经纬仪使用技巧（精选10篇）
经纬仪使用技巧 篇1
0 引言
测量工作贯穿于公路工程建设的整个阶段, 测量学是公路工程专业的专业基础课, 在教学工作和实践活动中, 我总结了一些经验认识, 下面我主要谈谈如何使用DJ6光学经纬仪测量水平角。
经纬仪是测量角度的仪器。按其精度分, 有DJ6, DJ2两种。表示一测回方向观测中误差分别为6″, 2″。DJ6光学经纬仪是一种组合了一系列光学和机械零件的角度测量仪器, 内部有玻璃度盘和许多光学棱镜与透镜, 组成光学系统。其中D, J分别是“大地测量”“经纬仪”的汉语拼音第一个字母, 6表示该等级经纬仪的精度指标, 即水平方向一测回方向中的误差不超过±6″。该仪器的主要功能就是测定或放样水平角和竖直角。另外, 由于在该仪器上安置有测距装置———视距丝, 所以DJ6光学经纬仪还可以用于距离测量。DJ6光学经纬仪由照准部、水平度盘、基座组成。
1 DJ6光学经纬仪的操作
水平角是指从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角其范围:顺时针0°~360°。在用DJ6光学经纬仪进行水平角度测量之前, 必须把仪器安置在测站上。仪器的安置包括对中和整平两项工作。
1) 对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。
a.在安置仪器以前, 首先将三角架打开, 抽出架腿, 并旋紧架腿的固定螺旋。然后将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。这时架头平面即约略水平, 且中心与地面点约略在同一铅垂线上, 将三脚架踩实使之稳固。装上仪器, 旋上连接螺旋。b.旋转光学对中器的目镜, 看清对中器分划圈, 拉或推动目镜使地面测站点标记影像清晰。c.移动三脚架使光学对中器分划圈对准测站点。d.利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度, 使圆水准气泡居中。在使用光学对中器时, 仪器应先利用脚螺旋使圆水准器气泡居中, 再用光学对中器观察地面测站标志是否偏离分划圈中心。如果偏离中心, 稍微松开三脚架连接螺旋, 在架头上移动仪器, 在保证圆水准气泡居中的条件下, 使其与地面点对准。如果不用垂球粗略对中, 则一面观察光学对中器一面移动脚架, 使光学对中器与地面点对准。这时仪器架头可能倾斜很大, 则根据圆水准气泡偏移方向, 伸缩相关架腿, 使气泡居中。伸缩架腿时, 应先稍微旋松伸缩螺旋, 待气泡居中后, 立即旋紧。e.再检验圆水准气泡是否居中以及光学对中器分划圈是否对准测站标志, 如有任何一项偏离, 则需重新整平圆水准气泡和对准测站标志, 直至同时符合要求为止。
2) 整平。
经纬仪整平的目的是使仪器的竖轴铅直, 水平度盘处于水平位置。在上一个步骤中只进行了粗略整平, 还需精确整平。还需用到位于照准部上的管水准器。
在精确整平时, 松开水平制动螺旋, 转动照准部, 使水准管大致平行于任意两个脚螺旋的连线, 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拇指移动的方向一致。再将照准部旋转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。如此反复操作, 直至照准部转到任何位置气泡都居中为止。在整平后还需再次检查光学对中器是否偏移。如果偏移, 则重复上述操作方法, 直至水准气泡居中, 对中器对中为止。
3) 瞄准。
先松开水平制动螺旋和望远镜制动螺旋, 调节目镜对光螺旋使十字丝清晰。通过望远镜上的瞄准器瞄准目标, 使目标成像在望远镜视场中仅于中央部位。旋紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。转动物镜对光螺旋, 使目标成像清晰。最后用望远镜微动螺旋和水平微动螺旋精确瞄准目标。瞄准目标时, 应尽量瞄准目标底部, 使纵丝的中间部分平分或夹准目标。
4) 测量。
当仪器的准备工作充分做好后, 就可以开始水平角的测量了。这里我们用测回法测量水平角。测回法适用于观测只有两个方向的单角, 这种方法要用盘左和盘右两个位置进行观测。观测时目镜朝向观测者, 如果竖盘位于望远镜的左侧, 称为盘左;如果位于右侧, 称为盘右。我们通常先以盘左位置进行观测, 称为上半测回;再以盘右位置观测, 称为下半测回, 两个半测回称为一测回。
a.例如:欲测OA, OB两方向之间的水平角∠AOB时, 在角顶O安置仪器, 在A, B处设立观测标志。经过对中、整平以后, 即可按下述步骤观测。松开望远镜的制动螺旋, 利用望远镜上的粗瞄器, 以盘左粗略照准左方目标A。关紧照准部及望远镜的制动螺旋, 再用微动螺旋精确照准目标, 同时需要注意消除视差及尽可能照准目标的下部。读取该方向上的读数a1, 记入手薄。b.松开照准部及望远镜的制动螺旋, 顺时针方向转动照准部, 粗略照准右方目标B。再关紧制动螺旋, 用微动螺旋精确照准, 并读取该方向上的水平度盘读数b1, 则盘左所得角值为:∠1=b1-a1。以上是上半测回。c.将望远镜纵转180°, 改为盘右。重新照准右方目标B, 并读取水平度盘读数b2记入手簿。再松开水平制动螺旋, 转动照准部, 瞄准左边的目标A, 读取读数a2, 记入手薄, 则盘右所得角值即为:∠2=b2-a2。以上是下半测回。
DJ6光学经纬仪盘左盘右两个半测回角值之差不超过40″时, 取其平均值为一测回角值, 即∠AOB=1/2 (∠1+∠2) 。由于水平度盘注记是顺时针方向的, 因此在计算角值时, 无论是盘左还是盘右, 均应为盘右的读数减去盘左的读数, 如果不够减, 则应加上360°再减。值得注意的是DJ6光学经纬仪盘左盘右两个半测回角值之差不超过40″, 如果超限, 则必须重测。如果重测的两半测回角值之差仍然超限, 但两次的平均角值十分接近, 则说明这是由于仪器误差造成的。取盘左盘右角值的平均值时, 仪器误差可以得到抵消, 所以各测回所得的平均角值是正确的。当观测精度要求较高时, 往往需要观测几个测回, 为了削减度盘刻度不匀的误差, 每个测回都要改变度盘的位置, 即在照准起始方向时, 改变度盘的安置读数。各测回应根据测回数n, 按每测回+180°/n来变换水平度盘位置。
2 角度观测的误差
1) 仪器误差。仪器误差的主要来源有两个方面:其一, 仪器制造、加工不完善所引起的误差。其二, 仪器校验不完善的残余误差。
2) 观测误差。观测者在观测操作过程中会产生观测误差, 包括对中误差、整平误差、标杆倾斜误差、照准误差和读数误差等。
a.对中误差:在测站点上安置经纬仪, 必须进行对中。仪器安置完毕后, 仪器的中心未位于测站点铅垂线上的误差, 即对中误差。对中误差对水平角观测的影响与待测水平角边长成反比。所以, 当要测水平角的边长较短时, 尤其应注意仔细对中。
b.整平误差:仪器安置未严格水平而产生的误差。整平误差导致水平度盘不能严格水平, 竖盘及视准面不能严格竖直。它对测角的影响与目标的高度有关, 若目标与仪器同高, 其影响很小;若目标与仪器高度不同, 其影响将随高差的增大而增大。
c.标杆倾斜误差 (即目标偏心误差) :在观测中, 实际瞄准的目标位置偏离地面标志点而产生的误差。为了减小该项误差对水平角观测影响, 应尽量照准标杆的根部, 标杆应尽量竖直, 边长较短时, 宜采用垂球对点, 照准时以垂球线替代标杆。
d.照准误差:影响照准精度的因素很多, 如人眼的分辨率、望远镜的放大率、十字丝的粗细、目标的形状及大小、目标影响的亮度、清晰度以及稳定性和大气条件等。所以尽管观测者已经尽力照准目标, 但仍不可避免的存在程度不同的照准误差。此项误差无法消除, 只能选择适宜的照准目标, 在其形状、大小、颜色和亮度的选择上多下功夫, 改进照准方法, 仔细完成照准操作。这样, 可减少此项误差的影响。
e.读数误差:是对测微装置估读的误差, 它主要取决于仪器的读数设备, 它与照明情况和观测者的技术熟练程度有一定关系, 一般误差值为测微器最小格的1/10。DJ6光学经纬仪读数误差不超过±0.1', 即不超过±6″。为使读数误差控制在上述范围内, 观测时必须仔细操作, 准确估读。
3) 外界条件的影响。外界条件的影响很多, 也比较复杂。如松软的土壤和大风影响仪器的稳定;日晒和温度变化影响水准管气泡的运动;大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等等, 这些都会给观测水平角带来误差。要想完全避免这些因素的影响是不可能的, 为了削弱此类误差的影响, 应选择有利的观测时间和设法避开不利的因素。例如, 选择雨后多云的微风天气下观测最为适宜, 在晴天观测时, 要撑伞阻光, 防止暴晒仪器。
3 注意事项
测量工作是一项胆大心细的工作, 测量数据的准确需要我们耐心的做好每一个步骤, 认真的做好每一个细节。
1) 观测前应检校仪器。
2) 安置仪器要稳定, 应仔细对中和整平。一测回内不得再对中整平。
3) 选择有利的观测时间和避开不利的外界条件。应时刻保护好安放好的仪器设备。DJ6光学经纬仪是非常贵重的仪器, 仪器不仅自己在使用过程中不让它受一点损害, 也要确保不让外界的任何人或物损坏仪器。再有, 要保证不让外界影响仪器的安放位置, 如不让好奇的人观测或触摸仪器。
4) 目标应竖直, 尽可能瞄准目标低部, 严格遵守各项操作规定和限差要求。
5) 观测时尽量用十字丝中间部分。水平角用竖丝, 竖直角用横丝。
6) 读数应果断、准确。特别应注意估读数。当场计算, 如有错误或超限, 应立即重测。要认真准确的记录好度盘读数, 及时的把原始数据记入表中。原始数据的准确性决定着测量工作的成败。
7) 组员之间要团结, 要以大局为重, 把测量工作做到井然有序。
参考文献
[1]梁启勇.公路工程测量[M].北京:人民交通出版社, 2010.
[2]李仕东.工程测量[M].北京:人民交通出版社, 2008.
[3]王景峰.工程测量[M].北京:人民交通出版社, 2012.
