工測(cè)A1ppt4角度距離測(cè)量

第四章角度、距離測(cè)量角度測(cè)量的原理和使用的儀器角度測(cè)量的方法經(jīng)緯儀的檢校角度測(cè)量的誤差分析距離測(cè)量及其誤差分析三角高程測(cè)量1.角度測(cè)量的原理和使用的儀器角度測(cè)量的原理經(jīng)緯儀角度測(cè)量的原理角度測(cè)量是測(cè)量工作的基本內(nèi)容之一，它包括水平角測(cè)量和垂直角測(cè)量。水平角測(cè)量用于求算點(diǎn)的平面坐標(biāo)，垂直角測(cè)量用于測(cè)定點(diǎn)的高程。角度測(cè)量中最常用的儀器是光學(xué)經(jīng)緯儀。角度測(cè)量的原理水平角：空間兩直線的夾角在水平面上的垂直投影。A、B、C為地面上任意三點(diǎn)。C為測(cè)站點(diǎn)，A、B為目標(biāo)點(diǎn)，則從C點(diǎn)觀測(cè)A、B的水平角為CA、CB兩方向線在水平面Q上的垂直投影所成的∠A1C1B1=b－a。也就是說(shuō)，地面上一點(diǎn)到兩目標(biāo)點(diǎn)的方向線所夾的水平角，就是過(guò)這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。角度測(cè)量的原理垂直角：同一鉛垂面內(nèi)，某目標(biāo)方向的視線與水平線間的夾角(aA,aB)。垂直角自帶正負(fù)號(hào)：水平線上角度值為正，反之為負(fù)。其取值范圍：[－90?~＋90?]天頂距：視線與鉛垂線的平角(ZA,ZB)。天頂距恒為正，其取值范圍：[0?~90?]經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀(Theodolite,Transit)

它的精密度一般分為三級(jí)：1″級(jí)、2″級(jí)和6″級(jí)。前兩種屬精密儀器，后一種屬中等精度儀器，是常用的經(jīng)緯儀。我國(guó)經(jīng)緯儀編號(hào)系列分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等多個(gè)級(jí)別。其中D和J分別表示“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”兩個(gè)詞漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，后面的數(shù)字表示該儀器一次方向觀測(cè)所能達(dá)到的精度指標(biāo)。DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀屬6″級(jí)儀器，其一次方向觀測(cè)的角度值所能達(dá)到的精度(中誤差)為6″。經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀的構(gòu)造：基座、照準(zhǔn)部、度盤及讀數(shù)裝置經(jīng)緯儀基座基座是儀器的底座，其上有腳螺旋和連接板。測(cè)量時(shí)必須將三腳架上的中心螺旋(連接螺旋)旋進(jìn)連接板，這時(shí)儀器和三腳架就連接在一起了。中心螺旋下端掛上垂球，即指示水平度盤的中心位置?；线€有一個(gè)軸座固定螺旋。經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部光學(xué)對(duì)點(diǎn)器：儀器對(duì)中望遠(yuǎn)鏡：望遠(yuǎn)鏡用作精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，它和橫軸連接在一起，可以繞橫軸在豎直面內(nèi)上下任意轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)器：照準(zhǔn)部上有一個(gè)水準(zhǔn)管和一個(gè)圓水準(zhǔn)器，用以儀器整平轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置：照準(zhǔn)部的制動(dòng)、微動(dòng)主要軸線：3軸關(guān)系確保儀器的測(cè)角工作經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部應(yīng)滿足的3軸關(guān)系幾何條件由測(cè)角原理可知，為了精確地測(cè)量角度，當(dāng)經(jīng)緯儀整平后，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸繞橫軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其視線應(yīng)能掃出一個(gè)豎直面。為了達(dá)到這一要求，一臺(tái)完善的經(jīng)緯儀，其各條軸線之間應(yīng)滿足以下主要幾何條件，即三軸相互垂直條件：

