第一篇：水准仪的使用

陀螺仪的原理

陀螺仪真厉害，不管重力线是否穿过其几何中心，都能力起来！，请问其原理？

绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。

在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下，陀螺会在不停自转的同时，还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进(precession)，又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象，许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)，它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳（月球）引力矩作用下的旋进（岁差）等。

陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年 等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。

现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。

第二篇：水准仪使用说明书

水准仪使用说明书

长距离水准测量工作的连续性很强，待定点的高程是通过各转点的高程传递而获得的。若在一个测站的观测中存在错误，则整个水准路线测量成果受到影响，所以水准测量的检核是非常重要的。水准仪检核工作有如下几项：(一)、水准仪计算检核

计算检核的目的是及时检核记录手簿中的高差和高程计算中是有错误。式(2-7)为观测记录中的计算检核式，若等式成立时，表示计算正确，否则说明计算有错误。∑h理=H终-H始(2-7)(二)水准仪、测站检核

测站检核的目的是及时发现和纠正施测过程中因观测、读数、记录等原因导致的高差错误。为保证每个测站观测高差的正确性，必须进行测站检核。测站检核的方法有双仪高法和双面尺法两种。

1、在同一个测站上用两次不同的仪器高度、分别测定高差，用两次测定的高差值相互比较进行检核。即测得第一次高差后，改变水准仪视线高度大于10CM以上重新安置，再测一次高差。两次所测高差之差对于等外水准测量容许值为±6MM。对于四等水准测量容许值为±5MM。超过此限差，必须重测，若不超过限差时，可取其高差的平均值作为该站的观测高差。

2、双面尺法

在同一个测站上，仪器的高度不变，根据立在前视点和后视点的双面水准尺，分别用黑面和红面各进行一次高差测量，用两次测定的高差值相互比较进行检核。两次所测高差之差的限差与双仪高法相同。同时每一根尺子红面与黑面读数之差与常数(4.687M或4.787M)之差，不超3MM(四等水准测量)或4MM(等外水准测量)，可取其高差的平均值作为该站的观测高差，若超过限差，必须重测。(三)、水准仪成果检核

测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或是否超限。仪器误差，估读误差，转点位置变动的错误，外界条件影响等，虽然在一个测站上反映不明显，但随着测站数的增多，就会使误差积累，就有可能使误差超过限差。因此为了正确评定一条水准线路的测量成果精度，应该进行整个水准路线的成果检核。水准测量成果的精度是根据闭合条件来衡量的即将路线上观测高差的代数和值与路线的理论高差值相比较，用其差值的大小来评定路线成果的精度是否合格。

成果检核的方法，因水准路线布设形式不同而异主要有以下几种：

1、闭合水准路线

从理论上讲，闭合水准路线各段高差代数和值应等于零，即∑h理=0。

2、附合水准路线

从理论上讲，附合水准路线各段实测高差的代数和值应等于两端水准点间的已知高差值，即∑h理=H终-H始。

3、支水准路线

支线水准路线本身没有检核条件，通常是用往、返水准测量方法进路线成果的检核。

从理论上讲，往测高差与返测高差，应大小相等，符号相反。即︱∑h往︱=︱∑h返︱。

实际上，由于测量值含有不可避免的误差，因此，观测的高差代数和值不能等于高差的理论值，这种不符合的差值称为高差闭合差，fh表示。高差闭合差的大小是用来确定错误和评定水准测量成果精度的标准。若fh容许限差之内，表示观测结果精度合格，否则应返工重测。

第三篇：水准仪使用及计算方法

A：闭合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后又闭合到原来点的环形路线。

B：附合水准路线：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程，最后符合到另一高级水准点的路线。

C：往返水准路线（支水准路线）：从一高级水准点出发，经过测定其它各点高程到终点，又从终点返测到原来高级点的往返路线。

支水准路线长度为1~2Km。

三、水准测量的实施

水准测量采用往返测量法、改变仪器高法或双面尺法进行测量。往返测量法步骤：

设定已知一水准点BM高程（123.446m），要测定B点的高程。如图所示：

图7 水准测量的实施

1、置水准仪于距已知后视高程点A一定距离的I处，并选择好前视转点ZD1，将尺置于A点和ZD1点上。测站在后视点与前视点的中间。

2、将水准仪粗平后，先瞄准后视尺，消除视差。精平后读出后视读数a。

3、转过望远镜照准前视尺，精平后，读取前视读数b。至此完成了一个测站

的观测任务。（架一次仪器叫一个测站）

4、将仪器搬迁到下站II站，把第I站的后视尺移到第II站的转点ZD2上，此时第一站的前视成了第二站的后视。

5、按2．3步骤测出第II站的后、前视读数。如此重复至B点。表2-1 水准测量记录表

第四节 水准测量的成果整理

水准测量的外业测量数据经检核后，如果满足了精度要求，就可以进行内业成果计算，即调整高差闭合差（将高差闭合差按误差理论合理分配到各测段的高差中去），最后求出未知点的高程。高程的计算有两种方法 已知高程+高差=待测高程(高差法)高差=前视度数-后视觉读数已知高程+已知高程点读数=H H-待测点读数=待测高程(等高法)

