角度測(cè)量的原理及其方法講解

1、角度測(cè)量的原理及其方法角度測(cè)量原理一、水平角測(cè)量原理地面上兩條直線之間的夾角在水平面上的投影稱為水平角 。如圖 3-1所示， A、B、O為地面上的任意點(diǎn)，通 OA和 OB直線各作一垂 直面，并把 OA和 OB分別投影到水平投影面上， 其投影線 Oa和 Ob 的夾角 aOb，就是 AOB 的水平角 。如果在角頂 O 上安置一個(gè)帶有水平刻度盤的測(cè)角儀器，其度盤 中心 O在通過測(cè)站 O點(diǎn)的鉛垂線上，設(shè) OA和 OB兩條方向線在水 平刻度盤上的投影讀數(shù)為 a1和 b1，則水平角 為：= b1 - a1二、豎直角測(cè)量原理(3-1)在同一豎直面內(nèi)視線和水平線之間的夾角稱為豎直角或稱垂直 角。如圖 3-2

2、所示，視線在水平線之上稱為仰角，符號(hào)為正；視線在 水平線之下稱為俯角，符號(hào)為負(fù)。圖 3-2 豎直角測(cè)圖 3-1 水平角測(cè)量原理圖量原理圖如果在測(cè)站點(diǎn) O 上安置一個(gè)帶有豎直刻度盤的測(cè)角儀器，其豎 盤中心通過水平視線， 設(shè)照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn) A 時(shí)視線的讀數(shù)為 n，水平視線 的讀數(shù)為 m，則豎直角 為：(3-2)光學(xué)經(jīng)緯儀一、 DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造它主要由照準(zhǔn)部 （包括望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器、讀數(shù)設(shè)備 ）、 水平度盤、基座三部分組成。現(xiàn)將各組成部分分別介紹如下：望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造和水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡構(gòu)造基本相同， 是用來照準(zhǔn)遠(yuǎn)方目 標(biāo)。它和橫軸固連在一起放在支架上， 并要求望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸垂直于橫 軸，當(dāng)橫

3、軸水平時(shí)， 望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)的視準(zhǔn)面是一個(gè)鉛垂面。 為了 控制望遠(yuǎn)鏡的俯仰程度， 在照準(zhǔn)部外殼上還設(shè)置有一套望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)和微動(dòng)螺旋。 在照準(zhǔn)部外殼上還設(shè)置有一套水平制動(dòng)和微動(dòng)螺旋， 以控 制水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)擰緊望遠(yuǎn)鏡或照準(zhǔn)部的制動(dòng)螺旋后， 轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng) 螺旋，望遠(yuǎn)鏡或照準(zhǔn)部才能作微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。水平度盤水平度盤是用光學(xué)玻璃制成圓盤， 在盤上按順時(shí)針方向從 0到 360刻有等角度的分劃線。 相鄰兩刻劃線的格值有 1或 30兩種。 度盤固定在軸套上， 軸套套在軸座上。 水平度盤和照準(zhǔn)部兩者之間的 轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，由離合器扳手或度盤變換手輪控制。讀數(shù)設(shè)備我國制造的 DJ6 型光學(xué)經(jīng)緯儀采用分微尺讀數(shù)設(shè)備， 它把

4、度盤和 分微尺的影像， 通過一系列透鏡的放大和棱鏡的折射， 反映到讀數(shù)顯 微鏡內(nèi)進(jìn)行讀數(shù)。在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)就能看到水平度盤和分微尺影像 如圖 3-4 所示。度盤上兩分劃線所對(duì)的圓心角，稱為度盤分劃值。在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)所見到的長刻劃線和大號(hào)數(shù)字是度盤分劃線及 其注記，短刻劃線和小號(hào)數(shù)字是分微尺的分劃線及其注記。 分微尺的 長度等于度盤的分劃長度，分微尺分成大格，每大格又分成 10，每小格格值為 1，可估讀到 0.1。分微尺的 0分劃線是其指 標(biāo)線，它所指度盤上的位置與度盤分劃線所截的分微尺長度就是分微 尺讀數(shù)值。 為了直接讀出小數(shù)值， 使分微尺注數(shù)增大方向與度盤注數(shù) 方向相反。 讀數(shù)時(shí)，以在分微尺上