①水平度盤的水準(zhǔn)管軸(LL)應(yīng)垂直于豎軸(VV)；

②視準(zhǔn)軸(CC)應(yīng)垂直于橫軸(HH)；

③橫軸(HH)應(yīng)垂直于豎軸(VV)。如果經(jīng)緯儀滿足了上述三個(gè)條件，當(dāng)儀器整平后，則豎軸垂直，水準(zhǔn)管軸和橫軸水平。因視準(zhǔn)軸垂直于橫軸，所以當(dāng)視準(zhǔn)軸繞橫軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即能掃出一個(gè)豎直面。CVVHHCLL經(jīng)緯儀度盤及讀數(shù)裝置豎直度盤(豎盤)豎盤由光學(xué)玻璃制成，用于觀測(cè)豎直角。它和望遠(yuǎn)鏡連成一體并隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。水平度盤也由光學(xué)玻璃制成。盤上有0-360°順時(shí)針注記的分劃線。水平度盤的外殼上還有一個(gè)特殊裝置，稱為復(fù)測(cè)扳鈕。按下該扳鈕時(shí)，水平度盤和照準(zhǔn)部可以一起轉(zhuǎn)動(dòng)；撥上該扳鈕時(shí)，水平度盤就不能隨照準(zhǔn)部一起轉(zhuǎn)動(dòng)了。DJ6常用的2種讀數(shù)裝置：測(cè)微尺讀數(shù)裝置、單平行玻璃測(cè)微器讀數(shù)裝置。DJ6經(jīng)緯儀光路圖水平度盤水平度盤通光反射鏡儀器對(duì)中觀察鏡度盤讀數(shù)窗口望遠(yuǎn)鏡經(jīng)緯儀單平板玻璃測(cè)微器及其讀數(shù)方法右圖是DJ6型經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)光路圖。外來(lái)光線經(jīng)豎直度盤和水平度盤，同時(shí)經(jīng)透鏡組將豎直度盤和水平度盤的分劃，通過(guò)單平板玻璃成像在讀數(shù)窗中。最后在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)可以清晰地看到水平度盤、豎直度盤和測(cè)微盤的分劃像。度盤像測(cè)微尺像平板玻璃VH測(cè)微尺像外來(lái)光線外來(lái)光線經(jīng)緯儀測(cè)微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法采用測(cè)微尺讀數(shù)裝置的DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，同樣可以看到豎直度盤和水平度盤分劃和另一測(cè)微尺。度盤上每一格為1°(60′)。測(cè)微尺的總長(zhǎng)度等于度盤每格(1°)的寬度，這樣測(cè)微尺的總長(zhǎng)代表1°，而測(cè)微尺分成60個(gè)小格，故每一小格代表1′。讀數(shù)時(shí)，須以測(cè)微尺的零分劃線為起始線，度數(shù)在度盤上讀出，不足1°的讀數(shù)，在測(cè)微尺上讀出。2.角度測(cè)量的方法經(jīng)緯儀安置測(cè)回法(水平角)方向觀測(cè)法(水平角)豎直角觀測(cè)與計(jì)算經(jīng)緯儀安置經(jīng)緯儀的安置，包括對(duì)中和整平兩個(gè)內(nèi)容。對(duì)中對(duì)中的目的是把儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上，即儀器中心和測(cè)站點(diǎn)在同一鉛垂線上。垂球?qū)χ校豪渺o止?fàn)顩r下自重的方向即是鉛垂線原理，通過(guò)在儀器基座中心懸掛一垂球來(lái)調(diào)整儀器中心和測(cè)站點(diǎn)相對(duì)位置。光學(xué)對(duì)中：通過(guò)經(jīng)緯儀內(nèi)部的光路結(jié)構(gòu)，在儀器準(zhǔn)確整平的情況下，可以通過(guò)照準(zhǔn)部上的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)器提供一條鉛垂的視線，依此來(lái)調(diào)整儀器中心和測(cè)站點(diǎn)相對(duì)位置。經(jīng)緯儀安置整平整平的目的是使儀器豎軸豎直、水平度盤水平。圓水準(zhǔn)氣泡用以粗平儀器，其通過(guò)三腳架和基座角螺旋來(lái)調(diào)節(jié)；管水準(zhǔn)氣泡用以精確整平儀器，其只通過(guò)基座角螺旋來(lái)調(diào)節(jié)。(注意左手拇指的方向指示)經(jīng)緯儀安置經(jīng)緯儀的對(duì)中、整平是一個(gè)反復(fù)的操作過(guò)程。保持三腳架架頭大致水平的狀態(tài)移動(dòng)三腳架架頭至測(cè)站點(diǎn)上方，裝上儀器(連接螺絲要居中鎖緊)，在大致對(duì)中的情況下將三腳架插緊，如對(duì)中差異大可適當(dāng)平移角架調(diào)整。升降三腳架使圓水準(zhǔn)器氣泡居中以粗平儀器(這時(shí)儀器又不對(duì)中了)，再微松動(dòng)連接螺旋，在架頭上平移儀器，使儀器嚴(yán)格對(duì)中。通過(guò)角螺旋使管水準(zhǔn)器氣泡居中以精平儀器(這時(shí)儀器可能又不對(duì)中了)，再微松動(dòng)連接螺旋，在架頭上微移儀器，使儀器再次嚴(yán)格對(duì)中。反復(fù)執(zhí)行步驟3，直至儀器對(duì)中，且在任一位置管水準(zhǔn)氣泡都居中。經(jīng)緯儀安置經(jīng)緯儀對(duì)中、整平的操作要領(lǐng)流程：大致對(duì)中(腳架)—粗平(腳架、圓水準(zhǔn)器)—對(duì)中(連接螺旋)—精平(角螺旋、管水準(zhǔn)器)—對(duì)中(連接螺旋)—精平(角螺旋、管水準(zhǔn)器)對(duì)中、精平的操作是一個(gè)反復(fù)(2~3次)、逐步細(xì)化、精確逼近的過(guò)程。