【學習課件】第03章精密角度測量

1、第三章 精密角度測量3.1 精密光學經緯儀3.2 角度觀測誤差分析3.3 精密光學經緯儀的檢驗3.4 方向觀測法3.5 垂直角測量習題本章提要精選課件本章提要 在大地控制測量和精密工程測量中，角度測量主要使用精密光學經緯儀。精密光學經緯儀按精度等級的高低，我國光學經緯儀的系列分為J07，J1，J2，J6等規(guī)格。本章主要介紹精密光學經緯儀的基本構造，應用精密光學經緯儀完成一個測站上的水平角觀測并獲得正確觀測值的方法及測站平差。1精密光學經緯儀的基本構造；2經緯儀視準軸誤差、水平軸誤差及垂直軸傾斜誤差；3一個測站上的水平角觀測方法；4測站平差。 知識點返回本章首頁精選課件 我們知道，國家等級控制水

2、平角度觀測的精度要求很高，加之各控制點之間距離又遠，使得普通經緯儀不能勝任，因此必須使用精密經緯儀。本章將討論精密測角儀器的構造特點、精密測角儀器的有關誤差等問題。精選課件3.1 精密光學經緯儀精密光學經緯儀的基本構造主要由望遠鏡、讀數(shù)設備、水準器、軸組成 按精度等級的高低: 分為J07，J1，J2，J6等規(guī)格。J是經緯儀漢語拼音的第一個字母，其數(shù)字表示儀器的精度指標，即檢定時水平方向觀測一測回的中誤差。返回本章首頁精選課件 經緯儀的主要部件有： 望遠鏡構成視準軸，在照準目標時形成視準線，以便精確照準目標。 照準部水準器用來指示垂直軸的垂直狀態(tài)，以形成水平面和垂直面。 垂直軸作為儀器的旋轉軸，

3、測定角度時，應與測站鉛垂線一致。 水平軸作為望遠鏡俯仰的轉軸，以便照準不同高度的目標。 水平度盤用來在水平面上度量水平角，應與水平面平行。 垂直度盤用來量度垂直角。精選課件 為了精確讀取度盤讀數(shù)，在水平度盤和垂直度盤上均有測微器。 經緯儀的以上部件，除水平度盤以外，合稱為經緯儀的照準部，照準部可以繞垂直軸旋轉。 精選課件3.1.1精密光學經緯儀的基本結構(一)望遠鏡 望遠鏡是經緯儀照準和放大目標的設備。望遠鏡光學系統(tǒng)是由物鏡與調焦鏡組成的物鏡組、十字絲分劃板和目鏡等三部分所組成。為了提高望遠鏡系統(tǒng)的質量，物鏡、調焦鏡和目鏡均為復合透鏡。 在觀測時，通過移動調焦鏡來改變物鏡與調焦鏡的距離，從而獲

4、得一個焦距為f的等效物鏡，使照準目標恰好成像在十字絲平面上。如果調焦不完善，目標不能恰好成像在十字絲平面上，就會產生視差。 精選課件精選課件 等效物鏡的光心與十字絲中心的連線就是望遠鏡的視準軸。在望遠鏡調焦時，調焦透鏡沿著望遠鏡筒內壁來回移動。此時，若調焦透鏡運行的軌跡不是一條平行于光軸的直線，而是一條曲線，就將導致視準軸改變方向，而給方向觀測成果帶來誤差。所以水平方向觀測時，通常規(guī)定一個測回內不得重新調焦。透鏡成像的基本公式為精選課件 一個測回內不調焦的情況下，焦距f保持 不變。上式微分可知，物距u變化與像距v變化之間的關系為設v0.25m，u2000m，當du1000m時，代入上式可得：d

5、v0.016mm。精選課件 就是說，對于平均邊長為2km的控制網，若不同邊長在1km內變通，即便一個測回內不重新調焦，由此所產生的像距變化只有0.016mm，這時物像仍較清晰，基本上感覺不出視差。精選課件 遠鏡中的十字絲分劃板是觀測時用以精確照準目標的，所以使用分劃板上十字絲時，應考慮照準目標的型式和種類。經驗表明，當目標成像的寬度為雙絲間距的1312時，用雙絲照準的精度較高.細長的目標宜用單絲照準，當目標成像寬度接近單絲寬度，且目標又較長時，用單絲照準的精度較高。精選課件 目鏡相當于一個放大鏡，它的作用是把十字絲面上的目標影像和十字絲同時放大，便于人眼觀察。對于正常眼睛要求目鏡與十字絲分劃板

6、的間距，相當于目鏡的焦距。但由于觀測者的眼睛視力不同，需要的間距亦不相同。所以觀測開始前，首先要調節(jié)目鏡位置，使十字絲分劃影像十分清晰后，再去照準目標，對望遠鏡調焦。精選課件(二)讀數(shù)設備 讀數(shù)設備，包括度盤、光學測微器和讀數(shù)顯微鏡3部分。1、度盤 度盤是量測角度的標準器，其圓周刻著等間距的分劃線，兩相鄰分劃線間的角值稱為格值，例如，圖的度盤格值為20。精密測角儀器的度盤直徑一般為75160mm，格值為4 20 。精選課件精選課件 度盤的分劃線是由刻度機刻制的。由于刻度機傳動機構誤差等影響，使得度盤分劃線的間距并不嚴格相等，從而產生度盤分劃誤差。理論分析和實際測定均表明，度盤分劃誤差大部分表現(xiàn)

7、為系統(tǒng)性質的誤差。其中沿度盤全周逐漸變化，形成以圓周為周期的誤差，稱為長周期誤差，而以度盤上一小弧段，約301為周期的，并在全周上多次重復出現(xiàn)的周期性誤差稱為短周期誤差。檢驗結果表明，對于J1、J2級經緯儀，其長周期誤差約為1.52.0”，短周期誤差約為1.01.2”。精選課件 為減弱周期誤差對方向觀測的影響，規(guī)范規(guī)定，在方向觀測中，各測回之間應變換度盤位置。一般是按下式進行各測回間度盤的變換 式中n為測回數(shù),為度盤格值的一半。變換180/n 是為了將n個測回平均分布于度盤全周上，以減弱長周期誤差的影響，變換則是為了減弱短周期誤差的影。 同理，為了減弱分劃尺的分劃誤差影響，亦應按測回數(shù)進行分配

