任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量課件

任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量[154頁]課件項目二常規(guī)測量儀器的技術(shù)操作與施測2項目二常規(guī)測量儀器的技術(shù)操作與施測2任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量目錄情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正情境一角度測量原理及其儀器情境二角度觀測的方法實訓(xùn)三豎直角測量實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作實訓(xùn)二測回法觀測水平角3任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量目錄情境三

任務(wù)介紹： 本任務(wù)主要介紹角度測量原理和方法，以及如何應(yīng)用經(jīng)緯儀測量水平角、豎直角。通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能熟練掌握水平角與豎直角的觀測及計算方法。任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量4 任務(wù)介紹：任務(wù)二經(jīng)緯儀的技術(shù)操作與角度測量4

任務(wù)目標：

知識目標：掌握角度測量原理；掌握DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的使用方法；掌握水平角和豎直角的觀測方法與計算方法；掌握水平角觀測測量誤差分析；明確經(jīng)緯儀各軸線關(guān)系，學(xué)會經(jīng)緯儀的檢驗與校正。 能力目標：培養(yǎng)使用經(jīng)緯儀獨立觀測水平角與豎直角的操作能力；明確經(jīng)緯儀測角的誤差來源與采取的措施；能夠?qū)?jīng)緯儀的主要幾何關(guān)系進行檢驗和校正。5 任務(wù)目標：5

一、角度測量原理 角度是確定地面點位的三要素之一。角度測量是測量工作的基本內(nèi)容，它包括水平角測量和豎直角測量。角度測量儀器為經(jīng)緯儀。

(一)水平角

水平角是指空間相交直線在某一水平面上投影之間的夾角。 如圖2-2-1所示，A、O、B是三個地面標志點，OA、OB兩條空間直線在過O點的水平面上投影為O1A1和O1B1，它們之間的夾角∠A1O1B1稱為O對A、B兩點的水平角,常用字母β表示。情境一角度測量原理及其儀器6 一、角度測量原理情境一角度測量原理及其儀器6圖2-2-1水平角的概念

情境一角度測量原理及其儀器7圖2-2-1水平角的概念情境一角度測量原理及其儀器7 在度盤的中心上方，設(shè)置一個既可以水平轉(zhuǎn)動、又可以鉛垂俯仰的望遠鏡照準裝置，以及與其水平轉(zhuǎn)動聯(lián)動的位于度盤上的讀數(shù)指標線，這樣望遠鏡分別照準A點、B點，即可得到度盤上指標線處的讀數(shù)a、b,顯然水平角為： a、b值稱為O對于A、B目標點的方向值。情境一角度測量原理及其儀器8 在度盤的中心上方，設(shè)置一個既可以水平轉(zhuǎn)動、又可以鉛垂俯

（二）豎直角

豎直角是指在同一豎直面內(nèi)，儀器中心至目標的傾斜視線與水平視線所夾的銳角，亦稱“高度角”或“垂直角”。測量中規(guī)定從水平面開始，向上量為正，也稱為仰角；向下量為負，也稱為俯角，通常用希臘字母α表示（圖2-2-2）。情境一角度測量原理及其儀器9 （二）豎直角情境一角度測量原理及其儀器9圖2-2-2垂直角的概念

情境一角度測量原理及其儀器10圖2-2-2垂直角的概念情境一角度測量原理及其儀器1 測量原理：豎直角等于目標視線讀數(shù)與水平視線讀數(shù)求差值。 在重力的作用下，地面上每一點均有一條指向下的鉛垂線方向(即自由落體方向)，我們定義鉛垂線的反方向(指向天頂)為該點的天頂方向，從天頂方向量到某一空間直線方向的角度(在鉛垂面內(nèi))稱為天頂距，用英文字母Z表示，顯然OA直線方向的天頂距Z與豎直角α的關(guān)系為： 實際應(yīng)用時可使用豎直角也可使用天頂距。另外，天頂距可以大于90°，故無正負之分。情境一角度測量原理及其儀器11 測量原理：豎直角等于目標視線讀數(shù)與水平視線讀數(shù)求差值。

二、角度測量的儀器 經(jīng)緯儀是一種主要用于精確測量水平角和豎直角的儀器。根據(jù)測角精度不同，經(jīng)緯儀分為DJ07型、DJ1型、DJ2型、DJ6型等。其腳符07、1、2、6等表示該類儀器的精度等級，其含義為一測回的測角中誤差分別為±0.7″、±1.0″、±2.0″和6.0″。 工程測量中最常用的是DJ2型和DJ6型經(jīng)緯儀。情境一角度測量原理及其儀器12 二、角度測量的儀器情境一角度測量原理及其儀器12

（一）DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)和構(gòu)造 國產(chǎn)DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀外形及各部件名稱如圖2-2-3、圖2-2-4所示。圖2-2-3DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀外形

情境一角度測量原理及其儀器13 （一）DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)和構(gòu)造圖2-2-31414 經(jīng)緯儀的種類雖然很多，但其基本構(gòu)造都主要由三腳架、基座和照準部組成。

1．照準部

（1）望遠鏡 固定連接在儀器橫軸上（又稱水平軸），可繞橫軸俯仰轉(zhuǎn)動而照準高低不平的目標，并由望遠鏡制動螺旋和微動螺旋控制。 經(jīng)緯儀與水準儀望遠鏡結(jié)構(gòu)基本相同，僅十字絲分劃板稍有不同，常見的形式如圖2-2-5所示。情境一角度測量原理及其儀器15 經(jīng)緯儀的種類雖然很多，但其基本構(gòu)造都主要由三腳架、基座圖2-2-5十字絲分劃板

情境一角度測量原理及其儀器16圖2-2-5十字絲分劃板情境一角度測量原理及其儀器1 十字絲分劃板的中央縱絲，用以測定水平角，當目標細長時，可用單絲照準；當目標較粗時，可用雙絲夾切。

橫絲，也叫水平絲，用于測定垂直角，使其與目標頂部和特定部位相切。與縱絲垂直的上下兩條短橫絲，以及與橫絲正交的左右兩條短豎絲，叫視距絲，它們分別與豎置、橫置的標尺相配合，可測出水平距離。情境一角度測量原理及其儀器17 十字絲分劃板的中央縱絲，用以測定水平角，當目標細長時，

（2）照準部管水準器 用來精確整平的儀器。

（3）光學(xué)對中器 用來進行儀器對中，即使儀器中心與測站點中心重合的儀器。

（4）豎盤指標管水準器 在豎直角測量中，利用豎盤指標管水準微動螺旋使氣泡居中，保證豎盤讀數(shù)指標線處于正確位置。情境一角度測量原理及其儀器18 （2）照準部管水準器情境一角度測量原理及其儀器18

（5）度盤（水平度盤和豎直度盤）

①水平度盤 經(jīng)緯儀上度量水平角的量器，為金屬或光學(xué)玻璃制成的圓盤。安裝在儀器豎軸上，度盤全周刻劃0°～360°等角距分劃線，一般為順時針標注。水平度盤安裝在水平度盤軸套外圍，水平度盤不與照準部旋轉(zhuǎn)軸接觸，水平度盤平面與豎軸正交，且豎軸通過水平度盤圓心。光學(xué)經(jīng)緯儀水平度盤裝有度盤變換手輪，轉(zhuǎn)動手輪，水平度盤跟著轉(zhuǎn)動。另一種結(jié)構(gòu)是復(fù)測裝置，水平度盤與照準部的關(guān)系依靠復(fù)測裝置控制。情境一角度測量原理及其儀器19 （5）度盤（水平度盤和豎直度盤）情境一角度測量原理及

