳频设备及考虑测站气温影响的主动补偿设备因而份额差错也较小厂家介绍其测距精度为±02mm±110－6DME5000是ME3000的改善型测程更长精度更高功能更安稳ξ7－3－4双频激光干与测长仪双拼激光干与测长仪是按光干与原理测距的一种仪器精度很高图7－3－5是美国HP公司出产的双频激光干与测长仪的原理图激光束经过法拉第磁光调制器被分裂为两束不同频率的偏振光f1和f2光束f1沿纸面偏振光束f2的偏振方向与之笔直它们的频率差f1－f2是磁场强度的函数分光镜的斜面上镀有介质膜可让f1光束近似100％地经过而把f2光束反射所以亦称为偏振分束器f2从从固定的参数反射器回来f1从可动的反射器回来两束回光在分光镜集合发生干与条纹假如可动反射器中止不动则每秒将发生f1－f2条干与条纹假如反射器移动由于多普勒效应频率f1变为干与条纹数也随之而改动取决于反射器的移动速度两只光电管别离接纳测距信号f1－f2和参阅信号f1－f2经可逆脉冲计数器计数的后由小型电子核算机把它对时刻积分处理然后给反射器移动的间隔该仪器的丈量规模可达61米按厂方介绍精度可达5×10－7最小示值为微米仅仅它要求四面体反光镜在平移时其外表根本与激光束笔直而且不得脱离激光束因而反光镜应该在导轨上移动这样就约束了它的运用场合因而一般把这种测长仪当作精细的长度判定设备用它能够判定61米以内的各种尺子的长度ξ7－4高精度丈量高差的技能ξ7－4－1几许水准丈量一短距水准丈量现在几许水准丈量仍是高精度丈量高差的首要方法由于精细水准仪的精度高水准丈量方法简洁老练工程丈量作业者的使命在于运用差错理论知识结合工程条件使作业能便利地进行一同取得高精度地作用在工程丈量中仪器置平差错和瞄准差错是偶然差错带水准管地精细水准仪其气泡居中精度约为030楔形丝瞄准水准尺分划的精度有许多人用试验方法测定过有的测妥当视野这是由于视野太短时标尺的分划线像比十字丝粗许多为了能用楔形丝去夹它有必要把分划像移至视场的边际而在视场边际成像质量较差假如换用分划较细的尺子近间隔时仍可有较高的瞄准精度还有人测得m瞄＝02～04因而能够以为视野置平差错加上瞄准差错的归纳差错约为03～05测微鼓上读数上的差错为001毫米关于格值为10毫米的水准尺或0005毫米关于格值为5毫米的水准尺当视野较长时与视野置平及瞄准差错比较显得较小居于不重要方位但当视野米时读数差错相对说就不小了水准丈量时取一个读数的偶然差错m首要是由视野置平差错和瞄准差错的影响组成这两项差错以视点为单位时根本上是常量设为m以长度为单位时它与视野长成正比视野越长这差错越大式中S为视野由于测站上高差是正辅分划所得两个高差的均匀值而每个高差由前后视读数相减而得所以测站高差的差错7－4－2设一公里水准道路由n格高差组成则而一公里高差之和的差错为所以7－4－3此式标明视野越短水准丈量传递高程的差错越小此外大气折光是影响水准丈量精度的另一个重要差错源选用了前后等长这个方法后能够在高差中消除折光差影响的绝大部分可是仍会有一些剩下影响存在例如前后视野离地上不等高所以折光系数并不相同或前后视并不严厉持平理论证明折光差的影响与视野长的平方成正比假如缩短视距就能够大大缩小折光差的影响加上用前后视等距消除大部分影响后剩下下的影响就愈加细小了视野缩短后大气湍流的影响也会显着减小成像安稳然后能够进步瞄准的精度或延伸水准丈量作业时刻适宜于国家一二等水准丈量外业的时刻一般每天只需2～4个小时综上所述缩短视野是进步水准丈量精度的重要方法在一些高精度工程丈量作业中要求视野米二关于调焦差错这儿要进一步评论调焦引起的间隔只需几米至几十米视野这样短时两个方针长度略有改动就需求改动对光以消除视差但这时并不能像经纬仪那样用正倒镜法消除调焦引起的视准轴差错的影响1​ 