8、。精選課件2、光學測微器 精密經緯儀采用了雙光學零件的測微器，按對徑重合讀數(shù)法讀取讀數(shù)，10.1 。3、讀數(shù)顯微鏡 由于度盤的圓周有限，相鄰分劃線的間距很小，如JGJ2經緯儀的水平度盤直徑為90mm，格值為20，相鄰分劃線間距僅0.26mm。為了增大最小格值相對于眼睛的視角，采用了讀數(shù)顯微鏡裝置。精選課件 (三)水準器 精密經緯儀上的水準器通常有兩種：一種是圓形水準器；另一種是管狀水準器。 圓水準器的內部表面是一球面，球面頂點為圓水準器的零點。由于球面的半徑較小，所以圓水準器的精度較低，只能用于粗略整平儀器。 管狀水準器又稱水準管，它的內壁是一個半徑很大的旋轉圓弧面，所以精度較高，用于精確整平

9、儀器。水準管內注有冰點低、流動性強、附著力小的液體(如酒精)外；面刻有間距為2mm的分劃線，其中間點O稱為零點，過零點的圓弧切線稱為水準管軸。 精選課件 水準管的一個分格所對的圓心角稱為水準管的格值，以符號表示。它相當于氣泡中心移動一格時，水準管軸相應傾斜的角值。不同儀器水準管的格值大小亦不同。 水準管的精度，主要決定于格值的大小，其次還與水準氣泡在管內移動的靈敏度有關。一般來說，氣泡總是靜止在水準管的最高位置，但當水準管一端受熱時，氣泡就會向熱端移動。特別是格值較小、靈敏度較高的水準管，對溫度影響的反應尤其敏感。所以在觀測工作中，要防止太陽照射儀器，防止手指觸摸水準管。精選課件(四)軸系 望

10、遠鏡、讀數(shù)設備、水準器以及垂直度盤等，是水平方向觀測時的運轉部分，由外殼將它們封裝成一整體，通常稱為照準部。而經緯儀軸系的作用，是使照準部在旋轉過程中保持其軸線位置，所以軸系要求有良好的共軸性和較小的定向誤差。精選課件精選課件 在上圖中，照準部旋轉軸5插在與基座相固連的軸套4中。照準部旋轉軸用滾珠2與軸套的錐形表面接觸，滾珠和錐面有自動定心作用，同時和軸的下端一起起定向的作用，滾珠又承受儀器上部的載荷。水平度盤6安置在水平度盤軸套3上。這樣，水平度盤6就與照準部旋轉軸隔開，照準部旋轉時不能直接帶動度盤。精選課件 按照儀器的共軸性要求，照準部旋轉軸的軸心、度盤刻度中心、度盤軸套旋轉的軸心，3個中

11、心應該一致。否則，照準部旋轉軸將產生置中偏差，稱為照準部偏心差；度盤軸套旋轉軸所產生的置中偏差稱為度盤偏心差。對于新購置的儀器或修復后的儀器，按照規(guī)范規(guī)定，應進行照準部偏心差和度盤偏心差的檢驗。精選課件精選課件 同時，由于軸和軸套間的間隙，以及受到間隙中潤滑油的作用，照準部相對于正確的旋轉軸線位置也會產生偏差，這稱為定向誤差。定向誤差造成照準部在旋轉過程中搖晃、歪斜或平移，這種現(xiàn)象叫做照準部旋轉不正確。按照規(guī)范規(guī)定，在每期業(yè)務開始前都要進行照準部旋轉是否正確的檢驗。精選課件3.1.2 光學經緯儀讀數(shù) 度盤的格值為4 20 。用這4 20 的精度直接測定角度是不夠的。為此要設法解決比4 20 更

12、精確的角度量測問題。光學測微器正是為解決這個問題而設計的。精選課件(一)讀數(shù)原理 度盤一邊的分劃影像通過一組棱鏡可以呈現(xiàn)在其對徑部分上，然后經過一組物鏡成像在讀數(shù)窗平面上。讀數(shù)窗有一大窗和一小窗。在大窗里看到的就是度盤對徑兩邊的分劃影像，一邊為正像，一邊為倒像，讀取讀數(shù)時通常取正像分劃上的注記。在小窗里看到的是測微器的測微尺分劃影像。精選課件精選課件 當轉動測微輪時，上下兩排的對徑分劃影像按相反的方向移動，且移動量相等；當測微尺分劃影像移動全長時，上下兩排分劃影像恰好各移動半分格，即相對移動了一分格。如果度盤格值為20，對徑分劃影像移動半格，相應于10 ，測微尺的分劃全長有600小格，于是測微

13、尺的格值應該是10 600=1。所以J2型儀器用測微器可以直接讀到1。這種讀數(shù)方法，稱為對徑重合讀數(shù)法。精選課件光學經緯儀對徑讀數(shù)的規(guī)則： 旋進測微手輪，使度盤正倒像精確重合， 1 讀度，找具備下列三個條件的分劃線：正倒像相差180度；正像在左，倒像在右；正倒像的對徑（度）分劃相距最近，以正像的（度）分劃線為準讀度數(shù)。 2 讀十位分數(shù)，將正倒像相應的分劃線間所夾的格數(shù)乘以度盤分劃的一半（J2為10分），就是十位分數(shù)。 T3讀分，將正倒像相應的分劃線間所夾的格數(shù)乘以度盤分劃的一半（T3為2分）。 3 在測微器（盤）讀取個位的分數(shù)及秒數(shù)。 T3，將測微盤上兩次讀數(shù)相加，。精選課件J2經緯儀水平讀盤

14、讀數(shù)精選課件精選課件威特T3經緯儀水平讀盤讀數(shù)精選課件威特T2、蔡司010經緯儀水平讀盤讀數(shù)精選課件精選課件精選課件精選課件3.1.3 精密電子測角儀器簡介 隨著電子技術的發(fā)展，光學經緯儀也在發(fā)生變化。自1968年蔡司廠研制成功世界上第一臺電子速測儀以來，測量儀器逐漸發(fā)展成為多功能、組合式、全自動化的測量系統(tǒng)。如測角、測邊的野外記錄和水平方向(角度)、水平距離、高差以及坐標增量的計算等整個外業(yè)測量過程，通過微型計算機聯(lián)系起來，實現(xiàn)了外業(yè)測量自動化。 精選課件1、電子經緯儀的特點 電子經緯儀與光學經緯儀的根本區(qū)別在于它用微機控制的電子測角系統(tǒng)代替光學讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點是： (1)使用電子測角系

15、統(tǒng)，能將測量結果自動顯示出來，實現(xiàn)了讀數(shù)的自動化和數(shù)字化。 (2)采用積木式結構，可與光電測距儀組合成全站型電子速測儀；配合適當?shù)慕涌冢蓪㈦娮邮植居涗浀臄?shù)據(jù)輸入計算機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和繪圖自動化。精選課件2、電子測角原理 電子經緯儀的支架、軸系、望遠鏡和制動系統(tǒng)與光學經緯儀類同，電子測角儀器是以電信號形式表示方向（角度）的測量結果，因此它改變了光學經緯儀中度盤的刻度形式和讀數(shù)結構，并采用與其相適應的電子測微技術，實現(xiàn)自動化數(shù)字電子測角。讀數(shù)以數(shù)字形式輸出，或顯示在顯示器上，或記錄在電子手簿上，或直接輸入到計算機內。具體的電子測角的原理在測量學中已作介紹，在此不再敘述。 精選課件3、電子經緯儀的

