第3章角度測量9.25

1、廣東石油化工學院地理系廣東石油化工學院地理系 v主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 水平角和垂直角測量原理，水平角和垂直角測量原理，DJ6DJ6型光學經(jīng)緯儀的型光學經(jīng)緯儀的使用，水平角和垂直角的觀測、計算方法，角度測量使用，水平角和垂直角的觀測、計算方法，角度測量的誤差分析、的誤差分析、DJ6DJ6的檢校。的檢校。v主要目的：主要目的： 了解經(jīng)緯儀測角原理，掌握測量水平角和垂直角了解經(jīng)緯儀測角原理，掌握測量水平角和垂直角的方法。了解經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。的方法。了解經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。v重點內(nèi)容：重點內(nèi)容： 測回法施測水平角、中絲法施測垂直角的觀測測回法施測水平角、中絲法施測垂直角的觀

2、測方法、經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。方法、經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。 3.1 3.1 水平角與豎直角的測量原理水平角與豎直角的測量原理 v 3.1 3.1 水平角與豎直角的測量原理水平角與豎直角的測量原理v 1 1、水平角、水平角(horizontal angle)(horizontal angle) v 從一點出發(fā)的兩條方向線從一點出發(fā)的兩條方向線所構成的空間角水平面上的投影。所構成的空間角水平面上的投影。 =b-a=b-a（0 0。360360。）。）。v 也可看成是包含也可看成是包含 OAOA、OBOB視線視線 的的 兩個鉛垂面之間兩個鉛垂面之間 的兩面角。的兩面角。 0ca水

3、平度盤水平度盤 aob A OB 特點：順時針特點：順時針0 00 03603600 0水水平平面面acABC0ca水平度盤水平度盤0901802700901802703.1 水平角與豎直角的測量原理水平角與豎直角的測量原理計算公式計算公式c水水平平面面acABC0a水平度盤水平度盤 = =右右( (終終) )邊邊c-c-左左( (始始) )邊邊a a當當c ca a時時 = c a = c a 當當ca ca 時時 = c+360= c+3600 0 a a v2 2、豎直角、豎直角(vertical angle)(vertical angle)定義定義 垂直角在同一豎直面內(nèi)，瞄準目標的視線

4、在同一豎直面內(nèi)，瞄準目標的視線與水平視線的夾角。簡稱豎角，又稱垂直角。與水平視線的夾角。簡稱豎角，又稱垂直角。 =0=0。 9090。 仰角為正，仰角為正， 俯角為負。俯角為負?？臻g方向線空間方向線的豎角和天頂距的豎角和天頂距Z Z之間的關系為：之間的關系為：天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 18027090Zv3.2 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀(optical theodolite(optical theodolite) )v 經(jīng)緯儀是測角的儀器經(jīng)緯儀是測角的儀器 按其精度等級劃分按其精度等級劃分: :DJ07、DJ1、DJ2（精密光學經(jīng)（精密光學經(jīng)緯儀）；緯儀）； DJ6（普通光

5、學經(jīng)緯儀（普通光學經(jīng)緯儀) )下標數(shù)字該儀器下標數(shù)字該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。 一般工程測量最常用一般工程測量最常用: : DJ6級光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀v3.2光學經(jīng)緯儀v(optical hteodolite)v 經(jīng)緯儀的發(fā)展已經(jīng)歷了游標經(jīng)緯儀、光學經(jīng)緯儀直到目前的電子經(jīng)緯儀等階段。 v 光學經(jīng)緯儀按其精度分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等五個等級。D、J分別是“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音第一個字母，07、1、2、6、15表示該儀器能達到的測量精度，例如：6表示該儀器測量一測回所得方向值的中誤差不大于6。工程測量中常用DJ6和DJ2型經(jīng)

6、緯儀。電子經(jīng)緯儀電子全站儀3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 經(jīng)緯儀一般由經(jīng)緯儀一般由基座基座、水平度盤水平度盤、照準部照準部三部分三部分組成。組成。3.2 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 基座是支承整個儀器基座是支承整個儀器的底座；的底座； 腳螺旋用于整平儀器。腳螺旋用于整平儀器?；蕉缺P水平度盤照準部照準部 1. 1. 基座基座 包括軸座、腳螺旋和連接板。 軸座是將儀器豎軸與基座連接固定的部件，固定螺旋必須擰緊。腳螺旋用來整平儀器。連接板用來將儀器穩(wěn)固的連接在三腳架上。固定螺旋腳螺旋連接板v 3.2 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 水平度盤是由光學玻璃制成的精密刻度盤，分劃水平度盤是由光學玻