视准轴与准线在丈量学中望远镜的视准轴界说为十字丝中心与物镜光心的连线水准仪应满意的根本条件便是当水准仪的气泡居中时望远镜的视准轴居于水平方位咱们先以对外望远镜来评论这个问题设o为物镜的中心十字丝中心原先在k1到o的间隔为f则按界说k1o为视准轴的方向假如调焦时十字丝中心的移动轨道k1k2与视准轴方向不重合相交一个θ角则当十字丝移动一段间隔后十字丝中心违背了k1o直线一段间隔由此视准轴方向将旋转一个小角δ设＝300mmmm则mm看起来这个差错好像恰当大可是事实上问题并没有这么严峻剖析起来用望远镜瞄准不同远近的方针能够理解为十字丝经光学体系作用后投影到物方空间的方针上去或许把方针投影到十字丝上去因而咱们可引用﹤准线﹥这个新概念准线是在调焦过程中十字丝交点在物方空间共轭点的轨道依据几许光学原理假如十字丝中心移动的轨道是一向线则其共轭点轨道即准线也必定是直线尽管这两条直线十字丝中心移动的轨道是直线水准管轴平行于准线则将不会发生调焦差错而并不是像上面所算的会发生很大的差错内对光望远镜中十字丝不动运动的是调焦镜因而状况与外对光望远镜有些不同演算证明当调焦镜沿直线运转时准星仍近似为一向线所以上述剖析依然有用由此可见用准线代替已沿用了多年的视准轴概念是有实践意义的2​ 水准仪i角的查验方法存在着多种查验水准仪i角的方法这些方法有共同点即用不同方法丈量两个点的高差用高差不符值来反映i角例如一种方法是水准仪别离放在AB两点丈量CD两点间的高差并要求在整个查验过程中不改动调焦镜的方位图7－4－2因而CD两点较近A与C及B与D相距恰当远一些另一种方法是水准仪别离放在CD两点的邻近别离从远近两尺上读取读数显着有必要每次从头调焦图7－4－3这两种方法那种较好呢咱们知道查验i角的意图在于校对i角依据上面的剖析可知角应该是准线而不是视准线与水准管轴间的夹角准线只需经过调焦表现出来由此可见第二种方法是正确的而榜首种方法不可取此外调焦能够消除视差进步读数精度加上用第二种方法时能够扩展两尺的间隔这都有助于进步测定i角的精度3准线直线性的查验准线直线性的查验也便是调焦镜运转正确性的查验只需当准线是直线才可防止调焦带来的差错查验准线所示在镜筒内有一个分划板筒筒内于有5块分划板最远的分划板坐落物镜焦面上因而它成像无量远处其他几块在物镜和焦面之间五块分划板经物镜作用后在距物镜2米4米10米及∞处成虚像制作时把这些分划板中心调整在一向线上因而它们的虚像也在一条直线上这条直线就作为查验丈量望远镜调焦差错的基准线运用时把被检仪器置于准直管的物镜前经过物镜能够看到坐落不同间隔处的虚像先照准坐落∞处的像即让准线的∞与准直管∞像重合再调焦到最近处的方针这时方针一般与准线不重合运用准直管的微动螺丝摇摆整个分划板筒一向到其最近的虚像与望远镜十字丝像重合中止这时被检望远镜准线的近点和远点都在准直管的基准直线上了这今后逐步调焦顺次瞄准诸虚像十字丝相关于分划板中心的差错就反映了望远镜的调焦差错假如查验标明水准仪调焦的差错很小而且仪器