②豎直度盤 經(jīng)緯儀上度量垂直角的量器，亦稱“豎盤”。安裝在橫軸的一端，盤面與橫軸正交，度盤中心由橫軸穿過，可隨望遠鏡一同俯仰轉(zhuǎn)動。情境一角度測量原理及其儀器20 ②豎直度盤情境一角度測量原理及其儀器20

（6）豎軸 儀器照準部旋轉(zhuǎn)所圍繞的幾何軸線，亦稱“垂直軸”或“縱軸”。它由主軸和軸套組成，兩者密合而又旋轉(zhuǎn)靈活，其旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定程度是衡量儀器質(zhì)量優(yōu)劣的重要標志。

（7）橫軸 測量儀器上望遠鏡繞其俯仰縱轉(zhuǎn)的幾何軸線，亦稱“水平軸”。它被支架撐起在水平度盤上方，與水平度盤平行而與豎軸垂直。情境一角度測量原理及其儀器21 （6）豎軸情境一角度測量原理及其儀器21

（8）視準軸 望遠鏡物鏡中心與十字絲交點的連線，即望遠鏡的幾何光軸。視準軸與橫軸正交并過橫軸與豎軸的交點，以保證望遠鏡的俯仰面為過測站的鉛垂面。

（9）讀數(shù)顯微鏡 用來精確讀取水平及豎直度盤的讀數(shù)。 如圖2-2-6所示，豎軸、橫軸和照準軸，俗稱三軸。情境一角度測量原理及其儀器22 （8）視準軸情境一角度測量原理及其儀器22圖2-2-6DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀主要軸線示意圖

23圖2-2-6DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀主要軸線示意圖23

2．基座 基座及儀器的底座。照準部連同水平度盤一起插入基座軸座，用中心鎖緊螺絲緊固。在基座下方，用中心連接螺旋將整個經(jīng)緯儀和三腳架連接，基座上有三個角螺旋，用于整平儀器。

3．DJ6型經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)

經(jīng)緯儀測讀角度的一系列裝置，稱為經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)。情境一角度測量原理及其儀器24 2．基座情境一角度測量原理及其儀器24

（1）度盤 度盤由優(yōu)質(zhì)玻璃刻制而成，度盤的直徑和最小刻度值的大小，決定經(jīng)緯儀的精度等級。一般經(jīng)緯儀其度盤直徑多在60～90mm之間，最小刻劃值在20′～1°之間。

（2）光路 傳遞度盤分劃影像，使之成像、放大和進行測微讀數(shù)的光線路徑稱為光路。一般隨儀器類型不同，光路各異，但基本思路大體一致。情境一角度測量原理及其儀器25 （1）度盤情境一角度測量原理及其儀器25

（3）測微裝置及使用 用于測讀度盤上不足一個分劃間隔相應(yīng)角度的裝置，稱為測微裝置。不同類型的經(jīng)緯儀，有不同測微原理和結(jié)構(gòu)的測微裝置。但采用較多的是測微尺讀數(shù)裝置和單平板玻璃測微裝置。

①測微尺讀數(shù)裝置的光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法 圖2-2-7所示是測微尺讀數(shù)窗。它分為60個小格，每格代表1′。情境一角度測量原理及其儀器26 （3）測微裝置及使用情境一角度測量原理及其儀器26圖2-2-7光學(xué)經(jīng)緯儀測微尺讀數(shù)窗

圖2-2-7所示的讀數(shù)分別為：情境一角度測量原理及其儀器27圖2-2-7光學(xué)經(jīng)緯儀圖2-2-7所示的讀數(shù)分別為：情境

②單平板玻璃測微裝置的光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法 如圖2-2-8所示為北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ6-1型光學(xué)經(jīng)緯儀。 DJ6-1型光學(xué)經(jīng)緯儀采用的是復(fù)測裝置。該裝置是用復(fù)測扳手代替水平度盤變換手輪來控制水平度盤的轉(zhuǎn)動。 該類儀器的水平度盤每隔30′有一刻劃線，每隔1°注記，即刻度最小刻劃值為30′，與最小度盤刻劃相對應(yīng)的測微器總寬度為30′，共劃有90小格，每5格有一注記。顯然，測微器上最小刻劃值為20″（不足20″的值可估讀）。情境一角度測量原理及其儀器28 ②單平板玻璃測微裝置的光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法情境一角度圖2-2-8北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ6-1型光學(xué)經(jīng)緯儀1—豎盤指標水準管;2—反光鏡;3—讀數(shù)顯微鏡;4—測微輪;5—照準部水準管;6—復(fù)測扳手;7—中心鎖緊螺旋;8—望遠鏡制動螺旋;9—豎盤指標水準管微動螺旋;10—望遠鏡微動螺旋;11—水平制動螺旋;12—水平微動螺旋

情境一角度測量原理及其儀器29圖2-2-8北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的情境一角度測量原理及其儀 如圖2-2-9所示為在讀數(shù)顯微鏡中看到的度盤和測微器影像。最上面的小窗為測微器讀數(shù)窗，中間和下面兩窗分別為豎直度盤和水平度盤的影像。 讀數(shù)時，需先轉(zhuǎn)動測微器手輪，使度盤分劃線精確地移至雙線指標的正中央，讀出度和整30′數(shù)值，然后再讀出單線指標在測微器讀數(shù)窗中所指的分、秒值，兩讀數(shù)之和即為讀數(shù)結(jié)果。情境一角度測量原理及其儀器30 如圖2-2-9所示為在讀數(shù)顯微鏡中看到的度盤和測微器影圖2-2-9在讀數(shù)顯微鏡中看到的度盤和測微器影像

情境一角度測量原理及其儀器31圖2-2-9在讀數(shù)顯微鏡中看到的度盤和測微器影像情境一 如圖2-2-9（a）所示，雙線指標所夾水平度盤數(shù)值為49°30′，單線指標在最上面測微器讀數(shù)窗中讀數(shù)為22′20″，故該讀數(shù)為49°30′+22′20″=49°52′20″。 圖2-2-9(b)讀數(shù)為107°00′+02′40″=107°02′40″。情境一角度測量原理及其儀器32 如圖2-2-9（a）所示，雙線指標所夾水平度盤數(shù)值為4

（二）電子經(jīng)緯儀簡介

電子經(jīng)緯儀又稱為數(shù)字經(jīng)緯儀，其特點是實現(xiàn)了讀數(shù)、記錄的數(shù)字化和自動化，且價格低廉。 電子經(jīng)緯儀從其測角原理上分為編碼度盤測角系統(tǒng)、光柵度盤測角系統(tǒng)及動態(tài)測角系統(tǒng)三種。情境一角度測量原理及其儀器33 （二）電子經(jīng)緯儀簡介情境一角度測量原理及其儀器33

1.編碼度盤測角系統(tǒng) 如圖2-2-10所示，該度盤為一個純二進制編碼度盤。度盤的整個圓周被均勻地分為16個區(qū)間，從里到外有四道環(huán)（稱為碼道）。每個區(qū)間中的碼道黑色部分為透光區(qū)（或為導(dǎo)電區(qū)），白色部分為不透光區(qū)（或為非導(dǎo)電區(qū)）。情境一角度測量原理及其儀器34 1.編碼度盤測角系統(tǒng)情境一角度測量原理及其儀器34圖2-2-10純二進制編碼度盤