7、璃制成的精密刻度盤，分劃從從0 0至至360360，按順時針注記，每格，按順時針注記，每格1 1或或3030，用以測量水平角。用以測量水平角。 0 90 180 270 090180270 2.2.水平度盤水平度盤 水平度盤是一個光學玻璃圓盤，邊緣順時針方向刻有順時針方向刻有0 0360360刻劃。水平度盤軸套又稱外軸，在外軸下方裝有一個金屬圓盤，稱為復測盤，用以帶動水平度盤的轉動。有些型號的儀器沒有復測裝置，而裝有度盤變換手輪，測量時可利用度盤變換手輪將度盤轉到所需的位置上。 照準部照準部( (水平水平) )制動、微動制動、微動望遠鏡望遠鏡( (豎直豎直) )制動、微動制動、微動圓水準器圓水

8、準器水準管水準管（1 1）望遠鏡望遠鏡 目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦，目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準器，十字絲粗瞄準器，十字絲（2 2）軸系）軸系（3 3）豎直度盤豎直度盤（4）讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡光學對點器光學對點器復測扳手或度盤變換器復測扳手或度盤變換器 望遠鏡十字絲望遠鏡十字絲 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 3照準部照準部(alidade) 照準部是基座上方能夠照準部是基座上方能夠轉動的部分的總稱。主要由轉動的部分的總稱。主要由望遠鏡望遠鏡、豎直度盤豎直度盤、水準器水準器以及以及讀數(shù)設備讀數(shù)設備等組成。等組成。3.3.照準部照準部 ： 由望遠鏡、旋轉軸、支架、橫軸、豎盤裝置、讀數(shù)設備等組成。望遠鏡的

9、構造與水準儀基本相同，主要用來照準目標，僅十字絲分劃板稍有不同，見下圖所示。照準部的旋轉軸即為儀器的縱軸縱軸，縱軸插入基4座內(nèi)的縱軸軸套中旋轉。照準部在（4 4）讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡v DJ6DJ6級經(jīng)緯儀采用的測微裝置級經(jīng)緯儀采用的測微裝置 . .分微尺測微器及其讀數(shù)方法分微尺測微器及其讀數(shù)方法利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。度盤上度盤上1 1度分劃的間隔經(jīng)放大后，度分劃的間隔經(jīng)放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分與分微尺全長相等。分微尺全長分6060格，因此其格，因此其最小格值為1=60秒。讀數(shù)估讀至讀數(shù)估讀至0.10.1格，因此，估讀的格，因此，估讀的秒

10、數(shù)都應是秒數(shù)都應是6 6秒秒的倍數(shù)。的倍數(shù)。例例：水平度盤整個讀數(shù)為：水平度盤整個讀數(shù)為： 26126105240524 豎直度盤讀數(shù)為：豎直度盤讀數(shù)為：909054365436。（4 4）讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡DJ6DJ6級經(jīng)緯儀采用的測微裝置級經(jīng)緯儀采用的測微裝置 . .單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法 主要包括平板玻璃、測微尺、連接機構和測微輪。主要包括平板玻璃、測微尺、連接機構和測微輪。 讀數(shù)時，先轉動測微輪，使度盤某分劃線精確地移在雙指標線的中央，讀數(shù)時，先轉動測微輪，使度盤某分劃線精確地移在雙指標線的中央，讀出該分劃線的度盤讀數(shù)，再根據(jù)單指標線在測微尺上讀取分

11、、秒數(shù)，讀出該分劃線的度盤讀數(shù)，再根據(jù)單指標線在測微尺上讀取分、秒數(shù)，然后相加，即為全部讀數(shù)。如圖中水平度盤讀數(shù)為然后相加，即為全部讀數(shù)。如圖中水平度盤讀數(shù)為393930+2230=3930+2230=3952305230。 3.2 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 如圖與J6相比，增加了：1、測微輪讀數(shù)時，對徑分劃線影像符合。2、換像手輪水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。3、豎直讀盤反光鏡豎直讀數(shù)時反光。 測微輪測微輪換像手輪換像手輪豎直讀盤豎直讀盤反光鏡反光鏡 J2J2級光學經(jīng)緯儀與級光學經(jīng)緯儀與J6J6級的區(qū)別主要是讀數(shù)設備及級的區(qū)別主要是讀數(shù)設備及讀數(shù)方法。讀數(shù)方法。J2J2級光學經(jīng)緯儀一般均采

12、用對徑分劃線影級光學經(jīng)緯儀一般均采用對徑分劃線影像符合的讀數(shù)裝置。采用符合讀數(shù)裝置，可以消除像符合的讀數(shù)裝置。采用符合讀數(shù)裝置，可以消除照準部偏心的影響，提高讀數(shù)精度。照準部偏心的影響，提高讀數(shù)精度。3.2 3.2 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)規(guī)則 uJ2J2經(jīng)緯儀數(shù)字化讀數(shù)窗經(jīng)緯儀數(shù)字化讀數(shù)窗 一般采用對徑重合讀數(shù)法轉動測微輪，使上下分劃線精確重合后讀數(shù)。 常用的方法有：常用的方法有：(method of observation set)(method of observation set)(method of direction observation)(method of dire

