为什么在使用仪器测量过程中只能

1. 测微目镜测量谱线位置读数时为什么只能

物理实验仪器中齿轮结构（或螺纹）中存在的间隙导致位移传递过程中，只沿着单向移动时是稳定的。如果先向一侧传递位移，再向另一侧传递位移，则中间方向改变时，由于齿隙的存在，动力齿会出现一点空转。由于动力齿往往与我们读数机构的标尺相连，空转时导致读数变化，但实际仪器测量状态并未改变，这就是空程差。
所以测量He-Ne激光束波长时，微动手轮只能向一个方向转动，以免引起空程误差。

2. GPS测量为什么只适用于平面测量而不适用于高程测量

GPS高程测量的制约因素

3.1 高程基准面的制约因素
3.1.1 大地水准面模型方面的限制
利用GPS求得的是地面点在WGS一84坐标系中的大地高，而我国的《中华人民共和国大地测量法式(草案)》规定，我国高程采用正常高。要想使GPS高程在工程实际中得到应用，必须实现GPS大地高向我国正在使用的正常高的转化。
由上面GPS的测量原理可知，为了得到正常高H,，我们要知道高程异常值爹。对于长距离，GPS测量也能非常有效地得到大地高，但会遇到大地水准面和高程基准面方面的问题。由于大地水准面按经典的说法是:设想一个静止的海水面向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，其中通过平均海水面的那个水准面称为大地水准面。但是，随着现代大地测量的发展、测量精度的提高和多方面的需要，再把它说成与平均海水面重合就不能认为是严格的了。因此，我国的黄海高程基准实际上是近似高程系统。
这样的一个大地水准面模型，其相对精度是很低的，从而也制约了GPS高程测量的精度。
3.1.2 高程基准方面的制约因素
由于我国高程基准面比较多，有大连高程基准、大沽高程基准、废黄河基准、吴淞基准、1956年黄海高程基准等等，每一个高程基准都由一高程原点推算，有时一个点的高程值由一个或几个高程基准面来决定。
如果这些高程面的海洋测量或水准测量有误，都将会使高程基准面的基准偏离真实的重力模型，都会影响GPS高程转换的精度。
3.2 GPS高程测f方面的制约因素
3.2.1 相位整周模糊度解算对GPS高程的制约
相位整周模糊度解算是否可靠，直接影响三维坐标的精度。在控制测量中，无论采用快速静态或实时动态测量技术，都必须精确解算得到相位整周数，然而相位整周数模糊度的解算常常会出现解算错误的可能性，从而会影响高程测量的精度。
3.2.2 多路径效应的制约因素
所谓多路径效应是指测站附近反射物反射来自卫星的信号与卫星直接发射的信号同时被接收机接受，这两种信号产生相互影响，使其观测值偏离其真值，产生多路径误差。多路径效应的影响分为直接的和间接的，并能对三维坐标产生分米级影响。
3.2.3 电离层延迟对高程刚量的影响
电离层对GPS测量的影响主要有:电离层群延(绝对测距误差);电离层载波相位超前(相对测距误差);电离层多普勒频移(距速误差);振幅闪烁信号衰减;磁暴、太阳耀斑等，这些电离层的变化都会延迟GPS信号的传播路线。从而影响GPS的高程测量的精度。
3.2.4 星历和参考坐标对高程的制约
卫星的星历是描述卫星运行轨道的信息，精确的轨道信息是GPS定位的基础。另外，为测定某点的高程就必须获得该地区的一个理想的用WGS一84参考位置。卫星星历质量的好坏及用WGS一84参考位置确定精度等将直接影响GPS的高程测量，可能会产生几个PPM的影响。
3.2.5 天线高对高程浏量的影响
天线高是一个明显的误差来源。如果使用三脚架，由于高度经常发生变化，外业要求必须对天线高测量进行严格检查。若天线不是由一个厂家生产，则影响会更大，原因是有效相位中心不在同一高度上。
3.2.6 潮汐对GPS高程测量的影响
潮汐现象(包括陆地潮汐和海洋潮汐)对GPS高程测量也能产生很大的影响，特别是当基线超过100km的情况下，其影响可达到厘米级。