情境一角度測量原理及其儀器35圖2-2-10純二進制編碼度盤情境一角度測量原理及其

2.光柵度盤測角系統(tǒng) 光柵度盤是利用莫爾干涉條紋原理來實現(xiàn)的。所謂光柵就是在光學(xué)玻璃上均勻地刻劃出許多線條。當兩塊密度相同的光柵相重疊，并使兩者相互傾斜一個很小的角度，這時就會產(chǎn)生如圖2-2-11（a）所示的明暗相間的條紋，該條紋稱為莫爾條紋。情境一角度測量原理及其儀器36 2.光柵度盤測角系統(tǒng)情境一角度測量原理及其儀器36圖2-2-11光柵度盤測角原理（a）莫爾條紋

37圖2-2-11光柵度盤測角原理37 圖2-2-11（b）為由光柵度盤取得一個方向讀數(shù)的原理。光柵度盤下面是一個發(fā)光管，上面是一個與光柵度盤形成莫爾條紋的指示光柵，指示光柵上面為光電管。 當望遠鏡照準零方向后，使儀器中的計數(shù)器處于“0”狀態(tài)，那么在度盤隨著照準部轉(zhuǎn)動到第二個目標時，流過光電管光信號的周期數(shù)就是兩方向之間的光柵數(shù)，可由輸出電流的周期來表示。由于光柵之間的夾角是已知的，所以經(jīng)過處理顯示就可得到兩方向之間的夾角。情境一角度測量原理及其儀器38 圖2-2-11（b）為由光柵度盤取得一個方向讀數(shù)的原理圖2-2-11光柵度盤測角原理（b）光柵度盤讀數(shù)原理情境一角度測量原理及其儀器39圖2-2-11光柵度盤測角原理情境一角度測量原理及其儀

3.動態(tài)測角系統(tǒng) 光電掃描動態(tài)測角系統(tǒng)，如圖2-2-12所示，度盤刻有1024個分劃，兩條分劃條紋的角距為φ0，則：情境一角度測量原理及其儀器40 3.動態(tài)測角系統(tǒng)情境一角度測量原理及其儀器40圖2-2-12光電掃描動態(tài)測角系統(tǒng)

情境一角度測量原理及其儀器41圖2-2-12光電掃描動態(tài)測角系統(tǒng)情境一角度測量原理及 在光柵度盤條紋外緣，按對徑位置設(shè)置一對與機座相固聯(lián)的固定檢測光柵LS；在靠近內(nèi)緣處設(shè)置一對與照準部相固聯(lián)的活動檢測光柵LR（圖2-2-12中僅畫出其中的一個）。對徑設(shè)置的檢測光柵可用來消除光柵度盤的偏心差。φ表示望遠鏡照準某方向后LS和LR之間的角度。由圖2-2-12可以看出：情境一角度測量原理及其儀器42 在光柵度盤條紋外緣，按對徑位置設(shè)置一對與機座相固聯(lián)的固 目前，我國市場上使用的有各個廠家生產(chǎn)的不同精度的電子經(jīng)緯儀，圖2-2-13所示為蘇州一光DT402電子經(jīng)緯儀，圖2-2-14所示為南方公司ET-02電子經(jīng)緯儀。情境一角度測量原理及其儀器43 目前，我國市場上使用的有各個廠家生產(chǎn)的不同精度的電子經(jīng)圖2-2-13蘇州一光DT402電子經(jīng)緯儀

44圖2-2-13蘇州一光44圖2-2-14南方ET-02電子經(jīng)緯儀

45圖2-2-14南方ET-0245

三、經(jīng)緯儀的技術(shù)操作 經(jīng)緯儀的使用，主要包括安置經(jīng)緯儀、照準目標、調(diào)焦、水平度盤配置和讀數(shù)等工作。 在開始角度觀測之前，必須正確整置經(jīng)緯儀。整置經(jīng)緯儀包括對中整平、照準調(diào)焦、讀數(shù)記錄。

（一）對中 對中的目的是使經(jīng)緯儀的水平度盤中心與測站點標志中心位于同一鉛垂線上。情境一角度測量原理及其儀器46 三、經(jīng)緯儀的技術(shù)操作情境一角度測量原理及其儀器46

1．垂球法 先把腳架腿伸開，長短適中，選好腳架尖入地的位置，憑目估，盡量使腳架面中心位于標志中心正上方，并保持腳架面概略水平。將垂球掛在腳架中心螺旋的小勾上，穩(wěn)定之后，檢查垂球尖與標石中心的偏離程度。若偏差較大，應(yīng)適當移動腳架，并注意保持移動之后腳架面仍概略水平；當偏差不大時（約3cm以內(nèi)），取出儀器，扭上中心固定螺旋，剩下半圈絲，不要旋緊，緩慢使儀器在腳架面上前后左右移動，垂球尖靜止時精確對準后標志中心，擰緊中心固定螺旋，對中完成。情境一角度測量原理及其儀器47 1．垂球法情境一角度測量原理及其儀器47

2．光學(xué)對點器法 如圖2-2-15所示，將腳架腿伸開，長短適中，保持腳架面概略水平，平移腳架同時從光學(xué)對點器中觀察地面情況，當?shù)孛鏄酥军c出現(xiàn)在視場中央附近時，停止移動，緩慢踩實腳架。 松開腳架腿上的固定螺旋，適當調(diào)整三個腳架腿的長度，使圓水準器居中，此時地面標志點略微偏離十字絲中心，松開中心連接螺旋，平行移動儀器使光學(xué)對點器與測站點標志完全重合，注意：松開中心連接螺旋，而不是完全松開。情境一角度測量原理及其儀器48 2．光學(xué)對點器法情境一角度測量原理及其儀器48圖2-2-15光學(xué)對點器對中原理

情境一角度測量原理及其儀器49圖2-2-15光學(xué)對點器情境一角度測量原理及其儀器49

（二）整平 整平的目的是讓經(jīng)緯儀豎軸位于鉛垂線上。整平是借助照準部水準器完成的。一般先讓圓氣泡居中，使儀器概略水平。 用管水準器置平時，通常是先讓管水準器平行于某兩個腳螺旋的連線，如圖2-2-16(a)所示，旋轉(zhuǎn)這兩個腳螺旋，使氣泡居中。然后轉(zhuǎn)動照準部90°，使管水準器垂直于該兩個腳螺旋連線，如圖2-2-16(b)所示。此時，只轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋，使氣泡居中，如此反復(fù)2～3次，儀器在互相垂直的兩個方向上均達到氣泡居中，即達到了精確置平。情境一角度測量原理及其儀器50 （二）整平情境一角度測量原理及其儀器50圖2-2-16經(jīng)緯儀整平

情境一角度測量原理及其儀器51圖2-2-16經(jīng)緯儀整平情境一角度測量原理及其儀器51

（三）調(diào)焦

調(diào)焦包括物鏡調(diào)焦和目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦的目的是使照準目標經(jīng)物鏡所成的實像落在十字絲分劃板上；目鏡調(diào)焦的目的是使十字絲連同目標的像（即觀測目標）一起位于人眼的明視距離處，使目標的像和十字絲在視場內(nèi)都很清晰，以利于精確照準目標。情境一角度測量原理及其儀器52 （三）調(diào)焦情境一角度測量原理及其儀器52