13、ction observation)q 使用步驟：對中、整平、照準和讀數(shù)使用步驟：對中、整平、照準和讀數(shù)q 對中的目的對中的目的使儀器中心（即度盤中心）與測站上的標志點位于同一鉛垂線上。q 整平的目的整平的目的使經(jīng)緯儀的縱軸鉛垂，水平度盤和橫軸處于水平位置，豎直度盤位于鉛垂面內(nèi) 1）、垂球?qū)χ?plumb bob)法 （1 1）腳架頭上移動儀器進行對中。）腳架頭上移動儀器進行對中。 （2 2）旋轉腳螺旋進行整平。）旋轉腳螺旋進行整平。 （3 3）反復（）反復（1 1）、（）、（2 2）兩步。）兩步。3.3 3.3 水平角測量水平角測量3.3.1 3.3.1 經(jīng)緯儀的基本操作經(jīng)緯儀的基本操作 內(nèi)

14、容及要求：內(nèi)容及要求： 1.1.對中對中 (centering)(centering) 3mm3mm BCA 經(jīng)緯儀的安置包括經(jīng)緯儀的安置包括對中對中和和整平整平兩項工作。兩項工作。1.1.垂球?qū)χ泻驼酱骨驅(qū)χ泻驼剑? 1）對中）對中: :使儀器的中心（豎軸）與測站點位使儀器的中心（豎軸）與測站點位于同一鉛垂線上。于同一鉛垂線上。粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測移動三腳架，使垂球尖離測站中站中心心1 1 2cm2cm內(nèi)；內(nèi)；精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭稍微松開中心螺絲，在腳架頭 上移動上移動( (不能旋轉不能旋轉) )儀器，使垂球尖精確對儀器，使垂球尖精確對 中測站標志中心，旋緊

15、中心螺絲。中測站標志中心，旋緊中心螺絲。 （2 2）整平）整平: :使儀器的豎軸豎直，水平度盤使儀器的豎軸豎直，水平度盤處于水平位置。處于水平位置。1 1）. .垂球?qū)χ写骨驅(qū)χ?和整平和整平（1）對中（2）整平氣泡居中，1、2等高 1 23123氣泡居中，3與1、2等高 用左手大拇指法則，轉動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準管氣泡居中(反復)。 一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。 1 1）. .垂球?qū)χ写骨驅(qū)χ?(1) 打開三腳架,架頭大致水平,連接螺旋處于架頭中心位置;(2) 掛上垂球，移動腳架使垂球尖概略對準測站點;(3) 連接使儀器。觀察垂球是否偏離標志中心，如偏離可略放松連接螺旋，用手輕移儀器，使垂球

16、尖準確對準測站點，再旋緊連接螺旋。 2 2）. .整平整平 (1) 轉動儀器照準部，使水準管平行于任意兩個腳螺旋; (2) 按左手法則左手法則同時旋轉腳螺旋使氣泡居中; (3) 將儀器照準部旋轉旋轉9090，旋轉第三個腳螺旋，使氣泡居中。 按上述方法反復進行幾次，直到儀器旋到任何位置時，氣泡都居中為止。 2 2）、光學對中器法）、光學對中器法 ( (邊講邊現(xiàn)場示范邊講邊現(xiàn)場示范) )（1 1）大致水平大致對中）大致水平大致對中 眼睛看著對中器，眼睛看著對中器，拖動拖動三腳架兩個腳三腳架兩個腳, ,使儀器使儀器大致對中大致對中, ,并保持并保持“架頭架頭”大致水平大致水平。（2 2）伸縮腳架粗平

17、）伸縮腳架粗平 根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架兩個腳，使根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架兩個腳，使圓水準氣泡居中。圓水準氣泡居中。（3 3）腳螺旋精平）腳螺旋精平左手大拇指法則左手大拇指法則氣泡居中，氣泡居中，1、2等高等高123氣泡居中，氣泡居中，3與與1、2等高等高1231 1）轉動儀器，使水準管與腳螺旋）轉動儀器，使水準管與腳螺旋1 1、2 2連線連線平行平行。2 2）根據(jù)氣泡位置運用法則，對向旋轉腳螺旋）根據(jù)氣泡位置運用法則，對向旋轉腳螺旋1 1、2 2 。3 3）轉動儀器）轉動儀器90900 0，運用法則，旋轉腳螺旋，運用法則，旋轉腳螺旋3 3 。氣泡居中，氣泡居中，1、2等高等高123氣泡居中，

