原标题：三种测量仪器的详细说明，测绘人必须知道
水准仪及其使用方法
高程测量是测绘地形图的基本工作之一。此外，还必须测量大量的工程和测量地面标高。精密测量标高的主要方法如下：
一、水平仪器组合
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.手轮水平微调 8.脚架
二、操作要点
在未知的两点之间，打开三脚架，从仪器箱中取出水准仪，放在三脚架上，用三个座椅螺钉平整，使气泡在中间，然后平整管水准器。水平制动手轮调平，在水平镜中通过三角棱镜反射，水平重叠，即水平。将望远镜对准未知点(1)上的塔尺，再次调平管水平器，读出塔尺读数(后视)，将望远镜旋转到未知点(2)的塔尺，调整管水平器，读出塔尺读数(前视)，记录在记录本上。
计算公式：两点高差=后视-前视。
三、纠正方法
将仪器放在两个固定点的中间，标出两个点的水平线，称为a、b将仪器移动到固定点的一端，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的一半值。用校针调整水平仪的上下螺钉，使管道水平气泡一致。重复上述做法，直到相等。
四、使用标准仪的方法
水准仪的使用包括五个步骤：水准仪的放置、粗平、瞄准、精平和读数。
1. 安置
放置是将仪器安装在可伸缩的三脚架上，并放置在两个观测点之间。首先打开三脚架，使高度适中，用眼睛估计大致水平，检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水平仪器连接到三脚架上。
2. 粗平
粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。
3. 瞄准
瞄准是用望远镜准确瞄准目标。首先，将望远镜对准远处明亮的背景，旋转目镜调焦螺旋，使交叉线最清晰。然后松开固定螺旋，旋转望远镜，将门与标准星连接到标准尺上，拧紧固定螺旋。最后，旋转动物镜对光螺旋，使标准尺清晰地落在交叉线平面上，然后旋转微动螺旋，使标准尺看起来像靠近交叉垂直线的一侧。
4. 精平
精度是使望远镜视线准确的水平。微倾斜水平仪在标准管上部安装一组棱镜，可将标准管气泡的两端反射到镜管旁边的标准观察窗口。如果气泡在中间，气泡两端的图像将符合抛物线类型，表示视线水平。如果气泡两端的图像不一致，视线就不水平。此时，右手可以旋转微倾螺旋，使气泡两端的图像完全一致，仪器可以提供水平视线，以满足水平测量基本原理的要求。注意？气泡左半部分的移动方向总是与右拇指不一致。
5. 读数
用十字丝截读标准尺上的读数。目前的标准仪大多是倒象望远镜，读数应从上到下进行。先估算毫米读数，然后报告所有读数。
注意，水准仪的使用步骤必须按上述顺序进行，不能颠倒，特别是读数前符合水泡调节，读数前必须进行。
五、测量标准仪
测量地面点高程的工作称为高程测量。高程测量是测量的基本工作之一。
高程测量可分为水准测量、三角高程测量、GPS高程测量和气压高程测量。水平测量是目前精度最高的高程测量方法，广泛应用于国家高程控制测量、工程勘察和施工测量。水平测量的原理是利用水平计提供的水平视线，读取两点之间的高差，然后根据已知点高程计算待定点高程。如下图所示，地面上有A、B两点，已知A点的高程为HA、B点的高程HB，在A、B安骨水准仪两点之间，A、B两点钟，每人竖立一个水准尺，通过水准仪的望远镜读取水平视线A、B两点水平尺上截取的读数为a和b，可以求出A、B两点的高差是：
设置水平测量的前进方向为A点至B点，称A点为后视点，其水平尺读数a为后视读数；称B点为前视点，其水平尺读数B为前视读数。因此，两点之间的高差等于：
hAB=后视读数-前视读数
若后视读数大于前视读数，则高差为正，表示B点高于A点，hAB>后视读数小于前视读数的，高差为负，表示B点低于A点，hAB<0。如果A、B两点相距不远，高差不大，可以通过放置水平仪来测量高差hAB。
此时B点高程为：
安装一次水准仪需要测量多个前视点B1，B2，…，Bn使用视线高程计算这些点的高程非常方便。设置水平仪对立B1，B2，…，Bn点上的水准尺读数分别为b1，b2，…，bn时，则高程计算公式为：
如果A、B当两点之间的距离较远或高差较大时，当一个仪器无法测量其高差时，需要在两点之间增加几个临时立尺点作为传输高程，称为转点（以下简称TP点)，如图所示TP1，TP 2，…并依次连续设站观站观测，各站高差为：
六、维修保养
1.标准仪是一种精密的光学仪器，正确合理地使用和保存对仪器的精度和使用寿命有很大的影响；
2.避免阳光直射，不允许随意拆卸仪器；
3.每次微调都要轻轻旋转，不要用力过大。镜片和光学片不允许用手触摸；
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。
使用经纬仪
由经纬仪组成
经纬仪是测量工作中的主要测角仪。由望远镜、水平度盘、垂直度盘、水准器、基座等组成。
测量时，将经纬仪放置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测量站，用水准器将仪器平整，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和垂直度盘测量水平角和垂直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；根据轴结构分为复测经纬仪和方向经纬仪。
此外，还有一个编码度盘经纬仪，可以根据编码穿孔记录自动读取数量；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；陀螺经纬仪和激光经纬仪采用陀螺定向原理快速独立测定地面点方向；具有经纬仪、子午仪、天顶仪三种功能的天文观测全能经纬仪；摄影经纬仪结合摄像机和经纬仪进行地面摄影测量。
DJ6经纬仪是一种广泛应用于地形测量、工程和矿山测量的光学经纬仪。它主要由三个部分组成：水平度盘、准部和基座。
1、基座部分
用于支撑基准部，有三个脚螺旋，其作用是平整仪器
