水準(zhǔn)儀的分類.doc

1、水準(zhǔn)儀按結(jié)構(gòu)可分為微傾水準(zhǔn)儀、 自動安平水準(zhǔn)儀、 激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀 （電子水準(zhǔn)儀），按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀的代號為 DS , “ D”和“ S”是“大地”和“水準(zhǔn)儀”漢語拼音的第一個字母通常在書寫時可省略字母“ D”，“ 05”、“ 1”、“ 3”和“10”等數(shù)字表示儀器的精度，前兩個為精密水準(zhǔn)用于高等水準(zhǔn)測量，后兩個為普通水準(zhǔn)儀用于一般工程測量和地形測量。光學(xué)水準(zhǔn)儀與數(shù)字水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)光學(xué)水準(zhǔn)儀主要有基座和照準(zhǔn)部兩部分組成?；嫌腥齻€角螺旋， 其作用是整平儀器。照準(zhǔn)部是水準(zhǔn)儀的主要部件，主要由望遠(yuǎn)鏡、 水準(zhǔn)器和控制螺旋組成，能繞水準(zhǔn)儀豎軸在水平面內(nèi)作全圈旋轉(zhuǎn)。數(shù)字水準(zhǔn)

2、儀是在自動安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，豎軸水準(zhǔn)儀是目前最先進(jìn)的水準(zhǔn)儀，配合專門的條碼水準(zhǔn)尺，通過儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng)，自動獲取水準(zhǔn)尺的條碼讀數(shù)，不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測繪作業(yè)的勞動前度，避免人為的主觀讀數(shù)誤差，提高測量精度和效率。數(shù)字水準(zhǔn)儀具有測量速度快、精度高、操作簡單、讀數(shù)直觀，能自動計算高差、 高程，自動記錄數(shù)據(jù)， 測量數(shù)據(jù)便于輸入計算機(jī)和容易實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)測量內(nèi)外業(yè)一體化等諸多特點(diǎn)。因此受到了廣大用戶的青睞。數(shù)字水準(zhǔn)儀和傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀的異同（一）相同點(diǎn)數(shù)字水準(zhǔn)儀具有與傳統(tǒng)水準(zhǔn)儀相同的光學(xué)、機(jī)械和補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)；光學(xué)系統(tǒng)也是沿用光學(xué)水準(zhǔn)儀的；水準(zhǔn)標(biāo)尺一面具有用于電子讀數(shù)的條碼，另一

3、面具有傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺的E 型分劃；既可用于數(shù)字水準(zhǔn)測量，也可用于傳統(tǒng)水準(zhǔn)測量，摩托化水準(zhǔn)測量，形變監(jiān)測和適當(dāng)?shù)墓I(yè)測量。（二）不同點(diǎn)1 、數(shù)字水準(zhǔn)儀采用光電技術(shù)自動獲取標(biāo)尺讀數(shù)，而光學(xué)水準(zhǔn)儀則由觀測員通過光學(xué)設(shè)備 (如目鏡、光學(xué)測微器、十字絲分劃板等) 人工讀出。2 、數(shù)字水準(zhǔn)儀由C C D 傳感器取代人眼。3 、數(shù)字水準(zhǔn)儀由C C D 傳感器獲取幾個條碼確定儀器電子視準(zhǔn)軸的位置，而光學(xué)水準(zhǔn)儀借助十字絲分劃線來確定視準(zhǔn)軸的位置。4 、在光學(xué)水準(zhǔn)儀測量系統(tǒng)中僅有一個尺度因子，即光學(xué)水準(zhǔn)儀的觀測視線與水準(zhǔn)尺分劃間有一一對應(yīng)關(guān)系，而數(shù)字水準(zhǔn)儀則有兩個尺度因子一數(shù)字水準(zhǔn)儀本身的尺度因子即DM傳感器的像素