5、的度盤分劃線為準(zhǔn)讀取度數(shù)， 而后 讀取該度盤分劃線與分微尺指標(biāo)線之間的分微尺讀數(shù)的分?jǐn)?shù)， 并估讀 到 0.1，即得整個(gè)讀數(shù)值。 在圖 3-5 中水平度盤讀數(shù)為 180 06.4， 豎直度盤讀數(shù)為 75 57.2。豎直度盤豎直度盤固定在橫軸的一端， 當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，豎盤也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)， 用以觀測(cè)豎直角。另外在豎直度盤的構(gòu)造中還設(shè)有豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管， 它由豎盤水準(zhǔn)管的微動(dòng)螺旋控制。 每次讀數(shù)前， 都必須首先使豎盤水 準(zhǔn)管氣泡居中， 以使豎盤指標(biāo)處于正確位置。 目前光學(xué)經(jīng)緯儀普遍采 用豎盤自動(dòng)歸零裝置來代替豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管。 即提高了觀測(cè)速度又提 高了觀測(cè)精度。水準(zhǔn)器照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器用于精確整平儀器， 圓

6、水準(zhǔn)器用于概略整平 儀器?；糠只侵蝺x器的底座。 基座上有三個(gè)腳螺旋， 轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋可使 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中， 從而使水平度盤水平。 基座和三腳架頭用中 心螺旋連接， 可將儀器固定在三腳架上， 中心螺旋下有一小鉤可掛垂 球，測(cè)角時(shí)用于儀器對(duì)中。光學(xué)經(jīng)緯儀還裝有直角棱鏡光學(xué)對(duì)中器， 如圖 3-5 所示。光學(xué)對(duì)中器比垂球?qū)χ芯哂芯_度高和不受風(fēng)吹搖動(dòng)干 擾的優(yōu)點(diǎn)二、 DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造，除軸系和讀數(shù)設(shè)備外基本上和DJ6 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀相同。我國某光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的 DJ2 型光學(xué)經(jīng)緯儀外形， 如圖 3-6 所示。下面著重介紹它和 DJ6 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的不同之處。水平度盤

7、變換手輪 水平度盤變換手輪的作用是變換水平度盤的初始位置。 水平角觀 測(cè)中，根據(jù)測(cè)角需要，對(duì)起始方向觀測(cè)時(shí)，可先撥開手輪的護(hù)蓋，再 轉(zhuǎn)動(dòng)該手輪，把水平度盤的讀數(shù)值配置為所規(guī)定的讀數(shù)。換像手輪在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)一次只能看到水平度盤或豎直度盤的影像， 若要 讀取水平度盤讀數(shù)時(shí)，要轉(zhuǎn)動(dòng)換像手輪 10，使輪上指標(biāo)紅線成水平 狀態(tài)，并打開水平度盤反光鏡 5，此時(shí)顯微鏡呈水平度盤的影像。若 打開豎直度盤反光鏡 1 時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)換像手輪， 使輪上指標(biāo)線豎直時(shí)， 則 可看到豎盤影像。測(cè)微手輪測(cè)微手輪是 DJ2 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置。對(duì)于 DJ2級(jí)經(jīng)緯儀， 其水平度盤（或豎直度盤） 的刻劃形式是把每度分劃線間又等分刻

8、成 三格，格值等于 20。通過光學(xué)系統(tǒng)，將度盤直徑兩端分劃的影像 同時(shí)反映到同一平面上， 并被一橫線分成正、 倒像，一般正字注記為 正像，倒字注記為倒像。圖 3-7 為讀數(shù)窗示意圖，測(cè)微尺上刻有 600 格，其分劃影像見圖中小窗。 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪使分微尺由零分劃移動(dòng)到 600 分劃時(shí)， 度盤正、倒對(duì)徑分劃影像等量相對(duì)移動(dòng)一格， 故測(cè)微 尺上 600 格相應(yīng)的角值為 10，一格的格值等于 1。因此，用測(cè)微 尺可以直接測(cè)定 1的讀數(shù)，從而起到了測(cè)微作用。圖 3-9 中的讀數(shù) 值為 3020 +800=302800。圖 3-7 DJ2 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)窗具體讀數(shù)方法如下；）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，使度盤正、倒