最后的操作一定是精平(此時(shí)只需要確認(rèn)對(duì)中正確，而無(wú)需調(diào)整對(duì)中了)。儀器安置上水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的異同水準(zhǔn)儀只有整平，經(jīng)緯儀多了對(duì)中儀器精平含義不一致，水準(zhǔn)儀的整平要求更加嚴(yán)格。水準(zhǔn)儀要求符合氣泡符合才能觀測(cè)讀數(shù)，經(jīng)緯儀在管水準(zhǔn)氣泡居中的條件下就可以觀測(cè)讀數(shù)。測(cè)回法測(cè)站點(diǎn)：儀器所在點(diǎn)照準(zhǔn)點(diǎn)：遠(yuǎn)方目標(biāo)點(diǎn)瞄準(zhǔn)與照準(zhǔn)方法望遠(yuǎn)鏡十字絲豎直要平分照準(zhǔn)目標(biāo)，方為瞄準(zhǔn)要盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)的下端以防止目標(biāo)傾斜帶來(lái)的目標(biāo)偏心誤差目標(biāo)成像清晰、無(wú)視差測(cè)回法測(cè)回法：只適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角。一測(cè)回操作方法:盤左A→盤左B→盤右B→盤右A兩項(xiàng)限差:半測(cè)回角值互差、各測(cè)回值互差記錄和計(jì)算方法測(cè)回法一測(cè)回操作方法將經(jīng)緯儀豎盤放在盤左位置(又稱正鏡位置)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使望遠(yuǎn)鏡大致瞄準(zhǔn)A點(diǎn)目標(biāo)。然后擰緊水平制動(dòng)扳鈕，用微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡精確地瞄準(zhǔn)A點(diǎn)目標(biāo)，讀取水平度盤讀數(shù)A左。松開(kāi)水平制動(dòng)扳鈕，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，用上述方法精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)目標(biāo)，讀水平度盤讀數(shù)B左。按上述1、2步驟測(cè)量水平角一次，稱為半測(cè)回(又稱上半測(cè)回)。倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使豎盤位于盤右位置(又稱倒鏡位置)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)目標(biāo)，讀水平度盤讀數(shù)B右。按逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確瞄準(zhǔn)A點(diǎn)目標(biāo)，讀取水平度盤讀數(shù)A右。按3、4步驟再次測(cè)量水平角一次，稱為下半測(cè)回。1~4步驟測(cè)量水平角兩次，稱為一個(gè)測(cè)回。測(cè)回法測(cè)站盤位目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測(cè)回值測(cè)回值β1左A00024872624872618B872648右A1800012872612B2672624計(jì)算和記錄上半測(cè)回角度值：β左=B左－A左下半測(cè)回角度值：β右=B右－A右一測(cè)回角度值：β=(β左+β右)/2測(cè)回法兩項(xiàng)限差為保證測(cè)量精度和操作過(guò)程的正確，對(duì)測(cè)回法測(cè)量水平角有兩項(xiàng)限差(半測(cè)回互差、測(cè)回間互差)規(guī)定。半測(cè)回互差：上、下半測(cè)回角度值之差(通常指絕對(duì)值)測(cè)回間互差：不同測(cè)回間角度值兩兩之差(常指絕對(duì)值)對(duì)DJ6經(jīng)緯儀，要求半測(cè)回互差不超過(guò)40″，方可取其平均值作為β角一個(gè)測(cè)回的觀測(cè)結(jié)果，如不符合要求應(yīng)重測(cè)；要求測(cè)回間互差不超過(guò)25″時(shí)，方可取其平均值作為β角多個(gè)測(cè)回的觀測(cè)結(jié)果，如不符合要求應(yīng)重測(cè)。方向觀測(cè)法方向法:適用于一個(gè)測(cè)站上觀測(cè)三個(gè)及以上方向之間的夾角。一測(cè)回操作方法:盤左A→盤左B→…→盤左D→盤左A→盤右A→盤右D→…→盤右B→盤右A三項(xiàng)限差要求：半測(cè)回歸零差、2C互差(2C較差)、各測(cè)回方向差記錄和計(jì)算方法OBCAD方向觀測(cè)法一測(cè)回操作方法經(jīng)緯儀盤左位置，順時(shí)針依次觀測(cè)A、B、…、D、A各點(diǎn)，讀取水平度盤讀數(shù)。其中A方向?yàn)槠鹗挤较?零方向)。觀測(cè)結(jié)束前要求回到起始方向再進(jìn)行一次觀測(cè)，該步驟稱為歸零。上述全部工作稱為左半測(cè)回或上半測(cè)回。倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置逆時(shí)針依次觀測(cè)A、D、…、B、A各點(diǎn)，讀取水平度盤讀數(shù)。(右半測(cè)回或下半測(cè)回)方向觀測(cè)法三項(xiàng)限差要求半測(cè)回歸零差：在半測(cè)回觀測(cè)過(guò)程中零方向觀測(cè)了2次，2次讀數(shù)之差為半測(cè)回歸零差。2C互差：一測(cè)回內(nèi)，對(duì)任一方向均有盤左、盤右觀測(cè)，2C誤差定義為：