16、性能簡介 電子經緯儀采用光柵度盤測角，水平、垂直角度顯示讀數(shù)分辨率為1，測角精度達2。 有些儀器裝有傾斜傳感器，當儀器垂直軸傾斜時，儀器會自動測出并顯示其數(shù)值，同時顯示對水平角和垂直角的自動校正。儀器的自動補償范圍為3。精選課件4、電子經緯儀的使用 如右圖所示為蘇一光測繪儀器公司生產的DT102/5電子經緯儀，它能與多種測距儀聯(lián)機，組成組合式的全站儀。再與電子手簿聯(lián)機，能完成野外數(shù)據(jù)的自動采集。1）儀器操作健精選課件精選課件 2）使用方法 (1)儀器的安置、對中、整平方法同一般的經緯儀。 (2)打開電源開關，指示豎盤指標歸零，方法是將望遠鏡在盤左位置向上下轉動l-2周。 (3)調焦和照準目標。

17、 (4)角度觀測，方法同一般的經緯儀，只是不用進行讀數(shù)，數(shù)字直接顯示出來，避免人為的讀數(shù)誤差，可提高測角的精度。 精選課件 同時注意：用電子經緯儀或全站儀進行角度觀測時，不需要像光學經緯儀那樣配度盤，因電子經緯儀有置零的鍵，配其他數(shù)值時先轉動照準部使讀數(shù)為應有的讀數(shù)，然后按鎖定鍵鎖定度盤后再來照準零方向目標讀數(shù)，另外也不必再預轉儀器l3周，還可以使用重復觀測菜單進行對應的操作。 返回本章首頁精選課件3.2 角度觀測誤差分析 為了盡可能地提高水平角觀測精度,必須研究影響水平角觀測精度的各種誤差來源、性質、大小和規(guī)律，從而確定消除或減弱這些誤差的原則和方法。3.2.1 外界條件的影響 1、大氣層密

18、度的變化和大氣透明度對目標成像質量的影響 1）大氣層密度的變化對目標成像穩(wěn)定性的影響 精選課件 目標成像是否穩(wěn)定主要取決于視線通過近地大氣層（簡稱大氣層）密度的變化情況，如果大氣密度是均勻的、不變的，則大氣層就保持平衡，目標成像就很穩(wěn)定；如果大氣密度劇烈變化，則目標成像就會產生上下左右跳動。實際上大氣密度始終存在著不同程度的變化，它的變化程度主要取決于太陽造成地面熱輻射的強烈程度以及地形、地物和地類等的分布特征。精選課件 2）大氣透明度對目標成像清晰的影響 目標成像是否清晰主要取決于大氣的透明程度，也就是取決于大氣中對光線散射作用的物質（如塵埃、水蒸氣等）的多少。塵埃上升到一定高度后，除部分浮

19、懸在大氣中，經雨后才消失外，一般均逐漸返回地面。水蒸氣升到高空后可能形成云層，也可能逐漸稀釋在大氣中，因此塵埃和水蒸氣對近地大氣的透明度起著決定性作用。精選課件 地面的塵埃之所以上升，主要是由于風的作用，即強烈的空氣水平氣流和上升對流的結果，大量水蒸氣也是水域和植被地段強烈升溫產生的，所以大氣透明度從本質上說也主要決定于太陽輻射的強烈程度。因此一般來說，上午接近中午時大氣透明度較差，午后隨著輻射減弱，水蒸氣愈來愈少，塵埃也不斷陸續(xù)返回地面，所以一般在下午3h以后又有一段大氣透明度良好的有利觀測時間。精選課件2、水平折光的影響 光線通過密度不均勻的空氣介質時，經過連續(xù)折射后形成一條曲線，并向密度

20、大的一方彎曲，如圖12所示。圖12精選課件 當來自目標的光線進人望遠鏡時，望遠鏡所照準的方向為這條曲線在望遠鏡處的切線方向，如圖中的方向，這個方向顯然不與這條曲線的弦線相一致（一般稱為理想的照準方向），而有一微小的交角，稱為微分折光。 微分折光可以分解為縱向和水平兩個分量，由于大氣溫度的梯度主要發(fā)生在垂直面內，所以微分折光的縱向分量是比較大的，是微分折光的主要部分。微分折光的水平分量影響著視線的水平方向，對精密測角的觀測成果產生系統(tǒng)性質的誤差影響。精選課件 水平折光的影響還隨著大氣溫度的變化而不同。如白天在太陽照射下的沙石地面氣溫上升快，密度小，水面上方氣溫上升慢，密度大，如圖13所示。但是在

21、夜間沙石地面散熱快，而水面的空氣散熱慢，因此，白天和晚間的水平折光影響正好相反。圖13（白天）精選課件如圖14所示點觀測點，由于方向的右側有河流，在白天觀測時，視線凹向河流，在晚間觀測時，視線凸向河流，所以取白天和晚間觀測成果的平均值，可以有效地減弱水平折光的影響。圖14精選課件 視線在水平方向靠近某些實體會產生局部性水平折光影響，如視線靠近巖石或在建筑物附近通過，因巖石等實體比空氣吸熱快、傳熱也快，使巖石等實體附近的氣溫高、密度小，所以也將使視線彎曲。在觀測時，引起大氣密度分布不均勻的地形地物愈靠近測站，水平折光就愈大，在圖15中，由于山體靠近,所以方向的水平折光影響要比AB方向大，即 。

22、精選課件圖15精選課件 水平折光的影響是極為復雜的，為了在一定程度上削減其對精密測角的影響，一般應采取必要的措施。在選點時，應避免使視線靠近山坡、大河或與湖泊的岸線平行，并應盡量避免視線通過高大建筑物、煙囪和電桿等實體的側方。一般在有微風的時候或在陰天進行觀測，可以減弱部分水平折光的影響。精選課件 在精密工程測量中水平角觀測還受到工程場地的一些局部因素的影響。工業(yè)能源設施向大氣排放大量熱氣、煙塵，水蒸氣的蒸發(fā)與冷卻的瞬變等，使測區(qū)處于瞬變的微氣候條件下。為了削減微氣候條件構成的水平折光影響，應根據(jù)測區(qū)微氣候條件的實際情況，選擇最有利于觀測的時間，將整個觀測工作分配在幾個不同的時間段內進行。精選