9、像分劃線精密重合。）由靠近視場(chǎng)中央讀出上排正像左邊分劃線的度數(shù)，即 30）數(shù)出上排的正像 30與下排倒像 210之間的格數(shù)再乘以 10，就是整十分的數(shù)值，即 20。）在旁邊小窗中讀出小于 10的分、秒數(shù)。測(cè)微尺分劃影像 左側(cè)的注記數(shù)字是分?jǐn)?shù)，右側(cè)的注記數(shù)字 1、2、3、4、5 是秒的十位 數(shù)，即分別為 10、 20、 30、 40、 50。將以上數(shù)值相加就 得到整個(gè)讀數(shù)。故其讀數(shù)為：度盤上的度數(shù)30度盤上整十分?jǐn)?shù)20測(cè)微尺上分、秒數(shù)800全部讀數(shù)為302800半數(shù)字化讀數(shù)方法我國生產(chǎn)的新型 TDJ 2 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀采用了半數(shù)字化的讀數(shù)方 法，使讀數(shù)更為方便，不易出錯(cuò)，如圖 3-8 所示。中間窗

10、口為度盤對(duì) 徑分劃影像，沒有注記，上面窗口為度和整10的注記，用小方框“ ”標(biāo)記欲讀的整 10數(shù)，下面窗口的上邊大字為分，下邊小字 為“10 秒”。讀數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪使中間窗口的分劃線上下重合， 從上窗口讀得 510，下窗口讀得 234，全部讀數(shù)為 5 12 34。水平角測(cè)量一、經(jīng)緯儀的技術(shù)操作經(jīng)緯儀的技術(shù)操作包括：對(duì)中整平瞄準(zhǔn)讀數(shù)對(duì)中對(duì)中的目的是使儀器的中心與測(cè)站的標(biāo)志中心位于同一鉛垂線 上。整平整平的目的是使儀器的豎軸鉛垂，水平度盤水平。進(jìn)行整平時(shí)，首先使水準(zhǔn)管平行于兩腳螺旋的連線，如圖 3-9a）所示。操作時(shí)，兩 手同時(shí)向內(nèi) （或向外 ）旋轉(zhuǎn)兩個(gè)腳螺旋使氣泡居中。氣泡移動(dòng)方向和左 手大

11、拇指轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同；然后將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn) 90，如圖 3-9b） 所示，旋轉(zhuǎn)另一個(gè)腳螺旋使氣泡居中。 按上述方法反復(fù)進(jìn)行， 直至儀 器旋轉(zhuǎn)到任何位置時(shí)，水準(zhǔn)管氣泡都居中為止。上述兩步技術(shù)操作稱為 經(jīng)緯儀的安置 。目前生產(chǎn)的光學(xué)經(jīng)緯儀均 裝置有光學(xué)對(duì)中器， 若采用光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行對(duì)中， 應(yīng)與整平儀器結(jié)合 進(jìn)行，其操作步驟如下 ：（） 將儀器置于測(cè)站點(diǎn)上， 三個(gè)腳螺旋調(diào)至中間位置， 架頭大 致水平。使光學(xué)對(duì)中器大致位于測(cè)站上，將三腳架踩牢。（） 旋轉(zhuǎn)光學(xué)對(duì)中器的目鏡， 看清分劃板上的圓圈， 拉或推動(dòng) 目鏡使測(cè)站點(diǎn)影像清晰。（）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。（）伸縮三腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。 （

12、）用腳螺旋精確整平管水準(zhǔn)管轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部90，水準(zhǔn)管氣泡均居中。（）如果光學(xué)對(duì)中器分劃圈不在測(cè)站點(diǎn)上，應(yīng)松開連接螺旋， 在架頭上平移儀器，使分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。（） 重新再整平儀器， 依此反復(fù)進(jìn)行直至儀器整平后， 光學(xué)對(duì) 中器分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)為止。瞄準(zhǔn) 經(jīng)緯儀安置好后。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)，首先將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)遠(yuǎn)處，調(diào)節(jié)對(duì)光螺旋使十字絲清晰； 然后旋松望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋， 用 望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)瞄準(zhǔn)器照準(zhǔn)目標(biāo)。轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋使目標(biāo)影像清晰； 而后旋緊望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部的制動(dòng)螺旋， 通過旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部的微 動(dòng)螺旋，使十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，并觀察有無視差，如有視差，應(yīng)重 新對(duì)光，予以消除。讀數(shù)打開讀數(shù)反光鏡， 調(diào)