经纬仪使用技巧 篇2
(7)团结就是力量，纪律才是保证经过每个组员的团结工作，当我们完成了测图的工作，并且看到我们画好的图纸时大家都兴奋不已。在我们组的同学交流测量中的经验时，大家感觉收获都很多，有的说仪器的展点很重要，因为这关系到误差的大小，有的说测量中点不能架设的太远，有的说量取全站仪的仪器高和目标高时要尽量减少误差，水准仪施测过程中尺垫得使用以及架仪器过程中气泡的精确对中和整平，还有就是我们要有一颗爱护仪器的心，对所用的仪器要精心呵护，在学校如此，走上工作岗位后更要如此，这样可以避免一些不必要得麻烦等等吧。想想大家每天早上六点多就起床背上仪器顶着大太阳去测量，算出误差大的大家一起讨论和修改，有必要的就不厌其烦的进行重新测量，有了团结的力量我们还是干的很有劲的。我也从别人那里学到了以前不是太清楚的东西，比如数据的处理、碎部点的简化观测以及一些作图的疑问都在测量中得到了答案。
求真务实测量实习，让我学到了很多实实在在的东西，对以前零零碎碎学的测量知识有了综合应用的机会，控制测量和地形图测绘过程有了一个良好的了解，学会了地形图的绘制等在课堂上无法做到的东西以及更熟练的使用经纬仪测量仪器与工具，很好的巩固了理论教学知识，提高实际操作能力，同时也拓展了与同学之间的交际合作的能力。当然其中不乏老师的教诲和同学的帮助。当我们每个组都基本画好图后，老师对每个组的成果进行检查，出现问题就让我们及时改正。其实想想每天校园中那些测量的我们也算是一道不错的风景。还记得晚上七点多了，因为一个站点的错误我们不得不重新测量，忙了半天大家连晚饭都没来得及吃。总之，一周中我们也体会了不少酸甜苦辣，有的测量很顺利甚至零误差，有时测量处处碰壁(像发现错误找不出来、点号密集时畏缩过)，但大家也算都坚持下来了。当我们完成了测量时大家还是很高兴的.虽然测量中大家也有懒的时候不想测了,但挺过去都好了，实习结束时大家面对镜子中被晒得黝黑的脸蛋和肌肤，大家都毫无怨言，因为大家都明白苦尽甘来。另外，测绘是艰苦型的专业，不留汗、不吃苦是做不出成就的!这一周实习也给了我们不少教训：由于某个数据的读错、记错及算错都给我们带来了不少麻烦，从而让我们知道了做任何事都要认真、都要有一个严谨的态度，俗话说得好“态度决定一切”。一个组的团结也是至关重要的，它关系到整个组的进度。先前我们组由于配合不够默契，分工也不够合理，整体进度受到极大的影响，后来通过组内的交流，彻底解决了以上问题。实习进度有了很大的改观，进度和效果自然就提上来了。
失败是成功之母!我很珍惜学校为我们安排实习这一理论与现实连接的重要环节，更深刻的体会了实物与图纸之间那种密切的关系，明白了图纸它要显示什么样的物件，有的在图纸上看不懂的地方在实物的面前就显的那么简单明了。总之，要谢谢学校在为促进学生实践能力所安排的这段实习，我将永远珍惜这段经历，同时这段实习生活也是我一生中最值得难忘的。
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经纬仪使用技巧 篇3
关键词：经纬仪；水平角测量；测量精度；仪器误差；三轴误差 文献标识码：A
中图分类号：TH761 文章编号：1009-2374（2015）14-0081-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.040
仪器的制造和安装不论如何严格要求，也不可能百分之百地达到仪器各部件及其相互几何关系的要求，伴随使用中的磨损、变形及外界因素的影响，测定结果不可避免地存在误差，这就是所谓的仪器误差。
三轴误差（视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差）、照准部旋转误差以及分划误差（水平度盘分划误差、测微盘分划误差）、光学测微器行差共同组成仪器误差。本文将主要阐述和分析仪器误差的成因、控制措施和消减办法。
1 三轴误差的影响
1.1 视准轴误差
产生视准轴误差的原因是安装和调整不规范，望远镜的十字丝中心不在正确的位置，视准轴与水平轴不正交而产生的。另外，视准轴位置也会因温度的差异引起变化，造成视准轴误差。
视准轴误差对观测方向值的影响，在望远镜纵转前后，大小相等，符号相反。因此，可利用取盘左与盘右的平均数消除。
1.2 水平轴倾斜误差
水平轴倾斜误差是在水平轴与视准轴正交、垂直轴与测站铅垂线一致的前提下，仅由于水平轴与垂直轴不正交使水平轴倾斜一个小角造成的。
水平轴倾斜误差出现的原因：未按规范正确安装、调整仪器，造成仪器水平轴两支架不等高或軸两端的直径不等。
在盘左、右读数中，取平均值来消除水平轴倾斜误差对观测值的影响。
1.3 垂直轴倾斜误差
仪器三轴间关系均已符合要求时，仪器水平未严格整置，使仪器垂直轴和测站铅垂线间有一个微小的偏离角度，称垂直轴倾斜误差。结果视准轴（与水平轴正交）也偏离了正确位置，在其绕水平轴俯仰时的照准面形成了倾斜照准面，而不是要求的垂直照准面，造成了水平方向观测的误差。该误差不像水平轴倾斜误差通过盘左盘右观测取平均能抵消，要仔细整平。
2 照准部旋转误差
在观测过程中仪器转动可能产生一些误差。
2.1 弹性带动误差
轴套和垂直轴间存在摩擦力使照准部转动时，仪器的基座局部出现弹性扭转，水平度盘因摩擦力被带动发生微小的方位变动。需要克服轴与轴套间互相的惯性阻力，弹性带动主要发生在照准部转动起始时，照准部转动过程中，摩擦力较小。故而照准部右转（左转）时，水平度盘向右（向左）被带动一个微小的角度，导致读数偏小（偏大），给观测带来系统性影响。
图1
消除其影响的方法是：保持照准部在半测回中旋转方向不变，照准各个目标测量误差的符号相同，大小基本相等，可定值消除各方向组成的角度值误差。三角观测中规定，在一测回中保持照准部旋转方向不变。如图1，观测目标A、B夹角，假如目标A在上半测回先照准，随后按同一旋转方向转动照准部照准目标B。目标B在下半测回先照准，然后按同一旋转方向旋转照准部照准目标A。上、下半测回测角分别是、360°-，上、下半测回中照准旋转方向保持一致，误差影响基本相同，可以使用取上、下半测回的角度值的平均数的方法基本上消除此种误差影响。
2.2 脚螺旋的空隙带动
存在螺纹制造的误差，转动照准部时，脚螺旋杆初始转动时有些微距离的空程。这样在观测过程中，基座连同水平度盘因空行程产生方位的微小偏差，使观测结果与实际值不一致。这种方位的微小偏差就是脚螺旋空隙带动。
显而易见，脚螺旋空隙带动存在对改变照准部旋转方向后照准的第一个目标影响最大。以后各方向的观测中照准部保持旋转方向不变，对结果的影响逐渐减小。降低这种误差影响的方法是：开始照准目标前，预先按预定旋转方向转动照准部1～2周后进行观测；在一测回或半测回中，照准旋转方向始终不变。
2.3 水平微动螺旋的隙动差
水平微动螺旋的隙动差：旋退水平微动螺旋照准目标时由于水平微动螺旋弹簧的强度衰减或污渍影响，螺旋杆端就出现微小的空隙，在读数过程中弹簧逐渐伸张消除空隙，视准轴偏离目标，给读数造成偏差。
减弱其影响的方法是：工作前，为消除隙动差需转动水平微动螺旋向压紧弹簧方向压紧。当水平微动螺旋旋进时，望远镜所指方向将向左移动，无论旋向如何，在望远镜纵丝左侧少许发现目标，望远镜成倒像，目标实际在纵丝的右侧，然后用水平微动螺旋旋进照准目标。另外，要尽量使用水平微动螺旋的中间段，需开始每一测回前，应确认微动螺旋处于中间部位。
3 水平度盘分划误差
如果度盘分划线的位置不正确，通过在水平度盘上的分划读数求得水平方向或水平角的观测值的准确度将受到影响。误差产生的原因和特性的不同，水平度盘分划误差可以划分以下三种：
3.1 分划偶然误差
水平度盘在机械刻度时，由于加工误差和环境影响，使刻度机在度盘上刻出分划线时出现或偏左或偏右无规律的变化，为分划偶然误差。它的大小在±0.20″～±0.25″以下。分划偶然误差通过在多个的度盘位置上多次观测读数，可较好地抵偿这种误差
影响。
3.2 长周期误差
刻度盘与刻度机标准盘的旋转中心不同轴、面不平行，标准齿盘有形位误差等，刻出的度盘分划线存有以水平度盘全周为周期、规律性变化的系统性误差，此误差称为分划长周期误差。其大小可达±2″。该误差的最重要特点是，在一个周期内，一半正值，一半负值，总和为零。
3.3 短周期误差
分划短周期误差是因刻度机的扇形轮和涡轮有偏心差、齿距误差，刻出的度盘分划线形成以度盘一小段弧为周期，且在度盘全周上重复出现、变化规律的系统误差。其大小可达±1.0″～±1.2″。
4 光学测微器行差
当度盘分划像移动半格时，测微盘转动的理论格数与测微盘实际转动格数之差就是测微器行差，这只是表象。我们知道，在测微器读数窗中看到的度盘分划影像是由显微镜将度盘加以放大后形成的。测微器行差实质上是由显微镜物镜位置不当而产生的。另外，如果度盘对径分划经过不正确的光路，将使正像和倒像分划的宽窄不相等。
造成物镜位置不正确的原因是：安装和调整不当及外界因素的影响。因此，当测微器行差超出规定时，就要由仪器修理人员调整测微器物镜的位置。
综合以上分析可以归纳出：测量工作受仪器本身误差的影响很大，但都有一定的规律，只要善于掌握和遵守水平角观测操作的基本规则，并通过合理必要的纠偏措施，绝大部分误差的影响是可以消除或减弱，甚至是可以避免的。
参考文献
[1] 翟翊，等.现代测量学[M].北京：解放军出版社，2003.
[2] 李峰，等.建筑施工测量[M].上海：同济大学出版社，2010.
[3] 徐育康，等.测量学[M].北京：解放军出版社，1999.
作者简介：姚坡元（1975-），男，山东济宁人，供职于济宁技师学院，硕士，研究方向：机械制造及其自动化。
浅谈经纬仪的安置 篇4
在现代工程施工中,经纬仪是工程技术人员进行工程定位放线的基本工具,虽然全站仪已得到普遍的使用,甚至有的已经采用了卫星定位系统,工作效率和精确度大大提高,已远非经纬仪所能比拟,但其基本的操作,对中与整平确是一样的。虽然如此,在精度要求不太高或工作量不太大的情况下,由于经纬仪的方便实用、使用成本较低等特点,在工程实践中仍然被普遍使用。使用经纬仪,其安置操作是工程技术人员应当掌握的基本功。
使用经纬仪开始工作前,首先要将经纬仪安置在测站点上。经纬仪的安置虽然需要一定的技巧,但熟练程度显得更为重要。经纬仪的安置包括整平与对中。整平的目的是使经纬仪的水平度盘与大地平行,对中的目的是使经纬仪的竖轴与测站点在同一垂直线上,只有以上两条能够同时得到保证的情况下,才能保证经纬仪测量的精度。虽然整平与对中是分两步进行的,但整平与对中不是孤立的,而是相互联系的,整平时要考虑对中的影响,对中时要兼顾整平的效果。有时整平与对中要反复多次进行,才能达到需要的结果。举例来说对中与整平最理想的过程与结果是:
1)在一个理想的平面上以测站点为圆心画一个圆周。
2)以120°三等分该圆周。
3)将经纬仪的三脚架的三条腿调整到同等高度安放在上述圆周上,并使每个脚对应上述等分的三个点。
4)将经纬仪的三个脚螺旋调整到同等高度,安放在三脚架上,使经纬仪的底座中心与三角架的支座中心重合。
如果能确保以上每一步都是理想状态的话,则经纬仪安装好以后检查可达到如下结果:1)圆水准器气泡居中;2)水准管气泡居中;3)测站点位于光学对中器的中央。即该操作过程不必经过有意的对中与整平即可达到理想的结果。实际操作要想达到理想状况很难,因为实际操作中情况复杂得多,比如:地形高低不平、三脚架的三条腿不能调整到绝对的等高、经纬仪的脚落选也难以调整到绝对的等高等。再则我们也不可能或不能每次测量都在地面上以测站点为圆心画圆。虽然如此,实际操作中也应尽可能使每一步都接近理想状况,以有利于整平与对中的工作效率和精度。
因此,如何快速准确的将经纬仪安置在测站点上是提高测量工作效率的重要基础。本人多年从事测量工作,总结出一些操作经验,整理出来,同各位同仁共同探讨学习。
1 安放三脚架
三脚架是经纬仪的支撑部分,三脚架安放的质量直接决定经纬仪对中与整平的难易程度,有时甚至不可能完成对中与整平,必须重来。因此,安放三脚架前应观察地形特点,以此考虑三角架每条腿的高度,然后调整三脚架的三条腿高度(注意:不要调整到最高或最低),然后将三角架安放在测站点上,安放时要注意:
1)尽量使三脚架顶部保持水平;
2)尽量使经纬仪的固定螺丝居中并与测站点在同一垂直线上。如果三角架安放好后,达不到以上两个条件则应调整三脚架相应腿的高度,必要时应重新安放,直到满足以上两个条件。
2 安放经纬仪
安放经纬仪前要检查经纬仪的水平、垂直制动螺旋是否已放开,以免不小心损坏经纬仪,其次将经纬仪的三个脚螺旋尽可能的调整到同一高度,且不能处于最高或最低的位置,然后安放在三角架上。经纬仪安放时应尽量位于三角架支座的中央,以便于后续的对中工作。
3 对中
对中的方式有两种,垂球对中和光学对中。垂球对中对于初学者来说比较容易掌握,但其精度差。因此垂球对中只适用于初学者、复杂地形条件下的辅助对中以及测量精度要求不高的情况。对于一个熟练的操作者来说,光学对中不仅简单易行且精度有保证。通过经纬仪的光学对中器进行对中,调整光学对中器使成像清晰,然后目视对中器,两手分别抬起三角架的一条腿,左右前后移动这两条腿,直到使对中器中的小圆圈与测站点完全重合。此时应将三脚架的腿踩实在地面上,以免接触面较软,影响后续工作。
4粗平
粗落整平时不要利用脚螺旋。利用气泡向高处移动的原理,观察气泡位置,抬高或放低相应的脚架腿,可移动气泡位置,直至移至内圈即可。此时,应检查光学对中器中测站点是否偏离,如果有偏离,则放松经纬仪的固定螺旋,轻微平移经纬仪的位置,使测站点重新与对中器的小圆圈重合,注意:平移经纬仪时不能转动经纬仪,否则将会影响粗平的效果。重新对中后应检查粗平的效果,如果变化较大,则应再次进行粗平。如此,粗平、重新对中反复进行,直到圆水准器气泡居中,同时测站点与对中器小圆圈重合为止。以上叙述显得比较繁琐,也显得比较复杂,对于一个熟练的操作者来说在实际操作中基本能一次完成,简单得多。
5精平
精平时使用水准管,使经纬仪的望远镜垂直于一对脚螺旋,调整脚螺旋使水准管气泡居中,然后将望远镜转动90°,转动另一脚螺旋使气泡居中。再次旋转90°进行检查、精平。如果经纬仪没有问题,此时就完成了经纬仪的安置工作,可以开始工作了。
通过以上过程能基本保证经纬仪整平与对中的正确性和满足工程测量精确度的要求,但这也与操作人员的熟练程度有关。即使熟练的技术人员有时也免不了重复进行调整,才能达到最终的效果。
参考文献
经纬仪测量实习报告 篇5
经纬仪测量实习报告1
一、目的与要求
1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。
2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。 3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。