23、課件3、照準目標的相位差 照準目標如果是圓柱形實體，如木桿、標心柱，則在陽光照射下會有陰影，圓柱上分為明亮和陰暗的兩部分如圖16所示。視線較長時往往不易確切地看清圓柱的輪廓線，當背景較陰暗時，往往十字絲照準明亮部分的中線；當背景比較明亮時，十字絲卻照準了陰暗部分的中線，也就是說照準實體目標時，往往不能正確地照準目標的真正中心軸線，從而給觀測結果帶來誤差，這種誤差叫相位差。精選課件圖16精選課件 相位差的影響隨太陽的方位變化而不同，在上午和下午，當太陽在對稱位置時，實體目標的明亮與陰暗部分恰恰相反，所以相位差影響的正負號也相反，因此，最好半數(shù)測回在上午觀測，半數(shù)測回在下午觀測。 為了減弱這種誤差

24、的影響，應根據(jù)背景情況將標志涂成紅色或白色;有條件時最好上午、下午各測半數(shù)測回。精選課件4、溫度變化的影響 如果在觀測時儀器受太陽光的直接照射，則由于儀器的各部分受熱不均勻，膨脹也不相同，致使儀器產生變形，各軸線間的正確關系不能保證，從而影響觀測的精度，所以在觀測時必須撐傘覆擋住太陽光對儀器的直接照射。但是，盡管儀器不直接受太陽光的照射，周圍空氣溫度的變化也會影響儀器各部分發(fā)生微小的相對變形，使儀器視準軸位置發(fā)生微小的變動。精選課件 假定在一個測回的短時間觀測過程中，空氣溫度的變化與時間成比例，那么可以采用按時間對稱排列的觀測程序來削弱這種誤差對觀測結果的影響。所謂按時間對稱排列的觀測程序，是

25、假定在一測回的較短時間內，氣溫對儀器的影響是均勻變化的，上半測回依順時針次序觀測各目標，下半測回依逆時針次序觀測各目標，并盡量做到觀測每一目標的時間間隔相近，這樣做，上、下半測回觀測每一目標時刻的平均數(shù)相近，可以認為各目標是在同一平均時刻觀測的，這樣可以認為同一方向上、下半測回觀測值的平均值中將受到同樣的誤差影響，從而由方向求角度時可以削弱儀器受氣溫變化影響而引起的誤差。精選課件 溫度的變化會使三腳架的構件產生不均勻的脹縮而引起扭轉，三腳架的構件在陽光的照射下，向陽處溫度高，背陰處溫度低，由于溫度的差異，使構件的不同部分產生不均勻的膨脹，從而引起扭轉。 假定在一測回的觀測過程中，三腳架的扭轉是

26、勻速發(fā)生的，因此采用按時間對稱排列的觀測程序也可以減弱這種誤差對水平角的影響。精選課件3.2.2 儀器誤差的影響儀器誤差概括起來可分為兩個方面：精選課件1 視準軸誤差 定義:儀器的視準軸不與水平軸正交所產生的誤差稱為視準軸誤差。 產生視準軸誤差的主要原因有：望遠鏡的十字絲分劃板安置不正確；望遠鏡調焦鏡運行時晃動；氣溫變化引起儀器部件的脹縮，特別是儀器受熱不均勻使視準軸位置變化。圖7精選課件圖8精選課件 在圖8中，視準軸偏離了與水平軸HH正交的方向而產生視準軸誤差c，規(guī)定視準軸偏向垂直度盤一側時,c為正值，反之，c為負值。視準軸誤差c對水平方向觀測值的影響 為 式中a為觀測時照準目標的垂直角。由

27、（14）式可知， 的大小除與c值有關外，還隨照準目標的垂直角a的增大而增大，當a =0，則 =c。式14精選課件 盤左時視準軸偏向垂直度盤一側，正確的水平度盤讀數(shù) 較有視準軸誤差影響 時的實際讀數(shù)L為小，故 以盤右觀測時，視準軸則偏向盤左時的另一側，這時正確的水平度盤讀數(shù) 顯然大于有視準軸誤差影響 的實際讀數(shù)R，故 取盤左、盤右讀數(shù)的中數(shù)，得 式15式16式17 當c值在盤左、盤右觀測時間段內不變時，視準軸誤差c對盤左、盤右水平方向觀測值的影響大小相等，正負號相反，因此，取盤左、盤右實際讀數(shù)的中數(shù)，就可以消除視準軸誤差的影響。 由于望遠鏡的調焦鏡運行不正確，也就是運行中有晃動可以引起視準軸位置

28、的變化，所以規(guī)定在一測回內不得重新調焦。精選課件 當用方向法進行水平方向觀測時，除計算盤左、盤右讀數(shù)的中數(shù)以取得一測回的方向觀測值外，還必須計算盤左、盤右讀數(shù)的差數(shù)。如不顧及盤左、盤右讀數(shù)的常數(shù)差180,則由（15）和（16）式可得 由（14）式可知，當觀測目標的垂直角a較小時 ， ，故，則（18）式可寫成式18式19國家規(guī)范規(guī)定:一測回中各方向2c互差對于J1型儀器不得超過9；對于J2型儀器不得超過13。精選課件2 水平軸傾斜誤差 定義:儀器的水平軸不與垂直軸正交，所產生的誤差稱為水平軸傾斜誤差。 儀器左、右兩端的支架不等高、水平軸兩端軸徑不相等都會產生水平軸傾斜誤差。圖9精選課件圖10精選

29、課件 垂直軸垂直，水平軸不與其正交而傾斜了一個i角，這個角就是水平軸傾斜誤差，規(guī)定水平軸在垂直度盤一端下傾，i角為正值，反之i角為負值。在圖10中，傾斜了i角的水平軸 不垂直于垂直軸。水平軸傾斜了i角，對水平方向觀測值的影響 為 式中：a為觀測時照準目標的垂直角，由（20）式可知， 的大小除與i值有關外，還與照準目標的垂直角a的大小有關，隨a角增大而增大，當a0時，則 =0。式20精選課件 不難想象，在盤左時，由于水平軸傾斜，正確的水平度盤讀數(shù) 較有誤差影響 時的實測讀數(shù)L為小，故盤右觀測時，正確的水平度盤讀數(shù) 顯然大于有誤差影響 的實測讀數(shù)R，故取盤左、盤右讀數(shù)的平均值，得這就是說，水平軸傾

30、斜誤差對水平方向觀測值的影響，在盤左、盤右讀數(shù)的平均值中可以得到抵消。式22式21式23精選課件 實際上在觀測時，儀器的視準軸誤差和水平軸傾斜誤差是同時存在的，它們的影響將同時反映在盤左和盤右的讀數(shù)差中，因此，可以寫成 顧及（14）和（20）式，則上式為 由上式可知：當a = 0 時，LR2c 。一般情況下，隨著角的增大，（ 25）式等號右端第一項變化較慢，而第二項則變化較為顯著?，F(xiàn)設c=15，i=15 ，由下表可以看出，當a角增大時，（ 25）式等號右端第二項對于第一項來說，有較為顯著的變化。式24式25精選課件 可見，在比較各方向的2c互差時不可忽略 的影響，如果個別方向的垂直角a 較大，

