第三章(附)外观观测仪器简介.ppt

激光准直仪 激光准直是激光应用最早的技术之一。在矿井指向、订桩定位、船体放样等低精度短距离的应用中，国内外已有各种激光照准的商品销售。但在高精度远距离的应用领域，如大坝的位移测量至今尚无专业生产厂生产定型的激光准直仪器，一般仍靠科研、院校与使用单位共同研制。激光堆直系统在我国大坝变形监测中已取得了成功经验，并通过SDJ336—86混凝土大坝安全监测技术规范的颁布加以推广。激光准直仪分为大气激光准直仪和真空激光准直仪两种。 (一)大气激光准直仪 过去大坝水平位移多用经纬仪视准线法进行观测，由于受到仪器望远镜放大倍数的限制和大气折光的影响，特别是坝较长，往往观测误差大于2mm，甚至超过坝本身的位移量。 7、专用外观仪器与观测 利用激光的方向强、亮度高、单色性及相干性好的特性，以及光电探测远高于人眼分辨率的特性，在光学视准线基础上开发了激光照准法技术用于大坝水平位移的观测，增加准直距离，提高了准直精度，且实现全天候观测。 大气激光准直在坝基准线两端分别设置激光点光源(发射点)和激光探测器(接收靶)，根据观测需要在位移标点上设置波带板及其支架(测点)。因此，大气激光准直又称为波带板激光准直(如图3—14所示)。从点光源发出的激光束，使它对准激光探测器，在到点l上利用强制对中装置插入相应焦距的波带板，激光束在该点波带板衍射后，便在接收靶上产生一个十字亮线，按三点验直原理，精确测定十字亮线的中心位置，即可算出测点1的位移值。当测点1观测结束后，取下该点波带板，插上测点2的被带板，重复前述方法观测，直到所有测点全部观测完，就可测得沿坝长方向坝体的水平位移情况。 激光准直仪 7、专用外观仪器与观测 3—14 波带板激光准直示意图 1—激光探测器；2—波带板；3—激光点光源； 4—十字亮线；5—测点1；6—测点2 根据测SDJ336—89规范的要求： (1)激光器应采用发散角小(1—3毫弧度)、功率适宜(一般用1—3MW)的氦氖气体激光器。 (2)波带板宜采用圆形。当采用目测激光探测仪时，也可采用方形或条形波带板。 7、专用外观仪器与观测 3)激光探测器应尽量采用自动探测，激光探测仪的量程和精度必须满足位移观测的要求。 波带板激光准直的优点是设备简单、观测方便，准直距离远(800m)、精度高(10—6 准直距离)、适应气候条件好。 (二)真空激光准直系统 真空激光准直系统是波带板激光准直装置和真空管道系统的结合。即将装有波带板装置的测点箱与适合大坝变形的软连接的可动真空管道联成一体。管道内气压控制在66Pa以下，使激光源发射的激光在真空中传输，减少大气折光和大气湍流对准直的影响，从而使激光接收装置上测得的大坝变形值更接近真实。该系统能同时观测各测点的水平位移和垂直位移，具有高精度、高效率、作业条件好、不受外界温度湿度和观测时间的限制等特点 7、专用外观仪器与观测 真空激光准直系统参见图，该系统中的激光准直系统的设计与大气激光淮直相同。 真空激光准直系统示意图 7、专用外观仪器与观测 水准监测系统 5、全站仪 全站仪是一种集光、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。全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段 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。 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。