2F311022测量仪器的使用

【考点】常用测量仪器及其作用【重要】
水利工程施工常用测量仪器：水准仪、经纬仪、电磁波测距仪、全站仪、卫星定位系统。
（一）水准仪及水准测量
用于水准测量，借助水平视线，测出两点之间的高差。
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，即每公里往返高差测量的偶然中误差为士3mm。

【例题】以下属于普通水准仪的有（）。
A.DS3
B.DS1
C.DS10
D.DS05
E.DS20
【答案】AC
【解析】DS3、DS10、DS05、DS1水准仪的千米往返高差中数偶然中误差分别≤3.0mm、10.0mm、0.5mm、1.0mm。S05级和S1级水准仪称为精密水准仪，S3级和S10级水准仪又称为普通水准仪。
水准仪的使用步骤：
1、仪器安置与粗略整平。支开三脚架并插入土中（或安置稳定），并使架头大致水平。利用连接螺旋将仪器与三脚架固连，然后旋转脚螺旋使仪器上的圆水准器的气泡居中；
2、瞄准。当仪器粗略整平后，通过调整望远镜的制动螺旋以及目镜调节螺旋，使望远镜中的十字丝和水准尺的呈像均清晰；
3、精确整平和读数。转动仪器的微倾螺旋使水准管的水泡居中，然后利用十字丝的横线读取水准尺的相应数据。
水准尺：
按其形式不同分：折尺、塔尺、直尺等。
三、四等水准测量或普通水准测量所使用的水准尺尺长为3m，一面分划黑白相间称为黑面尺（也叫主尺），另一面分划红白相间称为红面尺（也叫辅助尺）。为倒像望远镜观测方便，注字常倒写。水准尺一般安置在尺垫（又称尺台）上，其形式有三角形、圆形。水准测量的一般要求和方法：
1、选择水准测量的路线。根据已知水准点和待测高程点的数量和地形等条件，选择闭合水准路线或符合水准路线或支水准线路。
2、当两点之间较远或高差较大时，则需要在两点之间分成若干段，设置转点，在点之间安置仪器，依次测得各点高差，最后测算出高程。
3、测量时，要按一定记录格式做到“随测、随记、随算”。
4、校核方法和精度要求。
国家水准测量：分为一、二、三、四等，其余称为等外水准测量或一般水准测量。一、二等水准网是国家高程控制网的基础，三、四等水准网加密于一、二等水准网内，用于工程等测量。
5、测量误差及其消减方法。
测量误差来源于：仪器误差、观测误差和外界条件的影响等。
1）仪器误差。包括：仪器校正不完善的误差、对光误差、水准尺误差等。（18年考点）
2）观测误差。包括：整平误差、视差、照准误差、估读误差、水准尺竖立不直的误差等。一般情况下，观测误差是误差的主要来源。
3）外界条件的影响。包括：仪器升降的误差、尺垫升降的误差、地球曲率的影响、大气折光的影响等。

【例题】下列工程施工放样产生的误差中，属于仪器误差的是( )。【2018】
A.照准误差
B.整平误差
C.对光误差
D.估读误差
【答案】C
【解析】仪器误差，包括仪器校正不完善的误差、对光误差、水准尺误差等。
【提示】复习时对水准仪的作用（高差）、分类（普通、精密）、使用（安置仪器和粗平、瞄准、精平和读数）要多关注。
（二）经纬仪及其应用
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。另外，经纬仪也可用于低精度测量中的视距测量。
经纬仪按精度不同分为 DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和 DJ30五个等级。数字07、1、2、6、30表示该仪器精度，为一测回方向中误差的秒数。
经纬仪主要有照准部、水平度盘和基座三大部分组成。
水平角测量及误差：
1）主要步骤包括仪器安置（对中、整平）、测角。
2）测角的方法有回测法（一个测站只有两个方向需要测）、全圆测回法（一个测站多于两个方向需要测）。
水平角测量及误差：
1）主要步骤包括仪器安置（对中、整平）、测角。
2）测角的方法有回测法（一个测站只有两个方向需要测）、全圆测回法（一个测站多于两个方向需要测）。
3）误差来源：仪器误差、观测误差（对中、整平、目标偏心、照准、读数等误差）和外界条件的影响等。
【提示】经纬仪知识点考查频率高，出现在 13、15、17年真题中，对作用（角度）、类型（5个等级）和测角方法（回测法和全圆测回法）要牢记。
（三）距离量测及直线定向
距离量测是要确定地面两点之间的水平距离或倾斜距离。方法有：钢（皮）卷尺量距、视距量距、电磁波测距和卫星测距等。
1、卷尺测距。常用于控制测量和施工放样。花杆用于标定直线端点点位以及方向。测钎用于标定每尺段端点的位置及丈量过的整尺段数。
距离丈量时的误差：尺长误差、温度误差、拉力误差、钢尺不水平误差、定线误差、风力影响等。
2、视距量距。利用经纬仪测定观测点之间的水平距离，精度较低，但简便且速度快。
3、电磁波测距。分为：微波测距仪，激光测距仪（以上两种仪器测距可达60km）；红外测距仪（测距15km以内）；后两者又称为光电测距仪。
4、直线定向。确定一条直线的方向，先要确定一标准方向作为直线定向的依据。标准方向有：真子午线、磁子午线、坐标纵轴等。用方位角或坐标方位角表示直线的方向。

【例题】距离量测的方法主要包括（）。
A.钢（皮）卷尺量距
B.视距量距
C.电磁波测距
D.卫星测距
E.经纬仪测距
【答案】ABCD
【解析】距离量测是要确定地面两点之间的水平距离或倾斜距离。方法有钢（皮）卷尺量距、视距量距、电磁波测距和卫星测距等。
（四）全站仪
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：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）卫星定位系统
具有海、陆、空全方位，全天性、连续性和实时性的导航、定位和定时功能，能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
投入使用的有中国北斗卫星导航系统（BDS）、美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）、欧盟伽利略定位系统（GALILEO）等。

【考点】测量误差【重要】
系统误差：在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果出现的误差在符号和数值大小上都相同，或按一定的规律变化。主要是由于使用仪器的不完善及外界条件的变化所产生。可以通过改正以及提高使用者的鉴别能力尽可能全部或部分消除。
偶然误差：在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面上看没有任何规律性。主要是由于人的感觉器官和仪器的性能受到一定的限制，以及外部条件的影响造成。
粗差：由于观测者粗心或者受到干扰造成的错误，如测错、记错、算错等。
误差处理原则：粗差是大于限差的误差，是由于观测者的粗心大意或受到干扰所造成的错误。错误应该可以避免，包含有错误的观测值应该舍弃，并重新进行观测。实际工作中，可以通过多于必要的观测（称为多余观测），来发现和消除错误。

【例题】在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面上看没有任何规律性，这种误差称为（）。
A.粗差
B.系统误差
C.偶然误差
D.必然误差
【答案】C
【解析】在相同的观测条件下，对某一量进行一系列的观测，如果误差出现的符号和数值大小都不相同，从表面上看没有任何规律性，这种误差称为“偶然误差”。
【提示】测量误差分类和处理原则不应死记用背，要理解学习，系统误差按规律变化，偶然误差无规律，粗差错误，错误应避免并重新观测。