建筑测量常用仪器之经纬仪和全站仪

经纬仪和全站仪是测量的主要仪器,可用于测量水平角、竖直角、水平距离和高差等。我国光学经纬仪按进度从高到低分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15五个等级,其中D表示大地测量,J表示经纬仪,07、1、2、6、15表示仪器一测回方向观测中误差不超过的秒数。在建筑工程测量中,一般使用DJ2、DJ6级光学经纬仪。全站仪是在光学经纬仪基础上,随着光电技术的发展,经由电子经纬仪和光电测距仪的发展并结合而产生的,它具有与普通光学经纬仪大致相同的光学和机械结构。
建筑测量常用仪器之经纬仪和全站仪

一.经纬仪

(1)经纬仪的组成。

  光学经纬仪的基本构造大致相同,主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。其中,照准部主要由望远镜、竖直度盘、照准部水准管、读数设备及支架等组成,望远镜由物镜、目镜、十字丝分划板及调焦透镜组成;水平度盘是由光学玻璃制成的圆环,水平度盘通过外轴装在基座中心的套轴内,并用中心锁紧螺旋使之固紧,当照准部转动时,水平度盘并不随之转动,若需要将水平度盘安置在某一读数的位置,可拨动专门的机构,DJ6型光学经纬仪变动(配置)水平度盘位置的机构有度盘变换手轮和复测手柄两种形式;基座是支撑整个仪器的底座,并借助基座的中心螺母和三脚架上的中心连接螺旋,将仪器与三脚架固连在一起,基座上有三个脚螺旋,用来整平仪器。

(2)经纬仪的主要轴及其相互关系。

  1)视准轴。指望远镜的物镜光心与十字丝交点的连线。视准轴应垂直于横轴。
  2)横轴。望远镜的旋转轴。横轴应与竖轴垂直。
  3)竖轴。照准部在水平方向的旋转轴。竖轴应垂直于管水准器轴。
  4)管水准器轴和圆水准器轴:过水准管零点的圆弧切线,即为管水准器轴;圆水准器球面顶点和球心的连线,即为圆水准器轴。管水准器轴应水平,圆水准器轴应竖直。管水准器气泡居中,表示管水准轴水平;圆水准器气泡居中,表示圆水准器轴竖直。

(3)经纬仪的操作。

  经纬仪的操作主要包括安置、对中、整平、对光与瞄准、读数五个步骤。
1.安置。
  将三脚架安置在测站上,调节架脚长度使仪器高度与观测者胸部齐平,使架头大致水平,取出仪器放在架头上,用中心螺旋将其与三脚架连接并拧紧,踩实脚尖,挂上垂球。
  2.对中。
  在架头上水平移动仪器,使仪器中心标志与测站点中心标志重合。要求在进行对中前,应先调节脚螺旋使基座的圆水准器气泡居中。常用对中方法有垂球对中和光学对中两种。
  ①垂球对中。在中心螺旋上挂上垂球。若垂球尖偏离测站较远,则需平移三脚架,使垂球尖大致对准测站点。若偏离较小,可稍旋松中心螺旋,两手扶住仪器,并在架头上平移,使垂球尖准确对准测站点后,再将中心螺旋拧紧。垂球对中误差应小于3mm。
  ②光学对中。采用光学对中器进行对中。先将仪器中心大致对准测站点,旋转对中器目镜调焦螺旋,看清分划板分划圈和测站标志。当照准部水准管气泡居中时,旋松中心螺旋,手扶基座平移架头上的仪器,使对中器分划圈对准测站点。光学对中器对中误差一般约为1mm。
  3.整平。
  整平的目的是使仪器的竖轴竖直,水平度盘处于水平位置。整平时,松开水平制动螺旋,转动照准部,让水准管大致平行于任意两个脚螺旋的连接,两手同时向内或向外旋转这两个脚螺旋使气泡居中。气泡的移动方向与左手大拇指(或右手食指)移动的方向一致。将照准部旋转90°,水准管处于原位置的垂直位置,用另一个脚螺旋使气泡居中。反复操作,直至照准部转到任何位置,气泡都居中为止。
整平
  4.对光与瞄准。
  ①目镜对光。通过调节目镜螺旋使十字丝分划清晰,要求调节时尽量对准光亮的背景。
  ②初步瞄准。在大致瞄准目标后通过水平方向和垂直方向的制动螺旋使照准部和望远镜固定,要求通过粗瞄准器大致瞄准目标。
  ③物镜对光。通过调节对光螺旋使目标成像清晰,要求检查和消除视差。
  ④精确瞄准。通过调节水平方向和竖直方向的微动螺旋使照准部和望远镜分别在水平面和竖直面内做微小移动,以便精确地对准目标。使用经纬仪时,要求十字丝准确对准目标,测水平角时,视目标大小,用纵丝平分目标或与目标重合;测竖直角时,则用中横丝与目标顶部相切。
  5.读数。
  经纬仪目前一般有两种读数方法:分微尺读数法和测微器读数法。
  ①分微尺读数法。先读出位于分微尺上的一根度盘分划线的整度读数,再加上分划线所指示的分微尺上的分秒数。
  ②测微器读数法。先转动测微螺旋,移动双平行丝指标线使之夹准度盘的一条分划线,然后读出此度盘分划注记的读数,再加上单指标线在测微尺上所指的分划数。
建筑测量常用仪器之经纬仪和全站仪

二.全站仪

  全站仪是一种集测角、测距、计算记录于一体的测量仪器。在实际应用中,只要将各种固定参数(如测站坐标、仪器高、仪器照准差、指标差、棱镜参数、气温、气压等)预先置入仪器,然后照准目标上的反射镜,启动仪器,就可获得水平角、水平距或目标的X、Y、Z坐标,且这些观测值都已经过多项改正,并显示在仪器的显示屏上。同时,数据记录在随机的存储器或外置的电子手簿当中,并利用随机的软件进行预处理,内业时直接传输到个人电脑中,大大提高了作业的精度和效率。
  全站仪大都有角度测量模式、距离测量模式、坐标测量模式、偏心测量模式等功能,其中在角度测量模式下可使仪器水平角置零、水平角读数锁定、从键盘输入设置水平角、设置倾斜改正、设置角度重复测量模式、垂直角及坡度显示等;在距离测量模式下设置距离精测或跟踪模式、偏心测量模式、放样测量模式等;在坐标测量模式下也可设置偏心测量模式等。根据测量任务和目的,利用全站仪可以进行待定点坐标测量、导线测量、后方交会、坐标放样等。

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