（四）照準 照準目標就是用十字絲的中心部位照準目標，不同的角度測量所用的十字絲是不同的，但都是用接近十字絲中心的位置照準目標。在水平角測量中，應(yīng)用十字絲的縱絲（豎絲）照準目標，根據(jù)目標的大小和距離的遠近，可以選擇用單絲或雙絲照準目標。當所照準的目標較細時，常用單絲平分之；若照準的目標較粗，則常用雙絲對稱夾住目標。如圖2-2-17（a）所示。 進行豎直角測量時，應(yīng)用十字絲的橫絲（中絲）切準目標的頂部或特殊部位，在記錄時一定要注記照準位置，如圖2-2-17（b）所示。情境一角度測量原理及其儀器53 （四）照準情境一角度測量原理及其儀器53圖2-2-17目標照準(a)縱絲測水平角;(b)橫絲測豎角

情境一角度測量原理及其儀器54圖2-2-17目標照準情境一角度測量原理及其儀器54

（五）水平度盤配置 將度盤讀數(shù)調(diào)整為0°或某一規(guī)定值，這一操作過程稱為配置度盤。 具體操作步驟如下： （1）當儀器整平后，用盤左照準左目標； （2）轉(zhuǎn)動度盤變換手輪，使度盤讀數(shù)調(diào)整至預(yù)定讀數(shù)即可； （3）為防止觀測時觸動度盤變換手輪，度盤“置數(shù)”后，應(yīng)及時蓋上護蓋。情境一角度測量原理及其儀器55 （五）水平度盤配置情境一角度測量原理及其儀器55 當觀測角要求較高時，通常在一個測站上觀測好幾個測回，為了減弱度盤刻劃誤差的影響，各測回的“零方向”值為：情境一角度測量原理及其儀器56 當觀測角要求較高時，通常在一個測站上觀測好幾個測回，為 所謂“盤左”就是當望遠鏡照準目標時，豎盤在望遠鏡的左側(cè)，又稱為“正鏡”；豎盤位于望遠鏡的右側(cè)時稱為“盤右”，又稱為“倒鏡”。 用盤左觀測水平角時稱為“上半測回”；用盤右觀測水平角時稱為“下半測回”；上半測回和下半測回合稱“一測回”。情境一角度測量原理及其儀器57 所謂“盤左”就是當望遠鏡照準目標時，豎盤在望遠鏡的左側(cè)

一、水平角觀測 觀測水平角常用的方法有測回法和方向觀測法。當只有兩個觀測方向時稱測回法，多于兩個觀測方向時稱方向觀測法。 水平角觀測方法應(yīng)依儀器的型號和對角度觀測的精度要求而定。但都必須進行“盤左”“盤右”觀測。情境二角度觀測的方法58 一、水平角觀測情境二角度觀測的方法58

（一）測回法 測回法適用于兩個方向的單角測量，如圖2-2-18所示，以O(shè)點為測站，對中、整平儀器后即可用測回法進行觀測，其觀測方法如下：情境二角度觀測的方法59 （一）測回法情境二角度觀測的方法59 1．用盤左精確照準目標A（消除十字絲視差，雙絲夾住目標或單絲平分目標底部），度盤“置零”，記錄此數(shù)為α左； 2．順時針轉(zhuǎn)動儀器的照準部，照準右邊的目標B，讀取水平度盤的讀數(shù)b左； 以上兩步用盤左觀測稱為上半測回，其角值稱為上半測回角值，大小為：情境二角度觀測的方法60 1．用盤左精確照準目標A（消除十字絲視差，雙絲夾住目標 3．倒轉(zhuǎn)望遠鏡用盤右觀測，按上述方法先觀測目標B，記錄水平度盤讀數(shù)b右； 4．逆時針轉(zhuǎn)動儀器的照準部，觀測目標A，讀數(shù)、記錄α右。 以上3、4步用盤右觀測稱為下半測回，其角值稱為下半測回角值，大小為： 上、下兩個半測回稱為一測回，其角值大小為上、下兩半測回角值的平均值，即:情境二角度觀測的方法61 3．倒轉(zhuǎn)望遠鏡用盤右觀測，按上述方法先觀測目標B，記錄 為提高觀測精度，常采用多個測回進行水平角觀測，為減小度盤刻劃誤差，各測回間應(yīng)變換度盤位置，前面已講述。 測回法觀測水平角的限差要求見表2-2-1。情境二角度觀測的方法62 為提高觀測精度，常采用多個測回進行水平角觀測，為減小度 測回法觀測水平角的記錄、計算格式見表2-2-2。情境二角度觀測的方法63 測回法觀測水平角的記錄、計算格式見表2-2-2。情境

（二）方向觀測法 當一個測站上須觀測多個角度時，若采用“測回法”觀測較麻煩，通常采用方向觀測法。方向觀測法又簡稱為“方向法”。如圖2-2-19所示，設(shè)測站為P，觀測方向為A、B、C、D等目標，觀測記錄、計算方法如下：情境二角度觀測的方法64 （二）方向觀測法情境二角度觀測的方法64圖2-2-19方向法觀測水平角

情境二角度觀測的方法65圖2-2-19方向法觀測水平角情境二角度觀測的方法6

1．觀測方法

（1）用盤左觀測（上半測回觀測）：在四個目標中，選擇一個目標清晰、成像穩(wěn)定的目標作為“零方向”(A)，度盤“置零”，讀數(shù)、記錄。然后按順時針方向轉(zhuǎn)動照準部分別觀測目標B、C、D，讀數(shù)、記錄。由于觀測方向較多、觀測時間長等原因可能造成度盤“零位置”發(fā)生變化，而影響觀測精度。為了檢核應(yīng)再次照準目標A，讀數(shù)、記錄。 由于在上半測回中兩次照準零方向目標A，儀器轉(zhuǎn)動了一周，故稱為“歸零”。該次“歸零”稱為上半測回“歸零”。情境二角度觀測的方法66 1．觀測方法情境二角度觀測的方法66

（2）用盤右觀測（下半測回觀測）：倒轉(zhuǎn)望遠鏡即（盤右）照準目標A，讀數(shù)、記錄，然后逆時針轉(zhuǎn)動照準部分別照準目標D、C、B、A，讀數(shù)、記錄。在觀測中又兩次照準目標A，故稱為下半測回“歸零”。 上、下兩半測回合起來稱為“一測回”。其余各測回觀測只需按要求變換零方向的度盤位置即可，其觀測、記錄方法完全相同。情境二角度觀測的方法67 （2）用盤右觀測（下半測回觀測）：倒轉(zhuǎn)望遠鏡即（盤右） 這種觀測方法因兩次照準零方向，儀器轉(zhuǎn)動一周，因此，又稱為“全圓方向法”。當一個測站的觀測個數(shù)大于3個時，必須采用該方法。因觀測過程中有誤差存在，兩次照準零方向的值不相等，其差值稱為“歸零差”。只有當上、下半測回的“歸零差”都符合規(guī)定要求時，才能進行后面的計算。情境二角度觀測的方法68 這種觀測方法因兩次照準零方向，儀器轉(zhuǎn)動一周，因此，又稱

2．方向觀測法記錄、計算方法

（1）記錄、計算表格見表2-2-3。 上半測回觀測時，當照準目標后分別讀取目標A、B、C、D、A的水平度盤讀數(shù)，記錄在表格的第二欄內(nèi)。 下半測回觀測時，分別照準目標A、D、C、B、A，并讀取相應(yīng)的水平度盤讀數(shù)，記錄在表格的第三欄內(nèi)。記錄時，觀測值應(yīng)與相應(yīng)的目標欄對齊。情境二角度觀測的方法69 2．方向觀測法記錄、計算方法情境二角度觀測的方法67070