13、節(jié)視場(chǎng)亮度， 轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡對(duì)光螺旋， 使 讀數(shù)窗影像清晰可見。 讀數(shù)時(shí)， 除分微尺型直接讀數(shù)外， 凡在支架上 裝有測(cè)微輪的，均需先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪， 使雙指標(biāo)線或?qū)椒謩澗€重合后 方能讀數(shù)， 最后將度盤讀數(shù)加分微尺讀數(shù)或測(cè)微尺讀數(shù)， 才是整個(gè)讀 數(shù)值。二、水平角觀測(cè)方法圖 3-10 測(cè)回法觀測(cè)水平角示意圖在水平角觀測(cè)中， 為發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并提 高測(cè)角精度，一般要用盤左和盤右兩個(gè) 位置進(jìn)行觀測(cè)。 當(dāng)觀測(cè)者對(duì)著望遠(yuǎn)鏡的 目鏡。豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊時(shí)稱為盤左 位置，又稱正鏡； 若豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右 邊時(shí)稱為盤右位置， 又稱倒鏡。 水平角 觀測(cè)方法，一般有測(cè)回法和方向觀測(cè)法兩種測(cè)回法設(shè) O 為測(cè)站點(diǎn)， A、B 為觀

14、測(cè)目標(biāo)， AOB 為觀測(cè)角， 見圖 3-10所示。先在 O 點(diǎn)安置儀器，進(jìn)行整平、對(duì)中，然后按以下步驟進(jìn)行 觀測(cè)：（）盤左位置 ：先照準(zhǔn)左方目標(biāo)，即后視點(diǎn) A，讀取水平度盤讀 數(shù)為 a 左，并記入測(cè)回法測(cè)角記錄表中，見表 3-1。然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 照準(zhǔn)部照準(zhǔn)右方目標(biāo)，即前視點(diǎn) B，讀取水平度盤讀數(shù)為 b 左，并記 入記錄表中。以上稱為上半測(cè)回，其觀測(cè)角值為左 =b 左 - a 左測(cè)回法測(cè)角記錄表 表 3-1測(cè)站盤位目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角備注半測(cè)回角測(cè)回角左A00124604906B60500306049右C180013060490003D2405030）盤右位置 ：先照準(zhǔn)右方目標(biāo)，即前視點(diǎn) B，

15、讀取水平度盤讀數(shù)為 b 左，并記入記錄表中，再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)左方目標(biāo)，即后視點(diǎn) A，讀取水平度盤讀數(shù)為 a 右 ，并記入記錄表中，則得下半 測(cè)回角值為：右 b 右-a 左（）上、下半測(cè)回合起來稱為一測(cè)回。一般規(guī)定，用J6 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)，上、下半測(cè)回角值之差不超過40時(shí)，可取其平均值作為一測(cè)回的角值，即： 12 （ 左 + 右 （3-3）方向觀測(cè)法上面介紹的測(cè)回法是對(duì)兩個(gè)方向的單角觀測(cè)。 如要觀測(cè)三個(gè)以上 的方向，則采用方向觀測(cè)法（又稱為全圓測(cè)回法）進(jìn)行觀測(cè)圖 3-11 方向觀測(cè)法觀測(cè)水平角示意圖方向觀測(cè)法應(yīng)首先選擇一起 始方向作為零方向。如圖 3-11 所 示，設(shè) A方向?yàn)榱惴较?/p>

16、。 要求零方 向應(yīng)選擇距離適中、通視良好、呈 像清晰穩(wěn)定、 俯仰角和折光影響較 小的方向?qū)⒔?jīng)緯儀安置于 O 站，對(duì)中整平后按下列步驟進(jìn)行觀測(cè)：（）盤左位置， 瞄準(zhǔn)起始方向 A，轉(zhuǎn)動(dòng)度盤變換紐把水平度盤 讀數(shù)配置為 000，而后再松開制動(dòng)，重新照準(zhǔn) A 方向，讀取水平 度盤讀數(shù) a，并記入方向觀測(cè)法記錄表中，見表 3-2。（）按照順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn) B、C、D 目標(biāo)， 并分別讀取水平度盤讀數(shù)為 b、c、d，并記入記錄表中（）最后回到起始方向 A，再讀取水平度盤讀數(shù)為 a。這一 步稱為“歸零”。a與 a之差稱為“歸零差” ，其目的是為了檢查水 平度盤在觀測(cè)過程中是否發(fā)生變動(dòng)。 “歸零差

17、”不能超過允許限值 （J2 級(jí)經(jīng)緯儀為 12， J6 級(jí)經(jīng)緯儀為 18）。以上操作稱為上半測(cè)回觀測(cè)。（）盤右位置，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn)A、D、C、B、A 目標(biāo)，分別讀取水平度盤讀數(shù)，記入記錄表中，并算出盤 右的“歸零差”，稱為下半測(cè)回。上、下兩個(gè)半測(cè)回合稱為一測(cè)回。觀測(cè)記錄及計(jì)算如表 3-2 所列。（）限差，當(dāng)在同一測(cè)站上觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回時(shí)，為了減少度盤分劃 誤差的影響，每測(cè)回起始方向的水平度盤讀數(shù)值應(yīng)配置在 （180 /n+60/n）的倍數(shù)（n 為測(cè)回?cái)?shù)）。在同一測(cè)回中各方向 2c誤差（也就是 盤左、盤右兩次照準(zhǔn)誤差 ）的差值，即 2c 互差不能超過限差要求 （J2 級(jí)經(jīng)緯儀為 18

