复合水准仪介绍

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概述

复合水准仪是我国自主研发、完全国产化、具有完全知识产权的新一代水准测量系统,其特征是一体化集成、多模化适配、智能化操作,属于国际领先的中国智造。实现了水准仪、标尺、脚架及尺垫“合四为一”的一体化集成;采用两点配置、两仪同步对测的对偶测量原理实现了高效测量。仅需2人即可完成作业,具有省人、省时、省力、省心的优势,可使精度和可靠性提高1倍以上、测量效益提高3倍以上。

复合水准仪属于多种作业模式混动的水准仪。不仅采用了双(多)观测系统相关的新型作业模式,而且还兼容了传统单观测系统的3点对称式作业模式。换言之,复合水准仪测量系统已包含了传统的水准仪测量系统。

从技术及应用角度来看,复合水准仪是对人类水准测量技术及系统的一次全面大升级!复合水准仪从根本上解决了传统水准测量操作繁琐、费时费力、速度慢、效率低、可靠性差、工作强度大这一国际性难题,使水准测量变得简单易行、事半功倍!

一套复合水准仪测量系统至少构成2个观测系统,采用2点配置的空间结构及同步对测的对偶测量原理,可有效减弱和消除大气折光效应,故复合水准仪可全天时测量,并且仅需单程测量、无需返测。

复合水准仪水准测量的作业限差指标及总体要求,执行相关等级的国家标准(例如《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《工程测量标准》等),其具体操作步骤执行国家团体标准《对向观测复合水准仪测量规程》,生产及检验方法执行相关国家标准及国家团体标准《复合水准仪》。

复合水准仪设有完备的语音及图文控制操作指令和精密的检核系统,实现了测段水准测量的智能化操作和数据处理。用户无需专门学习即可依据语音及图文指令进行“傻瓜式”操作。但仔细阅读本操作手册,会有助于更好地了解和掌握复合水准仪的基本操作和作业方法,以实现快速高效的测段水准测量。

复合水准仪已将相关标准中的作业方法、操作步骤及作业限差指标,内嵌于操作系统中,实现了测段水准测量操作智能化的指令控制,数据的自动采集、通讯、检核及存储。测量员仅需按照操作系统指令进行操作即可,而无需再查阅相关作业标准

特别指出,复合水准仪属于水准测量新技术的升级产品,已兼容包含了传统水准仪及三点对称式作业模式。

复合水准仪(技术及测量系统)属于国际领先的中国智造,将立足中国、面向全球,使全球测量界步入智能水准测量时代。

备注:复合水准仪的名词释义

顾名思义,复合水准仪的主要特征体现在“复合”上,具体有3层含义:

  1. 将分离独立的部件(例如数字水准仪、水准标尺、脚架及尺垫等)复合集成在一起,形成一体化的有机结构;
  2. 将2台或多台水准仪及标尺复合集成在一起,形成双观测系统或多观测系统;
  3. 将多种作业模式复合集成在一起,形成多模式融合混动的高效精密测量系统。

一体化复合结构

测量系统的复合组成及配置

复合水准仪需配对使用,最基本的测量系统是由2根结构相同的基架配对组成,称为主机和从机(或称为A仪、B仪,或称为A尺、B尺),2根基架上均设有数字水准仪、标尺、脚架、尺垫及辅助装置。

依据水准仪及标尺数量,复合水准仪测量系统的常见配置见下表:

系统配置 说明
2仪2尺 复合水准仪测量系统的基本配置。主要作业模式是采用对偶测量原理进行双仪同步对向观测。
另外,还可兼容实施1仪1尺的传统单观测系统的3点对称作业模式,基本配置仅需2人即可作业。
2仪3尺 复合水准仪测量系统的标准配置。特点是在基本配置基础上再增加1根独立标尺(称为C尺)。
不仅可兼容实施1仪2尺的传统单观测系统的3点对称作业模式,还可满足特殊支点测量的需要(例如大坝监测、沉降监测及地铁监测等),标准配置需2-3人作业。
3仪3尺 复合水准仪测量系统的增速配置,一方面可构成超快速导线式测量系统,另一方面还可构成三角形区域闭合测量系统以满足特殊测量的要求,并且可方便实施1仪2尺的传统作业模式,增速配置需3人作业。
4仪3尺 复合水准仪测量系统的增强配置,特征是在标准配置的基础上,每个基架上安置2台水准仪,并依据2台水准仪上下安置相距的远近又构成两种测量系统:
a. 2仪上下相距大于1.2m时,扩大了观测高差,适用于山地水准测量,故称为“山地测量型复合水准仪”;
b. 2仪上下相距小于0.3m时,增加了观测系统,提高了可靠性和精度,故称为“双通道或四系统增强型复合水准仪”。