（2）2C值（兩倍照準誤差）的計算： 平均讀數(shù)的計算：盤左讀數(shù)與盤右讀數(shù)±180°之和的平均值。 表2-2-3第5欄中零方向有兩個平均值，取這兩個平均值的中數(shù)記在第5欄上方，并加上括號。 表2-2-3第6欄中各值的計算，是用第5欄中各方向值減去零方向括號內(nèi)之值。情境二角度觀測的方法71 （2）2C值（兩倍照準誤差）的計算：情境二角度觀測 一測站按規(guī)定測回數(shù)測完后，應(yīng)比較同一方向各測回歸零后方向值，檢查其較差是否超限，限差要求見表2-2-4，如滿足限差要求，則取各測回同一方向值的中數(shù)記入表2-2-3第7欄。情境二角度觀測的方法72 一測站按規(guī)定測回數(shù)測完后，應(yīng)比較同一方向各測回歸零后方

3.水平角觀測注意事項 （1）對中要認真、仔細。特別是對于短邊觀測水平角時，對中要求應(yīng)更嚴格。 （2）當觀測目標間高低相差較大時，更需注意儀器整平。 （3）觀測目標要豎直，盡可能用十字絲中心部位瞄準目標（花桿或旗桿）底部，并注意消除視差。

情境二角度觀測的方法73 3.水平角觀測注意事項情境二角度觀測的方法73 （4）有陽光照射時，要打傘遮光觀測；一測回觀測過程中，不得再調(diào)整照準部管水準器氣泡；當氣泡偏離中心超過1格時，應(yīng)重新整平儀器、重新觀測；在成像不清晰的情況下，要停止觀測。 （5）在一個測站上，只有當觀測結(jié)果全部計算、檢查合格后，方可遷站。情境二角度觀測的方法74 （4）有陽光照射時，要打傘遮光觀測；一測回觀測過程中，

二、豎直角測量

（一）豎盤結(jié)構(gòu)及注記形式

1．豎盤結(jié)構(gòu) 經(jīng)緯儀的豎盤垂直裝在望遠鏡旋轉(zhuǎn)軸（橫軸）的一端，橫軸垂直于豎盤且過豎盤中心，圖2-2-20所示為DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的豎盤構(gòu)造圖。情境二角度觀測的方法75 二、豎直角測量情境二角度觀測的方法75圖2-2-20豎盤結(jié)構(gòu)1—指標水準管軸;2—水準管校正螺絲;3—望遠鏡;4—光具組光軸;5—指標水準管微動螺旋;6—指標水準管反光鏡;7—指標水準管;8—豎盤;9—目鏡;10—光具組（透鏡和棱鏡）

情境二角度觀測的方法76圖2-2-20豎盤結(jié)構(gòu)情境二角度觀測的方法76

2．豎盤注記形式 豎盤的注記形式有全圓式順時針或逆時針注記。如圖2-2-21（a）所示，豎盤為順時針注記；如圖2-2-21（b）所示，豎盤為逆時針注記；如圖2-2-21（a）、圖2-2-21（b）所示兩種經(jīng)緯儀豎盤指標線鉛垂向下（與視準軸垂直）；圖2-2-21（c）所示的豎盤指標線則在水平位置（與視準軸平行）。 圖2-2-21（a）所示的豎盤注記形式最為常見。情境二角度觀測的方法77 2．豎盤注記形式情境二角度觀測的方法77圖2-2-21豎盤注記形式

情境二角度觀測的方法78圖2-2-21豎盤注記形式情境二角度觀測的方法78

（二）豎直角和指標差的計算公式

1．豎直角計算公式 （1）當望遠鏡視線慢慢上揚，豎盤讀數(shù)逐漸增加，則豎直角α=瞄準目標時的讀數(shù)－視線水平時的讀數(shù)； （2）當望遠鏡視線慢慢上揚，豎盤讀數(shù)逐漸減少，則豎直角α=視線水平時的讀數(shù)－瞄準目標時的讀數(shù)。 設(shè)：L為盤左時視線照準目標時的讀數(shù)；R為盤右時視線照準目標時的讀數(shù)。情境二角度觀測的方法79 （二）豎直角和指標差的計算公式情境二角度觀測的方法 從圖2-2-22可以看出，當望遠鏡視線慢慢上揚，盤左時豎盤讀數(shù)逐漸減少，盤右時豎盤讀數(shù)增加，盤左、盤右水平視線的讀數(shù)為定值90°或270°。情境二角度觀測的方法80 從圖2-2-22可以看出，當望遠鏡視線慢慢上揚，盤左時圖2-2-22DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的豎直度盤注記形式情境二角度觀測的方法81圖2-2-22DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的豎直度盤注記形式情境二 設(shè)盤左時測得的豎直角為α左，則: 設(shè)盤右時測得的豎直角為α右，則: 由于豎盤讀數(shù)L和R通常含有誤差，α左、α右不相等，我們?nèi)《叩钠骄底鳛樨Q直角α的大小，則:情境二角度觀測的方法82 設(shè)盤左時測得的豎直角為α左，則:情境二角度觀測的方

例(2-2-1)：今用圖2-2-21（a）豎盤注記形式的經(jīng)緯儀，觀測一高處目標，盤左時讀數(shù)為81°15′42″，盤右讀數(shù)為278°44′24″，計算豎直角的大小。情境二角度觀測的方法83 例(2-2-1)：今用圖2-2-21（a）豎盤注記形式

例(2-2-2)：若用例（2-2-1）同一儀器觀測低處一目標時，盤左讀數(shù)為107°25′42″，盤右讀數(shù)為252°34′18″，計算豎直角的大小。情境二角度觀測的方法84 例(2-2-2)：若用例（2-2-1）同一儀器觀測低處

2．指標差的計算公式 所謂指標差是指當望遠鏡照準軸水平，豎直度盤指標水準器氣泡居中時，豎直度盤讀數(shù)應(yīng)為一固定值（90°或270°），如果豎直度盤指標線偏離正確位置，使讀數(shù)與應(yīng)有讀數(shù)有一個小角度的偏差x，這個偏差就稱為豎直度盤指標差（圖2-2-23）。如指標線沿度盤注記增大的方向偏移，使讀數(shù)增大，則x為正；反之x為負。情境二角度觀測的方法85 2．指標差的計算公式情境二角度觀測的方法85圖2-2-23指標差公式推導(dǎo)(a)盤左;(b)盤右

情境二角度觀測的方法86圖2-2-23指標差公式推導(dǎo)情境二角度觀測的方法86 從圖2-2-23可以看出： 盤左時，豎直角為

盤右時，豎直角為 盤左、盤右測得的豎直角相減，則得： 盤左、盤右測得的豎直角相加，則得： 從上式可以看出，取盤左、盤右觀測結(jié)果的中數(shù)，可以消除指標差的影響。情境二角度觀測的方法87 從圖2-2-23可以看出：情境二角度觀測的方法87

(三)豎直角測量及手簿的記錄、計算 1．在測站上安置好儀器，對中、整平、量取儀器高。 2．當儀器整平后，用盤左位置照準目標，固定照準部和望遠鏡，轉(zhuǎn)動水平微動螺旋和豎直微動螺旋，使十字絲的中絲精確切準目標的特定部位。如圖2-2-24所示，切準旗桿頂端。情境二角度觀測的方法88 (三)豎直角測量及手簿的記錄、計算情境二角度觀測的圖2-2-24豎直角觀測照準目標