如不是三、四等水准测量，可以把转点当作一个要测的点来测量，方法都一样的后视-前视=高差：用后视点的高程+高差=前视点的高程

第四篇：水准仪的构造和使用

一级结构基础辅导：水准仪的构造和使用

二、水准仪的构造和使用

水准仪按其精度和用途分为DS1、DS2、DS3等几种等级。精密水准测量用DS1级水准仪，普通水准测量一般用DS2级水准仪，其下标表示每千米水准测量的误差（单位：mm）。

水准尺也有精密水准尺和普通水准尺之分。

水准仪由测量望远镜、水准管（或重力摆）和基座三个主要部分组成。

测量望远镜能够进行正确的瞄准与读数的重要条件是：目标必须成像于十字丝平面上。其具体操作和检验方法是：首先转移目镜调焦螺旋使十字丝像最清晰，然后转动物镜调焦螺旋使目标像最清晰。检验的方法是：十字丝和目标像都很清晰，并且把眼睛微微上、下或左、右移动时，没有发现十字丝和目标像有相对移动；如果发现两者有相对移动，则称为有“视差”，此时应重复以上操作，使视差消除为止。

（三）水准器

水准器分为水准管和水准器两种，水准管置平精度较高。

水准管为圆柱行玻璃管，内壁磨成一定半径的圆弧，灌注酒精后，加热封闭。冷却后形成酒

〃精蒸汽的气泡称为水准气泡。圆柱管外壁刻有2cm间距的分划。水准管的分划值τ又称灵敏度，R为内壁圆弧的曲率半径（cmm）分划值为2cmm弧长所对的圆心角，分划值越小，水准管灵敏度越高，仪器精度越高。DS3分划值一般为20”/2mm.（四）自动安平水准仪

粗平：“左手大拇指原则”双手转动一对角螺旋，气泡会按左手大拇指方向运动。

瞄准

精平：使水准管气泡两端练成一个圆弧。

读数：读数应有四%考试大%位，毫米数进行估读。

第五篇：DS3水准仪的使用

DS3水准仪的使用

1、安置仪器：在测站上打开三脚架，按观测者的身高调节三脚架腿的高度，使三脚架架头大致水平。然后将水准仪从箱中取出安放在三脚架头上，一手握住仪器，一手立即用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。

2、粗平：先固定两条腿，前后移动、左右摆动另一条腿，使圆水准器气泡大致居中。然后通过调整脚螺旋，使圆水准器的气泡处于圆圈中央。使圆气泡居中的方法：先用两手拇指与食指同时对向转动一对脚螺旋，使气泡移动到第三个脚螺旋与圆水准器中心的连线上，然后再转动第三个脚螺旋使气泡居中。（气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致）

3、瞄准水准尺：为了看清标尺上的分划，必须先进行目镜和物镜对光消除视差，使十字丝和尺像同时清晰。

①目镜调焦：观测者用望远镜对着明亮的背景（如天空白墙等）从目镜中看十字丝，转动目镜调焦螺旋慢慢旋进，使望远镜内的十字丝像十分清晰。

② 目镜对光后再进行物镜对光 ：具体过程为松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜上方的缺口和准星对准水准尺，拧紧制动螺旋，旋转微动螺旋使十字丝的竖丝靠近水准标尺的一侧，此时旋转物镜调焦螺旋，使尺子的成像清晰，这时观测者将眼睛对目镜做上下移动，注视十字丝和水准标尺的成像是否有相对移动，如有位移表明存在视差，须稍稍转动物镜调焦螺旋直至物像与十字丝无相对位移为止，当视差消除后，旋转望远镜的微动螺旋，使十字丝的竖丝对准水准标尺，以便待仪器精确治平以后进行读数。

4、精确治平（精平）：转动微倾螺旋，从气泡观察镜内看到符合水准器气泡居中，此时视线即为水平视线。使水准管居中的规律：当左半部气泡位置偏下时应顺时针方向旋转微倾螺旋使气泡居中，当左半部气泡位置偏上时应逆时针方向旋转微倾螺旋使气泡居中。（旋转微倾螺旋时速度应均匀不宜过快）

5、读数：在精确整平和水准标尺竖直的前提下用十字丝的中丝在水准尺上读数，在读数的前后都要检查水准器气泡是否居中，如仍居中则读数有效，否则应重新使符合水准器气泡居中后再读数。

标尺的读数方法：先弄清标尺的两端的分化标尺的大小，然后从望远镜中看到的图像，从小往大读，先估读水准尺上毫米数，然后再将全部读数报出。一般应读出四位数，即米、分米、厘米、及毫米数，且以毫米为单位。