水准仪望远镜2.及其使用方法

▲水准仪及其使用方式

标高检测是测绘地貌图的基本工作之一，另外大量的安装工程、建筑施工也应当量测地面标高，运用水准仪进行水准检测是精密测定标高的主要步骤。

一、水准仪器组合 #

1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架

二、操作要领

在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放到三脚架上，运用三个机座螺母调平，使圆气泡居中，跟随调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜指向未知点（1）上的塔尺，再度调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 #

估算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方式 #

将仪器摆在两固定点后边，标出两点的水平线，称为a、b线，联通仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b’。估算假如a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝指向误差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺丝调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直至相等为止。 #

四、水准仪的使用方式 #

水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个方法。 #

1.安置 #

安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并放在两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检测脚架是否结实，于是打开仪器箱，用连结螺旋将水准仪器联接在三脚架上。

2.粗平

粗平是使仪器的视线简略水平，借助脚螺旋置园水准气泡占据园指标圈之中。详细办法用仪器练习。在整平过程中，气泡联通的方向与大姆指运动的方向一致。 #

3.瞄准

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瞄准是用望远镜精确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处清亮的背景，摇动物镜对焦螺旋，使十字丝最清晰。再握住固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连结指向水准尺，旋紧固定螺旋。最后摇动目镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再摇动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的左侧。

4.精平 #

精平是使望远镜的视线准确水平。微倾水准仪，在水准管下部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的象将符合成一抛物线型，说明视线水平。若气泡两端的象不相符合，说明视线不水平。这时可用手指摇动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准检测基本原理的要求。留意？气泡左半部分的联通方向，总与手掌大手指的方向不一致。 #

5.读数 #

用十字丝，截读水准尺上的读数。目前的水准仪多是倒象望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。

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留意，水准仪使用方法一定要按旁边次序进行，不能颠倒，非常是读数前的符合小泡调整，一定要在读数前进行。 #

五、水准仪的测定 #

测量地面点标高的工作，称为标高检测。标高检测是检测的基本工作之一。标高检测按所使用的仪器和施测方式的不同，可以分为水准检测、三角标高检测、GPS标高检测和气压标高检测。水准检测是现今精度最高的一种标高检测方式，它广泛应适于国家标高控制检测、工程勘察和施工检测中。 #

水准检测的原理是运用水准仪提供的水平视线，调用矗立于两个点上的水准尺上的读数，来测量两点间的高差，再依照已知点标高估算待定点标高。 #

如右图所示，在地面上有A、B两点，已知A点的标高为HA、为求B点的标高HB，在A、B两点之间安骨水准仪，A、B两点亡各矗立一把水准尺，通过水准仪的望远镜调用水平视线分别在A、B两点水准尺上截取的读数为a和b，可以求出A、B两点问的高差为：

设水准检测的前进方向为A点至B点，则称A点为后视点，其水准尺读数a为后视读数；称B点为前视点，其水准尺读数b为前视读数。因而，两点间的高差等于：

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hAB=后视读数-前视读数

若后视读数小于前视读数，则高差为正，表示B点比A点高，hAB>0；若后视读数大于前视读数，则高差为负，表示B点比A点低，hAB #

假如A、B两点相隔不远，且高差不大，则安置一次水准仪，就可以测得高差hAB。此刻B点标高为：

当架设一次水准仪还要检测多个前视点B1，B2，…，Bn的标高时，选用视线标高估算哪些点的标高就十分便捷。设水准仪对矗立在B1，B2，…，Bn点上的水准尺读数分别为b1，b2，…2023经纬仪图读数窗怎么读数，bn时，则标高估算公式为：

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假如A、B两点相隔较远或高差较大，安置一次仪器未能测得其高差时，就须要在两点间增设若干个作为传递标高的临时立尺点，称为转点(简称TP点)，如图中的TP1，TP2，…点，并依次连续设站观测，设测得的各站高差为： #

六、保养与修理 #

1.水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有巨大的作用；

2.避开阳光直晒，不许可证随意拆装仪器； #

3.每位微调都应轻轻摇动，不要使劲过大。镜架、光学片不准用手触片；

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4.仪器有故障，由熟悉仪器结构者或维修部维修；

5.每天使用完后，规避仪器擦干净，保持烘干。 #

▲经纬仪的使用方式 #

一、经纬仪 #

经纬仪是检测工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。

检测时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心指向地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准检测目标，用水平度盘和竖直度盘测量水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按车钩构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。之外，有可手动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续手动瞄准空中目标的手动跟踪经纬仪；借助陀螺定向原理快速独立测量地面点方位的陀螺经纬仪和雷射经纬仪；具备经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影检测用的摄影经纬仪等。

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DJ6经纬仪是一种广泛使用在地貌检测、工程及煤矿检测中的光学经纬仪。主要由水平度盘、照准部和底座三大部份组成。

1、基座部份

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适于支撑基照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器

