徠卡SPRINTER系列數(shù)字水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理

本文介紹了數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)的組成及工作原理、特點(diǎn)和誤差來源，及其在在精密工程測(cè)量中的應(yīng)用。

本文介紹了數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)的組成及工作原理、特．羔和誤差來源，及其在在精密工程測(cè)量中的應(yīng)用。

闡述數(shù)字水準(zhǔn)儀的基本原理和其應(yīng)進(jìn)行的室外檢定項(xiàng)目,包括電子i角設(shè)置及剩余i角測(cè)定、電子補(bǔ)償性能誤差測(cè)定、調(diào)焦運(yùn)行誤差測(cè)定和測(cè)站單次高差標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)定,并對(duì)每個(gè)檢定項(xiàng)目的場(chǎng)地要求、檢定方法和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行詳細(xì)論述;最后綜合多方面因素,提出數(shù)字水準(zhǔn)儀室外檢定場(chǎng)的建立方案。

水準(zhǔn)儀的工作原理是提供一條水平的視準(zhǔn)線,但由于內(nèi)部和外部的原因,造成視準(zhǔn)線不能絕對(duì)的水平,而是與水平方向有一個(gè)夾角即i角。本文敘述了i角的產(chǎn)生、檢驗(yàn)與校正。

分析了影響數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量精度的主要因素,在儀器檢定場(chǎng)檢測(cè)了其測(cè)量精度,并同光學(xué)水準(zhǔn)儀的測(cè)量精度進(jìn)行了比較。通過重大工程實(shí)踐應(yīng)用,表明數(shù)字水準(zhǔn)儀克服了傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量的諸多弊端,具有光學(xué)水準(zhǔn)儀無可比擬的優(yōu)點(diǎn),最后歸納和總結(jié)了其在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

本文基于筆者多年從事建筑物沉降監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以數(shù)字水準(zhǔn)儀在建筑物沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用為研究對(duì)象,分析了水準(zhǔn)儀在建筑物沉降檢測(cè)中的具體應(yīng)用方案和數(shù)據(jù)處理方法,全文是筆者長(zhǎng)期工作基礎(chǔ)上的理論升華,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

d表示“大地” s表示“水準(zhǔn)儀”，就是水準(zhǔn)儀拼音的開頭 3代表每公里往、返測(cè)量高差平均值的中誤差不超過±3mm. 水準(zhǔn)儀后面的數(shù)字：“05”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。s05級(jí)和 s1級(jí)水準(zhǔn)儀稱為精密水準(zhǔn)儀，用于國(guó)家一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量。s3級(jí)和s10級(jí) 水準(zhǔn)儀又稱為普通水準(zhǔn)儀，用于我國(guó)國(guó)家三、四等水準(zhǔn)及普通水準(zhǔn)測(cè)量。 所以，ds3大地水準(zhǔn)儀，是普通水準(zhǔn)儀，ds3是型號(hào)的全稱，而s3和ds3是 相同的，只是s3這個(gè)型號(hào)沒有寫全，實(shí)際是把ds3簡(jiǎn)寫成了s3而已。前視 距離=（前視上絲-前視下絲）*100 如果有紅黑面就上面紅黑面各一次然后求平均值 后視距離同理 （儀器肯定是要整平的）

