水准仪的分类.doc

水准仪的分类水准仪按结构可分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（电子水准仪），按精度分为精密水准仪和普通水准仪。水准仪的代号为DS,“D”和“S”是“大地”和“水准仪”汉语拼音的第一个字母通常在书写时可省略字母“D”，“05”、“1”、“3”和“10”等数字表示仪器的精度，前两个为精密水准用于高等水准测量，后两个为普通水准仪用于一般工程测量和地形测量。光学水准仪与数字水准仪的特点光学水准仪主要有基座和照准部两部分组成。基座上有三个角螺旋，其作用是整平仪器。照准部是水准仪的主要部件，主要由望远镜、水准器和控制螺旋组成，能绕水准仪竖轴在水平面内作全圈旋转。数字水准仪是在自动安平水准仪的基础上发展起来的，竖轴水准仪是目前最先进的水准仪，配合专门的条码水准尺，通过仪器中内置的数字成像系统，自动获取水准尺的条码读数，不再需要人工读数。这种仪器可大大降低测绘作业的劳动前度，避免人为的主观读数误差，提高测量精度和效率。 数字水准仪具有测量速度快、精度高、操作简单、读数直观，能自动计算高差、高程，自动记录数据，测量数据便于输入计算机和容易实现水准测量内外业一体化等诸多特点。因此受到了广大用户的青睐。数字水准仪和传统水准仪的异同（一）相同点数字水准仪具有与传统水准仪相同的光学、机械和补偿器结构；光学系统也是沿用光学水准仪的；水准标尺一面具有用于电子读数的条码，另一面具有传统水准标尺的E型分划；既可用于数字水准测量，也可用于传统水准测量，摩托化水准测量，形变监测和适当的工业测量。（二）不同点1 、数字水准仪采用光电技术自动获取标尺读数，而光学水准仪则由观测员通过光学设备 ( 如目镜、光学测微器、十字丝分划板等)人工读出。2 、数字水准仪由 C C D传感器取代人眼。3 、数字水准仪由 C C D传感器获取几个条码确定仪器电子视准轴的位置，而光学水准仪借助十字丝分划线来确定视准轴的位置。4 、在光学 水准仪测量系统中仅有一个尺度因子，即光学水准仪的观测视线与水准尺分划间有一一对应关系，而数字水准仪则有两个尺度因子一数字水准仪本身的尺度因子即D M传感器的像素和条码尺的尺度因子。数字水准仪本身仅能够给出C C D像素的个数，但对于水准测量，则需要将数字水准仪的尺度因子归算至条码尺的尺度因子中，因此，数字水准仪必须要先确定这两个尺度因子间的转换关系，即垂直放大率或称为物像比。比较分析( 2 ) 采用数字水准仪进行测量：选用数字水准仪作为测量仪器，水准尺要选用相应的条形码水准尺，包括钢瓦钢尺与玻璃纤维尺两种（每把只有单面有条形码可供读数）。数字水准仪可以将许多观测模式程序内置到里面，就可以使用单次测量或多次测量模式，显示器选用为液晶显示器，可以对产生数据进行自动储存，也可以对视线长度限差指标进行数值设定，利用自带的内存或者存储卡，就可以将数据进行通讯传输，实现方便快捷的无纸化操作，观测过程中只要按一下按钮，条码信息就会被机器自动采集并且转化成数字，其中涵盖多种 i 角检验模式，可以对 i 角值在进行保存的同时作出检查，对错误的数值提供自 改正。为了保障仪器在实际应用中可以正常使用，使用过程必须遵循以下条件 ：a 尺面要保持整洁，不能令条码出现损伤的情况；b 观测时尺面要具有足够强的亮度三丝范围内障碍物遮挡面积小于3 0 ；C 测程范围铟钢尺要保证距离为1.8米一 6 0 米， 标准尺要保证距离为1.8米110米等几种，将测景时间控制在3秒左右；d 打雷、闪电等恶劣天气不可以进行测景操作，避免仪器和因钢尺出现导电的情况，同时要远离高压线和可能对测量造成电磁波干扰的设备；e 时刻关注电池、内存及存储卡容量问题，避免观测出现不顺利情况。1数字水准仪相对于光学水准仪的特点数字水准仪是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(cco)，并采用条码标尺和数字图像处理系统而构成的光机电测量一体化的高科技产品。