18、）。表 3-2 中的數(shù)據(jù)是用 J6 級(jí)經(jīng)緯儀觀測(cè)的， 故對(duì) 2c 互差不作要求。 同一方向各測(cè)回歸零方向值之差， 即測(cè)回差， 也不能 超過限值要求（ J2 級(jí)經(jīng)緯儀為 12，J6 級(jí)經(jīng)緯儀為 24）。豎直角測(cè)量一、豎直度盤的構(gòu)造豎直度盤垂直固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸的一端，隨望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn) 動(dòng)。豎直度盤的刻劃與水平度盤基本相同， 但其注字隨儀器構(gòu)造的不 同分為順時(shí)針和逆時(shí)針兩種形式在豎盤中心的鉛垂方向裝有光學(xué)讀數(shù)指示線， 為了判斷讀數(shù)前豎 盤指標(biāo)線位置是否正確， 在豎盤指標(biāo)線 （一個(gè)棱鏡或棱鏡組） 上設(shè)置 了管水準(zhǔn)器，用來控制指標(biāo)位置，如圖 3-13 所示。當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn) 管氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)就處

19、于正確位置。 對(duì)于 J6 級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀豎 盤與指標(biāo)及指標(biāo)水準(zhǔn)管之間應(yīng)滿足下列關(guān)系： 當(dāng)視準(zhǔn)軸水平， 指標(biāo)水 準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)所指的豎盤讀數(shù)值盤左為 90，盤右為 270。二、豎直度盤自動(dòng)歸零裝置目前光學(xué)經(jīng)緯儀普遍采用豎盤自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置來代替豎盤指 標(biāo)水準(zhǔn)管， 使用時(shí)，將自動(dòng)歸零補(bǔ)償器鎖緊手輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)， 使手輪 上紅點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)照準(zhǔn)部支架上黑點(diǎn)， 再用手輕輕敲動(dòng)儀器， 如聽到豎盤自 動(dòng)歸零補(bǔ)償器有了“當(dāng)、當(dāng)”響聲，表示補(bǔ)償器處于正常工作狀態(tài)， 如聽不到響聲表明補(bǔ)償器有故障。 可再次轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊手輪， 直到用手輕 敲有響聲為止。 豎直角觀測(cè)完畢， 一定要順時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪， 以鎖緊補(bǔ) 償機(jī)構(gòu)，防止震壞吊

20、絲。三、豎直角的計(jì)算公式當(dāng)經(jīng)緯儀在測(cè)站上安置好后， 首先應(yīng)依據(jù)豎盤的注記形式， 推導(dǎo) 出測(cè)定豎直角的計(jì)算公式，其具體做法如下：盤左位置把望遠(yuǎn)鏡大致置水平位置，這時(shí)豎盤讀數(shù)值約為90（若置盤右位置約為 270），這個(gè)讀數(shù)稱為始讀數(shù)。慢慢仰起望遠(yuǎn)鏡物鏡，觀測(cè)豎盤讀數(shù)（盤左時(shí)記作 L，盤右 時(shí)記作 R），并與始讀數(shù)相比，是增加還是減少。以盤左為例，若 L90，則豎角計(jì)算公式為：左 =L- 90右 =270 - R若，則豎角計(jì)算公式為左 =90- L右 =R- 270對(duì)于圖 4的豎盤注記形式，其豎直角計(jì)算公式為：左 =90- L右 =R-270(3-4)平均豎直角=左 右 R L 18022(3-5)