复合作业模式

复合水准仪实现了融合混动的多种作业模式(复合模式):

(1)二点双系统对偶交换式
用于测定参数。还因能彻底消除i角的影响,用于超短距离特高精度测量

(2)二点双系统对偶交替式
用于测段水准测量的主要模式(该模式也可理解为2个水准仪按传统作业模式测量的叠加)

(3)传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
兼容性的辅助作业模式(即传统单系统三点测量模式)

(4)三点双系统交会测量式
主机、从机同时照准第三根标尺测量,用于支点的水准测量

(5)三点三系统对偶交替式(增速测量模式)
3个复合水准仪交替观测,进一步提升测段测量效率!

(6)三点三系统对偶闭合测量式
3个复合水准仪交替观测,提升测量精度和可靠性!

(7)二点四系统对偶交替式
属于增强型复合水准仪的测段测量模式,极大地提升测量精度和可靠性!

(8)二点四系统山地测量对偶交替式
用于高精度山地测量,其特点是根据地形的起伏,复合水准仪会使用双系统、三系统或四系统进行水准测量!

型号及用途

型号 用途
主型号 子型号
CL0 CL0-23P/C/D
CL0-33P
CL0-43P/S
高于国家一等的特高等水准测量
高精密沉降监测水准测量
(测段往返高差不符值≤ 0.9√K)
CL1 CL1-23P/C/D
CL1-33P
CL1-43P/S
国家一、二、三、四等水准测量
精密沉降监测水准测量
(测段往返高差不符值≤ 1.8√K)
CL2 CL2-23P/C/D
CL2-33P
CL2-43P/S
国家二、三、四等水准测量
国家工程测量的二、三、四等水准测量
精密沉降监测水准测量
(测段往返高差不符值≤ 4√K)
CL3 CL3-23P
CL3-33P
国家三、四等水准测量
国家工程测量的三、四等水准测量
(测段往返高差不符值≤ 12√K)
CL4 CL4-23P
CL4-33P
国家四等水准测量
国家工程测量的四等水准测量
(测段往返高差不符值≤ 20√K)
CL5 CL5-23P 国家工程测量的五等水准测量
等外水准测量
(测段往返高差不符值≤ 30√K)
说明 1、主型号中字母CL代表复合水准仪,数字0-5分别代表了测量等级,其中:CL0称为特高精密型;CL1称为高精密型;CL2称为精密型;CL3、CL4、CL5称为普通型
2、子型号中的数字代表测量系统中水准仪与标尺的配置数量,首位数字为水准仪的配置台数,后位数字为水准标尺的配置根数,例如,23表示2台水准仪与3根标尺的组合
3、子型号中最后一位字母代表了复合水准仪针对不同应用场景设置的不同辅助系统,P表示普通测量型、C表示沉降监测型、D表示地铁监测型,S表示山地测量型