情境二角度觀測的方法89圖2-2-24豎直角觀測照準目標情境二角度觀測的方 3．旋轉(zhuǎn)豎盤指標水準器微動螺旋，使其氣泡居中，重新檢查目標切準情況，確認無誤后即可讀數(shù)，記入手簿中相應(yīng)位置。 4．縱轉(zhuǎn)望遠鏡，盤右照準同一目標的同一特定部位，按第3項操作并讀數(shù)，記入手簿中相應(yīng)位置。 以上觀測稱為一測回。圖根控制的豎角觀測，一般要求兩測回，且兩個測回要分別進行，不得用兩次讀數(shù)的方法代替。情境二角度觀測的方法90 3．旋轉(zhuǎn)豎盤指標水準器微動螺旋，使其氣泡居中，重新檢查 對某一目標觀測一測回結(jié)束后，即可計算其指標差i，記入手簿指標差欄內(nèi)對應(yīng)位置；然后計算其豎直角α的大小，記入手簿豎角欄內(nèi)對應(yīng)位置（注意豎盤注記形式不同的儀器，計算時用其相應(yīng)的計算公式）。 具體記簿、計算方法見表2-2-5。情境二角度觀測的方法91 對某一目標觀測一測回結(jié)束后，即可計算其指標差i，記入手情境二角度觀測的方法92情境二角度觀測的方法92

三、角度測量的誤差來源及消減措施

（一）儀器誤差 儀器誤差包含兩個方面：

1．儀器檢驗校正后的殘余誤差 （1）望遠鏡視準軸誤差（視準軸與橫軸正交的殘存誤差）和橫軸誤差（橫軸與豎軸正交的殘存誤差），可以通過盤左、盤右觀測，取一測回方向中數(shù)的方法，消除其影響。情境二角度觀測的方法93 三、角度測量的誤差來源及消減措施情境二角度觀測的方 （2）豎軸誤差（豎軸與照準部管水準軸正交的殘存誤差），不能通過盤左、盤右觀測取中數(shù)的方法消除其對水平角觀測方向值的影響。只能通過校正盡量減少殘存誤差，每測回觀測前仔細整平儀器。 視準軸誤差、橫軸誤差和豎軸誤差是經(jīng)緯儀的三個主軸誤差，通常稱為三軸誤差，它是儀器誤差的主要組成部分，必須予以充分重視。情境二角度觀測的方法94 （2）豎軸誤差（豎軸與照準部管水準軸正交的殘存誤差），

2．儀器制造方面的誤差 其中： （1）照準部偏心差和水平度盤偏心差。此兩項可以通過盤左、盤右觀測，取一測回水平角觀測方向值中數(shù)的方法消除。 （2）水平度盤刻劃誤差。此誤差一般較小，呈現(xiàn)周期性變化，故可通過變換各測回水平度盤零方向位置的方法減弱其影響。情境二角度觀測的方法95 2．儀器制造方面的誤差情境二角度觀測的方法95

（二）儀器、工具的安置誤差

1．儀器的安置（對中）誤差 儀器安置（對中）誤差對水平角觀測的影響如圖2-2-25所示，C為測站標志中心，觀測∠ACB=β；C0為儀器實際對中位置，測得∠AC0B=β′；e為對中誤差（CC0），SA、SB分別為測站至目標的距離，δ1、δ2分別為對中誤差e對觀測目標A、B水平方向值的影響。情境二角度觀測的方法96 （二）儀器、工具的安置誤差情境二角度觀測的方法96圖2-2-25測站偏心誤差對水平角觀測的影響

情境二角度觀測的方法97圖2-2-25測站偏心誤差對水平角觀測的影響情境二 則

故由對中誤差引起的水平角誤差為 若以δ代表δ1、δ2，S代表SA、SB，又因δ很小，故

情境二角度觀測的方法98 則情境二角度觀測的方法98 由此可知，當S一定時，e越長，δ越大；e相同時，S越長，δ越??；e的長度不變而只是方向改變時，e與S正交的情況δ最大，e與S方向一致的情況δ為零，故當∠ACC0=∠BCC0=90°時，δ1+δ2的值最大。所以觀測接近180°的水平角或邊長過短時，應(yīng)特別注意儀器的對中整平。情境二角度觀測的方法99 由此可知，當S一定時，e越長，δ越大；e相同時，S越長

2．照準目標偏心差

目標偏心誤差是指照準點上豎立的花桿或旗桿不垂直或沒有立在點位中心而使觀測方向偏離點位中心的誤差。 如圖2-2-26所示圖2-2-26目標偏心誤差對水平角觀測的影響

情境二角度觀測的方法100 2．照準目標偏心差圖2-2-26目標偏心誤差對水平 若以δ代表δ1、δ2，S代表SA、SB，e代表e1、e2，因δ很小，故有

由此可以看出，此種誤差的影響與對中誤差的影響大致相同。目標偏心越大，距離越短，偏心方向與測站方向的夾角成90°時，對觀測方向值的影響越大，因此，觀測邊越短，越要注意將標志桿立直，并立在點位中心上，標志桿一定要細一些，觀測時盡量照準目標的最底部。情境二角度觀測的方法101 若以δ代表δ1、δ2，S代表SA、SB，e代表e1、e

（三）觀測誤差

1．照準誤差 照準誤差是衡量望遠鏡照準目標精度的概念。 在角度觀測中，影響照準精度的因素有望遠鏡放大倍率、物鏡孔徑等儀器參數(shù)，人眼的判別能力，照準目標的形狀、大小、顏色、襯托背景，目標影像的亮度和清晰度以及通視情況等。一般認為望遠鏡放大倍率和人眼的判別能力是影響照準精度的主要因素。情境二角度觀測的方法102 （三）觀測誤差情境二角度觀測的方法102 照準誤差的大小，一般認為是 ，V為望遠鏡的放大率，60″為人眼的最小識別角。對DJ6型經(jīng)緯儀而言V=25，則其照準誤差為±2.4″。情境二角度觀測的方法103 照準誤差的大小，一般認為是 ，V為望遠鏡的放大

2．讀數(shù)誤差 讀數(shù)誤差主要取決于儀器的讀數(shù)設(shè)備，一般以儀器最小估讀數(shù)作為讀數(shù)誤差的極限。對于DJ6型經(jīng)緯儀，其讀數(shù)誤差的極限為±6″。如果照明情況不佳或顯微目鏡調(diào)焦不好以及觀測者技術(shù)不熟練，其讀數(shù)誤差將會超過6″，但一般不會大于20″。情境二角度觀測的方法104 2．讀數(shù)誤差情境二角度觀測的方法104

（四）外界條件的影響 外界條件的影響主要指外界條件的各種變化對角度觀測精度的影響。 如大風天氣，大氣透明度差，空氣溫度變化大，特別是太陽直接曝曬，可能使腳架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)；地面輻射熱會引起空氣劇烈波動，使目標影像變得模糊甚至飄移；視線貼近地面或通過建筑物旁、冒煙的煙囪上方、接近水面的空間等還會產(chǎn)生不規(guī)則的折光；地面堅實與否影響儀器的穩(wěn)定程度等。情境二角度觀測的方法105 （四）外界條件的影響情境二角度觀測的方法105

