测量仪器对中、调平——明er博客
2016-11-09 23:03阅读：
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测量仪器调平主要包括支架初平、基座粗平、仪器精平，测量仪器对中主要包括支架对中和仪器对中。
支架初平要求：使支架承台大致水平，支架圆水准气泡尽量位于外圆以内；
基座粗平要求：使仪器基座大致水平，基座圆水准器气泡尽量位于内圆以内；
仪器精平要求：使仪器竖轴竖直，仪器电子水准器或精平水准管在x和y方向分别居中、保证仪器竖轴倾斜度在倾斜补偿范围内。
支架对中要求：使承台对中孔大致对中、保证仪器竖轴能顺利对中；
仪器对中要求：使仪器竖轴对中、满足测量对中的要求、始终保证仪器整平。
三角架设
各种仪器的三脚架、三脚棱镜都充分利用了三角的稳定性原理。
如何快速又合理地架设三角？
[基本原理]
从棱镜三脚对中杆提供可的两个可伸缩脚和一个不可伸缩脚这一点可以看出：我们可以只通过调整支架两个脚的长短，来达到圆水准器气泡居中的效果，这也符合人体工程学
(因为我们只有两只手)。
支架初平
支架初平目的：缩短仪器粗平时间，提升仪器架设效率，支架承台大致水平，保障仪器整平效果。
简单说明：
1.如果支架摆好，但支架承载平台倾斜度很大，超出仪器底座三角螺旋所能调节的范围，必须重新调整脚架腿长才能使用三角螺旋进行仪器粗平。这一极端情况就是没有进行支架初平的后果，严重影响仪器架设效率！
2.如果支架摆好，支架承载平台倾斜度相对较大，将导致我们拧很久三角螺旋才能达到仪器粗平要求。这一种情况就是支架初平达不到要求的结果，严重拉长仪器粗平时间。
3.第三种情况是在仪器需要对中的时候，造成需要反复对中调平的原因之一。仪器在支架承载平台上多次移动对中过程中，不可避免的发生仪器基座和承载平台相对转动；此承载平台倾斜度越大，其相对转动导致的仪器竖轴倾斜增量也越大；如果承载平台完全水平，那么其相对转动就不会导致仪器竖轴倾斜量增加，不需要再次调平，这仅仅是理想状态。所以良好的支架初平状态能够有效地保障对中仪器的整平效果！
[三脚架初平]
1.首次架设
将三脚并在一起，然后松掉三个脚螺旋，将三脚架垂直拉伸至距离眼睛水平视线下15cm左右的高度
(大约锁骨以上，下巴以下，这是考虑三脚架上还要安装仪器的高度)，最后拧紧三个脚螺旋。
操作方法：
左右手分别拿住一个脚柱，将第三脚置地，左右手拿着第一、二脚张开，保持承台平面大致水平（支架圆水准器气泡大致居中）、然后缓慢向中心收拢两脚直至触地，最后踩紧三脚。
初平要求：见文首
2.二次架设
移动测站后重建测站，此过程中一般不需要将仪器拆下，而是抱着三脚架和仪器一起移动
(需注意只在距离不远、路面状况良好时才这样做，同时宜保持三脚架和仪器在移动过程中竖直，而不是横着拿走以免仪器和三脚架承台发生挫动和不正常应力状态导致仪器损坏)。
操作方法：
左右手分别拿住一个脚柱，将第三脚置地，左右手拿着第一、二脚张开，保持承台平面大致水平（支架圆水准器气泡大致居中）、或者仪器圆水准器气泡大致居中，然后缓慢向中心收拢两脚直至触地，最后踩紧三脚。
初平要求：见文首
[三脚对中杆初平]
三脚对中杆其中有一个脚柱是固定长度的，另外两个脚是可伸缩的。其中定长脚柱（对中脚）一般是放在地面观测点上的、同时必须是竖直向下的
(定长、定位置、定方向)，其他两脚是辅助定长脚（对中脚）固定位置和方向的。