18、氣泡居中，3與與1、2等等高高123 （4 4）架頭上移動架頭上移動儀器，精確對中儀器，精確對中 (5)(5)腳螺旋精平腳螺旋精平 (6) (6) 反復（反復（4 4）、（）、（5 5）兩步。）兩步。 2）、光學對中器法）、光學對中器法2 2）光學對中）光學對中 光學對中器(optical plumment):是裝在儀器縱軸中的小望遠鏡，中間裝有一個直角反射棱鏡，使鉛垂方向的光線折成水平方向，以便觀察。 1.通過垂球初步對中，并使三腳架架頭大致水平。 2.轉動和推拉對中器目鏡調(diào)焦，使地面標志點成像清晰，且分劃板上中心圓圈也清晰可見。 3.轉動儀器腳螺旋，使圓水準器泡居中。 4.觀察光學對中器,

19、輕移儀器達到對中。 5.按用垂球安置儀器的整平方法進行精確整平。 6.檢查光學對中器，此時若標志點位于圓圈中心則對中、整平完成；若仍有偏差，可稍松動連接螺旋，在架頭上移動儀器，使其準確對中，然后重新進行精確整平。直到對中和整平均達到要求為止。 2 2）. .光學對中器對中和整平光學對中器對中和整平（1 1）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，架）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，架頭大致水平，光學對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將頭大致水平，光學對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將三腳架踩實。三腳架踩實。（2 2）旋轉光學對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推）旋轉光學對中器的

20、目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推動目鏡使測站點影像清晰。動目鏡使測站點影像清晰。（3 3）旋轉腳螺旋使光學對中器對準測站點。）旋轉腳螺旋使光學對中器對準測站點。（4 4）利用三腳架的伸縮螺旋調(diào)整架腿的長度，使圓水準器）利用三腳架的伸縮螺旋調(diào)整架腿的長度，使圓水準器氣泡居中。氣泡居中。（5 5）用腳螺旋整平照準部水準管）用腳螺旋整平照準部水準管。 2 2）. .光學對中器對中和整平光學對中器對中和整平（6 6）用光學對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈）用光學對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺中心。如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移動儀器，圓圈中

21、心對準測站點后旋旋，在架頭上移動儀器，圓圈中心對準測站點后旋緊連接螺旋。緊連接螺旋。（7 7）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學對中）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學對中器對準測站點為止。器對準測站點為止。 3.3.經(jīng)緯儀的瞄準經(jīng)緯儀的瞄準 步驟步驟：粗瞄粗瞄制動制動調(diào)焦調(diào)焦微動精瞄微動精瞄( (示范示范) ) 注意：注意：瞄準時，盡量瞄準目標下部。瞄準時，盡量瞄準目標下部。 3.3.3 3.3.3 照準照準 1.目鏡調(diào)焦：將望遠鏡對向明亮的背景，轉動目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰。 2.粗略瞄目標：松開望遠鏡水平、豎直制動螺旋，通過望遠鏡上的粗瞄器對準目標，然后擰緊制動螺旋。 3.物鏡調(diào)焦

22、：轉動望遠鏡物鏡調(diào)焦螺旋，使目標成像清晰。注意消除視差注意消除視差現(xiàn)象現(xiàn)象。 4.精確瞄準目標：轉動水平微動及豎直微動螺旋，使十字絲豎絲與目標成單線平分或雙絲夾準，并且使十字絲交點部分對準目標的底部使十字絲交點部分對準目標的底部。小目標，雙絲夾大目標，單絲分4. 4. 讀數(shù)讀數(shù) 打開反光鏡，調(diào)整其位置，使讀數(shù)窗內(nèi)進光明亮均勻。然后進行讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦，使讀數(shù)窗內(nèi)分劃清晰。讀數(shù)方法如3.2.2所述。水平2152147978垂直3.3.1 經(jīng)緯儀的基本操作經(jīng)緯儀的基本操作盤左盤左盤右盤右盤左觀測盤左觀測盤右觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤豎直度盤豎直度盤測站測站ABO 1a1b13.3.2 3.3.2

23、測回法測量水平角測回法測量水平角1 1、步驟：、步驟：(1) (1) 安置儀器于測站安置儀器于測站O O點，對中、整平點，對中、整平(2)(2)上半測回：盤左，上半測回：盤左，LA ,LB LA ,LB (3)(3)下半測回：盤右，下半測回：盤右，RB , RA RB , RA 上半測回和下半測回構成一測回。上半測回和下半測回構成一測回。(4) (4) 若若左左- - 右右4040，認為觀測合格。此時可取認為觀測合格。此時可取測站測站目標目標豎盤位置豎盤位置水平度盤讀水平度盤讀數(shù)數(shù)半測回角值半測回角值一測回角值一測回角值備注備注O OA A左左B BA A右右B B0 02 480 02 48

24、81 34 2481 34 24 81 31 3681 31 36180 02 30180 02 30261 33 54261 33 54 81 31 2481 31 2481 31 3081 31 30q 盤左、盤右兩個位置觀測水平角，可以抵消盤左、盤右兩個位置觀測水平角，可以抵消儀器誤差儀器誤差對測對測角的影響，同時也可以角的影響，同時也可以檢核檢核觀測中有無錯誤存在。對于觀測中有無錯誤存在。對于DJ6級光學經(jīng)緯儀，如果級光學經(jīng)緯儀，如果左與左與右之差右之差不超過不超過40，則可取上、則可取上、下半測回平均值作為最后結果。下半測回平均值作為最后結果。)(21右左n 在計算水平角值時，由于水