3. 在测量中为什么要求测量鼓轮只向一个方向转动而不得进进退退

因为手轮里面都是齿轮，齿轮都不是完全贴合的,都有空隙的，空隙肯定比波长大的多，而你的干涉仪就是波长量级的，你单向调节的时候，每一个齿都是紧贴另外一个齿轮的其中一面的，但是另外一面肯定有空隙的。

如果你倒回来，那么在镜子没有动的情况下，手轮却走了零点几个毫米,别小看这零点几个毫米，就是几千个波长出去了,误差非常大，所以必须单向调节，只能超一个方向转动，不能赖赖猴转动。

(3)为什么在使用仪器测量过程中只能扩展阅读

鼓轮，全称鼓式渔轮。英文名叫做「Drum Reel」，又名「鼓式卷线器」，其名字由来是因为其外观圆桶状，虽然「桶身高低 」（即渔轮的宽窄）各不相同，但都有点像大鼓的缘故。

渔轮，也叫渔线轮、放线器、卷线器，古称钓车，是抛（海）竿钓鱼必备钓具之一，通常有摇把、摇臂、逆止钮、主体、轮脚、导线轮、线轮、抛线螺帽、勾线夹、线壳、泄力装置等11个主要部件组成的一个收线传动装置，固定在抛竿手柄的前方的钓具，是构成抛竿钓组的主要钓具。

鼓式渔轮就是渔轮的一种，由于外观呈圆桶状而得名。它的特点是鱼线的排列方向和出线方向一致，无论是出线还是进线，只要线轴直接转动即可，不需要有大角度的转折，这种几乎平行的出入线方式，称之为鼓式渔轮，如市面上所见的鼓型轮、电动轮、平行轮、水滴轮等，都属于鼓式渔轮。

4. 测量时的注意事项

测量时的注意事项如下：

1、正确读出刻度尺的零刻度、最小刻度(最小分度值）、测量范围（量程）；把刻度尺的刻度尽可能与被测物体接近，不能歪斜；读数时，视线应垂直于被测物体与刻度尺；读出最小刻度以上各位数字；记录的测量数据，包括准确值、估计值以及单位（没有单位的数值是毫无意义的）。

2、要考虑测量温度及湿度对测量结果的影响，量具和被测工件应尽可能放在同一环境温度中，1m以下不少于1.5h，1～3m的为3h，超过3m时应在4h以上。要减小视力引起的误差。一般常用多次测量求平均值的办法减小误差。测量周围环境要求无震动、无磁场、无粉尘等。

测量四个要素

1、测量的客体即测量对象：由于几何量的特点是种类繁多，形状又各式各样，因此对于特性，被测参数的定义，以及标准等都必须加以研究和熟悉，以便进行测量。

2、计量单位：1984年2月27日正式公布中华人民共和国法定计量单位，确定米制为我国的基本计量制度。在长度计量中单位为米（m），其他常用单位有毫米（mm）和微米（μm）。在角度测量中以度、分、秒为单位。

3、测量方法：对几何量的测量而言，则是根据被测参数的特点，如公差值、大小、轻重、材质、数量等，并分析研究该参数与其他参数的关系，最后确定对该参数如何进行测量的操作方法。

4、测量的准确度：由于任何测量过程总不可避免地会出现测量误差，误差大说明测量结果离真值远，准确度低。准确度和误差是两个相对的概念。由于存在测量误差，任何测量结果都是以一近似值来表示。