2C互差定義為各方向的2C誤差變化值。測(cè)回間方向差：為了便于計(jì)算和比較，一測(cè)回觀測(cè)的方向值都要進(jìn)行改化，其中零方向的方向值要改化為00°00′00″(歸零方向值)。在歸零后，各方向不同測(cè)回間的歸零方向值之差就是測(cè)回間方向差。方向觀測(cè)法經(jīng)緯儀半測(cè)回歸零差2C互差測(cè)回間方向差DJ1696DJ28139DJ618——24三項(xiàng)限差要求(單位：秒)方向觀測(cè)法記錄和計(jì)算方法每半測(cè)回檢查歸零差，不符合要求應(yīng)重測(cè)。反之，取零方向均值作為半測(cè)回的零方向觀測(cè)值。每測(cè)回檢查各方向2C互差，不符合要求應(yīng)重測(cè)。反之，對(duì)各方向取盤左、盤右的均值作為該方向一測(cè)回方向觀測(cè)值。一測(cè)回中，零方向有始末兩個(gè)方向值，取其均值作為零方向最終的方向觀測(cè)值，并將其數(shù)值改化為00°00′00″，然后依次計(jì)算其它方向的歸零改化方向值。若各測(cè)回間的方向值互差不滿足限差規(guī)定，應(yīng)重測(cè)某一個(gè)或幾個(gè)測(cè)回。反之，依次取各方向多個(gè)測(cè)回的平均值作為該方向多測(cè)回的方向觀測(cè)結(jié)果，并由此計(jì)算各方向之間的夾角。測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo)水平度盤讀數(shù)2C平均讀數(shù)歸零后方向值各測(cè)回歸零方向平均值盤左盤右°′″°′″″°′″°′″°′″O1ABCDA000236702336228192425417540002301800236250234248193074175418002360-6-60-600023670233922819272541754000233