31、則受水平軸傾斜誤差的影響也較大，若將垂直角較大的方向的2c值與其他垂直角較小的方向的2c值相比較，就顯得不合理了。所以國家規(guī)范規(guī)定，當照準目標的垂直角超過士3時，該方向的2c值不與其他方向的2c值作比較，而與該方向在相鄰測回的2c值進行比較，從同一時間段內同一方向相鄰測回間2c值的穩(wěn)定程度來判斷觀測質量的好壞。0361130.0030.0430.1530.600.001.563.005.80精選課件3 經緯儀的垂直軸傾斜誤差1）垂直軸傾斜誤差定義：設視準軸與水平軸正交，水平軸垂直于垂直軸，僅由于儀器未嚴格整平，而使垂直軸偏離測站鉛垂線一微小角度，這就是垂直軸傾斜誤差。產生垂直軸傾斜誤差的主要原

32、因有：照準部的水準管軸不嚴格垂直于豎軸；儀器整平不夠精確；在測量過程中由于外界因素的作用（氣溫變化、風力影響及人為等原因）。精選課件1）垂直軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響圖9精選課件如果垂直軸位于與鉛垂線一致的位置，則旋轉儀器的照準部，水平軸所形成的平面呈水平狀態(tài)，在圖9中的 ，即畫有斜線的平面。如果垂直軸傾斜了一個小角,則旋轉儀器的照準部，水平軸所形成的平面相對于水平面也傾斜了一個小角v，如圖9中的 。這兩個旋轉平面相交，圖中 就是它們的交線。精選課件 垂直軸傾斜將引起水平度盤傾斜，但當v角很小時（一般vl），因水平度盤傾斜對水平度盤的讀數(shù)影響很小，可不予顧及。所以主要討論由于垂直軸傾斜而

33、引起水平軸傾斜對水平方向觀測值的影響。 由上圖9可知，當水平軸隨照準部轉動時，水平軸的傾斜在不斷變化。當水平軸旋轉到垂直軸傾斜面內時，如上圖9中 位置，水平軸有最大的傾斜角 =v ；當照準部再旋轉90時，則水平軸在圖9中 位置，重合在兩個面的交線，此時水平軸呈水平狀態(tài)，即 =0。精選課件 下面將討論當照準部旋轉至某一任意位置時，水平軸傾斜角i的大小及其對水平方向觀測值的影響。 在直角球面三角形 中 ， ； ； ；，按直角球面三角形公式可得 由于v及i都是很小的角，所以上式可寫成 式29精選課件若已知水平軸傾斜角i，則可按（20）式寫出由于垂直軸傾斜v角而引起水平軸傾斜 對水平方向觀測值的影響

34、的公式 顧及（29）式，得 由上式可知，垂直軸傾斜誤差對水平方向觀測值的影響，不僅與垂直軸傾斜角v 有關，還隨著照準目標的垂直角和照準目標的方位不同而不同。式30式31精選課件 由于垂直軸的傾斜角v的大小和傾斜方向一般不會因照準部的轉動而有所改變，因此由于垂直軸傾斜而引起水平軸傾斜的方向在望遠鏡倒轉前后也是相同的，因而對任一觀測方向在盤左、盤右觀測結果的平均值中不能消除這種誤差的影響。 因此在觀測時一般采取以下措施來削減這種誤差對水平方向觀測值的影響，從而提高測角的精度。 盡量減小垂直軸的傾斜角v值;測回間重新整平儀器;對水平方向觀測值施加垂直軸傾斜改正數(shù)。精選課件2）垂直軸傾斜改正數(shù)的計算

35、按（30）式計算垂直軸傾斜改正數(shù) 時，可以根據(jù)水準器氣泡偏離中央的格數(shù)n來計算水平軸的傾斜角度 。 設水準器的格值為 ，氣泡偏離中央n格時，水準軸的傾斜角為 ，也就是水平軸傾斜角 = ，代入（30）式得 = 式中n為水準器的氣泡偏離中央的格數(shù)，它的測定隨水準器管面的刻劃注記形式的不同而不同。式32精選課件 水準器管面的刻劃注記形式不同，計算垂直軸傾斜改正數(shù)的公式也不同。圖11所示為T2光學經緯儀水準器管面刻劃注記的形式，管面刻劃的中央位置注記為0，注記向兩端增加?？傻?取平均數(shù)得 垂直軸傾斜改正數(shù)的計算公式為 式35式36圖11精選課件4 照準部轉動時的彈性帶動誤差 當轉動照準部時，由于軸面的

36、摩擦力使儀器的基座部分產生彈性的扭曲，因此，與基座固連的水平度盤也隨之發(fā)生微小的方位變動，這種扭曲主要發(fā)生在照準部旋轉的開始瞬間，因為這時必須克服垂直軸與軸套表面之間互相密接的慣力。當照準部開始轉動之后，在轉動照準部的過程中只需克服較小的軸面摩擦力，而在轉動停止之后，沒有任何力再作用于儀器的基座部分，它在彈性作用下就逐漸反向扭曲，企圖恢復原來的平衡狀態(tài)。因此，在觀測時當照準部順時針方向轉動時，度盤也隨著基座順轉一個微小的角度，使在度盤上的讀數(shù)偏??；反之，逆轉照準部時，使度盤讀數(shù)偏大，這將給測得的方向值帶來系統(tǒng)誤差。 精選課件 如果在一測回中，上半測回順轉照準部，依次照準各方向，下半測回逆轉照準

37、部，依相反的次序照準各方向，則在同一角度的上、下半測回的平均值中就可以很好地消除這種誤差影響。精選課件5 腳螺旋的空隙帶動誤差 由于基座腳螺旋桿與螺旋窩之間存在微小空隙，當轉動照準部時,垂直軸的微小摩擦將帶動基座，使腳螺旋桿逐漸靠近螺旋窩空隙的一側。這樣-在觀測過程中，基座連同水平度盤就產生微小的方位變動，使讀數(shù)產生誤差。 減弱這種影響的方法是：在開始照準目標之前，先將照準部沿著將要旋轉的方向轉動12周。以后照準目標時，照準部應保持同一旋轉方向，不得作反向旋轉。精選課件6 照準部水平微動螺旋的隙動誤差 旋進照準部水平微動螺旋時，靠螺桿的壓力推動照準部；旋出時，靠彈簧的彈力推動照準部。若因油污阻