25、平度盤刻劃是順時針方向注記，在計算水平角值時，由于水平度盤刻劃是順時針方向注記，所以應總是所以應總是以右邊方向（觀測者面向角度張開方向）的讀數(shù)減以右邊方向（觀測者面向角度張開方向）的讀數(shù)減去左邊方向讀數(shù)。如發(fā)生不夠減情況時，可在右邊方向讀數(shù)上去左邊方向讀數(shù)。如發(fā)生不夠減情況時，可在右邊方向讀數(shù)上加加360再減去左邊方向讀數(shù)再減去左邊方向讀數(shù)v水平角觀測方法水平角觀測方法(1)操作步驟：盤左位置盤左位置：瞄準零方向瞄準零方向A A ，按順時針旋轉照準部，按順時針旋轉照準部，依次照準依次照準B B、C C、D D各目標方各目標方向，分別讀取水平度盤讀數(shù)，向，分別讀取水平度盤讀數(shù)，最后再觀測零方向最

26、后再觀測零方向A A ，稱為，稱為上半測回歸零上半測回歸零, ,以上稱為上以上稱為上半測回。半測回。零方向 盤左 盤右 ABOCD(1)操作步驟：盤右位置：盤右位置：先照準零方向先照準零方向A A ，按逆時針方向依次照準按逆時針方向依次照準D D 、C C 、B B 各目標方向，分別讀取水平各目標方向，分別讀取水平度度 盤讀數(shù)，最后再照準零盤讀數(shù)，最后再照準零方向方向A A ，稱為下半測回，稱為下半測回歸零，此為下半測回。歸零，此為下半測回。零方向 盤左 盤右 ABOCD 水平角測量的誤差亦來自水平角測量的誤差亦來自儀器誤差儀器誤差、觀測誤差觀測誤差和和外界條件外界條件的影響三個方面。的影響三

27、個方面。 盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差的影響。的影響。 v1 1、儀器誤差、儀器誤差 2 2）. . 橫軸誤差橫軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差的影響。的影響。v1 1、儀器誤差、儀器誤差 3 3）. . 豎軸誤差豎軸誤差 由于用盤左、盤右觀測同一方向，豎軸誤差所由于用盤左、盤右觀測同一方向，豎軸誤差所引起的水平度盤讀數(shù)誤差大小相等但符號相同，因引起的水平度盤讀數(shù)誤差大小相等但符號相同，因此此不能用盤左和盤右觀測消除其影響不能用盤左和盤右觀測消除其影響。此外這一影。此外這一

28、影響亦與豎直角的大小成正比，所以在山區(qū)或坡度較響亦與豎直角的大小成正比，所以在山區(qū)或坡度較大的地區(qū)進行測量時，應對儀器進行嚴格的檢驗和大的地區(qū)進行測量時，應對儀器進行嚴格的檢驗和校正，并在測量中仔細整平。校正，并在測量中仔細整平。v1 1、儀器誤差、儀器誤差 4 4）. . 照準部偏心差照準部偏心差 對于單指標讀數(shù)的對于單指標讀數(shù)的J6J6級光學經(jīng)緯儀級光學經(jīng)緯儀，取同一方，取同一方向盤左、盤右觀測的平均值，即可消除此項影響。向盤左、盤右觀測的平均值，即可消除此項影響。 v1 1、儀器誤差、儀器誤差 5 5）. . 豎盤指標差豎盤指標差 采用盤左、盤右觀測一測回，取其平均值作為采用盤左、盤右觀

29、測一測回，取其平均值作為豎角成果可消除豎盤指標差的影響。豎角成果可消除豎盤指標差的影響。 6 6）. . 度盤分劃誤差度盤分劃誤差 在水平角精密測量時，為提高測角精度，可利在水平角精密測量時，為提高測角精度，可利用度盤位置變換手輪或復測板手，在各測回之間變用度盤位置變換手輪或復測板手，在各測回之間變換度盤起始位置的方法減小其影響。換度盤起始位置的方法減小其影響。 v2 2、觀測誤差、觀測誤差 1 1）. . 對中誤差對中誤差對中誤差對測角的影響與偏心距成正比，與邊長對中誤差對測角的影響與偏心距成正比，與邊長成反比。成反比。 在水平角測量時，應認真精確地進行對中，在邊在水平角測量時，應認真精確地

