精密定位与垂准测量.ppt

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1、第6章精密定位与垂准测量§6-1精密定位测量一、概述设备定位的实质是利用精密测量的仪器和方法满足它们的几何轴线或物理轴线之间的关系。这些轴线关系包括直线度、曲线度、水平度、倾斜度、平行度和铅直度等。设备精密定位的基本过程一般是根据固定在设备上用以表示其几何或物理轴线的测量标志与控制网点的位置关系，计算出定位元素，然后按照计算出的定位元素进行设备的实地定位。1大型精密仪器设备和结构安装要求相当高的定位和找平精度,为了保证各种大型精密设备和结构顺利安装、安全运行,用常规的测量仪器和工具就显得力不从心,必须借助精密工程测量技术、GPS技术和工业测量技术等使之达到所要求的安装精度。(1)精密测距技

2、术精密测距技术主要是以各种定长杆尺和定长铟瓦线尺配合测微装置组成的测量仪、测量距离变化的应变仪和伸缩仪等短距离和微距离机械测量技术和以采用红外光电测距仪和精密激光测距仪等中长距离光电测量技术。2(2)精密测平技术安装工程设备找平,大间距范围内的相对高程测量是利用导电法连通管水平仪和可调平尺，在长距离、大跨度、异形面的高精度找平中,用精密水准仪测平。精密高程测量技术主要采用微水准测量、激光扫平水准测量和液体静力水准测量。前者采用专用微型水平尺和激光水准仪，而后者是则是根据连通管原理,通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,同时获取树十至数百个测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续

3、测量等特点。3(3)精密安装基准线测量技术精密基准线测量又称精密准直测量,是直线型设备精密安装或水平位移精密测量的一种方法。其基本原理是在两个基准点之间通过光学视准线、机械引张线或激光束建立一条基准线,以测出设备上观测点偏离该基准线的偏离值,从而把设备调整安装到该基准线或者测出水平位移量。4(4)安装施工精密定位测量技术在安装工程中,广泛应用高精度经纬仪、激光水准仪、激光经纬仪和激光准直仪找中,定位和定向.尤其是对成套机组设备,用激光测量仪器检测明显优于拉钢丝法、普通水准仪法和经纬仪法,而且操作简单。5§6-1精密定位测量平面定位常采用的方法:基准线法、弦线偏距法、距离交会法、极坐标法等。

4、而设备的高程定位时，短视线的几何水准测量仍是一种广泛采用的行之有效的方法。此外，也有采用液体静力水准测量和微水准测量方法，利用计算机配合电子测角系统，采用空间交会的方法进行三维坐标的测量，同时定位和自动定位。6§6-1精密定位测量定位精度要求:定位精度要求视各种设备的工艺特点和要求而异，有时要求最终定位的精度高达0.1～0.15mm。因此，在进行精密定位之前，要拟订合理的定位方案。根据最后的限差要求和拟订的定位方法进行误差分析，以确定定位过程中每一单项操作的精度要求。这些单项操作的精度有时仅为最终要求的几分之一，甚至高达0.05～0.02mm。7§6-1精密定位测量对于某些工艺构件有时提出

5、先将各单个构件在专用的组装台上装配成一个组体，这样可以在一个局部范围内，保证组体内各构件之间有很高的相对精度，然后将组体安装到设计位置上去。无论是单个构件的组装还是组体定位，一般都是先以较低的精度进行初定位，然后进行精密定位，以至可能要进行多次循环。在最终的精密定位之前，应考虑到设备重量对地基的影响，一般要求在地基和基础的变形趋于稳定之后在进行精密定位。8§6-1精密定位测量二、环形粒子加速器的磁件定位下面以环形粒子加速器的构件定位和机械制造工业中的设备定位为例，说明其定位方法和特点。某环形粒子加速器由120块磁件组成，它们分布在半径为236m的圆周上，每块磁件长约11m，由5个构件按一定

6、的曲率半径放置在一金属梁上。在进行磁件定位之前，先根据单个构件同侧边缘上固定的两个轨道标志，在金属梁上进行初步定位，然后将5个构件组装为一块磁件。其组装方法如下：9§6-1精密定位测量根据磁件的曲率半径ρ和单个构件之间的间隙,当采用弦线偏距法组装时,先计算出组装元素,即2～9轨道点,相对于轨道点1和10的连线的偏距：δ2、δ3···δ9在轨道点1和10之间用一根拉紧的细钢丝作弦线，在中间点2～9上放置与偏距δi长度相应的专用杆尺，以测定各点相对于弦线的偏距。当测得的偏距与计算值不一致时，移动构件使各杆尺上读得的偏距正好等于计算的偏距值，即表示把各构件组装到半径为ρ的一段设计圆周上。10§6

7、-1精密定位测量有时为了减少专用杆尺的长度，可利用轨道点2和9的连线作为弦线，分别计算其余各点相对于轨道点2和9的连线的偏距，再按上法进行组装。在单个构件组装完成之后，将其固定在金属梁上构成一块磁件，这时轨道点2和9（前者1和10）即为这磁件的轨道标志，它们是磁件定位的依据。在进行磁件定位时，为保证各磁件的相互位置精度，通常先根据安装控制网采用极坐标法对部分磁件进行初定位，然后，再利用弦线偏距法进行精密定位。这时，为保证