三脚对中杆是棱镜专用支架，其棱镜底座和支架是一个整体，只有一个圆水准器，且棱镜没有水准指示器，所以三脚对中杆初平、棱镜粗平、精平实际上是同一个连续过程，都是根据三脚对中杆上的圆水准器进行调平。
操作方法：
首先将定长脚（对中脚）放在地面测量点上，左右手分别握住其他两脚张开，保持圆水准器气泡大致居中，然后向内收拢其他两脚直至触地，最后踩紧两脚。
初平要求：见文首
仪器粗平
仪器粗平目的：保证仪器电子水准器能够正常工作，确保仪器精平顺利进行。
简单说明：全站仪、电子水准仪都有电子水准器（LCD图形水准器），电子水准器只能在较小的倾斜程度时才能正常工作、显示倾斜数据，只有电子水准器能正常工版6作、显示数据，我们才能进行仪器精平操作。所以仪器粗平是为精平做的准备工作。
如果不进行粗平而直接根据电子水准器进行精平，可能出现超出三角螺旋调节范围仍然无法整平的情况，所以仪器粗平是为了确保仪器能够顺利精平。
[移动脚柱粗平]
通过移动脚柱的位置，调节仪器底座对应该脚柱方向的高度，最终达到圆水准器粗平要求。
操作方法：双手扶住三脚架的两个脚柱（防止仪器跌倒），用脚向中心或向外轻踢脚柱底端，使圆水准气泡居中（位于圆水准器内圆以内）。
粗平要求：见文首
这种方法只适用于仪器不需要对中，地面平整、坚硬（不需要踩紧脚柱）的情况（水泥地）。
如果仪器需要对中的情况，移动脚柱粗平且脚柱移动距离过大，可能导致支架对中孔未能对中，进而导致仪器无法对中的后果，不宜采用移动脚柱粗平方法。
如果脚柱需要踩紧（泥地），移动脚柱位置前需要拔出脚柱，移动脚柱后需要踩紧脚柱。这样容易导致仪器跌倒或将已踩紧脚柱摇松动、费时费力，不宜采用移动脚柱粗平。
[伸缩脚柱粗平]
通过伸缩脚柱的长度，调节仪器底座对应该脚柱方向的高度，最终达到圆水准器粗平要求。
操作方法：拧松脚架腿柱止动螺旋，用拇指卡住腿柱伸缩口，伸长、缩短腿柱，用拇指止动、观察圆水准气泡，圆水准气泡到达合适位置拧紧腿柱止动螺旋，重复步骤调节其他腿柱直到圆水准气泡居中（位于圆水准器内圆以内）。
粗平要求：见文首
伸缩脚柱粗平较之移动脚柱粗平费时（松紧止动螺旋），但对于地面起伏大、需要踩紧脚柱和仪器需要对中的情况，伸缩脚柱粗平优势更多。
[三角螺旋粗平]
通过三角螺旋调节仪器底座对应该螺旋方向的高度，最终达到圆水准器粗平要求。
操作方法：气泡靠近哪个螺旋，就说那个螺旋过高、其他位置螺旋过低，旋转该螺旋调节该方向的高度（顺时针升高，逆时针降低），重复步骤调节其他螺旋直到圆水准气泡居中（位于圆水准内圆以内）。
粗平要求：见文首
三角螺旋粗平是最安全且最有效率的粗平方式，不会出现支架失稳的情况，也能平滑的过度到精平阶段（精平也是使用三角螺旋的）。如果初平效果足够理想，甚至能够跳过粗平阶段，而直接进行精平，这样能极大的提升仪器整平效率。
但是如果支架承载平台倾斜度较大（初平效果不理想），可能出现超出三角螺旋调节范围仍无法粗平的状况，所以
此方法只适合初平效果足够理想的情况下使用。
仪器精平
仪器精平目的：使仪器竖轴竖直，使仪器倾斜程度在补偿范围内，确保满足测量精度要求。
简单说明：竖轴倾斜引起的水平角、和距离测量误差无法通过观测方法来消除（例如盘左盘右取中数、多次测量求均值等方法），但是可以测得竖轴倾斜角度，通过数学计算来消除（在全站仪中的自动补偿原理就是通过仪器竖轴倾斜角度计算出误差改正数，并改正测量显示数值）。