4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。
二、实习时间
20xx/3/28 南京工业大学虹桥校区 操场
三、实习目的
1. 掌握水平角的观测方法。
2.掌握水平角及表盘读数的记录与计算方法。
四、实习任务
在校园内选择一控制点做测站点，距测站点约80米长的的场地上选择另两个放置观测标志，用dj6经纬仪按要求分别测量其水平角一测回。然后再一次测出另外两个角的大小，验证三角形内角和是否为180度，来验证测量角度的准确性。
五、测量原理和经纬仪使用方法
使用方法
安置经纬仪在测量角度以前，首先要把经纬仪安置在设置有地面标志的测站上。所谓测站。即是所测角度的顶点。安置工作包括对中、整平两项。 1．对中【对中的目的是是仪器的中心与测站点（标志中心）处于同一铅垂线上】
在安置仪器以前，首先将三脚架打开，抽出架腿，并旋紧架腿的固定螺旋。然后将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。这时架头平面即约略水平，且中心与地面点约略在同一铅垂线上。
从仪器箱中取出仪器，用附于三脚架头上的连结螺旋，将仪器与三脚架固连在一起，然后即可精确对中。
2．整平【整平的目的是使仪器数轴在铅垂位置，水平度盘处于水平位 置】
经纬仪整平的目的，乃是使竖轴居于铅垂位置。整平时要先用脚螺旋使圆水准气泡居中，以粗略整平，再用管水准器精确整平。
由于位于照准部上的管水准器只有一个，可以先使它与一对脚螺旋连线的方向平行，然后双手以相同速度相反方向旋转这两个脚螺旋，使管水准器的气泡居中。再将照准部平转90°，用另外一个脚螺旋使气泡居中。这样反复进行，直至管水准器在任一方向上气泡都居中为止。在整平后还需检查光学对中器是否偏移。如果偏移，则重复上述操作方法，直至水准气泡居中，对中器对中为止。
3．瞄准
水平角观测时，应尽量照准目标的底部。当目标较近时，成像较大，则用单丝平分目标；当目标较远时，成像较小，则用双丝夹住目标或用单丝与目标重合。
竖直角观测时，应用中横丝照准目标顶部或某一预定部位。 4．读数
读数时，打开并转动反光镜，使读数窗内亮度适中，调节读数显微镜的目镜，使度盘和分微尺分划线清晰，然后，“度”可从分微尺中的度盘分划线上的注字直接读得，“分”则用度盘分划线作为指标，在分微尺中直接读出， 并估读至0.1′，两者相加，即得度盘读数。
测回法测水平角
当所测的角度只有两个方向时，通常都用测回法观测。如下图所示，欲测
OA、OB两方向之间的水平角∠AOB时，在角顶O安置仪器，在A、B处设立观测标志。经过对中、整平以后，即可按下述步骤观测。
(1)将复测扳手扳向上方。松开照准部及望远镜的制动螺旋。利用望远镜上的粗瞄器，以盘左(竖盘在望远镜视线方向的左侧时称盘左)粗略照准左方目标A。关紧照准部及望远镜的制动螺旋，再用微动螺旋精确照准目标，同时需要注意消除视差及尽可能照准目标的下部。对于细的目标，宜用单丝照准，使单丝平分目标像；而对于粗的目标，则宜用双丝照准，使目标像平分双丝，以提高照准的精度。最后读取该方向上的读数a左。
(2) 松开照准部及望远镜的制动螺旋，顺时针方向转动照准部，粗略照准右方目标B。再关紧制动螺旋，用微动螺旋精确照准，并读取该方向上的水平度盘读数b左。盘左所得角值即为：左a左b左。以上称为上半测回。
(3) 将望远镜纵转180°，改为盘右。重新照准右方目标B，并读取水平度盘读数b右。然后顺时针或逆时针方向转动照准部，照准左方目标A。读取水平度盘读数a右，则盘右所得角值右a右b右。以上称为下半个测回。两个半测
2回角值之差不超过规定限值时，取盘左盘右所得角值的平均值，
即为一测回的角值。根据测角精度的要求，可以测多个测回而取其平均值，作为最后成果。观测结果应及时记入手簿，并进行计算，看是否满足精度要求。
左右
角度测量的原理及相关基本概念
水平角的测量原理
水平角概念：从一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的角，β。如下图
为了测定水平角β，那么可设想在过角顶B点上方安置一个水平度盘，水平度盘上面带有顺时针刻划、注记。我们可以在BA方向读一个数n，在BC方向读一个数m，那水平角β就等于m减n，用公式表示为
β＝右目标读数m－左目标读数n
水平角值为0～360°。
六、实验步骤
1.选定1，2, 3号点，分别在地上坐上标记
2.在1放置经纬仪，2，3点放置观测标志，盘左顺时针测量读数，记录数据，盘右逆时针读数，记录数据，为一个测回
3. 在2放置经纬仪，1，3点放置观测标志，盘左顺时针测量读数，记录数据，盘右逆时针读数，记录数据，为一个测回
4. 在3放置经纬仪，1，2点放置观测标志，盘左顺时针测量读数，记录数据，盘右逆时针读数，记录数据，为一个测回
5.计算三个角内角和相加是否为180度
七、数据记录与计算
水平角测量记录表
八、误差分析
(一) 仪器误差
1.仪器检校不完善留下的残余误差，如视准轴与垂直轴本身不垂直、横轴倾斜、水准管不垂直于垂直轴的误差等。仪器制造加工不完善或仪器放置过久有些零件受到小的损害等都会引起读数误差。 (二)观测误差
1.整平误差：仪器整平时由于下午有点风，所以气泡没有严格居中。
2.目标偏心误差：准确测量时要求照准的标杆竖直在标志中心，而测量时标杆总会有一点的偏差，就算是瞄准底部还是存在偏心，只是程度比较小，所测得的角度中必然会有一定的偏心误差。
九、体会与心得
收获体会：通过实际的测量实习，让我学到了很多实实在在的东西，比如对实验仪器的操作更加熟练，学会了课堂上无法做到的东西，很大程度上提高了动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。一次测量实习要完整的做完，单单靠一个人的力量和构思是远远不够的，只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。
经验教训：标志点很重要，标志点的选取准确决定了测量的精确性； 实验仪器的整平对实验数据的误差有很大的影响；
水平角测量均需检查误差，超过差限一定要重新测量；
小组成员的合作很重要，实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。
经纬仪测量实习报告2
时光飞逝， xx年即将过去，在即将过去的一年里，在公司和项目部的领导下，我顺利的完成了一年的工作，回顾过去的一年工作经历，也要看到我们工作中存在的不足。我们要戒骄戒躁，以饱满的热情迎接xx年。
xx年我贵公司担任测量员工作，测量放线是建筑工程之本。测量放线就是工程中的各工种的标尺，没有它我们的工作就没了目标，就是盲目的工作，就会出现不应该出现的错误。本身我们的建筑行业对工程中各工序要求相当严，所以我本人也对自己本职工作要求比较严格。紧紧围绕施工组织以及测量方案要求来要求施工队的测量放线工，在尽量减小误差，消灭错误的前提下。把自己的本职工作做好。为本工程的顺利施工提供最有利的保障。在平常的工作中积极督促劳务队的放线工搞好放线工作，并协助他们做好楼层平面放线和楼层高程的抄测。加强再平时工作中的的巡察，加强过程控制，做到有问题及时发现及时解决，及时改正。将错误消灭在萌芽状态之中;避免成为工程进度的绊脚石。
今年上班以来我担任xxx项目部测量的全面工作。xx项目部处于以二次结构工作为主;结构主体局部尾活施工。在工作中团结同事，严格要求自己，及时掌握工程动态。确保二次结构和结构工程同时进行的顺利展开需要全面掌握各个开间的二次放线，所以自己跟随劳务队进行监督、指导放线工作，以确保各个房间的开间尺寸准确无误。
xx年6月25日接到公司通知，我公司的xxx目部需测咳嗽蔽冶坏魍xx项目部，工程的开工正是工程最困难的时候，我没有任何怨言听从领导的人员调动安排，以最快的时间全面的熟悉设计图纸文件及监理细则，编制测量方案，同时接受监理工程师或设计单位交给的控制桩、水准点以及桩坐标资料。在接到设计单位发出的桩位图及坐标、标高等数据现场交桩后，在规定期限内自己进行复核检测，检测过程中总工指导、旁站监理，没有错误且精度符合设计及施工的要求现场直接转交给劳务队，并要求其负责以后的维护和使用;在以后的使用过程中若发现连续两个以上控制桩点丢失、损坏时，应要求设计单位补定。在施工测量过程中均要求按批准的方案实施，且先进行自检、互检，合格后再请监理人员复核。
xxx项处于基槽开挖和连续墙打桩期间，很多事情都是项目部管理人员亲自动手去做，无论是黑天还是白夜，做到随叫随到。连续墙打桩施工过程中需要严格精确的对每一根桩点进行定位放线，因为每一根桩点的尺寸直接影响到将来施工面的大小，在东北的人防出口和人防中间需要打六根栈桥桩，在桩的上面横架污水管道，这需要桩点必须做到准确无误，否则直接影响到结构甚至吃结构的工作面，在这种情况下我和张宏彤认真熟悉图纸，多次对图纸和现场结合深思熟虑后定出六个桩点，在基础开挖完毕后，实地放出人防出口结构位置线以及防水导墙外皮线，经过核对后两侧栈桥桩丝毫不影响结构及工作面，至此心中的石头算是尘埃落定。
在基槽开挖的过程中对基坑周边布设沉降观测点以及局部砌筑挡土墙的部位布置位移观测点，并且严格按照规范要求的周期进行观测，并做好沉降位移观测记录，在基坑开挖到设计标高时严格控制标高以及集水坑、电梯井、后浇带等位置尺寸，经常是我根据图纸算出各种坑的上下口距离轴线的尺寸，然后叫来施工队的放线员进行尺寸核对才进行现场放线，并且时常在现场进行核对所放位置是否准确。
槽中12B及12C位置处共有51根抗拔桩因分包单位没有测量员也未请专业人员前来定位，项目安排我和xxx配合他们进行抗拔桩定位，我们不厌其烦多次重复的给他们定位，因为抗拔桩与结构的柱子相连，几乎每棵抗拔桩的上边都是结构的柱子，所以要求定位极为精确，我们将每棵桩按顺序编号，在需要放线的前一天将待放桩距离哪两个轴线尺寸位置关系计算好绘成草图，放线时均是经纬仪将轴线全部放出，定桩拉白线然后钢尺量距离，最后报验质检及监理，合格后方可允许挖桩。直至目前为止抗拔桩的开挖工作才逐渐接近尾声，现在13A、12A施工工作全面展开，在结构施工上我要更加努力的完成各项工作。
xx即将过去了，在公司领导的带领下积极协助项目部领导的工作，克服困难，按质按量完成公司领导安排的任务;确保日常工作的顺利。在不久的将要到来的xx年中我会更加努力工作，做到更出色。
借此，祝愿：领导们、同事们身体健康!万事如意!
经纬仪测量实习报告3
时光飞逝， xxxx年即将过去，在即将过去的一年里，在公司和项目部的领导下，我顺利的完成了一年的工作，回顾过去的一年工作经历，也要看到我们工作中存在的不足。我们要戒骄戒躁，以饱满的热情迎接xxxx年。
xxxx年我贵公司担任测量员工作，测量放线是建筑工程之本。测量放线就是工程中的各工种的标尺，没有它我们的工作就没了目标，就是盲目的工作，就会出现不应该出现的错误。本身我们的建筑行业对工程中各工序要求相当严，所以我本人也对自己本职工作要求比较严格。紧紧围绕施工组织以及测量方案要求来要求施工队的测量放线工，在尽量减小误差，消灭错误的前提下。把自己的本职工作做好。为本工程的顺利施工提供最有利的保障。在平常的工作中积极督促劳务队的放线工搞好放线工作，并协助他们做好楼层平面放线和楼层高程的抄测。加强再平时工作中的的巡察，加强过程控制，做到有问题及时发现及时解决，及时改正。将错误消灭在萌芽状态之中;避免成为工程进度的绊脚石。
今年上班以来我担任*****项目部测量的全面工作。****项目部处于以二次结构工作为主;结构主体局部尾活施工。在工作中团结同事，严格要求自己，及时掌握工程动态。确保二次结构和结构工程同时进行的顺利展开需要全面掌握各个开间的二次放线，所以自己跟随劳务队进行监督、指导放线工作，以确保各个房间的开间尺寸准确无误。
xxxx年6月25日接到公司通知，我公司的***目部需测咳嗽蔽冶坏魍****项目部，工程的开工正是工程最困难的时候，我没有任何怨言听从领导的人员调动安排，以最快的时间全面的熟悉设计图纸文件及监理细则，编制测量方案，同时接受监理工程师或设计单位交给的控制桩、水准点以及桩坐标资料。在接到设计单位发出的桩位图及坐标、标高等数据现场交桩后，在规定期限内自己进行复核检测，检测过程中总工指导、旁站监理，没有错误且精度符合设计及施工的要求现场直接转交给劳务队，并要求其负责以后的维护和使用;在以后的使用过程中若发现连续两个以上控制桩点丢失、损坏时，应要求设计单位补定。在施工测量过程中均要求按批准的方案实施，且先进行自检、互检，合格后再请监理人员复核。
*****项处于基槽开挖和连续墙打桩期间，很多事情都是项目部管理人员亲自动手去做，无论是黑天还是白夜，做到随叫随到。连续墙打桩施工过程中需要严格精确的对每一根桩点进行定位放线，因为每一根桩点的尺寸直接影响到将来施工面的大小，在东北的人防出口和人防中间需要打六根栈桥桩，在桩的上面横架污水管道，这需要桩点必须做到准确无误，否则直接影响到结构甚至吃结构的工作面，在这种情况下我和张宏彤认真熟悉图纸，多次对图纸和现场结合深思熟虑后定出六个桩点，在基础开挖完毕后，实地放出人防出口结构位置线以及防水导墙外皮线，经过核对后两侧栈桥桩丝毫不影响结构及工作面，至此心中的石头算是尘埃落定。
在基槽开挖的过程中对基坑周边布设沉降观测点以及局部砌筑挡土墙的部位布置位移观测点，并且严格按照规范要求的周期进行观测，并做好沉降位移观测记录，在基坑开挖到设计标高时严格控制标高以及集水坑、电梯井、后浇带等位置尺寸，经常是我根据图纸算出各种坑的上下口距离轴线的尺寸，然后叫来施工队的放线员进行尺寸核对才进行现场放线，并且时常在现场进行核对所放位置是否准确。
槽中12B及12C位置处共有51根抗拔桩因分包单位没有测量员也未请专业人员前来定位，项目安排我和*****配合他们进行抗拔桩定位，我们不厌其烦多次重复的给他们定位，因为抗拔桩与结构的柱子相连，几乎每棵抗拔桩的上边都是结构的柱子，所以要求定位极为精确，我们将每棵桩按顺序编号，在需要放线的前一天将待放桩距离哪两个轴线尺寸位置关系计算好绘成草图，放线时均是经纬仪将轴线全部放出，定桩拉白线然后钢尺量距离，最后报验质检及监理，合格后方可允许挖桩。直至目前为止抗拔桩的开挖工作才逐渐接近尾声，现在13A、12A施工工作全面展开，在结构施工上我要更加努力的完成各项工作。
xxxx即将过去了，在公司领导的带领下积极协助项目部领导的工作，克服困难，按质按量完成公司领导安排的任务;确保日常工作的顺利。在不久的将要到来的xxxx年中我会更加努力工作，做到更出色。
借此，祝愿：领导们、同事们身体健康!万事如意!