　　经校对做到了准线与水准管轴平行则作业中能够改动对光在消除视差的条件下瞄准并取读数不过调焦或多或少会添加一些差错所以假如条件答应应争夺使前后视距持平防止调焦4主动安平水准仪这儿不计划重复主动安平水准仪的原理只想强调指出一下主动安平水准仪很适合于做精细工程水准丈量它们作业速度快精度高受外界温度影响小i角一般比气泡水准仪小些特别是东德蔡司厂出产的主动安平水准仪Ni002从原理上说它是没有调焦差错的在工地上往往难于确保前后视距持平因而运用Ni002水准仪的作用特别好5水准仪望远镜的盲区丈量仪器的望远镜简直都用负透镜做调焦透镜这类望远镜有一个盲区当方针离仪器很近时无法调焦到明晰成像而工程丈量有时要观测很近的方针例如在室内进行水准丈量有一些仪器厂规划了一些附加镜望远镜带上这种附加镜后改动了组合物镜的焦距然后能够大大缩小盲区能够明晰地对近在05米的水准尺取读数ξ7－4－2微距水准仪在机械设备等工程中由于设备尺度只需几米到几十米但精度要求很高所以有必要以更短的视野进行水准丈量机械式微距水准仪是适宜在设备作业中进行微距水准丈量的仪器一简略的微距水准仪图7－4－5在支架上固定着一个高精度的水准管下面有两个固定的支撑点假如被测构件的外表是平面则支撑面宜具有半球面形状假如被测点外表是球面则支撑面宜是平面两个支撑点间隔为B称为水准仪的基距水准管上有刻划该刻划注记从一端向另一端添加当需求用这样的水准仪丈量构件上的两点间的高差时先把两个支撑点搁在被测点上这时气泡一般不居中读下气泡两头的读数设为a往b往a为接近O端的读数b为接近大数的读数把水准仪前后方位倒置作返测又读得气泡两头的读数为b返a返设两支撑点同高时气泡的读数为a0及b0水准管的格值为ζ被测两点连线设读数取气泡端格数的差错为m0即则由7－4－57－4－7可得7－4－8假如m0＝02格B＝1米则可算得毫米可见用这种微测水准仪丈量附近两点间高差的精度是恰当高的可是这种水准仪量程太小因而运用不方便利设气泡能够违背中心方位十格再大了无法读数则用它能丈量的最大高差为因而被测构件有必要事前整平得恰当好另一方面这种水准仪把水准管作为量具因而要求水准器刻划得格值非常均匀当然还有必要准确测定这格值事实上水准器的格值不太均匀这会添加高差的差错此外用这种水准器接连丈量高差时要求后支撑点严厉放在上一次的前支撑点安放的方位上这在实践作业中也很难做到被测外表的凹凸不会影响高差传递的精度所以用这种水准仪丈量高差的实践差错要比理论核算的大得多2​ 有测微器的微距水准仪这种水准仪只需一个固定支撑点代替另一个支撑点的是测微器的探头能够用指针式测微器最小读数为001毫米的俗称百分表其量程一般为10毫米最小读数为0001毫米的称为千分表也能够用其他的测微器由于测微器探头不能接受大荷载所以有必要还有一只测微螺丝来接受这部分支架的分量基距为固定支点到测微器探头的间隔丈量时滚动测微螺丝使水准器气泡居中然后从测微器上读取高差设为h往再前后互换方位作返测得h返均匀高差为这种水准仪的量程大加上直接读取高差所以运用便利又由于这时水准管只作为一个规范状况的指示器因而其格值的不均匀性以及测定格值的差错对丈量高差的影响都可疏忽而不计所以作业精度有所进步微距水准仪的基距一般为02-15米支架应具有满足的刚度不致因其自重变形或转移时受力不均匀而发生变形影响仪器的精度因而支架较笨重用微调螺旋使其升降不甚灵活为此能够改善一下如图7－4－7所示支架下是两个固定的支撑点水准器和支架之间有测微设备水准器装在一个较短的因而也是较轻盈的动臂上设水准器动臂的长度从转点到测微螺旋为l测微螺旋上读得的数为h′两支点之间的高差为h则7－4－9由上式可知7－4－10因而lB所以mhmh′三机械式测斜仪机械式测斜仪也叫水准管式测