经纬仪及水准仪的使用方法及图示讲解

经纬仪的用法1、HR—右旋（顺时针）水平角，HL—左旋（逆时针）水平角。

2、经纬仪的操作步骤（光学对中法）1 、架设仪器：将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺旋。

2 、对中：目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。

可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。

3 、整平：目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。

根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。

粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。

检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地面点。

如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋。

精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。

4 、瞄准与读数：①目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。

②瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。

注意消除视差。

精瞄目标。

③读数：调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。

现在很多都是使用全站仪，全站仪的使用（以拓普康全站仪为例进行介绍）介绍:（1）测量前的准备工作1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电）①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。

②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。

③向下按解锁钮，取出电池。

2）仪器的安置。

①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。

②将全站仪安置于点，对中、整平。

③在两点分别安置棱镜。

3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。

①竖直度盘指标设置。

松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。

随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。

②水平度盘指标设置。

松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。

随即一声鸣响，同时显示水平角。

至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。

注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。

4）调焦与照准目标。

操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。

（2）角度测量1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。

2）盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。

3）同样方法可以进行盘右观测。

4）如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。

（3）距离测量1）首先从显示屏上确定是否处于距离测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。

2）照准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出距离，HD为水平距离，VD为倾斜距离。

（4）坐标测量1）首先从显示屏上确定是否处于坐标测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。

2）输入本站点O点及后视点坐标，以及仪器高、棱镜高。

3）瞄准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出点的坐标。

四、注意事项1）运输仪器时，应采用原装的包装箱运输、搬动。

2）近距离将仪器和脚架一起搬动时，应保持仪器竖直向上。

3）拔出插头之前应先关机。

在测量过程中，若拔出插头，则可能丢失数据。

4）换电池前必须关机。

5）仪器只能存放在干燥的室内。

充电时，周围温度应在10~30℃之间。

6）全站仪是精密贵重的测量仪器，要防日晒、防雨淋、防碰撞震动。

严禁仪器直接照准太阳。

水准仪的使用方法及注意事项水准测量工作原理及水准仪示意图：水准测量的原理是利用水准仪提供的一条水平视线，测出两地面点之间的高差，然后根据已知点的高程和高差，推算出另一个点的高程。

2.1.1高差法如图2.1所示，已知地面上A 点的高程为H A ，欲测定B 点的高程H B ，需要先测出A 、B 两点间的高差h AB ，为此在A 、B 之间安置一台水准仪，再在A 、B 两点上各竖立一根水准尺。

根据仪器的水平视线，分别读取A 、B 尺上的读数a 和b ，则B 点对于A 点的高差为：h AB ＝a －b (2.1)如果水准测量是由A 到B 进行的，如图2.1中的箭头所示，则A 点尺上的读数称为后视读数，记为a ；B 点为待定高程点，B 点尺上的读数称为前视读数，记为b ；两点间的高差等于后视读数减去前视读数，即hAB ＝a －b。

若a 大于图2.1b，则高差为正，B点高于A点；反之高差为负，则B点低于A点。

因为水准仪提供的水平视线可认为与大地水准面平行，由图2.1可知H B＝H A＋h AB=H A＋（a－b）(2.2)由式（2.2）根据高差推算待定点高程的方法叫做高差法。

例1：图2.1中已知A点高程H A=452.623m，后视读数a=1.571m，前视读数b=0.685m，求B点高程。

解：B点对于A点高差：h AB=1.571－0.685=0.886mB点高程为：H B＝452.623＋0.886＝453.509m例2：图2.2中，已知A点桩顶标高为±0.00，后视A点读数a＝1.217m，前视B点读数b＝2.426m，求B点标高。

解：B点对于A点高差：h AB＝a－b＝1.217－2.426＝－1.209mB点高程为：H B=H A＋h AB＝0＋（－1.209）＝－图2.21.209m2.1.2、视线高法如图2.1所示，B点高程也可以通过仪器视线高程Hi，求得。

视线高: H i＝H A＋a (2.3)待定点高程: H B＝H i－b (2.4)由式（2.4）通过视线高推算待定点高程的方法称为视线高法。

例3：图2.3中已知A点高程H A=423.518m，要测出相邻1、2、3点的高程。

先测得A点后视读数a=1.563m，接着在各待定点上立尺，分别测得读数b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。