经纬仪测量实习报告4
实习目的：
通过本次实习，要求我们熟练掌握经纬仪的架设技能，能熟练掌握经纬仪对中整平的方法。
实习要求：
在实习过程中，通过老师的讲解和示范，以及认真操作仪器的规范使用，使我们在以后的工作中养成良好的习惯。
实习内容：
一、重点：经纬仪的架设（对中与整平）、对光、瞄准、精平及读数。其中对中与整平为教学的重中之重。
二、难点：经纬仪对中与整平的熟练掌握与对中整平的精度。
三、内容：
（一）使用经纬仪的注意事项
1、在仪器出箱前要记清仪器原来是怎样装箱的，用后按原样装回箱内；
2、仪器出箱时要用手托轴承或度盘，不能用手提望远镜；
3、三脚架支稳后，安上仪器，并立即拧紧三脚架与仪器的连接螺栓；
4、仪器的各个制动螺丝不能拧的太紧或太松，应该松紧适度；
5、转动仪器时，应手扶支架或度盘，平稳转动，不得用手持望远镜左右旋转；
6、严禁用手、粗布或硬纸擦拭仪器，应用软毛刷轻轻地掸去灰尘；
7、仪器避免在强烈日光下照射，以防水准管破裂及气泡偏移；
8、仪器短距离移动时，应先旋紧各部螺丝，但不可太紧，长距离搬运须装箱，坐汽车要把仪器抱在身上放震；
9、仪器使用一定阶段要进行擦拭、加油或进行检修；
10、仪器用完后要除去灰尘（如被雨雪淋湿等），要用软布擦去水珠，晾干后装箱；
11、仪器应放在清洁干燥且温度变化不大的地方保管。
（二）经纬仪的基本操作
经纬仪的基本操作分为：仪器的架设、对光、瞄准、精平及读数。其中仪器的架设可分为对中和整平。
对中1、对中的目的：把经纬仪中心点与测站的标志点。处于同一铅垂线上。
2、对中的方法：
（1）重垂对中：
①将三脚架安置在测站的周围，使其高度适合观测者的身材，使三脚架顶面基本水平，三脚架顶面中心对准观测点。
②在三脚架的连接螺栓上挂上小球，使小球初步对准测站点，然后将三脚架的各支脚均衡地依次踩入泥土中。
③用三脚架与经纬仪的连接螺栓固定。
（2）利用光学设备对中：
①将三脚架大致均匀地架设在测站点的周围，三脚架大致互成120°角左右，使三脚架顶面大致水平。
②旋转光学对中器目镜的对光旋钮，使地面标志点影像清晰。如果标志点的影像没在光学对中器的圆圈内，应轻轻抬起任意两脚架，使标志点的影像移到光学对中器的圆圈内。
③用连接螺栓连接经纬仪，调整经纬仪任意两根脚架
的高度，使圆水准管的气泡居中。
整平1、整平的目的`：是将水平度盘置于水平位置。
2、整平的方法：
①用连接螺栓连接经纬仪，调整经纬仪任意两根脚架的高度，使圆水准管的气泡居中。
②使水准管平行于任意两个整平螺栓，调整两个整平螺栓使气泡居中。
③将经纬仪转动90°，使水准管垂直于前两个整平螺栓的连线，调整第三个整平螺栓使气泡居中。
瞄准 用望远镜的十字丝交点瞄准观测目标叫做瞄准。
对光1、目镜对光：将望远镜对向天空或某一明亮的物体，转动目镜使十字丝最清晰。
2、物镜对光：将望远镜对准目标，转动调焦螺栓使目标的象落在十字丝的平面上，从目镜中就可以清晰看到十字丝和目标。
精平及读数 望远镜照准目标后，必须在确保经纬仪精平的情况下才能读数，否则将影响观测的精度。
经纬仪测量实习报告5
一． 实习的目的和要求
1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。
2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。
3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。
4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。
5. 掌握竖直角的观测顺序、记录和计算方法。指标差应小于24″。
二． 仪器和工具
DJ6光学经纬仪1台，花杆2根，记录板1块
三． 观测方法
水平角测量：（测回法）
观测顺序：
盘左：瞄准J，读数j左
瞄准K，读数k左 β左=k左-j左
盘右：瞄准K，读数k右
瞄准J，读数j右 β右=k右-j右
精度要求：β左-β右<±40″
取：β=（β左+β右）/2
水平角β是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2方向所成的角度，观测时必须首先确定起始方向，然后按照“测回法”的次序观测。
水平角β总是右方向读数减去左方向读数而得。
测回法水平角观测记录
第一个方向读数应设置在0°、180°附近；分数和秒数的整数应写足二位，例如 04′、06″等。
计算水平角，第二方向减第一方向，如果不够减则加360°。 一测回中,不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。
竖直角测量：
四． 实习心得
我们都知道经纬仪主要用于角度的测量。水平角、竖直角的测量均可以用经纬仪来实现。为了让我们更好的掌握经纬仪的使用方法，老师安排了两次课的时间让我们进行经纬仪测量的实习。
第一次的实
习课进行的是水平角的测量。第二次的实习课我们进行了竖直角的测量。
每次的实习课，总是能学到许多课堂上学习不到的东西，也能让我们注意到许多平时生活中或者理论课上我们认为不重要但实际上却是很重要的东西。比如团队的合作，比如工作的认真态度以及专心
致志的工作精神。还有就是许多在理论课上被我们忽略的测量细节。
经过实习，我们都知道了经纬仪的操作分为对中、整平、瞄准和读数。其中，对中和整平是接下来操作的基础。只有安置好了经纬仪，才能够正确的读数。测量出来的结果才能更加准确。
对于经纬仪测量水平角，有两种方法：测回法和方向观测法（全圆测回法），我们的实习课采用了测回法。在使用测回法进行水平角观测的实习中，我更深刻地明白了老师为什么要给我们进行分组，并且专门给我们安排了正、副组长。不正是为了让我们小组的成员能够更好地合作，更加有效率完成我们的实习任务么？
在测水平角的实习过程中，个人觉得我们组的时间利用的不大好。感觉同学们在实习课前对实习的操作步骤和注意事项没有一个预先清楚了解的过程。常常在实习要开始的时候小组组员之间产生意见分歧，亦或是个别同学疑惑操作为何要如此进行，然后一直追问，而这一方面是老师在课前已经讲过了的，也因为这样浪费了许多本来能很好利用起来的时间。
所以我在想，能否在实习课之前，老师讲过实习步骤要点之后，再争对一些特别重要的注意点，向我们提出问题，让我们大家都能够
去思考，并且能够在实习课之前清楚明了我们所做的每一步。因为我们很难保证整一个课堂没有几分钟或是没有几个人走神亦或是不认真听课的。通过这个方法能够让大家及时巩固要点知识。
在竖直角测量方面，特别需要注意的是数据的处理，这方面很容易产生误差。主要有如下几个方面的误差：仪器误差、视准轴误差、横轴误差、竖轴误差、读数误差。仪器误差与几个轴误差主要是在安置仪器时未达到标准，这就要求我们在对中和整平的时候更加有细心和耐心。读数误差则是由于个人读数的主观意识造成的，因为不同的人对于估读都有不同的标准。
此次的实习中，我们大致掌握了仪器的操作，对仪器有了进一步的掌握和了解，也明确了仪器的使用在现实生活中的意义。
实习的过程当中，我们学到了很多。不光有对经纬仪的使用，还有数据的处理，对仪器误差的检验与校正，怎样才能更好的使用仪器等等。
此次实习也让我们发现了我们的一些缺陷：基础不够扎实，分工不够合理，操作时配和不够好等等。这些还需要我们在以后的实习课程中逐步加以完善，争取做到更好。
只有不断地在实践中提高自己，时时刻刻思考自己的不足之处，并及时的加以解决加以改正，不断地完善自己，才能够让自己得到更好的提升。希望我们都能够更上一层楼！希望我们能够在学习中享受到欢乐，在欢乐中更好地学习！
经纬仪测量实习报告6
一．实习的目的和要求
1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。 2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。
3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。
4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。
5.掌握竖直角的观测顺序、记录和计算方法。指标差应小于24″。
二．仪器和工具
DJ6光学经纬仪1台，花杆2根，记录板1块
三．观测方法
水平角测量：（测回法）
观测顺序：盘左：瞄准J，读数j左
瞄准K，读数k左β左=k左-j左盘右：瞄准K，读数k右
瞄准J，读数j右β右=k右-j右精度要求：β左-β右
取：β=（β左+β右）/2水平角β是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2方向所成的角度，观测时必须首先确定起始方向，然后按照“测回法”的次序观测。
水平角β总是右方向读数减去左方向读数而得。
测回法水平角观测记录
第一个方向读数应设置在0°、180°附近；分数和秒数的整数应写足二位，例如04′、06″等。
计算水平角，第二方向减第一方向，如果不够减则加360°。一测回中,不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。竖直角测量：
四．实习心得
我们都知道经纬仪主要用于角度的测量。水平角、竖直角的测量均可以用经纬仪来实现。为了让我们更好的掌握经纬仪的使用方法，老师安排了两次课的时间让我们进行经纬仪测量的实习。第一次的实习课进行的是水平角的测量。第二次的实习课我们进行了竖直角的测量。
每次的实习课，总是能学到许多课堂上学习不到的东西，也能让我们注意到许多平时生活中或者理论课上我们认为不重要但实际上却是很重要的东西。比如团队的合作，比如工作的认真态度以及专心致志的工作精神。还有就是许多在理论课上被我们忽略的测量细节。
经过实习，我们都知道了经纬仪的操作分为对中、整平、瞄准和读数。其中，对中和整平是接下来操作的基础。只有安置好了经纬仪，才能够正确的读数。测量出来的结果才能更加准确。
对于经纬仪测量水平角，有两种方法：测回法和方向观测法（全圆测回法），我们的实习课采用了测回法。在使用测回法进行水平角观测的实习中，我更深刻地明白了老师为什么要给我们进行分组，并且专门给我们安排了正、副组长。不正是为了让我们小组的成员能够更好地合作，更加有效率完成我们的实习任务么？
在测水平角的实习过程中，个人觉得我们组的时间利用的不大好。感觉同学们在实习课前对实习的操作步骤和注意事项没有一个预先清楚了解的过程。常常在实习要开始的时候小组组员之间产生意见分歧，亦或是个别同学疑惑操作为何要如此进行，然后一直追问，而这一方面是老师在课前已经讲过了的，也因为这样浪费了许多本来能很好利用起来的时间。
所以我在想，能否在实习课之前，老师讲过实习步骤要点之后，再争对一些特别重要的注意点，向我们提出问题，让我们大家都能够去思考，并且能够在实习课之前清楚明了我们所做的每一步。因为我们很难保证整一个课堂没有几分钟或是没有几个人走神亦或是不认真听课的。通过这个方法能够让大家及时巩固要点知识。
在竖直角测量方面，特别需要注意的是数据的处理，这方面很容易产生误差。主要有如下几个方面的误差：仪器误差、视准轴误差、横轴误差、竖轴误差、读数误差。仪器误差与几个轴误差主要是在安置仪器时未达到标准，这就要求我们在对中和整平的时候更加有细心和耐心。读数误差则是由于个人读数的主观意识造成的，因为不同的人对于估读都有不同的标准。
此次的实习中，我们大致掌握了仪器的操作，对仪器有了进一步的掌握和了解，也明确了仪器的使用在现实生活中的意义。
实习的过程当中，我们学到了很多。不光有对经纬仪的使用，还有数据的处理，对仪器误差的检验与校正，怎样才能更好的使用仪器等等。
此次实习也让我们发现了我们的一些缺陷：基础不够扎实，分工不够合理，操作时配和不够好等等。这些还需要我们在以后的实习课程中逐步加以完善，争取做到更好。
只有不断地在实践中提高自己，时时刻刻思考自己的不足之处，并及时的加以解决加以改正，不断地完善自己，才能够让自己得到更好的提升。希望我们都能够更上一层楼！希望我们能够在学习中享受到欢乐，在欢乐中更好地学习！
经纬仪测量实习报告7
转眼间xx年已经远去，我们又迎来了崭新的一年。总结一年来的工作，站在个人角度谈谈对测量工作的认识。
质量是企业的生命，质量是企业发展的根本保证。在建筑市场竞争激烈的今天，如何提高施工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题。影响施工质量的因素方方面面。我从工程测量的角度，分析一下测量放线工作对保证和提高施工质量的重要作用，并简单阐述如何加强对测量工作的管理以提高施工质量。
测量放线是市政道路工程很重要的一项技术工作，贯穿于施工的全过程，从施工前的准备，到施工过程，到施工结束以后的竣工验收，都离不开测量工作。如何把测量放线做得又快又好，是对测量技术人员一项基本技能的考验和基本要求。
一、做好开工前的测量交底