所以竖轴是否竖直很重要，仪器竖轴平行于圆水准器轴、垂直于管水准器轴，仪器精平最主要的任务就是通过圆水准指示器、和管水准指示器，调节仪器竖轴竖直。
圆水准气泡初平
不管是三脚架还是三脚棱镜的脚柱都是可以伸缩的，我们可以通过伸缩脚柱来使圆水准气泡居中初平，这是最简单最初始的方式。
如何更高效率的进行初平？
1.移动三脚架脚柱
虽然伸缩脚柱也能达到初平圆水准气泡的效果，但是往往需要调节两个脚柱的长短才能达到效果，同时还需要拧松、拧紧螺旋，往往这两个脚柱的长短还需要反复调节，这就造成了效率低下。
我们可以
通过移动脚柱着地点位置的方式，省略松、紧螺旋步骤的时间，以提升效率。
这种方式也有局限性，比如在泥地里移动脚柱需要拔出、踩紧脚柱同样费时而且还费力还容易把其他踩紧的脚摇松动，得不偿失，这种情况还是采用伸缩脚柱的方式来初平。在某些场地有限情况，立架的位置都没有更别说移动脚柱了
(比如在陡坡、横梁上)这情况也只能伸缩脚架了。
2.如何移动脚柱
一般情况，我们只调节两个脚柱的位置就可以使圆水准气泡初平居中，
(为什么不三个脚柱一起调节，调节第三个脚柱必然要绕到三脚架的另一边，相当于围着三脚架打转，效率极低)，我们可以
用脚轻踢三脚架的脚柱移动位置，眼睛看着水准气泡，同时用手扶住三脚架以防用力不当三脚架跌倒损坏仪器。用脚踢还可以踢另一边的第三个脚柱，我们人不用绕过去，但是一定要轻，以防踢倒三脚架。
用脚踢也有一定的局限性，地面要够平，够硬不用踩紧，一般情况是水泥地上。
3.使用仪器的三角螺旋
如果仪器安装好后，
圆气泡已经在圆圈边缘可以直接使用仪器三角螺旋使圆气泡初平居中。
这种方式要求三脚架架设时，承台面足够水平。这要求我们具有相当的经验才能做到，但这也是最有效率的方式。相当于三脚架一摆好时初平已完成，直接安装仪器开机使用仪器三角螺旋进行精平。
仪器对中
测量仪器对中一般分为三个阶段：初平对中、粗平对中、精平对中（反复多次）。
1.初平对中就是架设三脚架时要考虑仪器承台中孔大致对着地面观测点，同时大致保持承台面水平。如果三脚架都未能保证对中，仪器安装上去还得移动脚架，然后还得重新初平，很浪费时间。
对中初平对中包括三脚架对中、仪器对中、仪器初平、初平后对中。这个过程中三脚架架设要求同时为仪器对中、仪器初平服务，如果三脚架架设时就能基本保证仪器的对中和初平要求
（即保证仪器承台面水平、承台中孔对中），就可以省下仪器对中和初平时间提升效率（安装仪器时同时对中、开机进行精平）。
这个过程还需要注意安装好仪器后一定是
先对中再考虑初平，避免出现初平半天后发现无法对中（三脚架承台中孔位置不够、三脚架未对中）的低级错误。
2.“精平对中”是在对中初平完成后的精平和两次对中过程，这个过程需要注意
避免进行一次对中精平后忘记二次对中的低级错误(即每次调平后都需要检查是否需要对中，简单的来说“对中后必需调平，调平后检查对中”，最终整个过程结束于检查对中准确时)。
3.“精平…”这是在“两次对中”后检查是否需要再次精平，如果三脚架承台平面不够平，直接强行使用仪器三角螺旋进行初平，会导致多次精平对中后需要继续精平对中的情况。所以
在需要对中的情况下，尽量使用三脚架进行初平，而不是使用仪器三角螺旋强行初平。
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