38、礙或彈簧老化等原因使彈力減弱，則微動螺旋旋出后，照準部不能及時轉動，微動螺桿頂端就出現(xiàn)微小空隙。在觀測者讀數(shù)過程中，彈簧才逐漸伸張消除空隙而頂住微動架，致使視準軸偏離原來照準目標，從而給讀數(shù)帶來誤差，這叫做微動螺旋的隙動差。 減弱隙動差影響的方法是，照準每個目標時，微動螺旋必須向“旋進”方向轉動，亦即向壓緊彈簧的方向轉動，同時要盡量使用微動螺旋的中間部分。 精選課件7 垂直微動螺旋作用不正確的影響 在儀器整平的情況下轉動垂直微動螺旋，望遠鏡應在垂直面內俯仰。但是，由于水平軸與其軸套之間有空隙，垂直微動螺旋的運動方向與其反作用彈簧彈力的作用方向不在一直線上，從而產生附加的力矩引起水平軸一端位移，

39、致使視準軸變動，給水平方向的方向觀測值帶來誤差，這就是垂直微動螺旋作用不正確的影響。 若垂直微動螺旋作用不正確，則在水平角觀測時，不得使用垂直微動螺旋，直接用手轉動望遠鏡到所需的位置。精選課件3.2.3 觀測誤差的影響 在影響測角精度的因素中，還包括觀測本身的誤差。由于人的視覺功能限制，在照準和讀數(shù)過程中，對儀器中的影像符合程度判斷不夠準確從而引起誤差。 1照準誤差 影響照準精度的主要因素是：人眼的分辨能力，望遠鏡的光學性能及結構參數(shù)，目標的形狀，亮度以及背景情況，外界條件等。照準誤差產生的原因較為復雜，不僅與人眼分辨能力有關，而且在很大程度上受觀測條件的制約。所以很難用公式準確計算。精選課件

40、 2讀數(shù)誤差 使用光學測微器讀數(shù)時的誤差來源：一是判斷度盤對徑分劃線是否重合的誤差；二是在測微尺上讀取小數(shù)的誤差。對于2秒級儀器來說，前者大于后者近l0倍。故在讀數(shù)時不必花費精力去估讀測微尺分格的十分之一，影響讀數(shù)精度的關鍵在于對徑分劃影像的重合精度。精選課件 此外，對于具有偶然性質的讀數(shù)誤差和照準誤差，還可以用多余觀測的辦法來削弱其影響，如重合讀數(shù)兩次和多于一個測回的觀測，都是提高觀測質量的措施。為了提高照準精度，有時對同一目標可以連續(xù)照準兩次，取兩次照準的讀數(shù)平均數(shù)，不僅可以削弱照準誤差的影響，同時還可以削弱重合誤差的影響。 應該指出，影響水平角觀測精度的因素是錯綜復雜的為了討論問題的方便

41、，我們把誤差來源分為外界因素的影響、儀器誤差的影響和觀測誤差的影響。實際上有些誤差是交織在一起的，并不能截然分開，如上述觀測時的照準誤差。精選課件為了晟大限度地減弱或消除上述各種誤差影響，在精密測角時應遵循下列原則： 觀測應在目標成像清晰、穩(wěn)定的有利于觀測的時間進行，以提高照準精度和減小旁折光的影響。觀測前應認真調好焦距，消除視差。在一測回的觀測過程中不得重新調焦，以免引起視準軸的變動。3.2.4 精密測角的一般原則精選課件各測回的起始方向應均勻地分配在水平度盤和測微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測微分劃尺的分劃誤差的影響。觀測時必須用儀器的盤左和盤右兩個位置進行，盤左觀測上半測

42、回，盤右觀測下半測回，取上、下半測回的平均值作為最后觀測值，這樣可以消除儀器視準軸誤差和水平軸傾斜誤差的影響。精選課件上、下半測回照準目標的次序應相反，并使觀測每一目標的操作時間大致相同，即在一測回的觀測過程中，應按與時間對稱排列的觀測程序，其目的在于消除或減弱與時間成比例均勻變化的誤差影響，如三腳架的扭轉等。為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動水平度盤位移的誤差，要求每半測回開始觀測前，照準部按規(guī)定的轉動方向先預轉12周。精選課件使用照準部微動螺旋和測微螺旋時，其最后旋轉方向均應為旋進。為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，整平儀器時，照準部氣泡應嚴格居中，在一測回觀測過程中氣泡偏差過大時應停止觀測

43、，重新整置儀器；當目標垂直角較大時，應在測回之間從新整置儀器。返回本章首頁精選課件3.3 精密經緯儀的檢驗 儀器的設計和制造不論如何精細，各主要部件之間的關系也不可能完全滿足理論要求。另一方面，在儀器使用過程中，由于震動、磨損和溫度變化的影響，也會改變各部件之間的正確關系。為此，應在使用儀器之前，對儀器進行檢驗和校正。精選課件 （1）垂直軸與照準部水準器軸正交。即當照準部水準氣泡居中時，垂直軸與測站鉛垂線一致。 （2）垂直軸與水平度盤正交且通過其中心。這樣，當垂直軸與測站鉛垂線一致時，水平度盤就與測站水平面平行，在其上面量取的角度，才是正確的水平角。 （3）水平軸與垂直軸正交，視準軸與水平軸正

44、交，當垂直軸與測站鉛垂線一致，俯仰望遠鏡，視準軸所形成的面才是垂直照準面。 （4）水平軸與垂直度盤正交，且通過其中心。滿足此關系，當垂直軸與測站鉛垂線一致，水平軸水平時，垂直度盤就平行于過測站的垂直照準面，在它上面量取的角度，才是正確的垂直角。 精選課件1 各主要螺旋的檢查與調整 2 照準部旋轉是否正確及其檢驗 3 水平軸不垂直于垂直軸之差檢校4 照準部水準器軸與垂直軸正交的檢校 5 照準部旋轉時儀器底座位移而產生的系統(tǒng)誤差的檢驗 6 垂直微動螺旋使用正確性的檢驗 7 光學對點器的檢校 返回本章首頁精選課件3.4 方向觀測法 角度測量的方法，應該能有效地減弱各種誤差的影響，保證觀測成果的必要精

45、度，而且還應該簡單、有規(guī)律，能適應野外作業(yè)條件。多年以來的實踐表明，行之有效的方法乃是“方向觀測法”。一、方向觀測法的程序和規(guī)則1操作程序精選課件 如圖17所示，設在測站上有1,2,3,n個方向要觀測，首先應選定邊長適中、通視良好、成像清晰穩(wěn)定的方向（如選定方向1）作為觀測的起始方向（又稱零方向）。上半測回用盤左位置先照準零方向，然后按順時針方向轉動照準部依次照準方向2,3,n再閉合到方向1，并分別在水平度盤上讀數(shù)。下半測回用盤右位置，仍然先照準零方向1，然后按逆時針方向轉動照準部依相反的次序照準方向n,3,2,1,并分別在水平度盤上讀數(shù)。圖17精選課件 上述的起始方向常稱為零方向。要求每半測

