水利水电工程师考点：测量仪器

1F411041 熟悉测量仪器的使用

一、常用测量仪器及其作用

水利水电工程施工常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、全球定位系统(GPS)等。

(一)水准仪分类及作用

水准仪按精度不同可分为普通水准仪和精密水准仪，国产水准仪按精度分有DS05、DS3、DS10等。工程测量中一般使用DS3型微倾式普通水准仪，D、S分别为“大地测量”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母，数字3表示该仪器精度，即每公里往返测量高差中数的偶然中误差为±3mm。另外还有自动安平水准仪、数字水准仪等。

水准仪用于水准测量，水准测量是利用水准仪提供的一条水平视线，借助于带有分划的尺子，测量出两地面点之间的高差，然后根据测得的高差和已知点的高程，推算出另一个点的高程。

(二)经纬仪分类及作用

经纬仪按精度不同可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ10等，D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字07、1、2、6、10表示该仪器精度。按读数装置不同可分为两类：测微尺读数装置;单平板玻璃测微器读数装置。

经纬仪是进行角度测量的主要仪器。它包括水平角测量和竖直角测量，水平角用于确定地面点的平面位置，竖直角用于确定地面点的高程。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。

(三)电磁波测距仪分类及作用

电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪;用激光作为载波的激光测距仪;用红外光作为载波的红外测距仪，后两者又统称为光电测距仪。

电磁波测距仪是用电磁波(光波或微波)作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。

(四)全站仪及其作用

全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。

全站仪的功能是测量水平角、天顶距(竖直角)和斜距，借助于机内固化的软件，可以组成多种测量功能，如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。

(五)全球定位系统(GPS)

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是拥有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。在大地测量、城市和矿山控制测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用。

二、常用测量仪器的使用

(一)水准仪的使用

1.微倾水准仪的使用步骤包括安置仪器和粗略整平(简称粗平)、调焦和照准、精确整平(简称精平)和读数。

(1)安置水准仪和粗平。先选好平坦、坚固的地面作为水准仪的安置点，然后张开三脚架使之高度适中，架头大致水平，再用连接螺旋将水准仪固定在三脚架头上，将架腿的脚尖踩实。调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中称为粗平。

(2)调焦和照准。水准仪整平后，将望远镜对着明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰;用望远镜的准星和照门瞄准水准尺，然后旋紧制动螺旋固定望远镜;转动物镜调焦螺旋，待水准尺成像清晰后，再转动水平微动螺旋，使十字丝竖丝照准水准尺;瞄准目标后，眼睛可在目镜处作上下移动，如发现十字丝与目标影像有相对移动，读数随眼睛的移动而改变，说明有视差;产生视差的原因是目标影像与十字丝分划板不重合，它将影响读数的正确性;必须消除视差，办法是先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再继续仔细地转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。

(3)精平。转动微倾螺旋，同时察看水准管气泡观察窗，当符合水准泡成像吻合时，表明已精确整平。

(4)读数。当符合水准气泡居中时，立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。不论使用的水准仪是正像或是倒像，读数总是由注记小的一端向大的一端读出。通常读数保留四位数。

2.精密水准仪的操作程序。与一般DS3水准仪基本相同，不同之处是精密水准仪是采用光学测微器测出不足一个分格的数值。作业时，先转动微倾螺旋，使望远镜视场左侧的符合水准管气泡两端的影像符合，保证视线水平。再转动测微轮，使十字丝上楔形丝精确地夹住整分划，读取该分划线读数。

3.自动安平水准仪操作程序：粗平一照准一读数。

4.数字水准仪操作程序，与自动安平水准仪基本一样，但数字式水准仪能自动观测和记录，并将测量结果以数字的形式显示出来。

(二)经纬仪的使用

经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤。 ′

1.对中和整平

有用垂球对中及经纬仪整平的方法和用光学对中器对中及经纬仪整平的方法。

(1)用垂球对中及经纬仪整平的方法

● 垂球对中。先打开三脚架放在测站上，脚架长度要适当，以便于观测;三脚架架头应大致水平。把脚架上的连接螺旋放在架头中心位置，挂上垂球，移动脚架使垂球尖概略对准测站点，同时保持脚架头大致水平。从箱中取出仪器放到三脚架上，旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接。此时再细心观察垂球是否偏离标志中心，如偏离可略放松连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖准确对准测站点，再旋紧连接螺旋。

●整平。先转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋连线，转动这两个脚螺旋使气泡居中;然后将仪器照准部旋转90°，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。按上述方法反复进行几次，直到仪器旋到任何位置，气泡都居中时为止。

(2)用光学对中器对中及经纬仪整平的方法

● 目估初步对中，并使三脚架架头大致水平;

● 转动和推拉对中器目镜调焦，使地面标志点成像清晰，且分划板上中心圆圈也清晰可见;

● 转动仪器脚螺旋，使地面标志点影像位于圆圈中心;

● 伸缩调节三脚架架腿，使圆水准器气泡居中;

● 按用垂球安置仪器的整平方法进行精确整平;

●检查光学对中器，此时若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成，若仍有偏差，可稍松动连接螺旋，在架头上移动仪器，使其准确对中，然后重新进行精确整平，直到对中和整平均达到要求为止。

2.照准

(1)目镜调焦：将望远镜对向明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。

(2)粗瞄目标：松开望远镜水平、竖直制动螺旋，通过望远镜上的粗瞄器对准目标，然后拧紧制动螺旋。

(3)物镜调焦：转动望远镜物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。注意消除视差现象。

(4)准确瞄准目标：转动水平微动及竖直微动螺旋，使十字丝竖丝与目标成像单线平分或双丝夹准，并且使十字丝交点部分对准目标的底部。

3.读数

打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀，然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰，进行读数。电子经纬仪可在屏幕上直接读数。

(三)电磁波测距仪的使用

1.为测量A、B两点的距离D，先在A点安置经纬仪，对中整平，然后将测距仪安置在经纬仪望远镜的上方。

2.在B点安置反射器。

3.瞄准反射器。

4.设置单位、棱镜类型和比例改正开关在需要的位置。

5.距离测量。

6.运用键盘除可以实现上述测距外，还可通过输入有关数据计算平距、高差和坐标增量。

(四)全站仪的使用

全站仪放样模式有两个功能，即测定放样点和利用内存中的已知坐标数据设置新点，如果坐标数据未被存入内存，则也可从键盘输入坐标。放样步骤如下：

1.选择数据采集文件，使其所采集数据存储在该文件中。

2.选择坐标数据文件，可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。

3.设置测站点。

4.设置后视点，确定方位角。

5.输入所需的放样坐标，开始放样。

水利水电工程施工测量的要求