1 實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀及普通水準(zhǔn)測(cè)量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀的構(gòu)造，掌握水準(zhǔn)測(cè)量方法，熟悉水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處 理程序。 二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 s3水準(zhǔn)儀一臺(tái)，三腳架一個(gè)，水準(zhǔn)尺一對(duì)，尺墊二個(gè)，記錄紙（自備）。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)，各螺旋的作用。 2、練習(xí)水準(zhǔn)儀的操作，練習(xí)測(cè)兩點(diǎn)高差。 3、測(cè)量一條閉合水準(zhǔn)路線。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 一、認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)和各螺旋的作用 以班級(jí)為單位，在一空曠地方聽實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師講解水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和各螺旋的 功能，認(rèn)真觀看指導(dǎo)老師的操作示范。 二、練習(xí)測(cè)兩點(diǎn)間高差 以小組為單位，認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀，并在一測(cè)站上練習(xí)測(cè)兩點(diǎn)間高差。 1、安置儀器：先將三腳架張開，使其高度適當(dāng)，架頭大致水平，并將架腿 踩實(shí)；再開箱取出儀器，將其固連在三腳架上。 2、認(rèn)識(shí)儀器：認(rèn)真聽取指導(dǎo)老師講解并記住儀器各部件的位置、名稱及作 用，掌握其使用方法。同時(shí)弄清水準(zhǔn)尺的分劃

水準(zhǔn)儀的應(yīng)用 1.用來測(cè)量標(biāo)高和髙程。主要應(yīng)用于建筑工程測(cè)量控制網(wǎng)標(biāo) 高基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)及廠房、大型設(shè)備基礎(chǔ)沉降觀察的測(cè)量。 2?用于連續(xù)生產(chǎn)線設(shè)備測(cè)量控制網(wǎng)標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)及安 裝過程中對(duì)設(shè)備安裝標(biāo)高的控制測(cè)量 (二）經(jīng)緯儀的應(yīng)用 1?用來測(cè)量縱、橫軸線(中心線）以及垂直度的控制測(cè)量等。 2?光學(xué)經(jīng)緯儀(如蘇光j2經(jīng)緯儀等），主要應(yīng)用于建立安裝 測(cè)量控制網(wǎng)并在安裝全過程進(jìn)行測(cè)量控制。例如，機(jī)電工 程建(構(gòu))筑物建立平面控制網(wǎng)的測(cè)量以及廠房(車間)柱安裝 鉛垂度的控制測(cè)量，用于測(cè)量縱向、橫向中心線。 2.全站儀的應(yīng)用 采用全站儀進(jìn)行水平距離測(cè)量，主要應(yīng)用于建筑工程平面控 制網(wǎng)水平距離的測(cè)量及測(cè)設(shè)、安裝控制網(wǎng)的測(cè)設(shè)、建安過 程中水平距離的測(cè)量等。 四、其他測(cè)量?jī)x器 (一）電磁波測(cè)距儀 1?應(yīng)用電磁波運(yùn)載測(cè)距信號(hào)測(cè)量距離的儀器。測(cè)程在5? 20km的稱為中

水利工程建設(shè)包括勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理等階段,工程各階段均離不開測(cè)繪專業(yè)的工作,水準(zhǔn)測(cè)量是測(cè)繪專業(yè)工作中不可缺少的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。數(shù)字水準(zhǔn)儀是近二十年逐步發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),以其獨(dú)特的工作原理及高穩(wěn)定性、高精度性逐步取代傳統(tǒng)意義下的光學(xué)水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。同gps儀器一起成為當(dāng)代測(cè)繪工作的標(biāo)志。

在大型工程建設(shè)中,往往需要進(jìn)行基坑開挖。由于基坑內(nèi)外壓力的變化,引起土體的變形,對(duì)鄰近建筑物造成影響。因此,需要對(duì)基坑及鄰近建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),本文以重慶市某基坑開挖對(duì)建筑物影響的監(jiān)測(cè)為例,介紹了監(jiān)測(cè)方案,并對(duì)不同的數(shù)據(jù)處理模型進(jìn)行對(duì)比研究,得出對(duì)于本項(xiàng)目變形監(jiān)測(cè)中精度較高的數(shù)學(xué)模型。

數(shù)字水準(zhǔn)儀目前被廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中,本文通過對(duì)蕭潭線和溫蒼線的測(cè)量,得出一點(diǎn)有益的體會(huì)。

