三维测量

三维测量

详细的测量方法在使用说明书中有具体的说明和步骤，先只介绍一下工作中最常用到的方法。

●全站仪的整平

全站仪的使用前，应该先进行机器的整平工作。步骤和经纬仪一样，唯一不同的是，全站仪多了一个垂直补偿功能（电子气泡）在p3页的倾斜菜单下，按F2进入，横向Y轴，竖向X轴。初步整平后就可以进入垂直补偿功能，进行进一步的微调。

一般测量罗盘为左侧，整平时按左手大拇指为方向，调整基座上的三个调整螺栓：

调整到XY轴尽量接近0＇00″旋转水平角180度，两侧XY值正负相加不大于10″（同经纬仪水平仪调整）

●单独使用全站仪时常用的测距功能

对边测量，包括斜距测量，平距测量，高差测量三种。三钟测量方式在《配臵》-《观测条件》中可以设臵，默认为斜距测量。

单独使用全站仪时，需先进行坐标测量（建立坐标系统）详见说明书。

●连接手部的三维测量

方法大致和单独使用全站仪测量一样，但是功能更多，易于查看和编辑计算。所以一般测量中都连接手部测量。手部的基本操作见说明书。在测量中，常用的有两个坐标系统：大地坐标系统和任意坐标系统：

第一个为大地坐标系，用于测量已经有加工后的基准或调整水平后的构件和预组装的构件，可以兼顾水平仪测量水平。Z轴垂直于大地，XY平面为水平。

第二和第三个是任意坐标系，按个人习惯可随意使用，但是常用的还是第三个，点1为原点，点2为X向，点3为标高Z向。任意坐标系可以在构件不水平或不垂直的状态下对构件进行测量，包括已经调平垂直状态下。

●实际测量

如上图，点4到点8为基准轴。点1到点4和点5到点8的面为不规则的两个面，不一定是完全与基准轴垂直的，不能做为参考。

测量时先在站点上设点4为原点，点3为X向，点1为Z向建立一个任意坐标系，同时测量点2。Y向指向构件的点8方向，但是Y轴现在还不是完全和基准轴重合。在测量对面的点5到点8前（迁站前）需要建3个参考点，3个参考点必须是在站点2上也能测量到的点，作为全站仪迁站后仍然与站点1在同一坐标系中的依据（点9、点10、点11）在站点2上也依次测量点9、点10、点11。迁站误差接受在0.5mm以下。3个参考点的位臵不能是一个平面上，或是以全站仪为圆心的圆周上，距离和角度越大，相对精度也越高，要求见说明书。

迁站测量后，依次对点5到点8进行测量。同样这个面也不一定与基准轴垂直的。如果点4到点8的Y直线为基准轴，那么点8的XZ坐标为0，0。如下图：

站点建站时所测的三点点1，点3，点4（三点为一个平面）与Y轴垂直，因为构件的端面不是一个真正平面，理论上总有高低不平的，所以在测完所有8个点后，需要旋转坐标，使Y轴与基准轴重合，点8的X，Z坐标值为0，0。

如上图，点8XYZ坐标值为5，5804，3。测量8个点坐标值：

点1：0，0，2002

点2：2001，1，2002

点3：2003，0，0

点4：0，0，0

点5：6，5803，4

点6：2003，5799，1998

点7：2002，5801，-3

点8：5，5804，3

旋转X轴，负旋转0度1分47秒。

旋转Z轴，正旋转0度2分58秒。

得到Y轴与基准轴重合的新坐标值：

点1：0，1.1，2202

点2: 2001，3.8，2002

点3：2003，1.7，0

点4：0，0，0

点5：1，5803，1

点6：1998，5801.8，1995

点7：1997，5802.7，-6

点8：0，5804，0

计算得到四条边的长度，基准轴长（点4到点8）5804，（点2到点6）5798，（点1到点5）5801.9，（点3到点7）5801

●旋转坐标

CAD中顺时针旋转为负值，逆时针旋转为正值。全站仪中不管哪种坐标系统，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值。

旋转X轴的角度是点8的Z值与原点夹角，旋转Z轴是点8的X值与原点夹角。输入格式为“零度零零分零零秒”—“0.0000”比如计算角度为-0°1′47″输入为-0°01′47″

●测量环境

全站仪的测量环境设臵中的参数全部使用默认的选项，如气压、温度、湿度等。测量完毕后只需换算测量时构件的表面温度即可,12乘

0.000001乘（构件表面温度减去20°）乘测量构件的长度值。也可以利用手部机器更改实际构件表面温度，默认线性膨胀系数0.000012，直接得到构件在20°下的三维坐标值。提交给客户的报告中，必须是换算到20°。如果在室外测量，构件表面温差较大，比如向阳处45°而背阳处27°此时取两者的平均值36°计算。如下注释：

The measurement been executed by a steel surface temperature of +45degree until +27 degree C.For the length correction has been taken the average value of 36 degree C, assuming a homogeneous steel expansion.

先计算测量点图面尺寸（理论值）20°：

在常温下重复测量两次：

两次平均值换算到20°下

●不规则构件

如下图，装配时此面向上，构件按两侧面中心线调水平。

按图纸基准轴太短，不便测量。可以平移基准轴，至构件中心，作两条交线。比如交线夹角理论值为131°43′47″。测量时可选用大地坐标系，以点7为原点，点5为X向或点7为原点，点2为X向。测量8点坐标。以直线点5到点7，直线点2到点7，两条交线坐标值计

算夹角度数。看装配角度是否在允许范围内。计算点1～7到点8的测量尺寸。按图纸要求尺寸，作点1、2、3直线，作点4、5、6（打上样冲眼）作为铣削余量基准。

如上图构件，以顶层大梁中心线为基准轴，垂直基准轴的面为基准面。在基准面上建立一个任意坐标系，测量原点所在平面与TOP.B连接牛腿的中心间距和基准轴与TOP.B连接的顶紧处的标高、各连接端面的坐标尺寸。在出报告同时还需计算并加入端面之间的斜线距离。如下图中P2-P6、 P3-P7、 P1-P8、 P4-P8。