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工程测量的仪器与方法《工程测量学》第四章

4工程测量的仪器与方法

STEP01STEP02角度是几何测量的基本元素，包括水平角和垂直角。角度测量的仪器主要是经纬仪，分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类。4.1角度测量

光学经纬仪的基本结构WildT2

水平角观测：测回方向

垂直角观测：三丝法中丝法

在光学经纬仪的照准部中，将读数系统用电子度盘替代光学模拟度盘，实现度盘读数的自动化，则成为电子经纬仪。01用于电子经纬仪的角度传感器主要有两种：编码度盘和动态测角系统。02电子经纬仪

编码度盘测角原理度盘容量与码道数的关系：分辨率与码道数的关系：码道数、分辨率有限，需采用测微装置(拓普康ET-2)

光栅动态测角原理设单位角度为：则任一个角度均可表示为：利用内外光栅探测器的信号延迟时间来测定。n－利用四个标志之间的时间隔来确定和检核。徕卡TC2000固定光栅探测器活动光栅探测器

南方电子经纬仪

徕卡T3000电子经纬仪

4.1.5目标照准自动化

测量过程04目标照准过程03目标搜索过程02在角度测量时，ATR自动识别并照准目标主要有三个过程：014.1.5目标照准自动化

4.1.6陀螺经纬仪

方位角：坐标方位角磁方位角（磁偏角）——罗盘真方位角（子午收敛角）——陀螺经纬仪或天文测量方法

陀螺经纬仪定向基本原理01将高速旋转的陀螺悬挂，陀螺在地球自转影响下，陀螺轴在子午线方向左右摆动，其摆动的平衡位置就是该点的子午线北方向。02实现真北方向的测量03

陀螺经纬仪应用01竖井定向03隧道贯通05真北方向的测量02辅助定向04

4.1.6陀螺经纬仪

4.1.6陀螺经纬仪

4.1.6陀螺经纬仪

距离是几何测量的基本元素，距离测量的方法主要有三种：??直接丈量??间接视距测量??物理测距

钢尺量距一般包括以下几方面工作：??定线??量距??测量定向桩之间的高差??成果整理4.2.1钢尺量距

4.2.2电磁波测距

4.2.2电磁波测距

4.2.2电磁波测距

23145??倾斜改正??气象改正测距仪一般由照准头、控制器、电源和反射器四部分组成，一般与经纬仪连接使用。??仪器加常数和乘常数改正??电磁波测距仪的使用4.2.2电磁波测距

4.2.3双频激光干涉测量

4.2.3双频激光干涉测量

4.2.4偏距测量

激光经纬仪准直法

经纬仪安置在端点A上，在另一端点B上安置光电探测器。将光电探测器的读数安置到零上。调整经纬仪水平度盘微动螺旋，移动激光束的方向，使在B点的光电探测器的检流表指针指零。这时，基准面即已确定，经纬仪水平度盘就不能再动。

每个观测点处安置光电探测器，将望远镜的激光束投射到光电探测器上，移动光束探测器，使检流表指针指零，就可以读取每个观测点相对于基准面的偏离值。为了提高观测精度，在每一观测点上，探测器的探测需进行多次。激光经纬仪准直法的操作要点为：

波带板激光准直法

???波带板激光准直系统由三个部件组成：激光器点光源，波带板装置和光电探测器。

???用波带板激光准直系统进行准直测量如图所示。波带板激光准直测量方形波带板?圆形波带板

在基准线两端点A、B分别安置激光器点光源和探测器。在需要测定偏离值的观测点C上安置波带板。当激光管点燃后，激光器点光源就会发射出一束激光，照满波带板，通过波带板上不同透光孔的绕射光波之间的相互干涉，就会在光源和波带板连线的延伸方向线上的某一位置形成一个亮点（采用圆形波带板）或十字线（采用方形波带板）。01根据观测点的具体位置，对每一观测点可以设计专用的波带板，使所成的象正好落在接收端点B的位置上。利用安置在B点的探测器，可以测出AC连线在B点处相对于基准面的偏离值,则C点对基准面的偏离值为：02

偏离值计算波带板激光准直系统中，在激光器点光源的小孔光栏后面安置一个机械斩波器，使激光束成为交流调制光，这样即可大大削弱太阳光的干涉，可以在白天成功地进行观测。试验表明，激光经纬仪准直法，在照准精度上可以比直接用经纬仪时提高5倍，但对于很长的基准线观测，外界影响（旁折光影响）已经成为精度提高的障碍，因而有的研究者建议将激光束包在真空管中以克服大气折光的影响。

小关子水电站闸坝大气激光准直系统

4.3.1几何水准测量

4.3.1几何水准测量??电子水准仪的测量原理由于生产电子水准仪的各厂家采用不同的专利，测量标尺也各不相同，因此读数原理各异，下面主要介绍徕卡和蔡司两家公司生产的电子水准仪的测量原理。

4.3.1几何水准测量徕卡电子水准仪原理

4.3.1几何水准测量蔡司电子水准仪原理

4.3.1几何水准测量

4.3.1几何水准测量??电子水准仪的应用由于电子水准仪优点显著，目