2、 照准部
照准部是经纬仪的主要部件，有水准管、光学对点器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读数系统等。
3、度盘部分
DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘，均由光学玻璃制成。水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画，最小格值一般为1°或30′。
二、经纬仪的安置方法
1)将三脚架调成等长，适合操作人员身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器底座表面与三脚架顶面平行。
2)将仪器舞放在测站上。估计大致对中后，踩一个架脚，调整光学对中器目镜(看清十字丝)和物镜(看清测站)，用双手前后左右摆动一个架脚。看对中器，使十字丝交叉点与测站点重叠，稳定踩实架脚。
3.伸展三脚架腿，平整圆水准器
4)将水准管平行两定平螺旋，平整水准管。
5)平转照准部90度，用第三个螺旋平整水平管。
6)检查光学对中。如有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其准确对中，拧紧连接螺旋，然后检查水平气泡。
三、度盘读法
光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分。水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为1°或30′，在读取不到一个格值的角值时，必须使用测微装置，DJ六级光学经纬仪读数测微器装置有两种:测微尺和平行玻璃测微器。
(1)测量尺读数装置
目前新产DJ这种装置用于六级光学经纬仪。
在读数显微镜的视野中设置一个带有划分尺的划分板。显微镜放大后，度盘上的划分线在划分板上成像，度盘的最小格值(60′)成像宽度正好等于划板上的划尺1°划分间的长度，分割尺分为60个小网格，注意方向与度盘相反，用这60个小网格测量测量盘上不到一个网格的网格值。测量时，以零划线为指标线。
(2)单平行玻璃板测微器读数装置
单平行玻璃板测微器的主要部件有：单平行玻璃、扇形划尺、测微轮等。该仪器的度盘值为30′，扇形分割尺上有90个小格，格值30个′/90=20″。
测角时，当目标瞄准转动测微轮，用双指标线夹住度盘划线图像后读数。根据夹住的度盘划线读取整度数，从测微划线读取不足的整度数。
(3)读数显微镜
光学经纬仪读数显微镜的作用是放大读数成像，便于读出度盘读数。
(4)水准器
光学经纬仪上有2~3个水准器，其功能是使经纬仪垂直轴铅垂直，水平度盘水平，水准器分管水准器和园林水准器。
管道水准器：管道水准器安装在照准部，其功能是仪器精确平整。
圆水准器：圆水准器用于粗用圆水准器。灵敏度低，格值8″／ 2mm。
四、经纬仪角度测量原理
1. 测量水平角的原理
水平角是指由两条相交方向线组成的铅垂面之间的两个角，角值为0°～360°。空间两直线OA和OB相交于点O，将点A，O，B沿铅垂方向投影到水平面，得到相应的投影点A′，O′，B′，水平线O′A′和O′B′的夹角β铅垂面之间的夹角，即水平角，由两条方向线制成。
水平角的大小与地面点的高程无关。
测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：
(1)能给出一个水平放置的，且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水 平度盘；
(2)要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，以便通过望远镜 瞄准高低不同的目标A和B。图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a 2. 垂直角的测量原理
垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角α，也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°。
视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0°～180°。
当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负，如图所示。
由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘，或称竖盘。
全站仪的使用方法
一、全站仪简介
全站仪，即全站型电子速测仪(Electronic Total Station)。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
全站仪是一种集光、机、电为一体的新型测角仪器，与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。电子经纬仪的自动记录、储存、计算功能，以及数据通讯功能，进一步提高了测量作业的自动化程度。
全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统，电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。 根据测角精度可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，10″等几个等级。
二、全站仪的组成
全站仪几乎可以用在所有的测量领域。电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。 同电子经纬仪、光学经纬仪相比，全站仪增加了许多特殊部件，因此而使得全站仪具有比其它测角、测距仪器更多的功能，使用也更方便。这些特殊部件构成了全站仪在结构方面独树一帜的特点。