對(duì)結(jié)構(gòu)健康影響最大的外力因素是重力，因此結(jié)構(gòu)的豎向位移最能代表結(jié)構(gòu)位置的變化。豎向位移通常也簡(jiǎn)稱沉降。 傳統(tǒng)的人工測(cè)量耗時(shí)太多，監(jiān)測(cè)周期長(zhǎng)，只能反應(yīng)變化的長(zhǎng)期趨勢(shì)。難以反應(yīng)快速變化的豎向位移。而靜力水準(zhǔn)儀可用來在線自動(dòng)測(cè)量沉降數(shù)據(jù)。

精密水準(zhǔn)測(cè)量在國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)、國(guó)防軍事建設(shè)及自然災(zāi)害防御等方面發(fā)揮著重要的作用。數(shù)字水準(zhǔn)儀在水利工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于水利工程建設(shè)質(zhì)量的提升。本文主要從數(shù)字水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)與基本測(cè)量原理入手，對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀在水利工程建設(shè)領(lǐng)域的誤差問題以及數(shù)字水準(zhǔn)儀應(yīng)用于水利工程建設(shè)領(lǐng)域的注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析，以期讓人們對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀在水利工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)有所了解

2.1.1基本知識(shí) 1.水準(zhǔn)測(cè)量原理 工程上常用的高程測(cè)量方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、gps測(cè)高及在特定對(duì)象和條件下采用的 物理高程測(cè)量，其中幾何水準(zhǔn)測(cè)量是目前高程測(cè)量中精度最高、應(yīng)用最普遍的測(cè)量方法。 如圖2-1所示，設(shè)在地面a、b兩點(diǎn)上豎立標(biāo)尺（水準(zhǔn)尺），在a、b兩點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀，利用水準(zhǔn) 儀提供一條水平視線，分別截取a、b兩點(diǎn)標(biāo)尺上讀數(shù)a、b，顯然 abhahb a、b兩點(diǎn)的高差hab可寫為 abhab a點(diǎn)高程ha已知，求出b點(diǎn)高程 baabhhh 我們規(guī)定a點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù)，b點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。 圖2-1 如果a、b兩地距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以用連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量的方法。中間可設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)tp（臨時(shí)高程傳遞點(diǎn)，須放置 尺墊），如圖2-2所示 11ha，333hab，??，nnnha

經(jīng)緯儀的用法 1、hr—右旋（順時(shí)針）水平角，hl—左旋（逆時(shí)針）水平角。 2、經(jīng)緯儀的操作步驟（光學(xué)對(duì)中法） 1、架設(shè)儀器： 將經(jīng)緯儀放置在架頭上，使架頭大致水平，旋緊連接螺旋。 2、對(duì)中： 目的是使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上?？梢砸苿?dòng)腳架、旋轉(zhuǎn) 腳螺旋使對(duì)中標(biāo)志準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中心。 3、整平： 目的是使儀器豎軸鉛垂，水平度盤水平。根據(jù)水平角的定義，是兩條 方向線的夾角在水平面上的投影，所以水平度盤一定要水平。 粗平：伸縮腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。 檢查并精確對(duì)中：檢查對(duì)中標(biāo)志是否偏離地面點(diǎn)。如果偏離了，旋松 三角架上的連接螺旋，平移儀器基座使對(duì)中標(biāo)志準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中 心，擰緊連接螺旋。 精平：旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中。 4、瞄準(zhǔn)與讀數(shù)： ①目鏡對(duì)光：目鏡調(diào)焦使十字絲清晰。 ②瞄準(zhǔn)和物鏡對(duì)光：粗瞄目標(biāo)，物鏡調(diào)焦使目標(biāo)清晰。注意消除視 差。精瞄目標(biāo)。 ③

在沉降監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)建立中,利用徠卡sprinter200m數(shù)字水準(zhǔn)儀的特性,介紹了應(yīng)用該儀器對(duì)整個(gè)控制網(wǎng)的布設(shè)、施測(cè)和數(shù)據(jù)處理的全過程,在實(shí)際應(yīng)用中取得了的良好效果。實(shí)踐表明該數(shù)字水準(zhǔn)儀能夠滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求。