46、回觀測閉合到零方向的目的在于檢查觀測過程中水平度盤有無方位變動，此時上、下半測回觀測均構成一個閉合圓，所以這種觀測方法又稱為全圓方向法，這種閉合操作稱為“歸零”。當方向數(shù)不超過3個時，由于半測回持續(xù)時間較短，可以不歸零。當方向數(shù)只有2個時，方向觀測法也就是測回法。精選課件2觀測規(guī)則 (1)選擇距離適中、通視良好、成像清晰的方向作為零方向(起始方向)。在方向觀測法中，每半測回都須閉合至零方向，每一測回的各方向觀測值都是相對于零方向而言的，所以零方向選擇的好壞，關系著所有觀測方向值的精度。 (2)觀測前，應認真調好焦距，消除視差。在一個測回觀測過程中，不得重新調焦，以免引起視準軸變動。在轉動望遠鏡

47、時，應防止用手觸動調焦螺旋。精選課件 (3)上、下半測回照準目標的次序相反，并使每一目標的觀測操作時間大致相等，以消除或減弱與時間成比例、均勻變化的誤差影響。觀測過程中，如遇個別方向（其數(shù)目不應超過觀測方向總數(shù)的13）的目標暫不清晰，可以臨時放棄，待清晰時補測。補測時只須聯(lián)測零方向。 （4）每一測站點均應進行多測回觀測。其測回數(shù)目取決于測量等級和選用的儀器。各個測回應均勻地分布在度盤和測微尺的不同位置上，如表2-6所示。精選課件精選課件 (5)觀測過程中，應保持儀器的垂直軸始終居于鉛垂位置。為此，在觀測過程中水準管氣泡中心偏離整置不得超過l格。氣泡位置接近這一限度時，應在測回之間重新整置儀器。

48、精選課件二、觀測手簿的記載 首先根據(jù)表，對好零方向所在的度盤位置和測微器位置，然后依次進行各方向的觀測，表2-7為觀測手簿記載格式。 表中盤左讀數(shù)欄為上半測回依次照準各目標的方向讀數(shù)記錄，因為照準部順轉，所以記錄由上而下，觀測每一目標均記錄2次讀數(shù)，取平均值作為觀測值；表中盤右讀數(shù)欄是縱轉望遠鏡后下半測回觀測各目標的讀數(shù)記錄，這時照準部逆轉，所以記錄由下往上，每一方向仍讀數(shù)2次，取平均值作為觀測值。精選課件精選課件在觀測過程中，記錄者應及時進行下列計算： (1)歸零差的計算 歸零差即半測回中起始方向觀測的閉合差，分別按上、下半測回計算，并記入手簿末行。 (2)兩倍視準軸誤差2c的計算 當進行下

49、半測回觀測時，對各方向要隨時算出2c值，記入表中2c欄內。精選課件 (3)各方向平均值的計算 在計算出2c后，同時計算出每一方向的盤左、盤右中數(shù)，記入表內。 (4)方向值計算 在方向觀測法中起始方向有兩個觀測值，取其平均數(shù)記于該欄上方。然后分別將其它各方向平均值減去起始方向平均數(shù)，就得出以起始方向為零的各方向值，分別記入“方向值”欄內。精選課件 野外觀測手簿記載著原始數(shù)據(jù)，是需要長期保存、使用的重要資料，必須做到記錄真實、注記明確、字跡工整、紙面整潔、格式統(tǒng)一。凡更正錯誤，均應將錯字整齊劃去，在其上方填寫正確的文字或數(shù)字，禁止涂擦。精選課件三、觀測限差 為了保證觀測成果的精度，根據(jù)誤差理論和大

50、量實驗結果，對同類觀測量之間的差異規(guī)定一個界限，稱為限差。在限差以內的觀測成果認為合格，超限成果則不合格，應舍去并重新進行觀測。 規(guī)范中對方向觀測法的各項限差規(guī)定列入表。以下以J2級儀器為例，對制定限差的基本依據(jù)作一概要介紹。精選課件 觀測誤差可以分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差兩個部分。其中偶然誤差部分可以用一個方向一次(盤左L或盤右R)觀測值的中誤差方的函數(shù)式表示，如表2-9所示。 一個方向一次觀測值的中誤差是對大量實測資料統(tǒng)計分析得出的。 方=2.2（一般為1.92.6） 至于系統(tǒng)誤差對觀測的影響與外界因素關系極大，不可能用一個函數(shù)式計算出來，只能根據(jù)不同條件下的大量實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計出一個較有代表性的

51、數(shù)值。偶然誤差和系統(tǒng)誤差的共同影響。精選課件精選課件四、觀測成果的取舍和整理 1成果的取舍與重測 所謂“重測”，就是在基本測回(即規(guī)定數(shù)目的測回)完成以后，通過對成果的綜合分析，發(fā)現(xiàn)其中超出限差規(guī)定而重新觀測的完整測回。對于測錯方向、讀記錯誤、對錯度盤、碰動儀器、上半測回歸零差超限、氣泡偏離過大以及其它原因未測完的測回，均可隨即重新觀測，它們都不叫“重測”。精選課件 在一個測站上，若n為方向數(shù)，m為測回數(shù)，則該測站全部方向測回總數(shù)為(n一1)m。對于其中因超限而重測的，應進行重測數(shù)的統(tǒng)計。統(tǒng)計方法是：在基本測回觀測結果中，重測一個超限方向算作一個方向測回；因零方向超限而重測的整個測回算作n一1

52、個方向測回。 按照規(guī)范規(guī)定，重測的原則是：精選課件 (1)一個測回內2c互差或同一方向的測回互差超限時，應重測超限方向并聯(lián)測零方向。因測回互差超限重測時，除明顯孤值外，原則上應重測觀測結果中最大和最小值的測回。 (2)零方向的2c互差或下半測回的歸零差超限，該測回應全部重測。一測回中的重測方向數(shù)超過測站方向數(shù)的13時(包括3個方向有1個方向重測)，亦應重測全部測回，重測數(shù)仍按超限方向數(shù)計算。 精選課件 (3)全部基本測回中，重測的方向測回數(shù)不應超過全部方向測回總數(shù)的13，否則基本測回作廢，全部成果重測。 (4)基本測回成果和重測成果均應抄入記簿。但重測與基本測回成果不取中數(shù)，測回每一方向只取一