4、和條碼尺的尺度因子。數(shù)字水準(zhǔn)儀本身僅能夠給出C C D 像素的個數(shù)，但對于水準(zhǔn)測量， 則需要將數(shù)字水準(zhǔn)儀的尺度因子歸算至條碼尺的尺度因子中，因此，數(shù)字水準(zhǔn)儀必須要先確定這兩個尺度因子間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，即垂直放大率或稱為物像比。比較分析( 2 ) 采用數(shù)字水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量：選用數(shù)字水準(zhǔn)儀作為測量儀器，水準(zhǔn)尺要選用相應(yīng)的條形碼水準(zhǔn)尺，包括鋼瓦鋼尺與玻璃纖維尺兩種（每把只有單面有條形碼可供讀數(shù)）。數(shù)字水準(zhǔn)儀可以將許多觀測模式程序內(nèi)置到里面，就可以使用單次測量或多次測量模式，顯示器選用為液晶顯示器，可以對產(chǎn)生數(shù)據(jù)進(jìn)行自動儲存，也可以對視線長度限差指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值設(shè)定，利用自帶的內(nèi)存或者存儲卡，就可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行通

5、訊傳輸，實(shí)現(xiàn)方便快捷的無紙化操作，觀測過程中只要按一下按鈕，條碼信息就會被機(jī)器自動采集并且轉(zhuǎn)化成數(shù)字，其中涵蓋多種i角檢驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?可以對i角值在進(jìn)行保存的同時作出檢查，對錯誤的數(shù)值提供自改正。 為了保障儀器在實(shí)際應(yīng)用中可以正常使用，使用過程必須遵循以下條件：a 尺面要保持整潔，不能令條碼出現(xiàn)損傷的情況；b 觀測時尺面要具有足夠強(qiáng)的亮度三絲范圍內(nèi)障礙物遮擋面積小于3 0；C 測程范圍銦鋼尺要保證距離為米一6 0米，標(biāo)準(zhǔn)尺要保證距離為米110 米等幾種，將測景時間控制在3 秒左右；d 打雷、 閃電等惡劣天氣不可以進(jìn)行測景操作，避免儀器和因鋼尺出現(xiàn)導(dǎo)電的情況，同時要遠(yuǎn)離高壓線和可能對測量造成電磁波干

6、擾的設(shè)備；e 時刻關(guān)注電池、內(nèi)存及存儲卡容量問題，避免觀測出現(xiàn)不順利情況。1 數(shù)字水準(zhǔn)儀相對于光學(xué)水準(zhǔn)儀的特點(diǎn)數(shù)字水準(zhǔn)儀是以自動安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ)，在望遠(yuǎn)鏡光路中增加了分光鏡和探測器(cco) ，并采用條碼標(biāo)尺和數(shù)字圖像處理系統(tǒng)而構(gòu)成的光機(jī)電測量一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標(biāo)尺又可以象一般自動安平水準(zhǔn)儀一樣使用，它與傳統(tǒng)光學(xué)水準(zhǔn)儀相比有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 讀數(shù)客觀。不存在誤讀、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。(2) 精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖像經(jīng)過處理后取平均得出來的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。 多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件如振動、 大氣擾動等的影響。

7、這同時也就要求標(biāo)尺條碼要有足夠的可見范圍，用于測量的條碼不能遮擋。(3) 速度快。由于省去了報數(shù)、聽記、現(xiàn)場計算以及人為出錯的重測數(shù)量，測量時間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省 1 3 左右。(4) 效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動讀數(shù)，減輕了勞動強(qiáng)度。視距還能自動記錄、檢核、處理并能輸入電子計算機(jī)進(jìn)行后處理，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化。(5) 操作簡單。由于儀器實(shí)現(xiàn)了讀數(shù)和記錄的自動化，并預(yù)存了大量測量和檢核程序，在操作時還有實(shí)時提示， 因此測量人員可以很快掌握使用方法， 減少了培訓(xùn)時間， 即使不熟練的作業(yè)人員也能進(jìn)行高精度測量。另外，數(shù)字水準(zhǔn)儀也存在一些不如光學(xué)水準(zhǔn)儀的地方，主要表現(xiàn)為：(1) 數(shù)字水準(zhǔn)儀對