5. 测量仪在测量过程中引入的误差主要有哪些,如何 消除这些误差

仪器误差仪器误差是指仪器不能满足设计理论要求而产生的误差。（1）由于仪器制造和加工不完善而引起的误差。（2）由于仪器检校不完善而引起的误差。消除或减弱上述误差的具体方法如下：（1）采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除视准轴不垂直于水平轴、水平轴不垂直于竖轴和水平度盘偏心差的影响；（2）采用在各测回间变换度盘位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由于水平度盘刻划不均匀给测角带来的影响；（3）仪器竖轴倾斜引起的水平角测量误差，无法采用一定的观测方法来消除。因此，在经纬仪使用之前应严格检校，确保水准管轴垂直于竖轴；同时，在观测过程中，应特别注意仪器的严格整平。二、观测误差1．仪器对中误差OO′ABD1D2δ1δ2ββ′θe图3-23仪器对中误差在安置仪器时，由于对中不准确，使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上，称为对中误差。如图3-23所示，A、B为两目标点，O为测站点，O′为仪器中心，OO′的长度称为测站偏心距，用e表示，其方向与OA之间的夹角θ称为偏心角。β为正确角值，β′为观测角值，由对中误差引起的角度误差△β为：因δ1和δ2很小，故（3-12）分析上式可知，对中误差对水平角的影响有以下特点：（1）△β与偏心距e成正比，e愈大，△β愈大；（2）△β与测站点到目标的距离D成反比，距离愈短，误差愈大；（3）△β与水平角β′和偏心角

6. 在测量过程中，读数显微镜为什么只能单方向前进，而不

要不然测量就不准确了，误差就大了

7. 在测量过程中,读数显微镜为什么只能单方向前进,而不准后退

是为了消除回程差
显微镜的内部构造中,读数部分是由互相咬合的齿轮构成的,两个齿轮之间不是完全无缝隙地咬合的,而是留有一定的空隙,所以当你前进时是一直带着后一个齿轮前进的,但是如果后退一点的时候,就得先移动过那个空隙再带动后一齿轮后退,这就叫做回程差.
所以,为了测量精确,必须消除回程差.

8. 仪器测量操作

（一）选择测量参数

开启笔记本电脑，打开主控软件。

1.参数设置

点击主界面工具栏上的 进行初始化参数设置。其初始化参数中灰色项不需要用户设置（图4－2－14）。

选择 测量T₁，则为T₁模式，同时测量T₁、T₂；

不选择测量T₁，则为T₂模式，仅测量T₂；

选择 大功率电源模块，控制电源箱输出不同的电压；

选择 发射控制模块，控制大功率发射；

选择 放大器模块，控制信号放大倍数；

选择 模块，测量发射电流电压；

选择 信号采集模块，测量核磁共振信号；

选择 控制LC谐振。

各参数说明见表4－2－1。

图4－2－14 主控软件参数设置界面

表4－2－1 参数初始化表

续表

图4－2－15 系统初始化界面

固定项：不可变或者不需用户设置的参数。

2.数据保存路径设置

点击参数设置菜单的设置（图4－2－15）。

在弹出的对话框中，进行保存路径设置。该路径将存放所有的实验数据，并且为测量的每一个日期创建一个文件夹。如果不进行该路径设置，数据将默认保存在控制软件的安装路径下Result文件夹内（图4－2－16）。

3.测量初始脉冲矩

所谓激发脉冲矩，就是激发时间与激发电流的乘积。而在未测量时，并不知道发射电压与电流的关系，因此，初始设置均默认线圈为1Ω电阻，按电压和电流数值相等来设置。设置激发脉冲矩实际上是设置不同激发脉冲矩需要的发射电压。通常测量100m所需的激发脉冲矩（Ams）为320、400、563、611、749、926、1122、1601、2117、2508、3044、3658、4435、5551、6633、7800；对应的激发电流（A）为8、10、14、15、18、23、28、40、52、62、76、91、110、138、165、195。在所设置的电压下，经过发射后测得的真正的发射电流应该与这些值相近。故在测量过程中应不断地校正这些设置值。