30、進行對中，在邊長較短的情況下尤應如此。長較短的情況下尤應如此。v2 2、觀測誤差、觀測誤差 2 2）. . 目標偏心差目標偏心差目標傾斜越大，瞄準部位越高，則目標偏心越目標傾斜越大，瞄準部位越高，則目標偏心越大，對測角的影響就越大。大，對測角的影響就越大。目標偏心對測角的影響與邊長成反比。目標偏心對測角的影響與邊長成反比。v2 2、觀測誤差、觀測誤差 3 3）. . 瞄準誤差瞄準誤差 瞄準誤差是指望遠鏡瞄準目標的精確程度。瞄準誤差是指望遠鏡瞄準目標的精確程度。 4 4）. . 讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差v3 3、外界條件的影響、外界條件的影響 外界條件的影響主要是指各種外界條件的變外界條件的影響主要是指

31、各種外界條件的變化化對角度觀測值精度的影響。對角度觀測值精度的影響。 如溫度變化、大風、地面輻射熱和空氣如溫度變化、大風、地面輻射熱和空氣透明度等。透明度等。1.儀器高度要與觀測者的身高相適應，三腳架要踩實，中心連接螺旋要擰緊，操作時不要用手扶三腳架，使用各螺旋時用力要輕。 2.要精確對中，邊長越短，對中誤差影響越大。 3.照準標志要豎直，盡可能用十字絲交點附近去瞄準標志底部。4.應該邊觀測、邊記錄、邊計算。發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測。 5.水平角觀測過程中，不得再調(diào)整照準部水準管。如氣泡偏離如氣泡偏離中央超過一格時，須重新整平儀器，重新觀測。中央超過一格時，須重新整平儀器，重新觀測。3.4 3.4

32、豎直角豎直角(vertical angle)(vertical angle)測量測量天頂天頂鉛垂線水平線AAZCZACB090 180270在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角視線的夾角( (也叫垂直角也叫垂直角) ) =0=09090 ，仰角為正，俯角為負。，仰角為正，俯角為負。12BAv3.4.1 3.4.1 豎直度盤豎直度盤(vertical circle)(vertical circle)的構造的構造v 豎直度盤部分包括豎直度盤部分包括豎盤豎盤、豎盤指標水準管豎盤指標水準管和和豎盤指標豎盤指標水準管微動螺旋水準管微動螺旋. . 豎盤

33、的注記形式有順時針豎盤的注記形式有順時針與逆時針兩種。當望遠鏡視線與逆時針兩種。當望遠鏡視線水平，豎盤指標水準管氣泡居水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，盤左豎盤讀數(shù)應為中時，盤左豎盤讀數(shù)應為9090，盤右豎盤讀數(shù)則為盤右豎盤讀數(shù)則為270270。n 光學經(jīng)緯儀的豎盤裝置包括： 豎盤、豎盤讀數(shù)指標豎盤、豎盤讀數(shù)指標及及豎盤豎盤指標水準管指標水準管。豎盤固定安裝在橫軸的一端，其中心與橫軸中心一致，望遠鏡在豎直面內(nèi)轉動時，豎盤跟隨望遠鏡一起轉動，而讀數(shù)指標則是不動的。豎盤讀數(shù)指標與豎盤水準管連接在一起，當指標水準管氣泡居中時，指標便處于正確的位置。1 1包括包括: :豎盤豎盤(vertical cir

34、cle) (vertical circle) 、豎盤指標水準管、豎盤指標水準管(vertical index bubble tube)(vertical index bubble tube)、及其微動螺旋。、及其微動螺旋。 后兩部分，多采用豎盤指標自動歸零補償器后兩部分，多采用豎盤指標自動歸零補償器(vertical (vertical index compensator)index compensator)來替代。來替代。2 2特點：讀數(shù)指標線固定不動，而整個豎盤隨望遠鏡一起轉動。特點：讀數(shù)指標線固定不動，而整個豎盤隨望遠鏡一起轉動。3 3、豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。、豎盤的注記

35、形式：有順時針與逆時針兩種。 （1 1）順時針注記）順時針注記180180270270 0 09090盤左盤左指標線指標線27027090900 0180180盤右盤右指標線指標線（2 2）逆時針注記）逆時針注記 0 0270270 180 1809090盤左盤左指標線指標線27027090901801800 0盤右盤右指標線指標線n ：豎直度盤（豎盤）用來測量豎直角。 豎直角與水平角一樣，其角值是度盤上兩個方向的讀數(shù)之差。所不同的是，豎直角兩個方向中的一個是水平方向，而對于某一種儀器來說，水平視線方向的豎盤讀數(shù)是一個固定值，所以測量豎直角時，只要瞄準觀測目標，讀出豎盤讀數(shù)，就可計算出豎直角。

36、 v3.4.2 3.4.2 豎直角的觀測與計算豎直角的觀測與計算u觀測步驟：觀測步驟： （1 1）在盤左位置用水平中絲照準目標，調(diào)整豎盤指）在盤左位置用水平中絲照準目標，調(diào)整豎盤指標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手薄。薄。（2 2）在盤右位置用水平中絲照準目標，調(diào)整豎盤指）在盤右位置用水平中絲照準目標，調(diào)整豎盤指標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)，記入記錄手薄，測回觀測結束。薄，測回觀測結束。（3 3）根據(jù)儀器豎盤注記形式確定豎直角計算公式，）根據(jù)儀器豎盤注記形式確定豎直角計算公式，計算豎直角和指標