8、標(biāo)尺進(jìn)行讀數(shù)不如光學(xué)水準(zhǔn)儀靈活，數(shù)字水準(zhǔn)儀只能對其配套標(biāo)尺進(jìn)行照準(zhǔn)讀數(shù)，而在有些部門的應(yīng)用中，使用自制的標(biāo)尺，甚至是普通的鋼板尺，只要有刻劃線，光學(xué)水準(zhǔn)儀就能讀數(shù)，而數(shù)字水準(zhǔn)儀則無法工作。同時，數(shù)字水準(zhǔn)儀要求有一定的視場范圍， 但在有些情況下，只能通過一個較窄的狹縫進(jìn)行照準(zhǔn)讀數(shù)，這時就只能使用光學(xué)水準(zhǔn)儀。(2) 數(shù)字水準(zhǔn)儀受外界條件影響大。由于數(shù)字水準(zhǔn)儀是由CCD探測器來分辨標(biāo)尺條碼的圖象，進(jìn)而進(jìn)行電子讀數(shù)，而 CCD只能在有限的亮度范圍內(nèi)將圖像轉(zhuǎn)換為用于測量的有效電信號。因此，水準(zhǔn)標(biāo)尺的亮度是很重要的，要求標(biāo)尺亮度均勻，并且亮度適中。影響數(shù)字水準(zhǔn)儀測量的因素（ 1） （影響數(shù)字水準(zhǔn)儀測量的因

9、素與主機(jī)有關(guān)的誤差源1）圓水準(zhǔn)器位置不正確圓水準(zhǔn)器位置不正確可引起水準(zhǔn)儀豎軸傾斜，形成“水平面傾斜”誤差。2）補(bǔ)償器誤差補(bǔ)償器誤差分為補(bǔ)償器安置誤差和補(bǔ)償器滯后誤差。前者反映補(bǔ)償器建立水平視線的重復(fù)精度，通常作為儀器出廠的重要技術(shù)指標(biāo)。后者指補(bǔ)償器的平衡位置和靜止位置之差。3）視準(zhǔn)軸誤差（i 角誤差）在數(shù)字水準(zhǔn)儀上，i角誤差分為光學(xué)i角誤差和電子i角誤差。由于環(huán)境溫度、機(jī)械振動（如儀器搬站等） 、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦和磁場（包括地球磁場和外部電磁場）會引起i角變化。因此 i角誤差通常指環(huán)鏡溫度為20C，在目標(biāo)無窮遠(yuǎn)時，儀器視準(zhǔn)軸與水平面間的夾角。4）補(bǔ)償誤差由于補(bǔ)償器性能不完善導(dǎo)致的儀器視準(zhǔn)軸傾斜，會對

10、前后觀測帶來“水平面傾斜”誤差。5）高程誤差其它原因?qū)е碌摹八矫鎯A斜”誤差。（2）與條碼尺有關(guān)的誤差1）尺底面缺陷尺底面缺陷包括零點(diǎn)誤差、尺底面不平和尺底面與尺的軸線不垂直等。2）水準(zhǔn)尺缺陷水準(zhǔn)尺缺陷主要有水準(zhǔn)尺上的圓水準(zhǔn)器不正確、因瓦鋼帶的拉力不正確、水準(zhǔn)尺的比例誤差（包括比例誤差和比例誤差的變化）、溫度膨脹和尺彎曲和扭曲等。其中圓水準(zhǔn)器不正確將引起水準(zhǔn)尺的傾斜，導(dǎo)致較大系統(tǒng)誤差。3）水準(zhǔn)尺分劃誤差水準(zhǔn)尺分劃誤差包括單個條碼線的分劃誤差和有缺陷條碼線引起的分劃誤差。4）其它包括普通水準(zhǔn)尺的聯(lián)接誤差和因潮濕引起的膨脹水準(zhǔn)測量就是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測定地面上兩點(diǎn)間高差, 從而由已知點(diǎn)高程推求未知點(diǎn)的高程。傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀即光學(xué)水準(zhǔn)儀, 是以人工讀取、記錄測量數(shù)據(jù)的，開展工作一般要求4 名作業(yè)人員。而對于不同等級的水準(zhǔn)觀測，為了得到有效的測量成果，都有相關(guān)的技術(shù)要求，例如：最大視線長度、前后視距差、附合或環(huán)線閉合差、往返測互差等。如果哪一項(xiàng)指標(biāo)超出規(guī)范的要求就必須局部或整體重測，這樣勢必增加了外業(yè)工作量。 而數(shù)字水準(zhǔn)儀精度較高、測程遠(yuǎn)、望遠(yuǎn)鏡部分放大倍率3 0 x以上、有效孔徑達(dá)4 5 m m ； 最短視距l(xiāng) m以內(nèi)。且操作簡便，容易上手，稍有經(jīng)驗(yàn)的操作人員基本上不需要培訓(xùn)，上手就能直接使用。數(shù)據(jù)可先存儲在儀器內(nèi)存，在作業(yè)完成之后再備