船厂测量基础知识的培训教材

1、上海龙禹测量教材测量技术培训教材目录一、船厂测量的特点21.1 船厂测量特点与对测量设备要求21.2 船厂反射片测量的重要意义的强调2二、测量技术基础42.1全站仪的基本原理42.2 全站仪测量原理42.2全站仪的误差来源和消除方法72.3全站仪设置7三、EcoMES分段测量软件143.1软件功能介绍141. 测定141.1 建立局部坐标系141.2 距离16两点间距离161.3 直线度161.4 平面度(分段平整度)171.5 角度181.5.1 三点间角度181.5.2 两直线间角度191.5.3 构件间的角度211.7 圆心221.8 弧长221.9 余量划线/检测231.10 水线 划线/检测 (该功能仅支持SOKKIA仪器)25四、全站仪的检校与维护284.1使用规范284.2仪器的检校29一、船厂测量的特点 1.1 船厂测量特点与对测量设备要求 船舶精度管理对数据勘测部分的硬件是有特殊要求的。这些特殊要求决定了船舶建造必须使用针对船厂特点而研发的专用全站仪。船厂的数据勘测现场与技术有特殊要求如下：1、 现场环境恶劣，温差大，灰尘多而细小；2、 测量目标多，测量点复现情况复杂

2、，反射片测量是船厂测量的主要任务。3、 分段、搭载现场测量空间小，测量角度大；4、 作业强度高；5、 船坞船台资源有限，需要多班24小时连续作业，实施夜间作业；6、 依据船型不同，测量精度要求不一。由此，我们需要一台具备如下特点的全站仪：1、 具备高等级防水防尘要求；具备宽范围工作温度来满足船厂的恶劣环境。2、 具备优异的反射贴片测量技术，并要求有各类配套的测量附件来复现各类测量点来复现并准确获得各类管理点坐标。3、 具备较短的视距，并具备高仰角和高俯角测量的测量条件，并要求有高精度的角度校正基准作为保障来实现在狭小范围进4、 行精准测量。5、 具备长时间工作时间的能力；来帮助配合高强度的工作。6、 具备黑夜模式下的测量能力；7、 仪器精度依据造船的要求进行选择。来满足不同类型的测量任务。 1.2 船厂反射片测量的重要意义的强调 我们考究全站仪进入中国船厂的历史，是由于韩国船厂在国内设分段厂，逐渐引进了索佳全站仪，同时引进了相关的测量配件。这些测量配件的反射载体都是反射贴片。为什么采用反射贴片作为船厂的测量模式呢？由于全站仪在测量构件和分段上的管理点时，首先必须复现这些管理点。而且，要

3、考虑到测量设备测距光线的特点，选择一种稳定的测量模式红外测量模式；还要考虑到测量设备测量光束与被测对象之间入射角正对的问题。这三个问题都考虑到并得以解决，才能成为船厂的一种科学的测量方法。而反射贴片很好地解决了以上三个问题：第一、采用各种类型的贴片可以复现各类构件点；第二、反射贴片测量模式的测量精度是非常稳定的，鉴定机构可检测出其精度在亚毫米级（见 “附件3：SET2X检定证书”对于反射贴片的精度表示。）；第三、反射贴片可以通过角度磁块，很好地解决入射角的问题。免棱镜测量模式则采用激光发光管进行实物的直接测量。由于激光本身不稳定和发散性的特点，其精度和测量范围受被测物体颜色、粗糙度、材质、形状等因素的影响。所以激光测量不稳定。同时，由于分段结构上的各类管理点构件交叉点本身的特点，有些是凹的，有些是凸的，有些（如破口点）是找不到的，若采用免棱镜的测量方式，则无法很好的复现这些点，这为测量的准确性带来一系列的问题。第三、由于全站仪测量时测量光束对于入射角无法进行约束，也会对测量的结果产生误差。所以，在船厂采用免棱镜测量技术，将会使测量工作不严谨，存在误区，对精度管理的发展带来许多无法管理的

4、因素和不利的影响。不利影响如，在技术上无法对分段的管理点进行统一，由于免棱镜测量的实物，没有精细的点的标记，而每个人对于被测实物点的理解的不一，在前道和后道工序中，无法对同一个被测点进行准确性的描述、复现、瞄准和测量。又如，难于落实按标准实施作业：由于每个人对“够得到”和“够不到”的点的理解不同和执行力的不同，若船厂放任免棱镜测量的测量方式，将导致船厂无法按作业标准实施作业，对我们整体推动精度管理理念是非常不利的。依据以上考虑，参考国内外先进造船厂的测量模式，反射贴片作为一种测量标准大力推广，而免棱镜（实物测量）被限制使用。具体的措施如下： 1、大范围进行贴片测量方式的推广，船厂在选择测量设备的时候，需要多考究该全站仪反射贴片测量的技术能力。 2、提升实现管理点预先设置的理念，需要预先对过程管理中的管理点进行预设，这不光有利于测量，同时有利于帮助船厂加速精度管理的建设过程。 3、需要纠正和限制免棱镜测量的使用。二、测量技术基础2.1全站仪的基本原理全站仪简介定义：全站仪是一种集角度测量（水平角、垂直角）与距离测量（斜距、平距、高差）为一体的测量仪器。本质测角部分相当于电子经纬仪，测距部