工程开工前，应在全面熟悉设计文件的基础上，由勘测设计单位进行现场测量交底，按设计图认清现场水准基点、导线桩、交点桩等，做好桩位交接记录，对位于施工范围内的测量标志，必须采取妥善保护措施。关于测量交底方面，需要强调的是桩位的保护，即在设计单位交桩以后，应及时采用砌砖墩或浇筑水泥墩等方法予以保护，以免丢失。这些桩一般在于农田或居民区内，很容易被人为破坏，而一旦破坏，再让勘测设计单位来补测，则既耽误施工，又要增加一定的费用。
二、中线复测和边线放样
中线测量是在定线测量的基础上，将道路中线的平面位置在地面上详细地标示出来。它与定线测量的区别在于：定线测量中，只是将道路交点和直线段的必要转点标示出来，而在中线测量中，要根据交点和转点用一系列的木桩将道路的直线段和曲线段在地面上详细标定出来。
定线测量一般由勘测设计单位实施，然后把有关桩位和测量成果交与施工方，由施工单位进行中线及施工测量。
路基开工前应全面恢复中线，根据恢复的路线中桩和有关规定钉出路基边桩。关于中线复测和边线放样，应注意做好以下几点;
一是应注意各交点之间的距离、方向是否与图纸相符;如一个工程项目有几个标段，应注意与相邻标段的中心是否闭合，中线测量应深入相邻标段50～100米;应注意与桥涵等结构物的中心是否闭合;应注意与房屋等建筑物的相对位置与图纸是否相符。如果发现问题及时联系设计单位查明原因。
二是护桩的设置。道路中线桩护桩的设置，是路基施工的重要依据，但是在施工中这些桩又容易被破坏，所以在路基施工过程中经常要进行中线桩的恢复和测设工作。为了能迅速而又准确地把中线桩恢复在原来的位置上，必须在施工前对道路上起控制作用的主要桩点如交点、转点、曲线控制点等设置护桩。所谓护桩，就是在施工范围以外不易被破坏的地方钉设的一些木桩。根据这些护桩，用简单的方法(如交点、量距等)，即可迅速地恢复原来的桩点。
设置护桩应注意以下几个方面：在道路的每一直线段上，至少应有三个控制桩要设置护桩，这样即使有一个控制桩不能恢复时，仍可用其他两点，把该直线段恢复到原来的位置上;两方向线的交角尽可能接近90°，不应采用小于30°的交角;护桩应选在施工范围之外，但不宜太远;护桩之间距离不能太远;所设护桩必须牢固可靠，桩位要便于架设测量仪器和观测。
曲线段边桩的护桩设置。对于曲线段，由于边桩的确定较麻烦，重新测设耗费时间较多，因此在一次精确放线以后，对曲线段的边桩中有代表性的桩位也应设置护桩，这样可减少重复测量工作，减少测量工作量。
三是里程桩的布设。中线桩定出以后，可以在此基础上做好里程桩的控制布设。里程桩的布设原则是：在直线段，一般布设在每隔100米的整桩号的横断面上，类似于公路施工常见的百米桩的布设;在曲线段桩位要适当加密，在曲线段起讫点、中点的里程桩位必须布设;里程桩可采用大木桩，上面用油漆或墨汁标上里程桩号，打入道路两侧施工范围以外的地上，最好是每侧各打一个。在保证施工中不易被破坏的情况下，离路基边线应尽量近一些，以方便使用，一般为1～2米。
关于里程桩的布设，在大部分施工手册的测量放线章节中没有论述，在许多工地上不太重视。我在某些工地发现，有些施工技术人员在进行施工测量时，里程桩号的确定是从很远距离一尺一尺排过来，既浪费时间又容易出现累积误差。如果里程桩号定不准，那么标高、坡度的质量控制也无从谈起。
三、校对及增设水准点
其一，使用设计单位设置的水准点之前应仔细校核，闭合差不得超限，如超出允许偏差应查明原因并及时报有关部门。设计单位交付的水准点一般是几个月前设置。这些点位处于野外很容易被人为撞动或因地面自然沉陷而发生变化，所以使用之前一定要认真复核;其二，水准点的增设原则：相隔距离一般为150～200米，以测高不加转站为原则。增设水准点应与设计单位交的水准点闭合，如一个工程项目分几个标段，还要与相邻标段的水准点闭合，闭合差不得超限。
水准点位置，应设于坚实、不下沉、不碰动的地物上或永久性建筑物的牢固处。亦可设置于外加保护的深埋木桩或混凝土桩上，并做出明显标志。水准点应每月复核一次，对怀疑被移动的水准点应在复测校核后方可使用。
纵横断面测量
通过中线复测、边桩放线和水准点的布设，就可进行纵横断面的测量。纵横断面测量的主要目的是进行土方量的计算，所以纵横断面测量结束以后，测量结果应与设计图纸核对。凡是与原来的成果在允许偏差之内时，一律以原有成果为准，只有当与原有成果有较大差异时，才能报监理工程师验证后改动。需要说明的是：该项工作，必须在施工前进行。如果实测土方量与设计不符报请监理核准时也应在施工前进行。有些工地路基开挖以后才向监理提出实际土方量与设计不符，要求增加签证，但最后监理拒签。所以一定要注意该项工作的时效性。
施工测量
做好以上工作以后，就为施工中的测量打下了良好的基础。关于施工测量的具体方法，有关测量的书籍上讲得很多，不须我多讲。只就此项工作提以下几点注意事项：
第一，应根据施工工序和施工工艺的要求及时将中线、边线撒灰线放出，如果被破坏掉时要及时恢复，应使施工始终能有“线”可依。道路的结构层均为大放脚式，每层结构层的宽度、边线与中线的距离不同，放出线以后又很容易被施工的材料覆盖或被施工机械碾压破坏掉，所以每道工序施工前应放出，如果被破坏应及时恢复。
第二，每层结构层的标高在施工前应根据设计图纸推算出来，实践证明：这样做会大大提高工作效率，可有效避免测量出现错误。看图纸一定要细致，推算的结果要注意复核。我在某些工地上见到，有些技术人员一边推算高程一边进行测量，工地上很多机械、人员、材料都在等着，在这种比较急的情况下，很容易忙中出错。所以标高应提前推算。要尽量把能够做的工作在施工前就做好。要勤测、勤量、勤校核，使施工质量得到保证。
工程质量与工程测量的关系
“质量”最简单的概括：事物经过一系列操作后所反映结果的表现。工程质量包括的内容非常丰富，如何保证、提高施工质量的措施和方法也是多方面的。但是有一个共同点：过程操作与监控是保证和提高施工质量的根本所在。而在过程操作阶段，工程测量起到了非常重要的作用。
众所周知，测量放线为工程施工开辟了道路，提供方向。准确、周密的测量工作不但关系到一个工程是否能顺利按图施工，而且还给施工质量提供重要的技术保证，为质量检查等工作提供方法和手段。可以这样比喻：如果没有测量，工程施工将寸步难行，施工质量将无从谈起。
分析工程测量在各施工阶段对工程质量的影响
1、工程测量在建筑定位及基础施工阶段对工程质量的作用 在工程开始施工前，首先通过测量把施工图纸上的建筑物在实地进行放样定位以及测定控制高程，为下一步的施工提供基准。这一步工作非常重要，测量精度要求非常高，关系整个工程质量的成败。假如在这一环节里面出现了差错，那将会造成重大质量事故，带来的经济损失是无法估量。在施工行业里也发生过类似工程质量事故：图纸上建筑物的正北方向变成了正南方向，事故的处理结果是：把已经建好的房子重新砸掉，再从零开始。可见建筑物的定位测量是多么的重要。
在基础施工阶段，基础桩位的施工更加需要准确的工程测量技术保证。根据施工规范的要求，承台的桩位的允许偏差值很小。一旦桩位偏差超过规范要求，将会引起原承台设计的变化，从而增加了工程成本。严重的桩位偏差将会导致桩位作废，需要重新补桩等处理措施，一方面影响了施工的进度，另一方面，改变了原来的受力计算，对建筑物埋下了质量的隐患。
在土方开挖及底板基础施工过程中，由于设计要求，底板、承台、底梁的土方开挖是要尽量避免挠动工作面以下的土层，因此周密、细致的测量工作能控制土方开挖的深度及部位，避免超挖及乱挖。从而能保证垫层及砖胎膜的施工质量，对与采用外防水的工程意义尤为重大。另外垫层及桩头标高控制测量的精度，是保证底板钢筋绑扎是否超高，底板混凝土施工平整度的最有效措施。
工程测量在基础施工阶段的另外一个重点是基础墙柱钢筋的定位放线，在这一个环节里面，容不得有半点差错。否则将导致严重的质量事故发生。对于结构复杂，面积较大的工程，只有周密、细致的进行测量放线方能保证墙柱插筋质量，避免偏位、移位等情况的发生。
2、工程测量在主体结构施工阶段对工程质量的作用
在主体结构施工阶段，工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面：墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。其中墙柱平面放线的精确度，直接影响建筑物的总体垂直度，对墙柱钢筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。所以每次混凝土施工完毕后，第一道工序就是测量放线。通过了测量放线不但能够为下一道工序提供依据，并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题，使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题，避免了问题的累积，最终导致质量事故。
在标高测量控制方面，能为模板施工提供准确的基准点，是模板施工平整度的保证。同时为混凝土施工提供标高控制线，保证砼后的混凝土平整度。精确的标高控制，是施工人员严格按图施工的前提。对于施工面积较大的工程，如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度，基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。
建筑物垂直度控制测量是主体施工中的一个重点，除了作好每层楼的垂直度观测，为专业质检人员及时检查、调整提供控制数据以外，还为施工人员提供更详细的竖向控制线。由于垂直度控制的好坏是直接反映施工质量的最重要的因素之一。垂直度偏差过大，必须通过装饰阶段的抹灰等措施来弥补。除了所带来的经济损失不说，还会埋下一个隐患：抹灰的厚度过大，容易造成墙面空鼓，从引发外墙渗漏等质量通病，更严重的情况会脱落，导致高空坠物的危险。
3、工程测量在装饰装修施工阶段对工程质量的作用
建筑物经过装饰装修阶段将成为成品或半成品交付业主使用，前期主体所遗留的质量缺陷问题必须通过这一阶段进行整改、处理、隐蔽。所以这个阶段的测量工作的精度、质量直接影响到该工程的总体质量。测量工作的主要内容是：室内外地面标高控制;外墙装饰垂直度控制;局部构件、线条的施工放线，内墙装饰平整度、垂直度测量等工作。其中室内外地面标高控制线是保证建筑装修地面整体平整度的重要依据;砖砌体平面放线是必不可少的工作，是按图施工的前提条件。外墙装饰垂直控制线的测量精度很大情度上决定外墙的整体装修质量，是外墙抹会、墙面砖、幕墙施工等工作的基本依据。
4、工程施工及运营期间的变形观测对工程质量的意义
建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义。通过观测取得的第一手资料，可以监测建筑物的状态变化和工作情况，在发生不正常现象时，及时分析原因，采取措施，防止重大质量事故的发生。变形观测具体包括：基础边坡的位移观测;建筑物主体的沉降观测;高层建筑物的水平位移观测等。准确的观测成果为施工期间的工程质量、人民财产安全提供了最有效的保证。特别是在深基坑施工、填海区、地质断层构造带的施工工程显得尤为重要。而由于建筑物沉降、位移引起的边坡及道路坍塌、楼房及桥梁倒塌等安全质量事故屡见报端。因此我们必须努力作好建筑物的变形观测，确保工程的施工质量。
5、工程测量对防治质量通病的积极意义
常见的质量通病不外乎钢筋、模板、混凝土等方面的问题，与测量放线有关的分别如下：钢筋偏位、模板平整度、墙柱垂直度、混凝土表面平整度、楼地面平整度、外墙门窗工程垂直度等。要预防上述通病的发生，除了施工人员的主观原因之外，必须为施工人员提供准确的、周到的、详细的测量控制水平线、平面控制线、垂直控制线等。如果测量工作方面出了问题，势必会引起施工质量问题的发生。我们在施工中只要把测量工作做好，对防治质量通病就起到非常积极的作用。
另一方面，精确、详细的测量成果为专业质量检查人员提供参考和依据，通过现场的检查和整改，能把很多质量问题“扼杀在摇篮之中”，由被动变为主动，由消极转变为积极，对防治质量通病有着非常重要的意义。
如何加强工程测量管理，提高工程的施工质量
在实际施工过程中，我们必须加强工程测量管理，采取确实可行的措施，全方位的做好施工测量放线工作，以保证和提高施工质量。具体如下：
第一、提高测量放线人员的素质。作为一个合格的、专业的测量员，首先要具备吃苦耐劳、细心谨慎、团结协作的基本条件。提高读图能力，强化质量意识，养成事前反复考虑，事后认真检查的好习惯。第二、增加测量仪器的成本投入，采取先进的测量工具，做好测量仪器的定期检测工作。第三、全民动员，从领导到各专业工程师均要提高对测量工作的认识，参与对测量放线的成果反复检查，及时纠正错误。第四、合理安排施工工序，为测量放线提供较好的施工环境，从而保证测量放线成果。以上几点是提高工程施工质量的一个重要前提。
纵上所述，工程测量与工程施工质量之间存在必然的联系，测量工作在施工质量管理过程中起到了非常重要的作用。
我们在实际的施工过程中必须充分认识到测量工作的重要性，科学管理，让测量工作更好的为施工质量管理服务，提高施工质量，为业主、为社会建造出优质的精品工程
以上是我在去年的工作中得出的总结和感悟!