斜仪的原理和微距水准仪相同的如图7－4－4所示也是一种机械测斜仪只需读数改为以歪斜角角值或斜度标志就行了它可丈量水平构件外表的歪斜度有时要求丈量竖立构件外表的歪斜度这只需改装一下底板就能够了图7－4－8机械设备人员常运用的方框水准器其原理也是测斜仪仅仅它用方形金属框代替图7－4－7和7－4－8a的底板因而既可用来丈量平放构件也可丈量竖放构件的歪斜度水准管上装有契合棱镜体系以进步气泡居中的精度ξ7－4－3流体静力水准丈量运用中止液面传递高程的丈量方法是一种陈旧的丈量方法早在我国奴隶社会的殷朝就用这种方法来整平城堡的根底北宋时期的沈括在管理汴渠时用这种方法丈量了相距840里两地的高差流体静力水准丈量不要求两点的通视因而简略战胜障碍物的阻挠也有或许完成遥测加上多年来不断的研讨改善后精度已大大进步因而在大坝或工业设备的变形观测等作业中仍在运用作用更好一流体静力水准仪的根本结构图7－4－9是一种可移动悬挂式的流体静力水准仪它能够挂在专门的墙上水准标志上仪器顶部有圆水准器用下面两个整平螺丝可使气泡居中然后使水管处于铅垂方位圆柱形水管下端与连通管联接测针经过螺母可随测微螺杆滚动而升降螺杆由微动螺栓经伞形齿轮带动螺杆的螺距为05或1毫米测针升降的值一方面按目标从分划尺上读得毫米数另一方面从测微分划盘上读取毫米以下的小数至百分之一毫米一般说来流体静力水准仪有必要有三个首要组成部分1搁支点用来与被测目标触摸2盛液体的容器以及连通管后者使搁在两个标志上的容器中液面交流因而流体静力水准仪也叫连通管水准仪3测微读数设备用来丈量液面到搁支点之间的高度它一般由测针或探头丝杆以及分划尺等组成滚动手动使测针升降在针尖触摸液面的一霎那中止滚动然后在分划尺上读取测针下降的高度加上零位值后就能够得到放置点到液面的笔直间隔了二进步静力水准丈量精度的方法关于连通器中的液面有或7－4－11式中P－作用在液面上的大气压力ρ－液面的密度g－重力加速度H－液面的高度当两个容器处于不同的环境中所受的大气压力或许不持平风速的改动或许引起大气压力的动摇假如用气管把两个容器的上部联接起来就可使两容器上方的P相同图7－4－10不同容器顶用的是同一种液体按理说其密度应该相同其实不然假如两容器处的环境不相同容器以及在连通管中的液体的密度也就不相同然后会给丈量作用带来差错理论上能够丈量温度并依据温度差核算改正数但若温度测禁绝改正数也就算禁绝了为了削减温度的影响宜设法削减液面至连通管最低点间的高差为此连通管应尽量水平放置而不该让它天然悬垂液体对针尖的附着力是影响读数精度的重要要素下面介绍没有附着力影响的两种读数设备如图7－4－11所示测微用的针尖一向浸在液体中在容器侧壁上扩展镜中能够看到它以及它受液面反射的倒像旋转测微螺旋让针尖逐步升起直到针尖与其影子碰着中止这时针尖正好抵达液面图7－4－12所示的读数设备带一个光学读数显微镜镜中能够一同观测到针尖及其影子在分划板上有两根平行线观测时滚动测微螺旋让一根线与针尖重合取读数然后用另一根线与针尖的影子重合再取读数这时针尖并没有触摸液面这两个读数的均匀数便是针尖触摸液面时应有的读数仪器读数标尺的零点到搁支点的间隔关于各容器说来应该是常数但实践上往往存在差异咱们称它为零点差为了消除零点差对高差的影响可用交流容器方位往复丈量的方法从往复测所得高差的差数中求得零点差高差的均匀数中将没有零点差的影响三

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