5、分相当于光电测距仪。特点：测量范围大、智能程度。在外业操作时，仅需单台全站仪即可根据现场环境自由选择设站位置进行坐标采集工作。应用：全站仪已广泛用于点位测量、施工放样、形状检测等多方面的测量工作中。2.2 全站仪测量原理全站仪经纬仪部分的基本结构及其相互关系*经纬仪三轴及相互关系(图1） 图1*测角原理水平角原理：水平角是两垂直照准面与仪器水平切面之间的夹角。垂直角原理：垂直角是目标视准线与其相应水平视线之间的夹角，又称为竖直角或高度角。 在实际测量中，目标方向的垂直角常用天顶距表示,天顶距是目标视线与铅垂线（天顶方向）之间的夹角。*测距原理光速测距法：相位法测距：测定仪器发出的连续正弦信号在被测距离上往返传播所产生的相位差，并根据相位差求得距离。*全站仪的水平状态确定全站仪有三个气泡，圆水准气泡、长水准气泡、电子气泡。圆水准气泡：大致水平，精度不高长水准气泡：精确水平，精度较高，受外部影响，稳定性较差电子气泡：精确水平，精度高，具有补偿作用注意事项：全站仪的外部水平泡由于反应比较灵敏，光照、温度、轻微震动、仪器转动都会导致偏离，所以在整平时，查看电子气泡，保证在允许范围内后，测量过程

6、以电子气泡为准。*全站仪的电子气泡补偿状态用水准气泡整平仪器时，由于水准气泡本身的置平精度限制，不能保证仪器垂直轴与铅垂线完全一致；另外，受温度变化、基础震动等因素的影响，仪器垂直轴与铅垂线的相对关系将会不断发生变化。垂直轴的倾斜可以分解为纵（望远镜方向）、横（水平轴方向）两个方向的倾斜分量，该两个倾斜分量分别影响垂直角和水平角的观测。为了动态补偿垂直轴倾斜对角度观测，特别是垂直角观测的影响，全站仪中安装了双轴补偿系统。所谓双轴补偿是指自动补偿垂直轴纵向倾斜分量对垂直度盘读数的影响和垂直轴横向倾斜分量对水平度盘读数的影响。在船上或者浮船坞测量时，测量基准在船上，由于测量过程中有震动，需将倾斜补偿关闭，保证仪器与船体的相对基准统一。*坐标计算基本原理左图中点O为仪器中心位置，P为观测目标点，实测斜距、水平方向角、垂直角分别为S、。2.2全站仪的误差来源和消除方法*仪器系统误差（三轴误差改正、气象改正、常数改正等）偶然误差（偶然误差不可避免，表面上看不出任何规律）目标误差（采用配套的目标反射装置，点位精度优于1mm）*外界环境温度（不宜在周围温差过大情况下测距）日照（避免仪器在强光下暴晒过

7、久）光雾（避开周边电焊等产生的强光、尽量不在雾天进行测量）*观测人员在仪器整平、目标瞄准等操作中均会产生误差，由于各人感观存在差异性，建议每次测量操作均由同一观测人员完成。棱镜、反射片、无协作目标三种测距模式，单键目标类型切换操作， 无协作目标 棱镜 反射片 2.3全站仪设置*操作面板按键介绍关机 ON 键：打开电源 键：发射激光或打开背光 F1F4 键：选取软键对应功能 ESC 键：退出当前操作返回上一菜单 BS 键：删除前一字符 SFT 键：目标类型切换或键盘输入模式切换 FUNC键：菜单翻页 0 9 、 . 、 +/- 键：数字字母输入 t 、 、 、 键：光标移动或改变选项 键：选取选项或确认输入数据a.开机方式正常开机 ： ON 热启动开机： F 4 + BS + ON （仪器参数初始化）冷启动开机： F 1 + F 3 + BS + ON （清除内存全部数据，恢复出厂设置）b.状态模式菜单结构SETX SOKKIA S/N XXXXXX Ver. XXX-XX-XX XXX-XX-XX 文件 JOB3 测量 内存 配置 状态模式设置模式仪器参数设置、键功能定义等操作内存模式

8、文件、已知坐标和代码操作测量模式测量的各种操作c.设置模式菜单结构测距类型:斜距/平距/高差倾斜改正:YES(H,V) /YES(V)/NO视准改正:YES /NO两差改正:NO /K=0.142/K=0.20手设竖盘:NO /YES竖角类型:天顶距 /垂直角/垂直90o坐标格式:N-E-Z /E-N-Z角度显示:1” /5”水准面改正:NO /YES观测条件仪器设置仪器常数通讯设置单位设置键功能更改密码关机方式:5/10/15/ 30分钟 /NO亮度:1/ 3 / 5对比度:1/ 10 /./15恢复功能:开 / 关EDM接收调节:自调 / 不调倾斜零点测定视准差测定 设置模式温度: / 气压:hPa / mmHg /inchHg角度:degree / gon / mil距离:meter / feet / inch键定义键寄存键恢复键 功 能测 距 切 换 置 零 坐 标菜 单 倾 斜 设 角 E D M对 边 偏 心 记 录 放 样 O K 键 功 能用户定义 1 用户定义 2 键 功 能用户定义 1 用户定义 2 默认定义 更改密码旧密码: d.测量模式菜单结构测量模式下的各种功能操作是通过按 F1 F4 四

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