采用普通标尺又可以象一般自动安平水准仪一样使用，它与传统光学水准仪相比有以下优点：(1)读数客观。不存在误读、误记问题，没有人为读数误差。(2)精度高。视线高和视距读数都是采用大量条码分划图像经过处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件如振动、大气扰动等的影响。这同时也就要求标尺条码要有足够的可见范围，用于测量的条码不能遮挡。(3)速度快。由于省去了报数、听记、现场计算以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省13左右。(4)效率高。只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。视距还能自动记录、检核、处理并能输入电子计算机进行后处理，可实现内外业一体化。(5)操作简单。由于仪器实现了读数和记录的自动化，并预存了大量测量和检核程序，在操作时还有实时提示，因此测量人员可以很快掌握使用方法，减少了培训时间，即使不熟练的作业人员也能进行高精度测量。另外，数字水准仪也存在一些不如光学水准仪的地方，主要表现为：(1)数字水准仪对标尺进行读数不如光学水准仪灵活，数字水准仪只能对其配套标尺进行照准读数，而在有些部门的应用中，使用自制的标尺，甚至是普通的钢板尺，只要有刻划线，光学水准仪就能读数，而数字水准仪则无法工作。同时，数字水准仪要求有一定的视场范围，但在有些情况下，只能通过一个较窄的狭缝进行照准读数，这时就只能使用光学水准仪。(2)数字水准仪受外界条件影响大。由于数字水准仪是由CCD探测器来分辨标尺条码的图象，进而进行电子读数，而CCD只能在有限的亮度范围内将图像转换为用于测量的有效电信号。因此，水准标尺的亮度是很重要的，要求标尺亮度均匀，并且亮度适中。影响数字水准仪测量的因素（1） （影响数字水准仪测量的因素 与主机有关的误差源1）圆水准器位置不正确圆水准器位置不正确可引起水准仪竖轴倾斜，形成“水平面倾斜”误差。2）补偿器误差补偿器误差分为补偿器安置误差和补偿器滞后误差。前者反映补偿器建立水平视线的重复精度，通常作为仪器出厂的重要技术指标。后者指补偿器的平衡位置和静止位置之差。3）视准轴误差（i角误差）在数字水准仪上，i 角误差分为光学i 角误差和电子i 角误差。由于环境温度、机械振动（如仪器搬站等）、望远镜调焦和磁场（包括地球磁场和外部电磁场）会引起i 角变化。因此i 角误差通常指环镜温度为20C，在目标无穷远时，仪器视准轴与水平面间的夹角。4）补偿误差由于补偿器性能不完善导致的仪器视准轴倾斜，会对前后观测带来“水平面倾斜”误差。5）高程误差其它原因导致的“水平面倾斜”误差。（2）与条码尺有关的误差1）尺底面缺陷尺底面缺陷包括零点误差、尺底面不平和尺底面与尺的轴线不垂直等。2）水准尺缺陷水准尺缺陷主要有水准尺上的圆水准器不正确、因瓦钢带的拉力不正确、水准尺的比例误差（包括比例误差和比例误差的变化）、温度膨胀和尺弯曲和扭曲等。其中圆水准器不正确将引起水准尺的倾斜，导致较大系统误差。3）水准尺分划误差水准尺分划误差包括单个条码线的分划误差和有缺陷条码线引起的分划误差。4）其它包括普通水准尺的联接误差和因潮湿引起的膨胀水准测量就是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差,从而由已知点高程推求未知点的高程。传统的水准仪即光学水准仪,是以人工读取、记录测量数据的，开展工作一般要求4名作业人员。而对于不同等级的水准观测，为了得到有效的测量成果，都有相关的技术要求，例如：最大视线长度、前后视距差、附合或环线闭合差、往返测互差等。如果哪一项指标超出规范的要求就必须局部或整体重测，这样势必增加了外业工作量。而数字水准仪精度较高、测程远、望远镜部分放大倍率3 0 x 以上、 有效孔径达 4 5 m m； 最短视距 l m以内。且操作简便，容易上手， 稍有经验的操作人员基本上不需要培训，上手就能直接使用。数据可先存储在仪器内存，在作业完成之后再备份