1、6 精 密 定 位 测 量 Precision Positioning Measurement,基本概念,精密定位测量是指利用精密测量的仪器和方法满足设备几何轴线或物理轴线之间的相对关系，这些轴线包括直线度、曲线度、水平度、倾斜度、平面度、平行度和铅直度等，其中的直线度可以采用精密准直测量实现，铅直度可以利用精密垂准测量实现。,准直测量,在一些高精度要求的机械设备安装中，在大坝、防洪大堤以及其他构筑物的变形测量中，需要观测基本位于同一视线上许多点的偏移量，在多种方法中，准直测量是其中操作方便、精度较高的一种方法。,基准线,基准面,准直测量,准直测量,准直测量的精度等级,精密准直测量以偏离中误差
2、作为精度指标，分为一、二、三、四级：,准直测量的方法,光学法引张线法激光准直法,光学法,基准线（面）的提供通过经纬仪照准来实现，其中按照所使用的工具和作业方法的不同，又可以分为“测小角法”和“活动觇牌法”。测小角法是利用经纬仪精确地测出基准线方向与置镜点到观测点的视线方向之间所夹的小角，从而计算出观测点相对于基准线的偏离值。活动觇牌法是利用活动觇牌上的标尺，直接测定偏离值。,测小角法,用测微器直接读取偏移角度： （主要误差来源之一是照准误差） 采用放大倍率不小于40倍的J1型以上的精密经纬仪； 采用白色(或黄色)底面、黑色对称标志的觇牌，照准标志的对称轴应铅垂，具备整平和照明装置；,测小角法作
3、业程序与要求,在基准线两端点分别安置仪器和觇牌，待测点安置觇牌； 用仪器分别照准两个觇牌，测微器读取角值，计算小角，完成上半测回； 变换测微器位置，再用测微器分别读取两个觇牌对应的读数，计算小角，完成一个测回； 完成往测测回数的一半以后，将仪器和觇牌的强制对中轴旋转180，再进行往测另半数测回的观测，完成往测； 将基线端点上的仪器和觇牌对调，按同样方法完成返测；,测小角法,改进型测小角法,活动觇牌法,活动觇牌零位置测定（零位置：照准标志的对称轴与对中装置中心的线相重合时的觇牌读数）：在相距一定距离的两个观测墩上，安置仪器与固定觇牌，定向后，取下固定觇牌，换上活动觇牌，将活动觇牌的照准标志移到仪
4、器十字丝上，读取活动觇牌的读数。 在基准线两端点分别安置仪器和固定觇牌，待测点安置活动觇牌； 盘左时，由仪器观测员指挥待测点上操作员，旋动觇牌使照准标志的对称轴与仪器十字丝重合，读取觇牌上读数；然后反方向导入活动觇牌，重新读取觇牌上读数，完成上半测回； 盘右时，同样操作，完成一个测回。 测回间应重新整平仪器。,引张线法,利用一根拉紧的不绣钢丝（或尼龙丝）建立的基准线（面）来测定点的偏离值的方法，可以不受大气折光的影响。,引张线法,a.安置引张线，稳定后，依次在每一个待测点上安置显微镜观测作为往测，每个测点读数四次； b重新安置引张线，并把引张线纵向移动一段距离，逆序依次在每一个待测点上安置显微
5、镜观测作为返测，同样每个测点读数四次。完成一个测回； c测回间拨动浮船装置，使引张线浮动，静止后进行下一测回观测。测回间互差应小于0.2mm。,引张线法的自动化,采用传感器可以实现自动化测量：在弦线中间点上用横向连测的感应式位移传感器代替目视或光学读数设备，在过传感器中心的金属丝上固定一块铁氧板，装在一个浮筒上。当安置在中间点的传感器中心相对弦线的位置发生变化时，感应式位移计传感器中的电感将发生变化，利用相应的桥式电路可以确定弦线与传感器的相对位置及其变化。,激光准直法,随着激光技术的发展，出现了由激光束建立基准面的基准线法，根据其确定偏离值的原理，有以激光束替代经纬仪视线的“激光经纬仪准直”
6、和利用光干涉原理的“波带板激光准直”（三点准直）。,激光经纬仪准直,采用激光经纬仪准直时，活动觇牌法中的觇牌则由中心装有两个半圆的硅光电池组成的光电探测器替代。两个硅光电池各接在检流表上，如激光束通过觇牌中心时，硅光电池左右两半圆上接收相同的激光能量，检流表指针在零位。反之，检流表指针就偏离零位。这时，移动光电探测器使检流表指针指零，即可在读数尺上读取读数。为了提高读数精度，通常利用游标尺可读到0.1mm。当采用测微器时，可直接读到0.0lmm。,波带板激光准直,波带板激光准直系统由三个部分组成：激光器点光源，波带板装置和光电探测器。,波带板激光准直,在基准线两端点A、B上分别安置激光器点光源
7、和探测器。在需要测定偏离值的观测点C上安置波带板。当激光管点燃后，激光器点光源就发射出一束激光，照满波带板，通过波带板上不同透光孔的衍射光波之间的相互干涉，就会在光源和波带板连线的延伸方向线上的某一位置形成一个亮点(对圆形波带扳而言)或十字线(对方形波带板而言)。,波带板激光准直改进形式,为避免波带激光准直中对光源过高稳定性的要求，波带板激光准直宜布置成如下图的形式。,波带板激光准直改进形式,大气折光对波带板激光准直的影响也是显著的，是精密波带板激光准直的主要误差来源，而且难以控制，利用真空管道降低大气压的方法，能极大地减弱大气折光的影响。真空管道波带板准直系统的优点是精度高、可进行二维精密测量，相对精度达10-7以上，此外，能在一些恶劣气候及环境条件中工作，有利于实现自动化。不足之处在于价格昂贵，维修困难。,