在新的一年里，我将一如既往地做好自己的本职工作，并参与到项目的管理工作中，使自己的专业技能和管理能力都能够得到提高，为公司尽自己的微薄之力。
经纬仪测量实习报告8
上周开始，我们就开始学习经纬仪的实际操作。领取了仪器之后，大家就开始对仪器的各个部位和功能进行熟悉。经纬仪主要用于角度的测量。水平角、竖直角的测量均可以用经纬仪进行测量。另外，经纬仪还可以代替水准仪进行高程测量，以及经纬仪还可以用于距离的测量。
从这次的实习操作中，不光学到了仪器的实际操作，还学到了一些课堂上学不到的东西。比如团队的合作，工作的认真态度和仔细不马虎的工作精神。
经纬仪的操作分为经纬仪的安置、瞄准和读数。其中，安置是瞄准和读数的基础。只有安置好了经纬仪，才能够正确的读数。测量出来的结果才是有效地、可用的。其结果才是可用于实际工程等项目中的。因此，经纬仪的安置至关重要。
经纬仪的安置有两种方法，分为垂球对中法和光学对中法。其中光学对中法的误差小于1mm,且精度比垂球对中法高。我们这次实习均采用光学对中法。光学对中法主要步骤是：粗对中、精对中、粗平、精平、再次精对中五个步骤。最后的一步再次精对中，是因为在前面的粗平与精平过程中，原本已经对中的仪器又会出现偏差。因此才在最后面又进行一次精对中，以保证仪器在使用过程中仪器是对中的。
瞄准和读数也是一到比较难把握的“关”。由于大气等原因，对中过程中，目标可能会出现摇摆。这对于测量是一项比较大的误差来源。因此，测量的天气以阴天最好。瞄准目标，首先进行粗瞄准，粗瞄准使用望远镜上的粗瞄准器瞄准的。将粗瞄准器中的“瞄准三角”的尖端对准所要瞄准的目标部位。大概的瞄准即粗瞄准就做好了。粗瞄准后，再从望远镜里对准目标，将目镜的焦距调好，直到目标看得很清晰时为止。这时再以望远镜里的十字丝夹住目标，这样瞄准比较精确一些。对准之后就可以从读盘里读数了。
对于经纬仪测量水平角，有两种方法。其一，测回法。当对精度的要求较高时，我们还可以对目标进行多个测回的测量，以尽量的减少误差，达到较高的精度。其二，方向观测法。这种方法一般是要求测量的目标为多个时进行的。先进行上半测回的测量（盘左瞄准点测量），再进行下半测回的测量（盘右瞄准点测量）。如果对精度跟有更高的需求则可以再次对目标进行一个或者多个测回的测量。其实这也是测回法在多个目标测量上的另一种应用。
竖直角的测量主要需要注意的是数据的处理，这方面很容易产生误差。在数据的处理的时候会存在一定的差异，主要有这几个方面的误差：仪器误差、视准轴误差、横轴误差、竖轴误差、读数误差。仪器误差与几个轴误差主要是在安置仪器时未达到标准。即对中与精平等环节为做到精确地控制，以至于仪器在测量时一直处于未水平或者不符合仪器使用时轴线的几个标准。从而导致测量的数据有较大误差。读数误差则是由于个人读数的主观意识造成的，不同的人对于同一个数的估读位估读都有不同的标准。因而也难以避免地会产生一定的读数误差。而对于经纬仪的检验和校正，其轴线应符合以下六个条件，即
①管水准器轴应垂直于竖轴；
②十字丝竖丝应当垂直于横轴；
③视准轴应垂直于横轴；
④横轴应当垂直于竖轴；
⑤竖盘指标差x应为零；
⑥光学对中器的视准轴与竖直轴重合。
只有符合了这几个标准，仪器才算是安置达到了标准。测量时也才能够测到准确的数据。
而运用经纬仪进行距离的测量，其方法和水准仪差不多。是通过在目标点的水准尺读数，从望远镜中上下丝在水准尺上的读数差来算得测距的。当然，还可以通过竖直角的差来计算测距的距离。计算出目标点及与其同一竖直线上另一点的夹角a并测出这两个点之间的竖直距离h。则测距L数值上等于角a的余切值与h的乘积。这种方法计算较大且较麻烦，因此，按照水准仪那样测测距比较简单。
在此次的实习中，我们掌握了怎么操作该仪器，对仪器有了进一步的掌握和了解，以及怎么用其在现实中使用机器用途。实习的过程当中，我们学到了很多。不光有对经纬仪的使用，还有数据的处理，对仪器误差的检验与校正，怎样才能更好的使用仪器以使其有更长的使用寿命等等。此次实习也让我们发现了我们的一些缺陷，比如基础还是不够牢固、操作时配合不是很好等等。这些我们还需要在以后加以完善，做到更好。
光电经纬仪实时可视化仿真系统 篇6
通过系统仿真的方法对光电经纬仪的工作过程进行模拟,可对实际系统的使用、测试、分析与设计产生积极的意义。目前,对经纬仪的仿真包括视景仿真与模型数值仿真。前者多为半实物仿真:首先通过相关三维视景软件开发场景仿真系统,渲染出包含目标、背景的运动场景;然后通过相关接口将实际系统的方位和俯仰角度信息传递给场景仿真系统,用于控制场景中的视点姿态,使得目标位于场景中心从而模拟跟踪过程。这类仿真多用于操作手训练[1]和经纬仪测试[2],通过虚拟场景代替外场实验极大地节约了训练和测试的成本,且十分灵活,但其不足之处在于:仿真中还是要接入实际系统,代价还是比较高昂;二是缺少对系统跟踪控制特性的模拟,达不到系统仿真的目的,无法进一步对系统的分析和设计起到作用。模型数值仿真一般是通过matlab/simulink建立经纬仪跟踪控制系统的数学模型进行仿真,是对跟踪控制系统进行分析和设计的主要手段,不足之处在于缺少视觉效果,不具有直观性。
本文研究的经纬仪实时可视化仿真系统是上述视景仿真和模型数值仿真的一种结合:通过实时三维视景仿真软件Multi Gen-Vega及Open GL开发了场景仿真平台,实时渲染出运动场景;通过用Open GL着色语言(GLSL)编写的着色器为场景实时添加仿真所需图像效果;建立了经纬仪跟踪控制系统simulink模型,并通过Real-Time Workshop(RTW)生成模型代码,对代码进行改写最终生成跟踪状态解算模块;手动跟踪时,操作手拉动单杆驱动场景中视点姿态进行目标跟踪;自动跟踪时,仿真系统获取目标脱靶量信息,并传递给跟踪状态解算模块得到跟踪状态,模拟经纬仪跟踪过程。
1 仿真系统总体结构
对于经纬仪实时可视化仿真系统,虚拟目标运动场景的实时渲染、场景中所需图像效果的实时添加、符合经纬仪跟踪控制系统特性的跟踪过程模拟是三个最主要的部分。在对以上三部分的关键技术的研究的基础上,结合实际经纬仪工作过程,设计的仿真系统的功能总体结构如图1所示,包括了虚拟场景仿真、图像效果添加和跟踪状态解算三个主要模块,以及用户操作界面、系统参数调整、操控台数据读取、跟踪数据显示保存等模块。场景仿真主要是通过Vega和Open GL实时渲染目标运动场景;图像效果添加模块主要是利用着色器为渲染出来的场景实时添加需要的效果,如灰度化场景、模糊、噪声等;跟踪状态解算模块通过传入的脱靶量信息进行解算得到经纬仪的跟踪状态;用户操作界面模块是对实际系统操作界面的模拟,是人机交互的接口;系统参数调整模块让用户可以调整系统各个参数以模拟不同条件下的工作情形;操控台数据读取模块通过计算机串口读取操控台上按钮和单杆的信号供仿真系统使用,手动跟踪时就是利用单杆信号来进行场景视点驱动;数据显示保存模块用来对跟踪情况进行评估与分析。本文将主要对虚拟场景仿真、图像效果添加和跟踪状态解算等关键技术进行研究。
2 虚拟场景仿真
Vega是Multi Gen-Paradigm公司专门针对可视化仿真应用特点而开发出来的实时可视化三维视景仿真软件系统,最基本的功能是驱动、控制和管理虚拟场景。本文使用Vega及其底层Open GL构建了虚拟场景仿真模块。
2.1 虚拟CCD相机
经纬仪系统通过CCD相机对目标进行拍摄,即Vega渲染的场景必须符合CCD相机的成像特性。实际上,Vega渲染虚拟场景是通过其底层Open GL完成的。Open GL使用多种矩阵变换实现从三维场景到二维图像的变换[3,4],一个三维物体模型上的点经过模型矩阵M的旋转、平移和缩放变换,进入像方空间坐标系中,再经过投影矩阵P的投影变换、透视除法及视口变换F获得屏幕二维坐标,其成像过程如图2所示,其成像公式为
只要将摄影测量的成像参数设置到Open GL中的投影矩阵、视口矩阵和模型矩阵中,Open GL与摄影测量的成像过程就完全一致[4]。具体到本系统中的虚拟CCD相机,可如下设置:首先,将CCD相机的焦距f、分辨率(rx,ry)、像素尺寸(sx,sy)(得到窗口尺寸(lx,ly))和视锥体空间位置设置到Open GL视锥体设置函数gl Frustum(left,bottom,right,top,near,far)中,得到如式(2)所示的透视投影变换矩阵P,其中D,d分别为视锥体远、近剪裁面距视点的距离,(x0,y0)为显示窗口左下角坐标;然后将相机拍摄位置(xe,ye,ze)和姿态(A,E)设置到视口变换函数glu Look At(xeye,yeye,zeye,xc,yc,zc,xup,yup,zup)中,(xeye,yeye,zeye)为相机位置(xe,ye,ze);场景中心参考点(xc,yc,zc)为视点朝向上任意一点;向上矢量(xup,yup,zup)通常取(0,1,0)。由此,渲染出来的虚拟场景将符合CCD的成像特性[2]。
2.2 目标轨迹仿真
通过Vega进行场景渲染时可以方便地载入目标三维模型,并可控制三维世界中模型与视点的位置和姿态。得到目标的运行轨迹是模拟运动场景的基础,本系统通过两种方法来实现。
第一种方法是直接根据实际外场实验数据得到轨迹。经纬仪外场实验数据中包含了时间、目标相对仪器的方位角A、俯仰角E以及距离R(测距系统)等,测量模型如图3所示。通过坐标变换可得对应时间下目标在三维世界中的坐标,变换公式如式(3)。其中x轴为正东方向,y轴为正北方向,经纬仪方位角A在正北方向为0。
经过坐标变换后得到了目标空间位置序列,若此序列中时间间隔不符合场景仿真帧率或间隔过长导致场景中目标“跳动”现象,可以对数据进行插值处理,可选用拉格朗日插值或三次样条插值等。
第二种方法是采用直接描述动力学模型作用结果的目标运动模型来设计目标运行轨迹,可将目标运行分为不同阶段,各阶段使用不同的运动模型,如匀速、匀加速、变加速直线运动模型及其它各种运动模型的组合等。采用这种方法的好处是目标轨迹灵活多变,可以设计出满足特定角速度和角加速度要求的目标轨迹。
2.3 目标脱靶量求取
跟踪状态解算模块需要得到目标在场景中的脱靶量来进行解算。在渲染出的虚拟场景中,目标的空间位置、视点的位置和姿态、视场的分辨率及大小均为已知,故可以求出目标在场景中的理论脱靶量。此理论脱靶量既可以用来检验通过图像跟踪算法提取的脱靶量,也可以直接作为跟踪状态解算模块的输入使用。图4为Vega透视投影成像原理图,只有处于视椎体(Frustum)内的物体才会被渲染出来。
不失一般性,可设视点O在世界直角坐标系OX'Y'Z'中为坐标原点(0,0,0),其姿态(即经纬仪方位和俯仰角)为(A,E),目标O1在世界坐标系中的坐标为(x0,y0,z0)。首先,将目标O1在世界坐标系OX'Y'Z'中的坐标转换为视点坐标系OXYZ中的坐标(x1,y1,z1)。视点坐标系相当于将世界坐标系绕Z'轴旋转角度A和绕X'轴旋转角度E,由坐标变换可推出:
由此可得视点坐标系OXYZ下目标与视点连线OO1方程为
视椎体近剪裁面中心点坐标为(0,Nnear,0),其平面方程为
联立式(5)和式(6)可得视点与目标连线与视椎体近剪裁面交点O2(x2,y2,z2)满足:
结合交点O2与近剪裁面中心点的坐标,可以推出脱靶量(Δx,Δy)满足:
其中:W×H为场景分辨率大小,α×β为场景视场大小。
2.4 背景云图模拟
Vega环境效果模块提供了薄云(box clouds),片状云(Hinged clouds)和天顶盒(sky box)等背景云图模型,在Vega渲染中选择不同的云纹理、渲染方式、天空颜色和模型参数等就可以实现各种不同的云图效果。利用粒子系统来模拟背景云图也是一种有效的方法[5],Vega附加的特殊效果模块中就包含有粒子系统,通过设定粒子的数量、生命周期、形状、大小、纹理、颜色和运动方式等就可以模拟出不同的云朵效果。Perlin噪声也可以用来模拟背景云图[6],它是一种伪随机梯度噪声,适合于模拟连续变化的背景,运用下一节阐述的场景图像效果实时添加的方法,编写GLSL着色器为场景添加Perlin噪声,控制好Perlin噪声的各个参数就能模拟出背景云图的效果。
3 实时图像效果添加
为了让渲染出来的场景更符合实际经纬仪场景,需要为仿真场景添加实际经纬仪场景所包含的一些图像效果。如经纬仪CCD所成像为灰度图像,则仿真场景也必须是灰度的;经纬仪光学系统成像后必然存在一定的噪声,则仿真场景也应添加相应的噪声效果;目标对焦不准时存在模糊现象,则仿真场景也要显示出这种模糊效果等。单纯利用Vega的功能模块无法实现上述的图像效果添加,必须进行二次开发。简单的考虑是先将帧缓存中的场景读入内存,进行相应图像处理操作后再写回帧缓存中。但这样做的问题是无法满足实时性的要求,原因有两点,一是存在图像数据在帧缓存和内存之间的转移,随着图像尺寸的增大,这将是一份不小的开销;二是普通CPU不适合于进行图像处理运算。
相对CPU,现代图形处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)针对图像处理优化了浮点数运算且能进行并行处理,具有强大的图形能力,同时还具有可编程性。本文正是基于这两点,通过GLSL编写着色器实现了对场景所需图像效果的实时添加,具体步骤如下:
1)通过GLSL编写实现相应图像效果的着色器[6]。
2)基于Vega的回调机制,通过其API为场景建立“绘制后”回调函数。Vega使用双缓存模式进行场景渲染,场景先在后缓存中绘制好,然后交换到前缓存显示出来。建立此回调函数后,每当前后缓存将要进行交换时,此函数会被调用,此时场景在后缓存中绘制好了但还未显示在屏幕上,可在此时对场景进行图像处理操作。
3)在回调函数中,通过Open GL相关函数将场景保存为二维纹理。
4)启用着色器,并画与场景同样大小的矩形覆盖场景,应用纹理映射将保存的场景纹理应用到此矩形上。由于启用了着色器,Open GL的固定纹理映射功能将被着色器代替。在完成纹理映射的同时,场景纹理也被着色器进行了相应的处理。纹理映射结束后应暂时禁用着色器,否则会影响到下一帧原始场景的绘制。回调函数结束后,前后缓存交换,显示的就是添加了图像效果的场景了。