21、上述豎直角的計(jì)算公式是認(rèn)為豎盤指標(biāo)處在正確位置時(shí)導(dǎo)出的 即當(dāng)視線水平， 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)， 豎盤指標(biāo)所指讀數(shù)應(yīng)為 始讀數(shù)。但當(dāng)指標(biāo)偏離正確位置時(shí)， 這個(gè)指標(biāo)線所指的讀數(shù)就比始讀 數(shù)增大或減少一個(gè)角值， 此值稱為豎盤指標(biāo)差， 也就是豎盤指標(biāo)位置不正確所引起的讀數(shù)誤差圖 3-14 豎直角及指標(biāo)差計(jì)算示意圖在有指標(biāo)差時(shí)， 如圖 3-14b)所示，以盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)， 轉(zhuǎn)動(dòng)豎 盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中， 測(cè)得豎盤讀數(shù)為 L，它與 正確的豎直角 的關(guān)系是：(3-7)=90- (L - X)= 左+X (3-6) 以盤右位置按同法測(cè)得豎盤讀數(shù)為 R，它與正確的豎角 的關(guān)系 是：(R-X

22、) - 270 右- X將(3-6)式加(3-7)式得：(3-8)左 右 R L 180 22由此可知，在測(cè)量豎角時(shí)， 用盤左、盤右兩個(gè)位置觀測(cè)取其平均 值作為最后結(jié)果，可以消除豎盤指標(biāo)差的影響。若將 (3-6)式減(3-7)式即得指標(biāo)差計(jì)算公式：X=左 右 R L 36022(3-9) 一般指標(biāo)差變動(dòng)范圍不得超過 30，如果超限，須對(duì)儀器進(jìn)行 檢校。此公式適用于豎盤順時(shí)針刻劃的注記形式， 若豎盤為逆時(shí)針刻 劃的注記形式，按上式求得指標(biāo)差應(yīng)改變符號(hào)。四、豎直角觀測(cè)方法在測(cè)站上安置儀器，用下述方法測(cè)定豎直角：盤左位置 ：瞄準(zhǔn)目標(biāo)后， 用十字絲橫絲卡準(zhǔn)目標(biāo)的固定位置， 旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，

23、使水準(zhǔn)管氣泡居中或使氣泡影像符 合，讀取豎盤讀數(shù) L，并記入豎直角觀測(cè)記錄表中，見表 3-3。用所 推導(dǎo)妤的豎角計(jì)算公式， 計(jì)算出盤左時(shí)的豎直角， 上述觀測(cè)稱為上半 測(cè)回觀測(cè)。盤右位置 ：仍照準(zhǔn)原目標(biāo)，調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋， 使水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)值 R，并記入記錄表中。用所推導(dǎo)好的豎角計(jì)算公式，計(jì)算出盤右時(shí)的豎角，稱為下半測(cè)回觀測(cè)。表 3-3上、下半測(cè)回合稱一測(cè)回豎直角觀測(cè)記錄表測(cè)站目標(biāo)盤位豎盤讀數(shù)半測(cè)回豎直角指標(biāo)差一測(cè)回豎直角備注59+30左2930+304812-12M30300+3000右29390484893-3左1818-34040-13N18266-353右4019

24、5406計(jì)算測(cè)回豎直角左右2或 R L 1802計(jì)算豎盤指標(biāo)差 X：X左右R L 3602經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正為了保證測(cè)角的精度， 經(jīng)緯儀主要部件及軸系應(yīng)滿足下述 幾何條 件，即：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸 (LL VV)；十字絲縱絲 應(yīng)垂直于橫軸；視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸 (CCHH )；橫軸應(yīng)垂直于儀器 豎軸(HHVV)；豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零；光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器 豎軸重合。 如圖 3-15 所示。由于儀器經(jīng)過長期外業(yè)使用或長途運(yùn)輸及外界影響等， 會(huì)使各軸 線的幾何關(guān)系發(fā)生變化，因此在使用前必須對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。一、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正目的 ：當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)， 應(yīng)使水平度盤

25、水平， 豎軸鉛 垂。檢驗(yàn)方法 ：將儀器安置好后， 使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行于一對(duì)腳螺旋 的連線，轉(zhuǎn)動(dòng)這對(duì)腳螺旋使氣泡居中。再將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn) 180，若氣 泡仍居中，說明條件滿足， 即水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸， 否則應(yīng)進(jìn)行 校正。校正方法 ：轉(zhuǎn)動(dòng)平行于水準(zhǔn)管的兩個(gè)腳螺旋使氣泡退回偏離零點(diǎn) 的格數(shù)的一半，再用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。二、十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正目的 ：使十字絲豎絲垂直橫軸。 當(dāng)橫軸居于水平位置時(shí)， 豎絲處于鉛垂位置檢驗(yàn)方法 ：用十字絲豎絲的一端精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處某點(diǎn)，固定水平制 動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋， 慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋。 如果目標(biāo)不離 開豎絲， 說明此項(xiàng)條件滿足， 即十字絲豎絲垂