2、照准部 #

照准部是经纬仪的主要部件，照准部部份的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等。

3、度盘部份

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DJ6光学经纬仪度盘有水丰县盘和平行度盘，均由光学玻璃制成。水平度盘顺着全圆从0°～360°顺秒针描绘，最小格值通常为1°或30′。 #

二、经纬仪的安置方式 #

1）三脚架调成等长并适宜操作者净高，将仪器固定在三脚架上，使仪器底座面与三脚架上顶面垂直。 #

2）将仪器舞摆放在测站上，目估大致对中后，踩稳一条架脚，调好光学对中器物镜（认清十字丝）与目镜（认清测站点），用右手各提一条架脚前后、左右晃动，眼观对中器使十字丝交点与测站点重合，放稳并踩实架脚。 #

3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器 #

4）将水准管垂直两定平螺旋，整平水准管。

5）平转照准部90度，用第三个螺旋整平水准管。

6）检测光学对中，若有少量误差，可打开连结螺旋平移底座，使其准确对中，填装连结螺旋，再检测水准气泡居中。

三、度盘读数方式

光学经纬仪的读数系统包括水平和平行度盘、测微装置、读数显微镜等几个部份。水平度盘和平行度盘上的度盘刻划的最小格值通常为1°或30′，在调用不足一个格值的角值时，应当利用测微装置，DJ6级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和垂直玻璃测微器两种。 #

（1）测微尺读数装置 #

现今新产DJ6级光学经纬仪均选用这些装置。

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在读数显微镜的视场中设置一个带分划尺的分划板，度盘上的分划线经显微镜放大后成像于该分划板上，度盘最小格值（60′)的成像尺寸刚好等于分划板上分划尺1°分划间的宽度，分划尺分60个小格，注记方向与度盘的相反，用这60个小格去量度量盘上不足一格的格值。量度时以零零分划线为指标线。 #

（2）单垂直玻璃板测微器读数装置 #

单垂直玻璃板测微器的主要部件有：单垂直板玻璃、扇形分划尺和测微轮等。这些仪器度盘格值为30′，半圆分划尺上有90个小格，格值为30′/90=20″。

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测角时，当目标瞄准后摇动测微轮，用双指标线刺穿度盘分划线影像后读数。整度数依据被割断的度盘分划线读出，不足整度数部份从测微分划尺读出。

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（3）读数显微镜

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光学经纬仪读数显微镜的作用是将读数成像放大，以便将度盘读数读出。 #

（4）水准器

光学经纬仪上有2～3个水准器，其作用是使处于工作状态的经纬仪平行轴铅垂、水平度盘水平，水准器分管水准器和园水准器两种。 #

*管水准器 #

管水准器安装在照准部上，其作用是仪器准确整平。

*圆水准器

圆水准器适于简略整平仪器。它的灵敏度低，其格值为8″／2mm。

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四、经纬仪的视角检测原理

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1.水平角的检测原理 #

水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为0°～360°。空间两直线OA和OB相交于点O，将点A，O，B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点A′，O′，B′，水平线O′A′和O′B′的倾角β就是过两方向线所作的铅垂面间的倾角，即水平角。

水平角的大小与地面点的标高无关。 #

检测视角的仪器在检测水平角时应当具有两个基本条件： #

（1）能给出一个水平放置的，且其中心能便捷地与方向线交点放在同一铅垂线上的刻度园盘——水 #

文登盘； #

（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，从而通过望远镜

瞄准高低不同的目标A和B。图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a #

2.平行角的检测原理 #

平行角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的倾角α，俗称竖直角或高度角；平行角的角值为0°～±90°。

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视线与铅垂线的倾角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0°～180°。 #

当视线在水平线以上时平行角称为倾角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负，如图所示。

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由此可知测角仪器经纬仪还应当装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘，或称竖盘。

▲全站仪的使用方式

一、全站仪简介

全站仪，即全站型电子速测仪（Total）。是一种集光、机、电为一体的高技术检测仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差检测功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部检测工作，因此称之为全站仪。广泛适于地上小型建筑和地下竖井施工等精密安装工程检测或变型检测领域。 #

全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以手动记录和显示读数，使测角操作简略化，且可防止读数偏差的形成。电子经纬仪的手动记录、储存、计算功能，以及数据通信功能，逐步减少了检测作业的手动化程度。 #

全站仪与光学经纬仪差别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别选用两个相似的光栅度盘（或编辊子）和读数传感进行视角测定的。依据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级。 #

二、全站仪的组成

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全站仪几乎可以用在所有的检测领域。电子全站仪由电源部份、测角系统、测距系统、数据处理部份、通讯插口、及显示屏、键盘等组成。 #

同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪提高了许多特殊部件，所以而致使全站仪具备比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更便于。这种特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的优点。 #