以上利用GLSL编写的着色器对场景纹理进行处理的过程由GPU完成,实时性得到了保证。
4 跟踪状态解算
跟踪状态解算模块是根据仿真系统送来的目标脱靶量信息进行解算,得到经纬仪相应的跟踪状态。首先为实际经纬仪跟踪控制系统建立其matlab/simulink仿真模型,接下来的工作就是要在仿真系统中实现对simulink模型的调用以进行仿真运算得到跟踪状态。调用simulink模型最简单的方法是使用matlab引擎库的方法,在仿真系统主程序中包含相应的matlab库文件即可方便地调用simulink模型进行解算。但使用这种方法时,matlab在后台运行造成效率低下,且调用方式不灵活,做了许多不需要的运算,无法满足仿真系统实时性的要求。
RTW是matlab/simulink的一个重要的补充功能模块,它是一个基于simulink的代码自动生成环境。它能直接从simulink模型产生优化的、可移植的代码[7]。因此可以用RTW来完成仿真系统主程序与经纬仪跟踪控制系统simulink模型之间的混合编程。
首先,通过RTW生成系统模型的C代码。在进行生成之前,需要根据仿真需求,仔细设置RTW各个选项和配置:选择定步长解算方式、选择合适的解算器类型和步长、选择合适的优化选项等;为了可以在仿真运行时在线调整系统模型的各个参数,将需要调整的参数设为全局变量。生成的代码中包含了众多的C文件和头文件,其中最重要的是model.c和model.h两个文件(model为simulink模型名),它们包含了模型进行仿真运算的主要代码。按仿真需求对这些文件进行改写,使得其可以接收仿真主程序送来的脱靶量输入信号,并能将每一个步长的解算结果返回给仿真程序。为了简化程序结构,可将这些文件生成为动态链接库供仿真主程序调用,由此形成了跟踪状态解算模块。实验表明,此解算模块进行解算得到的结果与直接在matlab下运行simulink模型得到的结果是一致的。同时,在仿真系统中使用此基于优化代码构建的解算模块进行解算,计算量小速度快,满足实时性要求。
5 仿真系统实现
5.1 系统硬件结构
结合图1的系统总体功能结构,本着经济实用、简化结构的原则,建立了如图5所示的系统硬件结构和实际物理平台,由操控台、一台配备两显示器的主控计算机(配备可编程GPU),和其它一些辅助设备组成。一台显示器用于显示用户操作界面,另一台显示虚拟场景。操控台仿制实际系统操控台,其按钮和单杆信号通过串口传递给主控机。
5.2 仿真系统实现
基于VC++、Vega、Open GL及GLSL开发出经纬仪实时可视化仿真系统。图6所示为仿真系统模拟飞机起飞过程的某一帧的虚拟场景,由显示器2显示。虚拟场景分为4个区域,1至4号区域分别为经纬仪探测视场、粗跟踪视场、精跟踪视场和模型显示视场。前3个区域模拟了各视场中目标运动画面,并且都添加了灰度化、噪声和模糊等效果;模型显示视场则显示了系统跟踪目标时机架的转动情形。根据所仿真的经纬仪系统的实际情况,虚拟场景的组成也可进行相应的调整,如只有粗跟踪视场而没有精跟踪视场。
仿真系统运行时,虚拟场景的显示状态根据用户操作界面设置及操控台信号进行调整,如各个视场的大小、添加的CCD噪声效果的大小等。场景中目标运动轨迹按2.2节中的方法进行设定,视点姿态即经纬仪方位和俯仰角的设定则分为手动跟踪模式和自动跟踪模式。
手动跟踪模式下,系统读取操控台单杆信号驱动视点姿态,操作手操纵单杆使目标尽量位于视场中心,此过程可用来进行操作手训练。在我们的仿真系统中,还将单杆信号与经纬仪转速之间的关系拟合为不同的二次、三次或分段线性函数等,从而为操作手模拟出不同的单杆操作特性。
自动跟踪模式即为经纬仪跟踪模式,视场中视点姿态不再由单杆信号决定,而是取决于跟踪状态解算模块。仿真系统通过相关图像处理算法或2.3节中的脱靶量提取方法获取前一帧或几帧场景中目标的脱靶量信息,并传递给仿真解算模块进行解算,得到经纬仪跟踪状态返回给仿真系统,用于当前帧场景中视点姿态的设置。图6就是利用跟踪状态解算模块进行跟踪模拟的一帧图像,符合实际系统对目标进行跟踪的情形,达到了系统可视化仿真的目的。
除了以上进行经纬仪工作过程可视化仿真和操作手训练,本仿真系统还能为实际系统的相关测试和分析设计起到积极的作用。几种典型的扩展应用如下:
跟踪性能和精度测试:经纬仪常常需要测试在特定角速度和角加速度下的跟踪性能及精度,利用本仿真系统中的目标轨迹仿真,可以生成满足任意角速度和角加速度要求的运动轨迹供经纬仪进行跟踪测试,相比常用的旋转靶标测试方法[8],不仅更加方便快捷且不受靶标结构的限制,可以让目标的角速度和角加速度同时满足特定的测试要求。
图像处理算法测试:经纬仪图像处理系统需进行目标提取、目标姿态提取等处理,本仿真系统可渲染生成符合经纬仪跟踪特性的目标运动图像,可以提供给相关图像处理算法进行测试。
控制系统分析设计:本仿真系统中跟踪状态解算模块所用模型是根据实际经纬仪跟踪控制系统建立的,在仿真场景中可以直观观察到不同控制算法和参数条件下的跟踪状态变化情况,可根据此跟踪状态对控制算法及参数进行分析和调整,从而为实际经纬仪跟踪控制系统的分析和设计起到辅助作用。
结束语
本文研究的经纬仪实时可视化仿真系统结合了可视化仿真与模型数值仿真的优点,用Vega、Open GL及GLSL建立了实时虚拟场景仿真和图像效果添加模块,用RTW生成了系统模型代码并建立了实时跟踪状态解算模块,模拟出来的经纬仪工作过程比较符合实际情况。相比于以往的模拟训练方法,本仿真系统只需接入操控台而不需接入实际系统就能进行操作手训练,进一步节约了训练成本且更加灵活。同时,仿真场景中可以直观地观察到各种不同条件的跟踪情况,为实际系统的跟踪性能和分析设计起到辅助作用,这也是今后工作的方向和重点。
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经纬仪对中与整平的捷径 篇7
第一:安脚架。
这一步比较简单, 根据观测者自身高度在测站点处安置经纬仪三脚架即可。
如果操作者按照第三步和第四步所介绍的方法进行对中和粗平的话, 可不在乎此时所安三脚架的架头是否水平, 后来都能较快做到三脚架架头水平和经纬仪“精平”。
第二:将经纬仪安置在脚架上的要求。
这一步看似简单, 但相当关键, 这一步操作不准将影响“对中整平”的速度。此时应做到三点要求:
1 圆水准器应靠近观测者
比如, 观测者站在脚架1与脚架2之间时 (如下图所示) , 圆水准器应在脚架1或脚架2的正上方, 圆水准器不能置于脚架3的上方, 否则不便于观测。
2 经纬仪应置于架头中央
将经纬仪三角形连接板各边与脚架架头各边平行, 同时使三角形连接板各边到脚架架头各边的距离大致相等, 这样才能使经纬仪置于架头中央, 方便对中整平。
3 应将经纬仪的三个脚螺旋放松并调至大致相同高度
要知道, 三个脚螺旋调至大致相同高度后, 当第四步升降脚架粗平结束时, 仪器也就大致平整了, 避免了大幅度调节某个脚螺旋, 也就减少了对中的影响, 其目的是为了使经纬仪的整平更有效更迅速。
第三:采取挪动脚架的方式进行“对中”。
调节光学对中器的目镜, 使分划板的小圆圈清晰, 同时拉出或推进光学对中器镜管, 使测站点目标成像清晰。保持脚架3不动, 双手提起脚架1和脚架2, (注意提脚架不要提得太高, 避免放下脚架时对中点发生偏移) , 同时前后左右挪动此两脚架, 使测站点点位的图象准确进入光学对中器分划板圆圈中心。
第四:采取升降脚架的方式进行“粗平”。
如果圆水准器在脚架1的上方, 应首先升降脚架2, 旋松脚架2的螺旋, 升 (降) 脚架2高度, 使圆水准器气泡移动, 至气泡、圆水准器圆圈、经纬仪脚架1三者在一条直线上, 再旋松脚架1的螺旋, 升 (降) 脚架1高度, 使气泡移至圆圈中心, 如果气泡仍未移到圆圈内, 可重复以上步骤, 直到气泡移至圆圈中心, 这样就完成了经纬仪的粗略整平。升降脚架并不影响经纬仪的对中效果, 也就是说, 此时仪器仍然处于“对中”状态。 (如上图所示)
第五:“精平”。
在粗略整平的基础上, 只需微量调节三个脚螺旋的高度, 即可使经纬仪管水准器气泡居中, 达到精确整平的目的。首先转动经纬仪至管水准器轴线与脚螺旋1、2连线平行位置, 调节脚螺旋1、2使水准管气泡居中, 然后旋转经纬仪90·, 调节脚螺旋3使水准管气泡再次居中, 此时经纬仪基本水平。但是, 由于调节了三个脚螺旋的高度, 导致圆水准器对中出现少量偏移, 此时可旋松架头上连接仪器的连接螺旋, 眼睛观察光学对中器对中情况, 双手支承在脚架上, 同时护着仪器前后左右平移仪器进行对中, 此时, 又由于平移了仪器导致管水准器气泡未准确居中, 可再次调节三个脚螺旋, 直到既对中又精平。
以上操作步骤与传统方法有明显不同, 并且便于掌握, 具有两大特点:
第一, 取消了垂球对中, 采用挪动脚架对中。教材中要求垂球对中 (垂球大致对准测站点2cm内) 以后, 旋松经纬仪连接螺旋并在架头上滑动仪器, 使垂球准确对在点位上 (精度在2mm内) , 这样操作经常失败, 因为它要求安脚架时既要使架头大致水平, 又要保证垂球对准点位2cm内否则对点精度无法保证在2mm内, 需要重新调整架头水平度, 难度大, 麻烦。而本人提出的操作步骤中取消了垂球对中, 不在乎所安脚架是否大致水平, 采取眼手并用, 双手提起并左右挪动两脚架的同时, 通过光学对点器寻找地面的测站点, 使其进入光学对点器分划板圆圈中心。
第二, 采用升降脚架高度来达到概略整平。即使安脚架时架头不平也无所谓, 可通过升降脚架的高度配合圆水准器使气泡居中来整平, 而此时仪器仍然处于“对中”状态。
摘要：建筑工程类院校都开设有工程测量学科, 其中经纬仪的使用难度大, 又特别是经纬仪的对中与整平难度更大, 其操作步骤复杂, 精度要求高, 由于教材内容陈旧, 阐述不够详细, 令广大师生和工程技术人员头痛, 如何轻松快速准确地进行经纬仪的对中与正平?本论文从安脚架、安仪器、对中、粗平、精平5个方面阐述了使用经纬仪的要求及注意事项, 找到了经纬仪对中与整平的捷径。
关键词：经纬仪,对中整平,捷径
参考文献
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经纬仪使用技巧 篇8
在航天器装调及试验阶段,对产品装星姿态参数提出了极高精度需求。由于产品结构复杂,尺寸较小或被测要素不易复现,较多情况下采用准直测量法予以解决,即在产品上安装光学立方镜,事先严格地标定立方镜与产品工件坐标系的关系,产品装调及试验过程中,通过对立方镜准直测量,间接测量出产品工件坐标系,从而解算出产品姿态参数。
在装配调试阶段测量产品姿态参数时,常规测量流程一般为:产品调整,对产品状态进行事后测量;根据测量结果,调整部位及调整方式,解算出调整方向及调整量;按照调整方案,实施调整操作;再次测量,再次调整…直至状态符合要求。这种方法涉及多次经纬仪系统建站、准直测量操作,过程反复,测量效率低,操作强度大。
本文在分析传统准直测量的基础上,改进了传统准直测量的方法,通过对测站坐标系、测量坐标系、立方镜坐标系及装配基准坐标系间的转换,获取产品装配调试过程中,测站坐标系下的经纬仪理论值。并将该理论值设置为经纬仪的观测值,通过调整产品,达到准直测量的目的,避免了多次设站的缺点。
1 准直测量
准直测量基于自准直原理。以平面镜或立方镜的镜面法线提供一条方位基准,用经纬仪或全站仪照准镜面,合理设置仪器位置并调整其视准轴方向,使仪器的视准轴与镜面的法线重合,则经纬仪或全站仪的视准轴方向即代表了该方位基准。立方镜通常采用石英材质,为规则六面体,镜面经过特殊抛光处理并镀膜,光线反射率超过90%,镜面平面度及相邻面垂直度经过严格保证,相邻面垂直度误差一般不超过3″。通过对立方镜两相邻面精确测量,可以构建出纯角度坐标系。如图1所示。
以经纬仪为例,对自准直实现过程进行简要介绍:如图2,自准直灯发射的绿光,透过刻划十字线的分划板,经视准轴内呈45°角的半透镜,反射到平面镜(立方镜)的镜面,将经纬仪照准部物镜调节到无穷远处,并适当位移,经镜面反射回的光线经半透镜,分划板上十字刻线成像在目镜视场内。光路经过精密调试,在瞄准十字刻线与分划板十字刻线的像完全重合时,视准轴与镜面呈严格垂直状态。若两者不重合,可以通过调节经纬仪角度微动螺旋,实现自准直状态。
2 姿态调整实时测量方法
2.1 方法原理及应用流程
姿态调整实时测量的主要原理是事先计算经纬仪理论观测参数,将经纬仪调整至理论参数,通过观测立方镜准直图像变化情况,即时制定调整措施,指导调整操作。具体流程如图3。
产品测量过程如图4所示,测量系统由n台经纬仪构建,对立方镜准直的两台经纬仪分别为T1及T2,经纬仪T1对立方镜X轴正向准直,经纬仪T2对立方镜Y轴正向准直。
2.1.1 基准转换关系推导
经纬仪理论调整值的计算是建立基准转换的基础上的[5],最终的目标是求取测站坐标系与立方镜的姿态关系。其中涉及了测站坐标系与测量坐标系基准转换、测量坐标系与装配坐标系基准转换、装配基准与产品间的理论姿态关系与产品与立方镜基准转换。具体转换关系如下:
1) 测站坐标系与测量坐标系基准转换
经纬仪通过互瞄建站构建测量系统,构成系统的各台仪器可分别建立自身坐标系,称为测站坐标系,记为OS-XSYSZS,其建立方式如下:仪器三轴中心为原点,过原点沿铅垂向上为+Z轴,方位角(记为H)为0°时视准轴所指方向为+X轴,按右手规则确定Y轴。为便于描述,将第一台经纬仪测站坐标系定为系统的全局坐标系,称为“测量坐标系”。
经过标定测量后,所有测站点和定向点构成一个空间三维控制网,测站点(即测站坐标系原点)和定向点同时存在于测量 坐标系和各测站坐标系 中。各测站坐标系相对 于测量坐标系的旋转参 数为(Rx(i ),Ry(i),Rz(i )),测站点与定向点在测量坐标系下的坐标为(Xp(k ),Yp(k),Zp(k )),i为1,2,…,n;k为1,2,…,n+m(且k为1,2,…,n时表示测站点坐标),以下各式中下标的取值范围同上。测站点及定向点在第i个测站坐标系中的坐标为(xp(ik),yp(ik),zp(ik))。则测站点和定向点在测量坐标系下的坐标与在第i个测站坐标系下的坐标有如下关系,