37、差。計算豎直角和指標差。 在測站安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標頂部在測站安置經(jīng)緯儀，盤左瞄準目標頂部)(21RL轉動豎盤指標水準管微動螺旋，指標水轉動豎盤指標水準管微動螺旋，指標水準管氣泡居中準管氣泡居中豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)計算計算 L倒鏡倒鏡指標水準管氣泡居指標水準管氣泡居計算計算 R計算豎直角計算豎直角盤右仍瞄準同目標頂部盤右仍瞄準同目標頂部中豎盤讀數(shù)中豎盤讀數(shù)測站測站目標目標豎盤位置豎盤位置豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù) 半測回角值半測回角值 指標差指標差一測回角值一測回角值 備注備注OA左左右右OB左左右右85 43 2485 43 244 16 364 16 36274 16 06274 16 064 16

38、 064 16 214 16 211515265 38 36265 38 364 21 2494 21 1294 21 124 21 124 21 124 21 184 21 186 6v 3.4.2 3.4.2 豎直角豎直角的觀測與計算的觀測與計算v 1.1.順時針注記形式順時針注記形式盤左盤左盤右盤右L90左270 R右)(21右左順時針注記順時針注記:盤左盤左270900180指標270900180指標L L90L270900180R270900180指標 RR270盤右最終豎直角為：最終豎直角為：)(21RLv3.4.2 3.4.2 豎直角的觀測與計算豎直角的觀測與計算 2.2.逆時針

39、注記形式逆時針注記形式90 L左R270右)(21右左3.4.3 3.4.3 豎盤指標差豎盤指標差(index error of vertical (index error of vertical circle) circle)與自動歸零補償器與自動歸零補償器v1 1、豎盤指標差、豎盤指標差u豎盤指標差豎盤指標差x x豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角。垂線的夾角。由于指標線偏移，當視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好等于90或270上，而是與90或270相差一個x角，稱為豎盤指標差。豎盤指標的便移方向與豎盤注記豎盤指標的便移方向與豎盤注記增加方向一致時

40、，增加方向一致時，x x為正值，反之為負。為正值，反之為負。0 0 270270 180180 9090 x270900180指標xL0Lx=L L0L實際讀數(shù)實際讀數(shù)L0正確讀數(shù)正確讀數(shù)q由于指標差存在，此時盤左、盤右半測回豎直角計算公式變?yōu)椋河捎谥笜瞬畲嬖?，此時盤左、盤右半測回豎直角計算公式變?yōu)椋篖x )90(0左)270(0 xR右x左左x右右)(21右左)(21右左270900180 xL0Ln 消除指標差影響的方法：消除指標差影響的方法：盤左盤右觀測值，取平均值盤左盤右觀測值，取平均值。)(21左右xn 指標差計算公式：指標差計算公式：)(21RLn 指標差反映豎直角觀測成果的質(zhì)量，

41、規(guī)范規(guī)定，豎直角觀指標差反映豎直角觀測成果的質(zhì)量，規(guī)范規(guī)定，豎直角觀測時的指標差互差，測時的指標差互差，DJ2級經(jīng)緯儀不得超過級經(jīng)緯儀不得超過15/；DJ6級經(jīng)級經(jīng)緯儀不得超過緯儀不得超過25/。 取盤左盤右平均值，可消除指取盤左盤右平均值，可消除指標差的影響標差的影響。一般規(guī)范規(guī)定，指標差變動范圍，一般規(guī)范規(guī)定，指標差變動范圍，J6J62525 、J2J215 15 。 計算公式計算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指標差）指標差:對于順時針注記的：對于順時針注記的：正確的豎直角正確的豎直角=(90=(90+x) -L=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270

42、+x)=+x)=右右-x-xv1 1、豎盤指標差、豎盤指標差)(90 xL 270)(xR)360(21RLx）（右左18021)(21LRv 電子經(jīng)緯儀目前一般與測距儀、微順一起構成電子經(jīng)緯儀目前一般與測距儀、微順一起構成全站式電子速測儀。它采用光電測角，以光電信號全站式電子速測儀。它采用光電測角，以光電信號的形式表達角度測量結果。即采用新型的度盤刻劃的形式表達角度測量結果。即采用新型的度盤刻劃形式，以光電技術和電子測微技術確定與其相適應形式，以光電技術和電子測微技術確定與其相適應的光電測角原理。目前光電測角有三種度盤形式，的光電測角原理。目前光電測角有三種度盤形式，即格區(qū)式度盤，光棚度盤和