解：先计算出视线高程H i=H A+a=423.518＋1.563＝425.081m各待定点高程分别为：H1＝H i－b1＝425.081－0.953＝424.128mH2＝H i－b2＝425.081－1.152＝423.929mH3＝H i－b3＝425.081－1.328＝图2.3423.753m高差法和视线高法的测量原理是相同的，区别在于计算高程时次序上的不同。

在安置一次仪器需求出几个点的高程时，视线高法比高差法方便，因而视线高法在建筑施工中被广泛采用。

水准仪的使用方法及注意事项水准仪广泛用于建筑行业，是测量水平高低的仪器，具有精度高、使用方便、快速、可靠等优点，使用在引测、大面积场地测量、楼面水平线标志、沉降观测等。

现介绍水准仪的使用方法。

一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。

水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。

将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。

计算公式：两点高差=后视－前视。

三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。

计算如果a－b≠a’－b ’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。

用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。

重复以上做法，直到相等为止。

四、保养与维修1．水准仪是精密的光学仪器，正确合理使用和保管对仪器精度和寿命有很大的作用；2．避免阳光直晒，不许可证随便拆卸仪器；3．每个微调都应轻轻转动，不要用力过大。

镜片、光学片不准用手触片；4．仪器有故障，由熟悉仪器结构者或修理部修理；5．每次使用完后，应对仪器擦干净，保持干燥电子水准仪的基本原理电子水准仪又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。

它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。

目前照准标尺和调焦仍需目视进行。

人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成象在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成象在光电传感器（又称探测器）上，即线阵CCD器件上，供电子读数。

因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。

不过这时的测量精度低于电子测量的精度。

特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。

当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法：1）相关法（徕卡NA3002/3003）2) 几何法（蔡司DiNi10/20）3) 相位法（拓普康DL101C/102C）1.3 相位法原理;拓普康电子水准仪DL101C/102C采用相位法。

标尺的条码象经望远镜、调焦镜、补偿器的光学零件和分光镜后，分成两路，一路成象在CCD线阵上，用于进行光电转换，另一路成象在分划板上，供目视观测。

DL101标尺上部份条码的图案，其中有三种不同的码条。

R表示参考码，其中有三条2mm宽的黑色码条，每两条黑色码条之间是一条1mm宽的黄色码条。

以中间的黑码条的中心线为准，每隔30mm就有一组R码条重复出现。

在每组R码条左边10mm处有一道黑色的B 码条。

在每组参考码R的右边10mm处为一道黑色的A码条。

读者不难发现，每组R码条两边的A和B码条的宽窄不相同，实际上A和B 码条的宽度是在0到10mm之间变化，这两种码包含了水准测量时的高度信息。

仪器设计时有意安排了它们的宽度按正弦规律变化。

其中A码条的周期为600mm，B码条的周期为570mm。

当然，R码条组两边的黄码条宽度也是按正弦规律变化的，这样在标尺长度方向上就形成了亮暗强度按正弦规律周期变化的亮度波。

条码的下面画出了波形。

纵坐标表示黑条码的宽度，横坐标市标尺的长度。

实线为A码的亮度波，虚线为B码的亮度波。

由于A和B两条码变化的周期不同，也可以说A和B亮度波的波长不同，在标尺长度方向上的每一位置上两亮度波的相位差也不同。

这种相位差就好象传统水准标尺上的分划，它可由标出标尺的长度。

只要3能测出标尺底部某处的相位差，也就可由知道该处到标尺底部的高度，因为相位差可以作到和标尺长度一一对应，即具有单值性。

这就是适当选则两亮度波的波长，在DL101中A码的周期为600mm，B码的周期为570mm，它们的最小公倍数为11400mm，因此在3m长的标尺上不会有相同的相位差。

为了确保标尺底端面，或说相位差分划的端点相位差具有唯一性，A和B码的相位在此错过了π/2。

DL－102C的标尺与DL－101C的略有区别，DL－102C的标尺为白底黑条码，A码的波长为330mm，最小公倍数为3300mm。