53、個符合限差的結果，參加測站平差。精選課件下面介紹幾種判定重測的方法 例如用北光廠J07光學經緯儀進行三等水平角觀測，某方向各測回的觀測秒值如下：精選課件例如用T2，經緯儀進行三等水平角觀測，某一方向的觀測結果如下： 精選課件 例如用010經緯儀進行三等三角觀測，某方向的觀測結果如下：精選課件 例如用010經緯儀進行三等三角觀測，某方向的結果是如下：精選課件2.測站平差每一測站平差的目的，是根據(jù)測站上的觀測成果求出各方向的最或然值(測站平差值)。 1）各方向測站平差值的計算設在K測站用方向觀測法對N個方向觀測了M個測回，各測回的方向值列表3-10精選課件 依平差理論可知，各方向的平差值等于該方向

54、各測回方向值的算術平均值。圖18精選課件即： 精選課件2)測站觀測精度的評定 為了估算以測站的觀測精度，通常用下列近似公式來計算： 一測回方向值中誤差和m個測回方向中誤差M的（近似）計算公式: 某一方向i觀測了m次，則每一次觀測值都有一個改正數(shù)v，按彼得公式得一次觀測的平均誤差： (i=1,2,n)精選課件由中誤差與平均誤差的關系 得其中 可根據(jù)m預先算出。m測回方向值中數(shù)的中誤差為: 精選課件返回本章首頁精選課件3.5 垂直角測量 無論是進行測角三角高程測量，或者是進行測距三角高程測量，垂直角觀測和計算都是一項關鍵性的工作。在全部大地控制測量外業(yè)工作中，垂直角測量是一個不可缺少的環(huán)節(jié)。精選課

55、件1 垂直度盤原理與垂直角計算 1）垂直度盤原理所謂垂直角，就是照準目標時的視準線與相應的水平視線之間的夾角。為了解決垂直角的測定問題，經緯儀必須設置：固定在水平軸一端并與水平軸正交的垂直度盤，能隨望遠鏡的俯仰而轉動；一個位置固定不動、可以提供水平視線位置的指標水準器。這樣，望遠鏡照準目標后，其垂直角即可按讀數(shù)指標在垂直度盤上的讀數(shù)計算出來。它們的相關結構如圖所示。精選課件圖19精選課件 不過由于制造、裝配等多方面因素，上述的相關位置未必十分準確。當指標水準器氣泡居中時，指標的實際位置與設計位置常常存在一個微小夾角，稱為指標差。精選課件 近20多年來，經緯儀中廣泛采用了自動補償器代替指標水準器

56、，使觀測程序得以簡化。自動補償器的種類很多，例如TDJ2和WildT2中采用了吊線式補償器，ZEISS010中采用了簧片式自動補償器，還有的采用了液體自動補償器等。它們工作原理大多是在讀數(shù)指標和垂直度盤之間設置補償元件，例如其中的懸吊光學零件，當經緯儀垂直軸傾斜時，懸吊光學零件在重力作用下發(fā)生位移，使讀數(shù)指標自動歸零。精選課件2）J2級經緯儀垂直角和指標差計算公式這類儀器的垂直度盤都是由0360順時針方向全圓注記。雖然有些儀器的讀數(shù)指標水平安置(新T2、010經緯儀等)，也有的豎直安置(如TDJ2和T2經緯儀)，但在視準軸水平時，指標讀數(shù)都是90 ，所以按圖(20)進行公式推導，結果都是適用的

57、。精選課件圖20精選課件 盡管通過盤左、盤右觀測可以消除指標差對垂直角的影響，但是在垂直角觀測過程中仍需要計算指標差。因為在較短觀測時間內，指標差可視為“常數(shù)”。如果其值穩(wěn)定，則說明觀測誤差較??；如果其值變化范圍較大，超出限差規(guī)定，則說明觀測結果存在較大的誤差影響，應予重測。精選課件3）J1級經緯儀垂直角和指標差計算公式 以WildT3經緯儀為例，其讀數(shù)指標安置在豎直位置，視準軸水平時讀數(shù)是90。分別注記是逆時針方向自55 125 ，對徑180 處注記相同。注記的名義值比格值的實際值減小1倍，55 125 之間的角度實際是140 。 如圖所示，當盤左、盤右照準垂直角為a的目標時，垂直度盤讀數(shù)分

58、別為L和R，它們的名義值都是實際角值的一半，所以盤左、盤右觀測的垂直角為：精選課件圖21精選課件2 垂直角觀測方法 垂直角觀測有中絲法和三絲法兩種方法。 1）中絲法(單絲法) 就是以經緯儀望遠鏡十字絲的水平中絲為準，照準目標測定垂直角。具體操作程序如下： (1)盤左位置，用水平中絲照準目標1次，目標位置如圖 22(a)所示，調平垂直度盤指標水準器的氣泡，讀取垂直度盤讀數(shù)L。精選課件圖22精選課件 (2)縱轉望遠鏡，即盤右位置，同樣用水平中絲照準目標1次，目標位置如圖(b)所示，調好水準氣泡，讀盤右讀數(shù)R。 (3)J1 、J2型儀器按公式計算垂直角a和指標差i。以上操作為一測回。 中絲法的記錄、

59、計算格式，如下表所示。精選課件精選課件2. 三絲法 三絲法的特點是以3根水平絲為準，依次照準同一目標來測定垂直角。具體操作程序 (1)盤左位置，按上、中、下3根水平絲，依次照準目標的同一部位各1次，如圖22(a)所示，并分別讀取垂直度盤讀數(shù)L。每次讀數(shù)時，垂直度盤指標水準器氣泡必須嚴格居中。 (2)在盤右位置，再按3根水平絲，依上、中、下的次序，照準同一目標的同一部位并讀取讀數(shù)R，如圖 23(b)所示。精選課件圖23精選課件 (3)按公式分別計算上絲、中絲、下絲的指標差和垂直角，取各垂直角之中數(shù)為最后結果。 記錄和計算格式如下表所示。必須注意，盤左位置的上中下絲恰好是盤右位置的下中上絲。讀數(shù)時

60、，盤左、盤右均遵循上中下這個順序，不得弄錯。表中的記錄順序是：盤左由上往下，盤右則由下往上。這樣，同一絲的盤左、盤右讀數(shù)位于同一橫行，便于沿橫行計算指標差和垂直角。精選課件精選課件3 垂直角觀測成果的檢核和精度1）觀測作業(yè)的技術要求和成果檢核 在歷史上，經緯儀測角三角高程是測定廣大面積上三角點高程的主要方法，所以垂直角觀測也就成為三角測量的基本工作內容之一。在規(guī)范中，對其技術要求有著明確規(guī)定，如下表所示。精選課件精選課件精選課件 近10年來，大面積的三角測量逐漸被GPS衛(wèi)星定位所取代。而作為代替三、四等水準測量的光電測距三角高程卻在廣泛引起重視，并開始在有關規(guī)范中證名。例如工程測量規(guī)范就在其高