26、直于橫軸， 否則需要校 正。校正方法 ：要使豎絲鉛垂，就要轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲板座或整個(gè)目鏡部分。 圖 3-17 所示就是十字絲板座和儀器連接的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中 2 是壓 環(huán)固定螺絲， 3 是十字絲校正螺絲。校正時(shí)，首先旋松固定螺絲，轉(zhuǎn) 動(dòng)十字絲板座，直至滿足此項(xiàng)要求，然后再旋緊固定螺絲。三、視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正目的 ：使望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸垂直于橫軸。 視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的傾 角 c 稱為視準(zhǔn)軸誤差，也稱為 2c 誤差，它是由于十字絲交點(diǎn)的位置 不正確而產(chǎn)生的。檢驗(yàn)方法 ；選一長約 80m 的平坦地區(qū)，將經(jīng)緯儀安置于中間 O 點(diǎn)，在 A 點(diǎn)豎立測(cè)量標(biāo)志，在 B 點(diǎn)水平橫置一根水準(zhǔn)尺，使尺身垂 直于視線 OB

27、并與儀器同高。盤左位置，視線大致水平照準(zhǔn) A 點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部，然后縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn) 鏡，在 B 點(diǎn)的橫尺上讀取讀數(shù) B1，如圖 3-18a）所示。松開照準(zhǔn)部， 再以盤右位置照準(zhǔn) A 點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部。再縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在 B 點(diǎn)橫尺上 讀取讀數(shù) B2，如圖 3-18b）所示。如果 B1、B2 兩點(diǎn)重合，則說明視準(zhǔn)軸與橫軸相互垂直，否則需要進(jìn)行校正圖 3-18 用橫尺法檢校視準(zhǔn)軸示意圖校正方法 ：盤左時(shí) AOH 2=H 2OB1=90- c，則： B1OB=2c。 盤右時(shí)，同理 BOB2=2c。由此得到 B1OB2=4c，B1B2 所產(chǎn)生的差 數(shù)是四倍視準(zhǔn)誤差。校正時(shí)從 B2起在 1 B1B2距離處得 B3點(diǎn)，

28、則 B3 4 點(diǎn)在尺上讀數(shù)值為視準(zhǔn)軸應(yīng)對(duì)準(zhǔn)的正確位置。 用撥針撥動(dòng)十字絲的左 右兩個(gè)校正螺絲，如圖 3-19 所示，注意應(yīng)先松后緊，邊松邊緊，使 十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn) B3 點(diǎn)的讀數(shù)即可。要求：在同一測(cè)回中，同一目標(biāo)的盤左、盤右讀數(shù)的差為兩倍視準(zhǔn) 軸誤差，以2c表示。對(duì)于 DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀當(dāng) 2c的絕對(duì)值大于 30時(shí)， 就要校正十字絲的位置。 c 值可按下式計(jì)算：c= B1B2 (3-10)4S式中： S儀器到橫置水準(zhǔn)尺的距離；=206265。視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正也可以利用度盤讀數(shù)法按下述方法進(jìn)行：檢驗(yàn)：選與視準(zhǔn)軸近于水平的一點(diǎn)作為照準(zhǔn)目標(biāo)，盤左照準(zhǔn)目標(biāo)的讀數(shù)為 左 ，盤右再照準(zhǔn)原目標(biāo)的讀數(shù)為右 ，

29、如 左 與 右 不相差180，則表明視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸，視準(zhǔn)軸應(yīng)進(jìn)行校正。校正 ：以盤右位置讀數(shù)為準(zhǔn)，計(jì)算兩次讀數(shù)的平均數(shù) a，即a 右 （ a左 180 ）a=2轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋將度盤讀數(shù)值配置為讀數(shù) a，此時(shí)視準(zhǔn)軸偏離 了原照準(zhǔn)的目標(biāo)， 然后拔動(dòng)十字絲校正螺絲， 直至使視準(zhǔn)軸再照準(zhǔn)原 目標(biāo)為止，即視準(zhǔn)軸于橫軸相垂直。四、橫軸的檢驗(yàn)與校正目的 ：使橫軸垂直于儀器豎軸。檢驗(yàn)方法：將儀器安置在一個(gè)清晰的高目標(biāo)附近， 其仰角為 30 左右。盤左位置照準(zhǔn)高目標(biāo) M 點(diǎn)，固定水平制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡大 致放平，在墻上或橫放的尺上標(biāo)出 m1點(diǎn)，如圖 3-20 所示?？v轉(zhuǎn)望遠(yuǎn) 鏡，盤右位置仍然照準(zhǔn) M 點(diǎn)，