1.同轴望远镜 #

全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远镜筒与对焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行视角测定。同时其测距部份的外光路系统又能使测距部份的光敏二极管发射的调制红外光在经目镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回去，再经分光棱镜作用使回光被光电继电器接收；为测距还要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏继电器发射的调制红外光传也献给光电继电器接收，进行而由内、外光路调制光的相位差间接估算光的传播时间，估算实测距离。

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同轴性并且望远镜一次瞄准即可实现同时测量水平角、垂直角和斜距等全部基本检测要素的测量功能。加之全站仪强悍、便捷的数据处理功能，使全站仪使用非常便捷。

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2.双轴手动补偿 #

在仪器的检测校准中已介绍了双轴手动补偿原理，作业时若全站仪横轴倾斜，会导致视角观测的偏差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴（或单轴）倾斜手动补偿系统，可对横轴的倾斜进行检测，并在度盘读数中对因横轴倾斜导致的测角偏差手动加以改正(这些全站仪横轴最大倾斜可容许至±6'），也可通过将由竖轴倾斜造成的视角偏差，由微处理器手动按竖轴倾斜改正估算式估算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为正确值，即何谓横轴倾斜手动补偿。 #

双轴手动补偿的所选用的构造(现有水平,包括,):使用一小泡（该小泡不是从外部可以看见的，与检测校准中所描述的不是一个水疱）来校准绝对水平面，该小泡是后边填充液体，两端是氢气。在小泡的下部右侧各放置一发光继电器，而在小泡的上部内侧各放置一光电管，用一接收发光继电器透过小泡发出的光。而后，通过运算电路比较两继电器荣获的光的硬度。当在初始位置，即绝对水平时2023经纬仪图读数窗怎么读数，将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时估算出光强的残差，因而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定手动补偿的值。手动补偿的方法初由微处理器估算后修正输出外，也有一种模式即通过步进马达驱动微型导轨，把此轴方向上的偏斜进行补正，因而使轴时刻保证绝对水平。 #

3.鼠标

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鼠标是全站仪在检测时键入操作指令或数据的软件，全站型仪器的按键和显示屏均为双面式，以便正、倒镜作业时操作。 #

4.储存器 #

全站仪储存器的作用是将实时采集的测定数据储存上去，再依照还要传送到其它设备如计算机等中，供逐步的处理或借助，全站仪的储存器有显存储器和储存卡两种。 #

全站仪显存储器相当于计算机的显存(RAM)，储存卡是一种外储存媒体，又称PC卡，作用相当于计算机的硬盘。 #

5.通信插口 #

全站仪可以通过BS—232C通信插口和通信线缆将显存中储存的数据键入计算机，或将计算机中的数据和信息经通信线缆传输给全站仪，实现单向信息传输。

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三、全站仪的使用 #

全站仪具备视角检测、距离(斜距、平距、高差)检测、三维座标测定、导线检测、交会定点检测和放样检测等多种用途。外置专用硬件后，功能还可逐步拓展。 #

全站仪的基本操作与使用方式：

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1、水平角检测

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（1）按视角检测键，使全站仪处于视角检测方式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。

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（3）照准第二个目标B，此刻显示的水平度盘读数即为两方向间的水平倾角。 #

2、距离检测 #

（1）设置棱镜常数 #

测距前须将棱镜常数键入仪器中，仪器会手动对所测距离进行改正。

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（2）设置大气改正值或温度、气压值 #

光在大气中的传播速率会随大气的气温和气压而变化，15℃和是仪器设置的一个标准值，此刻的大气改正为0ppm。实测时，可键入气温和气压值，全站仪会手动估算大气改正值（也可直接键入大气改正值），并对测距结果进行改正。 #

（3）量仪器高、棱镜高并键入全站仪。 #

（4）距离校准 #

照准目标棱镜中心，按测距键，距离校准开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

全站仪的测距方式有精测方式、跟踪方式、粗测方式三种。精测方式是最常用的测距方式，测定时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪方式，常适于跟踪联通目标或放样时连续测距，最小显示通常为1cm，每天测距时间约0.3S；粗测方式，测定时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离校准或座标测定时，可按测距方式（MODE）键选择不同的测距方式。 #

应留意，有些机型的全站仪在距离检测时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高残差是全站仪纵轴中心与棱镜中心的高差。 #

3、坐标检测 #

（1）设定测站点的三维座标。 #

（2）设定后视点的座标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的座标时，全站仪会手动估算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。 #

（3）设置棱镜常数。 #

（4）设置大气改正值或温度、气压值。 #

（5）量仪器高、棱镜高并键入全站仪。 #

（6）照准目标棱镜，按座标测定键，全站仪开始测距并估算显示测点的三维座标。 #

四、全站仪的数据通信 #

全站仪的的数据通信是指全站仪与电子计算机之间进行的单向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通信的方法主要有两种，一种是运用全站仪配置的（card）,个人计算机储存卡国际商会，简称PC卡，俗称储存卡）卡进行数字通信，特征是通用性强，各类电子产品间均可互换使用；另一种是运用全站仪的通信插口，通过线缆进行数据传输。 #