型号 规格及明细 备注
CL0-23P/C
CL1-23P/C
CL2-23P/C
数字水准仪2台(带电子目镜、感应触发及无线数传功能),基架2根(带脚架及防风支腿),脚轮4个,脚轮测距器1个,2.3m或2.6m因瓦尺带2根(安置在基架上),2.8m独立玻璃钢标尺1根,电子尺垫(带移动监测功能)2个,电池4个,充电器1个,数据线2根,辅助上点器1个,相关处理软件 后缀为P的普通测量型采用普通上点器;
后缀为C的沉降监测型采用加长型上点器
CL0-23D
CL1-23D
CL2-23D
数字水准仪2台(带电子目镜、感应触发及无线数传功能),基架2根(带脚架及防风支腿),脚轮4个,脚轮测距器1个,2.3m或2.6m因瓦尺带2根(安置在基架上),3.4m独立玻璃钢标尺1根,电子尺垫(带移动监测功能)2个,电池4个,充电器1个,数据线2根,辅助上点器1个,照明灯带,相关处理软件 后缀为D的为地铁监测型,辅助上点器采用微型上点器,加长的独立玻璃钢标尺可用于测量隧道拱点等
CL3-23P
CL4-23P
数字水准仪2台(带电子目镜、感应触发及无线数传功能),基架2根(带脚架及防风支腿),脚轮4个,脚轮测距器1个,2.8m玻璃钢尺2根(安置在基架上);2.8m独立玻璃钢标尺1根,电子尺垫(带移动监测功能)2个,电池4个,充电器1个,数据线2根,辅助上点器1个,相关处理软件 后缀为P的普通测量型采用普通上点器
CL5-23P 数字水准仪2台(带电子目镜、感应触发及无线数传功能),基架2根(带脚架及防风支腿),脚轮4个,3m铝合金尺2根(安置在基架上),3m或5m独立铝合金尺1根;,电子尺垫(带移动监测功能)2个,电池4个,充电器1个,数据线2根,辅助上点器1个,相关处理软件

技术参数

仪器技术指标项目 指标限差
特高精密型 高精密型 精密型 普通型
CL0 CL1 CL2 CL3 CL4
标尺弯曲差(mm) ≤ 4.0 ≤ 8.0
标尺长度(m) 2.3-2.6 2.6-3.0
一对标尺名义米长偏差(mm) ≤ 0.05 ≤ 0.5
标尺名义米长偏差(μm) ≤ 100 /
标尺分划偶然中误差(μm) ≤ 13 /
标尺底面垂直性误差(mm) ≤ 0.10 /
标尺分米分划误差(mm) / ≤ 1.0
标尺分划宽度(mm) 20-25 25-60
因瓦尺带张力(kg) 1.5-4.5
基架长度(m) 2.2-2.6 1.4-2.8
基架宽度(mm) 26-45 35-80
基架水准器管气泡精度(′) ≤ 4 /2 mm
基架水准器圆气泡精度(′) ≤ 10 /2 mm
基架水准器与水准仪概略水准器的匹配误差(′) ≤ 8 ≤ 16
水准仪望远镜放大率 ≥ 32 倍
水准仪望远镜物镜有效孔径(mm) ≥ 40
水准仪望远镜最短视距(m) 2
水准仪概略水准器气泡精度(′) ≤ 8 /2 mm
水准仪安平误差(″) ≤ 0.30 ≤ 0.40 ≤ 0.45 ≤ 0.80
水准仪补偿范围(′) ≥ 8
水准仪补偿误差(″) ≤ 0.20/1′ ≤ 0.30/1′ ≤ 0.35/1′ ≤ 0.50/1′
水准仪磁致误差 ≤0.02(直流) ≤0.04(直流) /
≤0.06(交流) ≤0.10(交流) /
水准仪电子竖丝调节步长(mm) ≤ 1.5
水准仪视准轴至基架边缘的距离(cm) ≤ 10
测站单次高差标准差(mm) ≤ 0.12 ≤ 0.20 ≤ 1.0 ≤ 1.5
1 km往返水准测量标准偏差(mm) 0.1-0.3 0.3-0.5 1.0 1.5 4.0
CCD轴和视准轴一致性(mm) CCD轴和视准轴一致性应不超过标称值的1/3
自动安平补偿器安平时间(s) ≤ 2
系统分辨率(10 m视距)(mm) ≤ 0.02 /
视距测量误差(cm) ≤ (10±2) ≤ (12±2.5)
标尺水平转向角(°) ≥ 8 ≥ 10 ≥ 10
安平微调螺旋调节范围′ ≥ 15 ≥ 18 ≥ 18
两个安平微调螺旋之间的夹角(°) 90±5
蓝牙通信距离(m) ≥ 1.5
两仪无线通信距离(m) ≥ 150
两仪通信频道数 ≥ 100
尺垫相对于基架的可倾斜角度(°) ≥ 10
电子尺垫位移检测分辨率(mm) ≤ 1.5 ≤ 3.0
脚架支腿承载能力(kg) ≥ 20
脚踏板转动角度(°) ≥ 20
脚架支腿伸长时长度(m) ≥ 1.4
电子测量测程(m) 3-110
测量时间(s) 2
距离测量最小显示单位(m) 0.01
数据接口 USB、蓝牙
操作指令提示方式 图文/语音
触发测量方式 红外感应/按键
尺垫移动报警方式 指示灯/蜂鸣器/语音
视频/成果显示屏分辨率 320×240
电源系统 移动电源(锂电池)
工作电压(V) 5
内存 128M TF卡(76万测量点)
工作温度(℃) -20-+50
整机重量(kg) 6-12
测距轮测距误差(cm) ≤ 30
测距轮直径(cm) ≥ 21
防水防尘等级 IP53