30、放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上標(biāo)出 m2 點(diǎn)。如果 m1和 m2相重合，則說明此條件滿足，即橫軸垂直于儀器豎軸，否則 需要進(jìn)行校正。校正方法 ：此項(xiàng)校正一般應(yīng)由廠家或?qū)I(yè)儀器修理人員進(jìn)行。五、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正目的：使豎盤指標(biāo)差 X 為零，指標(biāo)處于正確的位置檢驗(yàn)方法 ：安置經(jīng)緯儀于測(cè)站上， 用望遠(yuǎn)鏡在盤左、 盤右兩個(gè)位 置觀測(cè)同一目標(biāo)， 當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后， 分別讀取豎盤讀數(shù) L 和 B，用(3-9)式計(jì)算出指標(biāo)差 X。如果 X 超過限差，則須校正。校正方法 ：按(3-5)式求得正確的豎直角 后，不改變望遠(yuǎn)鏡在盤 右所照準(zhǔn)的目標(biāo)位置， 轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋， 根據(jù)豎盤刻劃 注記形式，

31、在豎盤上配置豎角為 值時(shí)的盤右讀數(shù) R(R =270 + ) ，此時(shí)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡必然不居中，然后用拔針拔動(dòng)豎盤指 標(biāo)水準(zhǔn)管上、下校正螺絲使氣泡居中即可。六、光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正 目的：使光學(xué)對(duì)中器視準(zhǔn)軸與儀器豎軸重合。檢驗(yàn)方法 ：裝置在照準(zhǔn)部上的光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn) 精確地安置經(jīng)緯儀， 在腳架的中央地面上放一張白張， 由光學(xué)對(duì) 中器目鏡觀測(cè)，將光學(xué)對(duì)中器分劃板的刻劃中心標(biāo)記于紙上，然后， 水平旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，每隔 120用同樣的方法在白紙上作出標(biāo)記點(diǎn)，如 三點(diǎn)重臺(tái)，說明此條件滿足，否則需要進(jìn)行校正。裝置在基座上的光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn) 將儀器側(cè)放在特制的夾具上， 照準(zhǔn)部固定不動(dòng)， 而使基座能自由 旋

32、轉(zhuǎn)，在距離儀器不小于 2m 的墻壁上釘貼一張白紙， 用上述同樣的 方法，轉(zhuǎn)動(dòng)基座，每隔 120在白紙上作出一標(biāo)記點(diǎn)， 若三點(diǎn)不重合， 則需要校正。校正方法 ：在白紙的三點(diǎn)構(gòu)成誤差三角形， 繪出誤差三角形外接 圓的圓心。 由于儀器的類型不同， 校正部位也不同。 有的校正轉(zhuǎn)向直 角棱鏡， 有的校正分劃板， 有的兩者均可校正。 校正時(shí)均須通過撥動(dòng) 對(duì)點(diǎn)器上相應(yīng)的校正螺絲， 調(diào)整目標(biāo)偏離量的一半， 并反復(fù) 12 次， 直到照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到任何位置觀測(cè)時(shí)，目標(biāo)都在中心圈以內(nèi)為止。必須指出：光學(xué)經(jīng)緯儀這六項(xiàng)檢驗(yàn)校正的順序不能顛倒，而且照 準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于儀器的豎軸的檢校是其它項(xiàng)目檢驗(yàn)與校正的基 礎(chǔ)，這一條件不滿足，其它幾項(xiàng)檢驗(yàn)與校正就不能正確進(jìn)行。另外， 豎軸不鉛垂對(duì)測(cè)角的影響不能用盤左、 盤右兩個(gè)位置觀測(cè)而消除， 所 以此項(xiàng)檢驗(yàn)與校正也是主要的項(xiàng)目。 其它幾項(xiàng)， 在一般情況下有的對(duì) 測(cè)角影響不大，有的可通過盤左、 盤右兩個(gè)位置觀測(cè)來消除其對(duì)測(cè)角 的影響，因此是次要的檢校項(xiàng)目水平角測(cè)量的誤差一、儀器誤差1視準(zhǔn)軸誤差 望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸時(shí)，其偏離垂直位置的角值 C 稱 視準(zhǔn)差或照準(zhǔn)差。2橫軸誤差當(dāng)豎軸鉛垂時(shí)，橫軸不水平，而有一偏離值 I ，稱橫軸誤差或支 架差。3豎軸誤差 觀測(cè)水平角時(shí)，