图4－2－16 主控软件数据保存路径设置

初始设置：点击参数设置窗口右下角的脉冲矩，出现如下窗口（图4－2－17）。

仪器控制软件提供了一些脉冲矩序列，可以直接载入。点击载入可载入不同的脉冲矩序列，通常选择如图4－2－18所示。

打开后，点击右下的“保存”按钮，然后退出。这种选择只是参考。

（二）测量步骤

1.串口确认

再次确认参数设置及仪器连接正确后，点击探测仪控制软件主界面工具栏上的 按钮（图4－2－19）。

如果主界面的状态信息里串口状态灯变红则说明串口已打开。

图4－2－17 主控软件设置激发脉冲矩界面

图4－2－18 主控软件载入激发脉冲矩

2.开启系统

开启电源箱的系统开关，观察主控箱上三个指示灯的状态。绿色为状态灯，红色为电源灯，蓝色为通讯灯。如果电源灯不亮，请迅速关闭电源，检查连线。

3.设备检测

点击探测仪主控软件主界面的 在界面左上动态信息显示里观察，所有设备是否正常或在仪器状态信息栏中查看各模块指示灯是否变红。以下提示信息表示正常（图4－2－20）。

图4－2－19 主控软件打开串口

图4－2－20 仪器模块检测

若存在不正常，则迅速关闭电源，检查线路后，重新开启电源并进行设备检测。

4.放大器设置

点击 后，如图4－2－21所示。

核磁共振地下水探测仪放大器分为两种模式：一种是在工频干扰严重的地区使用的陷波器的放大器，选用此模式时，选中陷波器，滤掉了一部分干扰，但也带来一定的失真。另一种是工频干扰较小的地区使用的无陷波器的放大器，此时没有选中陷波器。通常使用不含陷波器的放大器设置。

图4－2－21 主控软件无陷波放大器设置

无陷波器放大器设置说明：

中心频率：与激发频率相同。

末级增益：1～16可选择，通常选择1。

配谐电容：选择和配谐电容箱相同容值项。

输出电平：0：0V，固定。

信号频率：与激发频率相同。

Q₁、Q₂：8～20，通常选10、15。Q1和Q2相同。

参数输入完成后，开启电源，点击下载，此时在增益和带宽的显示框内将显示放大器倍数和带宽，如果没有数据返回显示，再次点击下载后无任何反应，则应立即关闭电源，进行检查。

有陷波器放大器设置如图4－2－22所示。

图4－2－22 主控软件陷波放大器设置

陷波器中心频率：与拉莫尔频率相近的工频奇次谐波，即50Hz的奇次谐波。例如当地拉莫尔频率为2320Hz，则此处应设置为2350Hz；如果为2390Hz，此处也为2350Hz，而不是2400Hz。

末级增益：1～16可选择，通常选择1。

配谐电容：选择和配谐电容箱相同容值项。

输出电平：0：0V，固定。

信号频率：与激发频率相同。

Q1：8～20，通常选择10、15。

Q2：固定为64不变。

图4－2－23 仪器运行

参数输入完成后，开启电源，点击下载，仪器正常则将放大器参数显示出来。

5.系统运行

点击探测仪主界面的“仪器操作”菜单内的“系统运行”，系统开始运行（图4－2－23）。

每次测量第一次运行时主要观察点如下：

1）主界面上“运行监视”栏里的激发电压是否和所设置电压一致，务必注意可能的误设置，如主界面“运行监视”里的激发电压与预设值不符合或是该处电压值超出300V，应立即点击“仪器操作”里的“停止运行”。激发电压非常高时应立即关闭系统电源，防止损坏仪器；

2）观察参数信息内的激发频率、叠加次数、放大倍数等信息是否正确；

3）运行信息：观察运行信息动态显示窗口，不出现通讯错误等提示表示正常。

运行完一次后，注意观察以下信息（图4－2－24）。

图4－2－24 主控软件测量信号显示区

如图4－2－24中数字信息显示分别表示如下。

Pulse1/16：已经测量脉冲矩个数/总脉冲矩个数；

Bad0Good2：当前脉冲矩测量，已测量的坏点（超出设定的测量范围）个数和好点个数。

Noise（nV）：2.50E＋03Signal（nV）：2.4OE＋03：根据噪声和信号的最大幅度设定合理的测量阈值。参数设置窗口里的测量阈值与主界面里的“测量阈值”相同，因此在仪器运行时，直接在主界面改变测量阈值即可，更加方便操作。设置值为噪声和信号中最大值的3～4倍即可。当噪声幅度超过10000nV时，该点将不能测量，噪声太大。