产品图片

产品 介绍
普通测量型复合水准仪
配置:2仪3尺
型号:
CL0-23P CL1-23P CL2-23P CL3-23P CL4-23P CL5-23P
作业模式:
1、二点双系统对偶交替式
2、二点双系统对偶交换式
3、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
4、三点双系统交会测量式
用途:适用于各测量等级的普通水准测量
特点:
1、普通上点器(30-50cm)
2、独立2.8m玻璃钢尺(CL5为3m或5m铝合金尺)
地铁监测型复合水准仪
配置:2仪3尺
型号:
CL0-23D CL1-23D CL2-23D
作业模式:
1、二点双系统对偶交替式
2、二点双系统对偶交换式
3、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
4、三点双系统交会测量式
用途:地铁(隧道)监测类水准测量
特点:
1、配置照明灯带;
2、专用微型上点器(10cm)
3、超长独立玻璃钢标尺
沉降监测型复合水准仪
配置:2仪3尺
型号:
CL0-23C CL1-23C CL2-23C
作业模式:
1、二点双系统对偶交替式
2、二点双系统对偶交换式
3、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
4、三点双系统交会测量式
用途:沉降监测类(含大坝监测)水准测量
特点:
1、超长上点器(50-100cm)
2、独立2.8m玻璃钢尺
增速测量型复合水准仪
配置:3仪3尺
型号:
CL0-33P CL1-33P CL2-33P CL3-33P CL4-33P
作业模式:
1、三点三系统对偶交替式(增速测量模式)
2、三点三系统对偶闭合测量式(需特殊定制)
3、二点双系统对偶交替式
4、二点双系统对偶交换式
5、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
6、三点双系统交会测量式
用途:适用于长距离的水准测量(可提速达40%!)
特点:
1、普通上点器(30-50cm)
2、需3人操作
山地测量型复合水准仪
配置:4仪3尺
型号:
CL0-43S CL1-43S CL2-43S
作业模式:
1、二点四系统对偶交替式.
2、二点四系统山地测量对偶交替式
3、二点双系统对偶交替式
4、二点双系统对偶交换式
5、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
6、三点双系统交会测量式
用途:适用于高差较大的山地水准测量
特点:
1、普通上点器(30-50cm)
2、独立2.8m玻璃钢尺
备注:对比普通测量型,其观测高差增大60%或一倍
增强测量型复合水准仪
配置:4仪3尺
型号:
CL0-43P CL1-43P CL2-43P
作业模式:
1、二点四系统对偶交替式.
2、二点四系统山地测量对偶交替式
3、二点双系统对偶交替式
4、二点双系统对偶交换式
5、传统单系统三点对称交替式(单尺或双尺测量)
6、三点双系统交会测量式
用途:用于提高可靠性的精密水准测量
特点:
1、普通上点器(30-50cm)
2、独立2.8m玻璃钢尺
备注:增强测量型对比普通测量型,可靠性、精度提高1倍;本质上,增强测量型属于山地测量型两仪安置的辅助型号