一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件 根據(jù)測角原理，經(jīng)緯儀在觀測時應(yīng)滿足下列要求：水平度盤平面應(yīng)是水平面；儀器豎軸應(yīng)垂直且通過水平度盤中心；望遠鏡的照準面應(yīng)是豎直平面；豎直度盤應(yīng)是鉛垂平面，且與橫軸（水平軸）垂直。 水平度盤是否水平、豎軸是否豎直，都是通過照準部管水準器反映的。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正106 一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正1 綜合上述的討論，經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件是： （1）豎軸與水平度盤垂直，并通過度盤中心； （2）照準部管水準器軸與豎軸垂直，即與水平度盤平行； （3）視準軸垂直于橫軸； （4）橫軸垂直于豎軸； （5）橫軸與豎直度盤垂直，并通過其中心。 上面的五個幾何條件中，第（1）、（5）項是由儀器廠保證的。作業(yè)人員只需檢查（2）、（3）、（4）三項。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正107 綜合上述的討論，經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件是：情境三經(jīng)

二、經(jīng)緯儀的檢驗、校正

（一）照準部水準管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸

1．檢驗 檢驗的目的在于保證豎軸與鉛垂線方向一致，即水平度盤處于水平位置。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正108 二、經(jīng)緯儀的檢驗、校正情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正108 檢驗原理如圖2-2-27所示，當氣泡居中時，表明管水準器軸已水平，此時，如果水準軸與豎軸是正交的，則豎軸應(yīng)處于鉛垂方向，水平度盤應(yīng)處于水平位置；若管水準器軸與豎軸不正交，如圖2-2-27（a）所示，豎軸與鉛垂線將有夾角α，則水平度盤與管水準器軸的交角也為α。當照準部旋轉(zhuǎn)180°時，氣泡偏離，如圖2-2-27（b）所示，因豎軸傾斜方向沒變，可見管水準軸與水平線的夾角為2α，氣泡偏離零點的格值e就顯示了2α角。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正109 檢驗原理如圖2-2-27所示，當氣泡居中時，表明管水準圖2-2-27經(jīng)緯儀照準部水準管軸垂直于豎軸的檢驗(a)氣泡居中，水準軸水平；(b)旋轉(zhuǎn)照準部180°，氣泡偏差為e

情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正110圖2-2-27經(jīng)緯儀照準部水準管情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正

2．校正 先旋轉(zhuǎn)腳螺旋，改正氣泡偏離格值的一半即，如圖2-2-28（a）所示，使豎軸處于鉛垂方向。剩下的一半，用儀器校正針（即撥針）校正管水準器的校正螺絲，使之氣泡居中，如圖2-2-28（b）所示。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正111 2．校正情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正111情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正112情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正112

校正時請注意：轉(zhuǎn)動校正螺絲必須先松后緊，不可用力過猛；校正結(jié)束要適當擰緊被松動過的螺絲，否則校正結(jié)果將前功盡棄。 從校正過程可以看出，管水準軸與豎軸不正交，其主要原因是管水準器兩端支架高度被改變所致。此項檢驗校正必須反復(fù)進行，直到照準部轉(zhuǎn)到任何位置后氣泡偏離值不大于1格時為止。檢校完成后，應(yīng)附帶校正圓水準器。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正113 校正時請注意：轉(zhuǎn)動校正螺絲必須先松后緊，不可用力過猛；

（二）十字絲的豎絲應(yīng)垂直于橫軸

1．檢驗 檢驗?zāi)康脑谟诒ＷC十字絲的豎絲與照準面一致。 如圖2-2-29所示，點A移到豎絲另一端時偏到了A′處。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正114 （二）十字絲的豎絲應(yīng)垂直于橫軸情境三經(jīng)緯儀的檢驗校圖2-2-29十字絲的豎絲垂直于水平軸的檢驗

情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正115圖2-2-29十字絲的豎絲垂直于情境三經(jīng)緯儀的檢驗校

2．校正 打開十字絲環(huán)護蓋，可見圖2-2-30所示的校正裝置，松開四個校正螺絲E，輕輕轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，使豎絲處于鉛垂位置。圖2-2-30十字絲的豎絲垂直于水平軸的校正

情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正116 2．校正圖2-2-30十字絲的豎絲情境三經(jīng)緯儀

（三）望遠鏡視準軸應(yīng)垂直于橫軸（水平軸） 當橫軸處于水平位置時，視準軸若與橫軸正交，則視準軸的仰俯面（照準面）應(yīng)是一個鉛垂面。否則，視準軸圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)面將是一個圓錐面。這種視準軸不垂直于橫軸的誤差稱為照準差，通常用C表示。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正117 （三）望遠鏡視準軸應(yīng)垂直于橫軸（水平軸）情境三經(jīng)緯

1．檢驗 檢驗?zāi)康脑谟谑拐諟拭娉蔀橐汇U垂面。

（1）第一種方法 選擇一平坦場地，在一條直線上確定A、O、B三點，安置經(jīng)緯儀于O點，橫置一支有毫米分劃的尺子于B點（OB長應(yīng)大于10m），A點設(shè)一照準標志。以盤左位置照準A點，繞橫軸倒轉(zhuǎn)望遠鏡在尺子上讀數(shù)得m點[圖2-2-31（a）]。再以盤右位置照準A點，倒轉(zhuǎn)望遠鏡在小尺上讀數(shù)得n點[圖2-2-31（b）]。若m、n兩點重合，則條件滿足。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正118 1．檢驗情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正118圖2-2-31照準軸垂直于水平軸的檢驗一情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正119圖2-2-31照準軸垂直于水平軸的檢驗一情境三經(jīng)緯儀 若視準軸不垂直于橫軸，相差一C角，則盤左時，mB之長為2C的反映；盤右時nB之長亦為2C的反映，即mn之長為4C的反映。此時，C值為： 當C值大于1′時，須校正儀器。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正120 若視準軸不垂直于橫軸，相差一C角，則盤左時，mB之長為

（2）第二種方法 選擇一水平目標，用盤左、盤右觀測之，取它們的讀數(shù)差即得兩倍的C值。設(shè)水平目標為A，盤左讀數(shù)為L，盤右讀數(shù)為R，則： 當2C值大于2′時，須校正儀器。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正121 （2）第二種方法情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正121

2．校正

方法一：當再以盤右位置照準A點，倒轉(zhuǎn)望遠鏡在小尺上讀數(shù)得n點時，取mn的四分之一，得一P點見圖2-2-31（b），打開十字絲環(huán)護蓋，用撥針調(diào)節(jié)十字絲環(huán)的左右兩個校正螺釘一松一緊，移動十字絲環(huán)，使十字絲交點對準P點即可。

方法二：校正時，求出盤左或盤右的正確讀數(shù)，然后配置水平度盤讀數(shù)（盤右位置）。此時視準軸若對不準A點，則打開十字絲環(huán)護蓋，用撥針調(diào)節(jié)十字絲環(huán)的左右兩個校正螺釘一松一緊，移動十字絲環(huán)，使十字絲交點對準A點即可（校正后，應(yīng)將上、下校正螺釘上緊）。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正122 2．校正情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正122

（四）橫軸應(yīng)垂直于豎軸 在第（1）、（3）項條件滿足后，如橫軸垂直于豎軸，則經(jīng)緯儀整平后橫軸應(yīng)處于水平位置。此時，望遠鏡照準面為一鉛垂面。如橫軸不水平，而與水平線有一夾角i，則望遠鏡照準面為一傾斜面，其傾角也為i，此角稱為橫軸誤差（也稱為I誤差）。橫軸誤差主要是由于橫軸兩端高度不等而產(chǎn)生的。因光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸被密封在儀器殼內(nèi)，故i角校正應(yīng)由維修部門或廠家進行為宜。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正123 （四）橫軸應(yīng)垂直于豎軸情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正123