MaxCurrent（A）：9.52MinCurrent（A）：9.51：电流的最大与最小值，主要注意最大值。根据最大值，估计电压与电流的关系，校正激发脉冲矩。

运行叠加几次，观察图中初始信号，如果信号的开始部分信号较后面的信号幅值高出几倍，则说明信号受继电器影响。根据信号显示横坐标估计信号受影响的时间。停止运行，在参数设置中，更改信号的采集起始时间，将原来的起始时间和估计的受影响时间之和作为采集起始时间的新参数进行设置。

6.脉冲矩动态改变操作

测量之前选择的脉冲矩序列，是由默认线圈等效电阻为1Ω，从而电压与电流取同样数值而得到的。但在不同的地点测量时，通常线圈等效电阻不是1Ω，故在测量过程中会不断地改变将要测量的脉冲矩的值。

实际上设定脉冲矩的电压值就是间接设定测量时应该发射的电流值，且200A左右即能够测量100m深的含水层。

实际脉冲矩的值＝40ms×发射电流（A）

预设脉冲矩的值＝40ms×激发电压（V）

核磁共振测量是利用电流形成的磁场激发地下水中氢质子。因此，对不同深度地层的测量即成为发射不同大小的电流。而发射电流的大小取决于电源电压，因此，要进行激发脉冲矩的改变，或是说对探测深度的改变，就是对激发电压的改变。在不同的地点，由于电感的改变，或电缆接头接触电阻的改变，导致了同一电压发射出不同大小的电流。故在测量过程中，要仔细观察在发射不同电压时，特别是电压超过70V时的发射电流，计算或估计出发射200～220A电流时电压的大小，从而校正最后几个大脉冲矩，重新设置大激发脉冲矩的值。电流与电压的关系可近似按线性关系处理。

在测量过程中.要将设置脉冲矩尽量地接近设计脉冲矩。一般在电压110V、脉冲矩4400Ams时，即能够准确判断电压电流关系。假设此时实际发射的电流已经为140A，这个脉冲矩的值已经为140×40＝5600Ams，而初始设计的下一个脉冲矩为138×40＝5520Ams，这两个脉冲矩已经接近，那么下一个测量的脉冲矩就应该调整为165×40＝6600Ams。可以计算出发射165A的电流应该需要的电压＝165×（110V/140）。设置这个激发电压即可。同样计算出195A的对应电压。将不合理的脉冲矩修正。

进一步改进，可以在一个测点测量前，先试发射若干次电流，测量这个电流，由软件自动调整电源电压设定值，以使其满足发射脉冲矩对电流的要求。存储这个电压与电流的比率，由此决定该测点所有脉冲矩的电压。

图4－2－25 叠加次数设置

7.动态调整叠加次数

在实际测量过程中，由于信号的强弱和环境噪声的变化，叠加同样的次数得到的信噪比不一样。为了追求可信的信号，需要信噪比达到一定的要求，而当信噪比达不到测量要求且噪声大时，应该增加叠加次数。通常噪声在80nV以下时，认为测得的信号可靠。叠加次数可在主界面中调整如图4－2－25所示。

9. 测量仪器使用过程中应注意哪些项

水准测量中应注意的事项： （1）、测量前，水准仪要进行检验与校正。 （2）、测站地面要坚实，脚架应踩稳，防止碰动。 （3）、前后视线要尽量等长，视线不宜过长（<100m）， 但也不宜过短（>10m）. （4）、瞄准标尺时，注意消除视差。每次读数前符合气泡务必严格居中。 （5）、水准尺应竖直，尺垫应踩实，转点要牢固，在固定标志点 不得使用尺垫。 （6）、记录要工整，计算要无误，并及时进行校核计算。 （7）、读数要准确，严格按照限差要求，误差超限，必须重测。 （8）、同一测站观测时，不要重复调焦。 （9）、同一测站上仪器和前后视标尺的三个位置应尽可能接近一条直线。 还有一点要注意的是观测过程中双眼要保持睁开，不要睁一只眼，闭一只眼。

10. 为什么测量读数时，鼓轮只能沿一个方向转动而不能倒转

倒转的时候会由于仪器的精确度产生回程差，增加了实验数据的误差