43、編碼度盤，下面僅簡介即格區(qū)式度盤，光棚度盤和編碼度盤，下面僅簡介格區(qū)式度盤動態(tài)測角原理。格區(qū)式度盤動態(tài)測角原理。 電子經(jīng)緯儀在結構及外觀上和光學經(jīng)緯儀相類似。主要不電子經(jīng)緯儀在結構及外觀上和光學經(jīng)緯儀相類似。主要不同點在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進行自動讀數(shù)同點在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進行自動讀數(shù)和液晶顯示。和液晶顯示。電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀ET-02/05ET-02/05 電子經(jīng)緯儀使用區(qū)域廣泛，電子經(jīng)緯儀使用區(qū)域廣泛，效率高，應用面廣可配成全站，效率高，應用面廣可配成全站，面板直接顯示，方便準確，而且面板直接顯示，方便準確，而且可自動采集。這些優(yōu)勢光學經(jīng)緯可自動采集。

44、這些優(yōu)勢光學經(jīng)緯儀沒法比，用過電子經(jīng)緯儀的人儀沒法比，用過電子經(jīng)緯儀的人再也不想用光學經(jīng)緯儀了。目前再也不想用光學經(jīng)緯儀了。目前電子經(jīng)緯儀已基本取代了光學經(jīng)電子經(jīng)緯儀已基本取代了光學經(jīng)緯儀。緯儀。1.1.型號型號:ET-02/05/10/20.:ET-02/05/10/20.2.2.精度精度:2,5,10,20.:2,5,10,20.3.3.功能齊全功能齊全4.4.使用方便使用方便, ,可靠性高可靠性高. . v3.5.1 3.5.1 電子經(jīng)緯儀的測角原理電子經(jīng)緯儀的測角原理v 1 1、編碼度盤測角原理、編碼度盤測角原理v3.5.1 3.5.1 電子經(jīng)緯儀的測角原理電子經(jīng)緯儀的測角原理v 2

45、2、光柵度盤測角原理、光柵度盤測角原理 （1 1）光柵與莫爾條紋）光柵與莫爾條紋v3.5.1 3.5.1 電子經(jīng)緯儀的測角原理電子經(jīng)緯儀的測角原理 （2 2）. . 莫爾條紋的特性莫爾條紋的特性 莫爾條紋運動與光柵移動具有對應關系，光莫爾條紋運動與光柵移動具有對應關系，光柵的位移量可用莫爾條紋移過的數(shù)目來度量。柵的位移量可用莫爾條紋移過的數(shù)目來度量。 （3 3）. . 光柵度盤測角光柵度盤測角v3.5.1 電子經(jīng)緯儀的測角原理v 3 3、動態(tài)測角原理、動態(tài)測角原理v 如圖如圖3 31212是一種格區(qū)式玻璃度盤。度盤上刻有明暗的間隔，是一種格區(qū)式玻璃度盤。度盤上刻有明暗的間隔，間隔的寬度和數(shù)目視

46、設計要求而定。度盤上還設有光闌間隔的寬度和數(shù)目視設計要求而定。度盤上還設有光闌LRLR、LSLS，光闌上裝配有發(fā)光二級發(fā)電二極管。當度盤轉動時，不，光闌上裝配有發(fā)光二級發(fā)電二極管。當度盤轉動時，不動的光闌中的光電二級管將接收在發(fā)光二級管送來的格區(qū)明動的光闌中的光電二級管將接收在發(fā)光二級管送來的格區(qū)明暗信號，明暗信號多少將是度盤轉動大小的標志。暗信號，明暗信號多少將是度盤轉動大小的標志。 圖312 區(qū)格式度盤圖 313 標志刻劃 圖312 區(qū)格式度盤圖 313 標志刻劃 313 標志刻劃 313 標志刻劃標志刻劃 圖圖3 312 12 區(qū)格式度盤圖區(qū)格式度盤圖 v 度盤明暗格區(qū)刻劃有兩種：標志刻

47、和一般刻劃。圖度盤明暗格區(qū)刻劃有兩種：標志刻和一般刻劃。圖3 31313有有A A、B B、C C、D D四組標志刻劃。各標志以寬窄不同的刻劃線和不同的排四組標志刻劃。各標志以寬窄不同的刻劃線和不同的排列設置在起算位置依次為列設置在起算位置依次為9090的區(qū)間上，一般刻劃類似圖的區(qū)間上，一般刻劃類似圖3 31212所示，分布在標志刻劃分割的四個區(qū)間。一般刻劃的暗條紋為所示，分布在標志刻劃分割的四個區(qū)間。一般刻劃的暗條紋為明條紋寬度的明條紋寬度的2 2倍。倍。 度盤總刻劃數(shù)度盤總刻劃數(shù)10241024，如圖，如圖3 31717所示，所示， 。=360=360606060601024=12651024=1265625625秒。秒。 動態(tài)掃描是通過光電信號掃描獲得角