針對(duì)大壩變形監(jiān)測(cè)中傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量的不足之處,提出了升級(jí)改造現(xiàn)有設(shè)備達(dá)到自動(dòng)化監(jiān)測(cè)目的的想法,簡(jiǎn)述了數(shù)字水準(zhǔn)儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理以及工作流程。以改造后的數(shù)字水準(zhǔn)儀自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于湖北白蓮河水庫(kù)垂直位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為例,對(duì)其自動(dòng)化監(jiān)測(cè)過程進(jìn)行了深入的研究。

水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn) 儀器：蘇光dzs3標(biāo)尺：a:b:觀測(cè)者：馬家恒 時(shí)間：9：35記錄者：徐本杭 日期：2009年5月15日成像：清晰檢查者：林勤 儀器站 觀測(cè) 次序 標(biāo)尺讀數(shù)高差 α—b i角的計(jì)算 a尺度數(shù)αb尺度數(shù)b j1 116341636mm -2.5 a、b標(biāo)尺間距離s=20.6 2⊿（mm）=(α2-b2)-(α1-b1) =-0.5mm i"==10⊿=-5" 216331636 316341636 416331636 中數(shù)1633.51636 j2 116531656 -3 校正后a、b標(biāo)尺的正確讀數(shù) α / 2、b/2為： α / 2=α2-2⊿=b2+α1-b1 b / 2=b2-⊿ 216541657 316541

14 第一節(jié)水準(zhǔn)測(cè)量的原理 確定地面點(diǎn)高程的測(cè)量工作，稱為高程測(cè)量。高程測(cè)量又是測(cè)量三項(xiàng)基本工作之一。根據(jù) 使用儀器和施測(cè)方法的不同，高程測(cè)量可分為水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量和氣壓高程測(cè)量。用水 準(zhǔn)儀測(cè)量高程，稱為水準(zhǔn)測(cè)量，它是高程測(cè)量中最常用、最精密的方法。 水準(zhǔn)測(cè)量的原理： 水準(zhǔn)測(cè)量是利用一條水平視線，并借助水準(zhǔn)尺，來測(cè)定地面兩點(diǎn)間的高差，這樣就可由已 知點(diǎn)的高程推算出未知點(diǎn)的高程。測(cè)定待測(cè)點(diǎn)高程的方法有高差法和儀高法兩種。 1．高差法 如圖2-1所示，若已知a點(diǎn)的高程ah，欲測(cè)定b點(diǎn)的高程bh。在a、b兩點(diǎn)上豎立兩 根尺子，并在a、b兩點(diǎn)之間安置一架可以得到水平視線的儀器。假設(shè)水準(zhǔn)儀的水平視線在 尺子上的位置讀數(shù)分別為a尺（后視）讀數(shù)為a，b尺（前視）讀數(shù)為b，則a、b兩點(diǎn)之 間的高程差（簡(jiǎn)稱高差abh）為 bahab

提出了用于徠卡dna03水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)方案,介紹了程序設(shè)計(jì)主要過程及其功能,分析了本方案的優(yōu)點(diǎn),并對(duì)沉降觀測(cè)提出改進(jìn)建議。

通過對(duì)徠卡dna03數(shù)字水準(zhǔn)儀數(shù)據(jù)文件格式的分析,闡明利用vb語言如何讀取數(shù)據(jù)文件與轉(zhuǎn)化生成水準(zhǔn)觀測(cè)手簿及測(cè)站數(shù)據(jù)信息,并調(diào)用excel概略高程表模板,生成一個(gè)測(cè)段的水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)高差與概略高程表,由平差軟件讀入即可進(jìn)行平差處理。從外業(yè)到內(nèi)業(yè)無需人工輸入高差數(shù)據(jù),減少人為數(shù)據(jù)輸入誤差,實(shí)現(xiàn)真正意義的內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)處理一體化。