1．檢驗 檢驗的目的在于儀器整平后，橫軸處于水平位置。 如圖2-2-32所示，在離墻壁20～30m的O點處安置經(jīng)緯儀，使視線垂直墻壁。用盤左照準墻壁上高處一點P，觀測豎直角α左。然后將望遠鏡下俯至水平位置，依十字絲交點在墻壁上作標記點A。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正124 1．檢驗情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正124圖2-2-32水平軸（橫軸）處于水平位置的檢驗

情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正125圖2-2-32水平軸（橫軸）處于水平位置的檢驗情境三 量取A、B兩點間的距離，從圖2-2-32可以看出：

而 又因i角很小，所以情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正126 量取A、B兩點間的距離，從圖2-2-32可以看出：情境

2．校正 對于DJ6型經(jīng)緯儀，當算得的i角值大于1′時，需校正。校正應(yīng)由專業(yè)人員完成。

（五）豎盤指標差應(yīng)接近于零

1．檢校目的 檢校目的在于使指標差接近于零。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正127 2．校正情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正127

2.檢校方法 檢驗：儀器整平后，以盤左、盤右位置用中絲切準某一視線近于水平的明顯目標，讀取豎盤讀數(shù)L及R（注意讀數(shù)前一定使指標水準器氣泡嚴密居中），并計算指標差i，若超過規(guī)定限差應(yīng)校正（一般應(yīng)測另一目標進行驗證）。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正128 2.檢校方法情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正128 校正：旋轉(zhuǎn)指標水準器微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R-i或L-i，并使中絲切準目標不動，此時指標水準氣泡必不居中。旋下指標水準器一端的護蓋，用改針先松后緊其上、下兩校正螺絲，使氣泡居中即可。 此項檢校需反復(fù)進行，直至指標差小于1′時為止。校完后應(yīng)及時擰緊松開過的校正螺絲并旋上護蓋。情境三經(jīng)緯儀的檢驗校正129 校正：旋轉(zhuǎn)指標水準器微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R-i或L-實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作

一、技能目標

1．認識、熟悉DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的一般結(jié)構(gòu)構(gòu)造。 2．熟悉用水平度盤變換手輪或復(fù)測扳手設(shè)置水平盤讀數(shù)。 3．熟練掌握經(jīng)緯儀的技術(shù)操作方法。 130實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作 一、技能目標二、儀器與工具 1．從儀器室借領(lǐng)：經(jīng)緯儀1臺、三腳架1個、花桿1對、記錄板1塊。 2．自備：鉛筆、演草紙。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作131二、儀器與工具實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作

三、實訓(xùn)方法與步驟 1．由指導(dǎo)教師講解并演示經(jīng)緯儀的構(gòu)造及技術(shù)操作方法。由學(xué)生復(fù)述經(jīng)緯儀的構(gòu)造及技術(shù)操作方法。 2．學(xué)生自己熟悉經(jīng)緯儀各螺旋的功能。 3．練習(xí)經(jīng)緯儀的使用。經(jīng)緯儀的使用主要包括安置儀器、對中整平、照準調(diào)焦、讀數(shù)記錄等內(nèi)容，重點是對中和整平。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作132 三、實訓(xùn)方法與步驟實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識

（1）對中：對中是把經(jīng)緯儀水平度盤的中心安置在所測角的頂點鉛垂線上。方法是先將三腳架安置在測站點上，架頭大致水平，用垂球概略對中后，踏牢三腳架，若偏離較小，可將連接螺旋放松，在三腳架架頭上移動儀器基座使垂球尖準確地對準測站點，然后再旋緊連接螺旋。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作133 （1）對中：對中是把經(jīng)緯儀水平度盤的中心安置在所測角的 如果使用帶有光學(xué)對點器的儀器，對中時可通過光學(xué)對點器進行對中。采用光學(xué)對點器對中的做法是：將儀器置于測站點上，使架頭大致水平，三個腳螺旋的高度適中，光學(xué)對點器大致在測站點鉛垂線上。轉(zhuǎn)動對點器目鏡看清分劃板中心圈（十字絲），再拉動或旋轉(zhuǎn)目鏡，使測站點影像清晰。若中心圈（十字絲）與測站點相距較遠，則應(yīng)平移三腳架，而后旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使測站點與中心圈（十字絲）重合。伸縮架腿，粗略整平圓水準器，再用腳螺旋使圓水準氣泡居中。這時可移動基座精確對中，最后擰緊連接螺旋。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作134 如果使用帶有光學(xué)對點器的儀器，對中時可通過光學(xué)對點器進

（2）整平：整平是使水平度盤處于水平位置，儀器豎軸鉛直。 整平的方法是：

①使照準部水準管與任意兩個腳螺旋連線平行，兩手以相反方向同時旋轉(zhuǎn)此兩腳螺旋，使水準管氣泡居中。

②將照準部平轉(zhuǎn)90°（有些儀器上裝有兩個水準管，則可以不轉(zhuǎn)），再用另一個腳螺旋使水準管氣泡居中。

③以上操作反復(fù)進行，直到儀器在任何位置氣泡都居中為止。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作135 （2）整平：整平是使水平度盤處于水平位置，儀器豎軸鉛直

4．用望遠鏡瞄準遠處目標。 （1）安置好儀器后，松開照準部和望遠鏡的制動螺旋，用粗瞄器初步瞄準目標，然后擰緊這兩個制動螺旋。 （2）調(diào)節(jié)目鏡對光螺旋，看清十字絲，再旋轉(zhuǎn)物鏡對光螺旋，使望遠鏡內(nèi)目標清晰，旋轉(zhuǎn)水平微動和垂直微動螺旋，用十字絲精確照準目標，并消除視差。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作136 4．用望遠鏡瞄準遠處目標。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯

5．練習(xí)水平度盤讀數(shù)。 6．練習(xí)水平度盤變換手輪或復(fù)測離合器扳手設(shè)置水平度盤讀數(shù)。 （1）用望遠鏡照準選定目標。 （2）擰緊水平制動螺旋，用微動螺旋準確瞄準目標。 （3）轉(zhuǎn)動水平度盤變換手輪，使水平度盤讀數(shù)設(shè)置到預(yù)定數(shù)值。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作137 5．練習(xí)水平度盤讀數(shù)。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的 （4）松開制動螺旋，稍微旋轉(zhuǎn)后，再重新照準原目標，看水平度盤讀數(shù)是否仍為原讀數(shù)，否則需重新設(shè)置。 （5）掌握離合器扳手的鎖緊、松開規(guī)律。即扳手向下時鎖緊度盤，扳手向上時松開度盤。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作138 （4）松開制動螺旋，稍微旋轉(zhuǎn)后，再重新照準原目標，看水

四、注意事項 1．經(jīng)緯儀是精密儀器，使用時要十分謹慎小心，各個螺旋要慢慢轉(zhuǎn)動。不準大幅度地、快速地轉(zhuǎn)動照準部及望遠鏡。 2．當一個人操作時，其他人員只做語言幫助，不能多人同時操作一臺儀器。 3．每組中每人的練習(xí)時間要因時、因人而異，要互相幫助。 4．練習(xí)水平度盤讀數(shù)時要注意估讀的準確性。實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù)操作139 四、注意事項實訓(xùn)一DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的認識與技術(shù) 5．用度盤變換鈕設(shè)置水平度盤讀數(shù)時，不能用微動螺旋設(shè)置分、秒數(shù)值。如果這樣做，將使目標偏離十