其中 , 旋转矩阵 元素a1(i),a2(i),…,c3(i)为第i个测站坐 标系相对 于测量坐 标系旋转 参数(Rx(i ),Ry(i),Rz(i ))的函数。函数关系如下:
2) 测量坐标系与装配坐标系基准转换
通过经纬仪系统对装配基准测量,可以确定测量坐标系和装配坐标系转换关系[6,7,8,9]:
3) 装配基准与产品间的理论姿态关系,由产品装配设计要求给出;
4) 产品和立方镜间姿态关系,可通过事先标定过程得到。
经过一系列函数解算,可以最终得到测站坐标系相对于立方镜理论姿态旋转矩阵:
2.1.2 经纬仪理论参数解算
如图6所示,立方镜处于理论姿态下,经纬仪T1对立方镜+X方向准直,经纬仪T2对立方镜+Y方向准直。准直状态下,两台经纬仪水平角观测值为H 1、H 2,垂直角观测值为V1 、V 2,根据图示函数关系[6]:
可以计算出H 1、H 2、V1 、V2 对应角度。
2.1.3 调整过程实现
将经纬仪T1、T2观测参数设置成计算所得的理论数值,对立方镜进行准直观测,如立方镜实际姿态偏离理论姿态不太大,可以在目镜视场中观测到准直图像,如图7所示。此时,图像与瞄准十字刻线并不完全重合,可以通过偏移量及方向分析出立方镜应调整方向及大小,指导操作者对产品进行持续调整,直到两台经纬仪的准直图像与瞄准线均呈接近或重合状态,在一次设站的情况下完成准直测量。
2.2 方法适用范围分析
将经纬仪T1、T2观测参数设置成理论数值进行准直,在目镜视场中会出现未观测到准直图像的情况,说明此时立方镜理论姿态超出经纬仪的测量范围。如若再通过对仪器移位,重新构建经纬仪测量系统,使得目镜视场中出现准直图像,再进行调平、互瞄等操作。这就会使得测量过程操作繁琐,效率低,操作强度大。因此,在使用该方法进行装配调试测量时,需对适用角度范围进行分析,以避免目镜视场中会出现未观测到准直图像的情况。
在产品调整中,主要通过在调整部位增减垫片实现姿态变化,调整位移量极小,可以认为在调整前后,立方镜仅姿态发生变化,其位移量为零。根据图8,假设呈自准直状态时,经纬仪视准轴与立方镜准直面交点在面中心;立方镜绕其几何中心旋转,当准直面法向与经纬仪视准轴角度为时,经纬仪物镜恰好无法接收到准直反射光线,目镜视场中不会出现准直图像。根据图示几何关系,计算得:
其中:F为立方镜准直面至经纬仪物镜距离,Dobj为物镜直径,Lcub 为立方镜边长。
当立方镜绕其几何中心反向旋转,也得到同样结果。可知,当经纬仪中心保持不变,立方镜绕其几何中心旋转,角度位于)区间时,经纬仪可以观测到准直图像。
再对该角度理论值进行分析。图9所示实线表示初始状态,立方镜的极限可视位置。当其绕几何中心旋转θ至虚线位置时,经纬仪恰好无法接收到准直反射光线,根据图示几何关系,计算得:
在F远远大于Dobj与Lcub的和,即角度值较小时,。即当经纬仪中心保持不变,立方镜绕其几何中心旋转,其可实现准直的角度区间为或者)。
按照上述分析方法,对立方镜和经纬仪呈多种位置关系、各种情况下的可视角度进行分析,得到以下结论:经纬仪中心保持不变,立方镜绕其几何中心旋转,其可实现准直的角度区间宽度不大于。进一步分析得到如下结论:
1) 当经纬仪理论角度参数(H1、H2、V1、V2 )任一数值,与立方镜实际准直状态下的经纬仪读数,差值绝对值大于时,必定至少有1台仪器无法对立方镜实现准直,需要调整仪器位置,多台仪器需要重新建站。
2) 差值绝对值小于时,经纬仪也不一定能完全实现准直,因经纬仪理论角度参数与实际读数差值,可能超出经纬仪可视角度区间。例如,两者差值为,经纬仪可视角度区间为。
3) 差值绝对值小于时,经纬仪也不一定能完全实现准直;但是,如果实际调置呈准直状态,经纬仪视准轴与立方镜准直面交点在镜面中心处,差值绝对值小于时,经纬仪必定可实现对立方镜理论姿态的准直。
2.3 方法应用心得
为进一步提高测量效率,减少仪器建站次数,针对经纬仪调整操作进行了分析,流程如图10所示。
经纬仪第一次建站测量,得到仪器理论姿态参数,如发现立方镜理论姿态不可测,对立方镜实际姿态严格准直,得到经纬仪实际准直角度,根据解算的理论角度,计算出两者差值(△H1 、△H2 、△V1 、△V2 );根据仪器角度偏差,计算出仪器位移量,方法如下:
其中:Gi 为经纬仪高度方向位移量;Di 为经纬仪左右方向位移量;Fi 为立方镜准直面与经纬仪物镜距离(准确到厘米级)。
将经纬仪调整到合适位置后,再进行调平、建站,对仪器姿态参数解算、调置。如仍无法得到立方镜准直图像,原因在立方镜偏离理想姿态过大,需要对产品进行初步调整。测量人员监视经纬仪视场,指导操作人员对产品姿态进行较大范围的调整,直到经纬仪视场中出现准直图像,一般不需要仪器再重新建站。为进一步提高仪器准直可视几率,建议第一次建站前确定经纬仪位置,对立方镜实际姿态进行自准直操作时,尽量保证:严格准直状态下,经纬仪视准轴与立方镜准直面交点位于面中心。
3 结 论
本文对经纬仪准直测量原理进行了介绍,结合实践应用,对产品姿态调整测量过程提出了“姿态实时监视法”,对方法应用思路、适用范围及应用心得进行了详细介绍。相较以往事后测量方式,该方法实现了对产品调整操作的实时测量,对操作动作能予以准确、即时干预,减少了仪器建站标定、产品姿态测量的频次,优化了操作流程,提高了测量效率,极大地改善了准直测量的快捷性和简便性,应用前景广阔。
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经纬仪使用技巧 篇9
1 经纬仪的误差分析
1.1 视准轴误差
望远镜的十字丝中心与的物镜光心连线线被称为视准轴。如果仪器已整置水平, 即垂直轴与测站铅垂线保持一致, 并且垂直轴和水平轴正交, 仅因为视准轴与水平轴不正交, 就是实际的视准轴与真实的视准轴存在一个夹角C, 这样就被称为视准轴误差。当测量时的视准轴向垂直度盘偏一侧时, C就为正值, 反之C就为负值。造成视准轴误差的主要原因是因为仪器调整和安装不符合要求, 使得望远镜十字丝的中心偏离正确的置, 这样就造成水平轴与视准轴不完全正交, 就造成了视准轴的误差。另外, 外界不利的温度的变化也会造成视准轴的位置发生变化, 就会造成视准轴误差。减少误差措施:只要视准轴误差对观测方向值的影响, 在望远镜纵转前后, 保持测量大小相等, 并且符号相反。所以, 取盘右与盘左的中数就可以消除造成视准轴误差的影响。
1.2 水平轴倾斜误差
如果水平轴与视准轴正交, 并且测站铅垂线与垂直轴保持一致时, 仅仅因为垂直轴与水平轴不完全正交使得水平轴倾斜一个小角i, 称为水平轴倾斜误差。引起这种误差的原因是:因为在仪器调整、安装时候不符合要求, 从而使得仪器的水平轴两支架不处于等高;或者仪器的水平轴两端直径不相等。消除误差措施:在观测角度时侯, 只要两个方向的垂直角的差值不大并且接近于0°时, 水平轴倾斜的误差就会在半测回角度值中可以得到消除。
1.3 垂直轴倾斜误差
如果仪器三轴问的关系都正确, 只是因为仪器没有严格整置水平, 使得仪器的垂直轴偏离了测站的铅垂线出现了一个微小的角度v, 这种误差被称为垂直轴倾斜误差。消除误差措施:因为直轴倾斜的大小和方向不会随着照准部转动而发生变化, 所以造成的水平轴倾斜方向在望远镜的纵转前后是不变的, 所以, 对任意一观测方向都不能期望通过盘左和盘右观测中取中数就会消除垂直轴倾斜误差。
2 经纬仪误差控制措施
我们在实际工作中, 往往采用水准仪来控制高程, 当地势高低落差较大, 地形复杂时, 经常采用经纬仪来测量高程。利用经纬仪测量结果误差会造成工程达不到标准。为了减小经纬仪测量误差在允许的结果内, 使得工程验收合格, 我们需要采用一些措施来提高经纬仪测量精度, 将测量误差控制在工程质量合格允许范围之内。
2.1 经纬仪误差常用控制
(1) 仪器的误差。仪器的误差是指仪器的纵横轴线不能满足测量所要求的几何条件, 从而会产生的误差。所以, 我们在作业前, 必须对仪器进行严格的检校, 保证在测量前的准备仪器符合测量要求;但是仪器经校正后的残留下的误差及仪器制作不完美等不可能校正可以避免的误差, 但是可以采用合适的作业方法如通过盘右、盘左观测取平均值的均值技巧来减小其带来的误差。 (2) 仪器安置的误差。包括对整平误差以及产生的中误差, 在观测时应使得经纬仪严格对中和整平来减小测量误差。 (3) 标杆倾斜控制误差的方法。在利用经纬仪观察测量角度时, 标杆要严格竖直, 并尽量瞄准其测量底部, 这样可以减小测量误差。 (4) 观测产生误差。观测产生误差包含读数造成的误差和瞄准造成的误差, 由于望远镜的放大倍率是产生瞄准误差的主要, 分微尺最小格值是产生读数误差主要原因, 要减小观测所产生的误差, 测量时要尽量选用精密和先进的经纬仪。 (5) 外界条件的影响产生的误差。如日晒、大风、温度等引起的经纬仪的不稳定、仪器的整平程度, 所以, 要选择有利时间和地理情况观测清晰稳定的目标成象, 这样才能克服不利条件的影响产生的误差。
2.2 对中误差的误差控制
一般的经纬仪测量都是利用计算机编制的程序, 在已知高程位置架设立经纬仪, 测量出经纬仪高度, 记录下待测地形点上标尺的中下丝数据。将经纬仪器架设点高程、经纬仪高度、上中下丝的读数输入计算机, 根据计算机编制的程序就可以输出测量的高程、距离结果。从一般的测量情况可以看出, 经纬仪架设点高程首先需要使用水淮测量测出, 然后在刚才水准仪测量点上使用经纬仪的铅锤对中后整平下。因为对中误差是经纬仪测量过程误差的非常重要因素之一。为了使得测量方便而且测量结果准确, 也可以在未知点先架设仪器, 将经纬仪的视线调节水平, 通过瞄准已知高程点标尺上, 可以测量、计算出本站点的高程, 仪器不需要对中, 这样就避免了对中误差。
2.3 视距的误差控制
视距测量是利用望远镜内的视距丝装置, 通过几何光学原理可以同时测定要测量的高差和距离的一种有效方法。在利用视距测量在测定高差和距离时, 我们所使用公式是近似公式, 所以我们在利用视距测量的精度比较低, 根据测量学中介绍的, 如果在比较好的测量条件下, 视距测量的精度大约为1/200~1/300。因为视距测量的操作比较简单方便、并且不受地形限制等一系列的优点, 所以被广泛应用于水利建筑工程的地形图测量、施工放样中。为了提高视距测量精度, 减小测量误差, 我们在水利工程测量实践工作中发现, 视距所测量的结果的近似值与真真值相对之距与测量视线与水平线夹角а有很大的关系, 当|а|>10°时, 高程的误差和所测量距离误差大大超过误差所允许范围之内, 但是当|а|<5°时, 所测量的就误差较小, 误差控制在所允许范围之内。所以可以说, 测量视线与水平线夹角角а是影响视距测量精度的非常重要因素之一。所以, 我们在利用经纬仪进行工程测量中, 要将测量视线与水平线夹角а角控制在5°范围内, 就可以在很大程度上提高视距所测量的精度, 减小测量的误差。
3 结语
在利用经纬仪进行测量中, 测量的结果会受到各种因素的影响, 因此不可避免地存在各种误差。我们只要在测量作业过程中, 要严格遵守所规定的操作规程, 采用合适的测量作业方法, 经纬仪的一些误差就会得到控制, 测量的精度也会在很大程度上得以提高。
摘要：在水利工程建设施工测量中, 通常采用水准仪测量和经纬仪测量, 两者各有利弊, 文章介绍减小经纬仪测量误差的经验。
关键词：水利工程测量,经纬仪,测量误差
参考文献
[1]SL52-93, 水利水电工程施工测量规范[S].中华人民共和国水利部, 中华人民共和国电力工业部, 1994.
[2]张时英, 刘智敏.测量实践的数据处理[M].北京:科学出版社, 1997.
经纬仪与小平板仪联合测图 篇10
1 经纬仪配合小平板仪测图
把小平板仪安置在测站点上, 照准立尺点方向, 用经纬仪测量视距和高差, 此方法称为经纬仪配合小平板测图法。测图步骤如下:
1) 把经纬仪安置在测站点A旁的T点上 (如图1) , 距A点1.5~2.0m, 以不影响小平板照准各立尺点为准。
2) 在A点立尺, 使望远镜视线水平, 中丝在尺上读数为l, 经纬仪的视线高程为 (HA+l) 。
3) 把小平板仪安置在测站点A上, 对中整平后, 按照图上的已知点b标定图板方向。
4) 把测斜照准仪直尺斜边贴靠在测站点a瞄准T点, 并用皮尺量出AT的距离, 按测图比例尺在该方向线上定出T点在图上的位置t。
5) 测图员以照准仪的直尺边缘贴靠于图上测站点a上, 对准立于地形点P上的标尺, 用经纬仪以视距法测定平距和高差。因所测距离为经纬仪至立尺点的距离, 因此, 在图上展绘P点位置时, 须用两脚规先在比例尺上卡出TP的平距, 以图上的t点为圆心, TP为半径画弧, 它与照准仪直尺边缘的相交点P, 就是所测地形点在图上的位置。
6) 同法测定A点周围的其它碎部点。
在1∶2000及1∶5000比例尺测图中, 为提高测图效率, 通常把经纬仪测得的平距目估改为测站点到地形点的平距。绘图从测站点起直接在照准仪直尺斜边的比例尺上截取距离刺出地形点的位置。经纬仪的位置在不影响测图的条件下, 要尽可能靠近测站点, 这样有利于距离的目估改正。在量取经纬仪的仪器高时, 要以测站点为起点。
2 经纬仪测绘法
经纬仪测绘法就是把经纬仪安置在测站点上测方向、距离和高程, 使用量角器在小平板上展绘成图, 其成图方法即经纬仪测绘法。
其工作程序如图2。即:把经纬仪安置在测站点A上, 量取仪器高后用望远镜瞄准另一图根点B作为起始方向, 并使水平度盘读数为0°00′。再以顺时针方向依次瞄准各立尺点, 读记水平角、视距和竖直角。按顺序算出立尺点的水平距离和高程。按照观测出的水平角和记录算出的水平距离, 用量角器在小平板上展绘出立尺点的位置, 并注出高程。再根据测绘于小平板上的地形点描绘地物、地貌。用量角器展绘地形点的方法如图3。a、b是图上的已知图根点, 1是欲展绘的地形点。将量角器底边中央的小孔对准图上的测站点a并在小孔中插一测针。转动量角器, 使起始方向ab正对在立尺点1的水平角值上, 此时量角器底边的方向就是测站a到立尺点1的方向, 根据量角器直径上的比例尺分划, 按a1的水平距离, 在图上刺出立尺点1的位置。如立尺点的水平角值大于180°, 在展点时要使用量角器里圈所注角度值, 沿直径左边的比例尺分划刺点。
使用经纬仪测绘法测图时, 要及时检查起始方向水平度盘读数是否为零, 防止出现差错。