1． 同轴望远镜
全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。同轴化的基本原理是：在望远物镜与调焦透镜间设置分光棱镜系统，通过该系统实现望远镜的多功能，即既可瞄准目标，使之成像于十字丝分划板，进行角度测量。同时其测距部分的外光路系统又能使测距部分的光敏二极管发射的调制红外光在经物镜射向反光棱镜后，经同一路径反射回来，再经分光棱镜作用使回光被光电二极管接收；为测距需要在仪器内部另设一内光路系统，通过分光棱镜系统中的光导纤维将由光敏二极管发射的调制红外光传也送给光电二极管接收 ，进行而由内、外光路调制光的相位差间接计算光的传播时间，计算实测距离。 同轴性使得望远镜一次瞄准即可实现同时测定水平角、垂直角和斜距等全部基本测量要素的测定功能。加之全站仪强大、便捷的数据处理功能，使全站仪使用极其方便。
2．双轴自动补偿
在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理，作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。而全站仪特有的双轴(或单轴)倾斜自动补偿系统，可对纵轴的倾斜进行监测，并在度盘读数中对因纵轴倾斜造成的测角误差自动加以改正(某些全站仪纵轴最大倾斜可允许至±6')，也可通过将由竖轴倾斜引起的角度误差，由微处理器自动按竖轴倾斜改正计算式计算，并加入度盘读数中加以改正，使度盘显示读数为正确值，即所谓纵轴倾斜自动补偿。
双轴自动补偿的所采用的构造(现有水平,包括Topcon,Trimble):使用一水泡(该水泡不是从外部可以看到的，与检验校正中所描述的不是一个水泡)来标定绝对水平面，该水泡是中间填充液体，两端是气体。在水泡的上部两侧各放置一发光二极管，而在水泡的下部两侧各放置一光电管，用一接收发光二极管透过水泡发出的光。而后，通过运算电路比较两二极管获得的光的强度。当在初始位置，即绝对水平时，将运算值置零。当作业中全站仪器倾斜时，运算电路实时计算出光强的差值，从而换算成倾斜的位移，将此信息传达给控制系统，以决定自动补偿的值。自动补偿的方式初由微处理器计算后修正输出外，还有一种方式即通过步进马达驱动微型丝杆，把此轴方向上的偏移进行补正，从而使轴时刻保证绝对水平。
3．键盘
键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的键盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。
4．存储器
全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。 全站仪内存储器相当于计算机的内存(RAM)，存储卡是一种外存储媒体，又称PC卡，作用相当于计算机的磁盘。
5．通讯接口
全站仪可以通过BS—232C通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。
三、全站仪的使用
全站仪具有角度测量、距离(斜距、平距、高差)测量、三维坐标测量、导线测量、交会定点测量和放样测量等多种用途。内置专用软件后，功能还可进一步拓展。
全站仪的基本操作与使用方法 ：
1、水平角测量
(1)按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。
(2)设置A方向的水平度盘读数为0°00′00〃。
(3)照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
2、距离测量
(1)设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。
(2)设置大气改正值或气温、气压值
光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值(也可直接输入大气改正值)，并对测距结果进行改正。
(3)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(4)距离测量
照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。
全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式(MODE)键选择不同的测距模式。
应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
3、坐标测量
(1)设定测站点的三维坐标。
(2)设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
(3)设置棱镜常数。
(4)设置大气改正值或气温、气压值。
(5)量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
(6)照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
四、全站仪的数据通讯
全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种，一种是利用全站仪配置的PCMCIA(personal computer memory card internation association),个人计算机存储卡国际协会，简称PC卡，也称存储卡)卡进行数字通讯，特点是通用性强，各种电子产品间均可互换使用；另一种是利用全站仪的通讯接口，通过电缆进行数据传输。
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编辑 / 测小会
审核 / 测小巴、测小萌
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