0000

007021052281653254152000000070205622816482541516O2ABCDA900312160240631820003441830900318270031234023541381954164182427003120+12+6+6+69003121602400318195734418279003150000070204622816432541513方向觀測(cè)法水平角觀測(cè)的度盤的配置問(wèn)題進(jìn)行水平角的多測(cè)回觀測(cè)，無(wú)論是測(cè)回法還是方向觀測(cè)法都需要配置水平度盤。其目的是消除度盤分劃誤差，防止讀數(shù)錯(cuò)誤。在照準(zhǔn)部下端有一個(gè)水平度盤的調(diào)節(jié)按鈕，通過(guò)它可以設(shè)置起始觀測(cè)的水平度盤讀數(shù)。起始觀測(cè)的水平度盤配置讀數(shù)L與測(cè)回?cái)?shù)N之間具有如下關(guān)系：方向觀測(cè)法與測(cè)回法的異同角度觀測(cè)的適用情況(方向數(shù)，單角與多角)一測(cè)回觀測(cè)流程(都是先盤左、順時(shí)針，后盤右、逆時(shí)針；方向觀測(cè)有歸零操作，其使得計(jì)算變得復(fù)雜；多測(cè)回觀測(cè)都要配置度盤)限差規(guī)定(項(xiàng)目名稱、數(shù)量、定義，方向觀測(cè)有2C互差限定)計(jì)算和記錄格式(測(cè)回法簡(jiǎn)單，方向觀測(cè)復(fù)雜)豎直角觀測(cè)與計(jì)算豎直角是同一豎直面內(nèi)視線與水平線間的夾角角值為0°~±90°。視線上傾斜，豎直角為仰角，符號(hào)為正。視線向下傾斜，豎直角為俯角，符號(hào)為負(fù)。測(cè)量原理：豎直角與水平角一樣，其角值也是度盤上兩個(gè)方向讀數(shù)之差。不同的是豎直角的兩個(gè)方向中必有一個(gè)是水平方向。任何類型的經(jīng)緯儀，制作上都作要求當(dāng)豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平時(shí)，其豎盤讀數(shù)是一個(gè)固定值。因此，在觀測(cè)豎直角時(shí)，只要觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)一個(gè)方向并讀取豎盤讀數(shù)便可算得該目標(biāo)點(diǎn)的豎直角，而不必觀測(cè)水平方向。豎直角觀測(cè)與計(jì)算豎直角觀測(cè)的意義將傾斜距離化算為水平距離在三角高程測(cè)量和碎部地形測(cè)量中進(jìn)行三角高差的計(jì)算豎直角觀測(cè)與計(jì)算垂直度盤（豎直度盤，簡(jiǎn)稱豎盤）的構(gòu)造和讀數(shù)指標(biāo)水準(zhǔn)管、指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋、豎盤豎盤固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸(橫軸)的一端，隨望遠(yuǎn)鏡一起在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。豎盤讀數(shù)用的指標(biāo)裝置，和指標(biāo)水準(zhǔn)管、指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋連在一起的，不隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，指標(biāo)即處于正確位置。如望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平，豎盤讀數(shù)則應(yīng)為90°的整數(shù)倍(0,90,180,270)。每次觀測(cè)豎直角時(shí)，必須用豎盤指標(biāo)微動(dòng)螺旋，使指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，然后才能讀數(shù)。豎盤刻劃的注記有順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较騼煞N，一般為全圓式注記。不同刻劃的豎盤豎直角觀測(cè)與計(jì)算豎直角的觀測(cè)要測(cè)得比較精確的豎直角,至少要用盤左和盤右各觀測(cè)一次,這稱為一個(gè)測(cè)回.這樣可以減小誤差,提高觀測(cè)精度.安置經(jīng)緯儀,用盤左瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn),使十字絲橫絲切于目標(biāo)頂端,轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋,使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,讀數(shù).(盤左讀數(shù)L)倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,盤右瞄準(zhǔn)B點(diǎn),使指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,進(jìn)行盤右讀數(shù).(盤右讀數(shù)R)如果在一個(gè)測(cè)站上觀測(cè)多個(gè)方向的豎直角,則在盤左順時(shí)針依次照準(zhǔn)各目標(biāo),讀數(shù);而在盤右時(shí),逆時(shí)針依次照準(zhǔn)各目標(biāo),讀數(shù)。豎直角觀測(cè)與計(jì)算豎直角δ的計(jì)算豎直角δ是觀測(cè)目標(biāo)的讀數(shù)與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平時(shí)的豎盤讀數(shù)(即0,90,180,270)之差。半測(cè)回內(nèi)豎直角計(jì)算中哪個(gè)是被減數(shù)，哪個(gè)是減數(shù)，則應(yīng)按豎盤的注記形式來(lái)確定。

逆時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式:盤左δl=L－90o,盤右δr=270o－R

順時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式:盤左δl=90o－L,盤右δr=R－270o一測(cè)回豎直角為:δ=(δl+δr)/2=±(L－R+180o)/2。實(shí)踐上可不用記憶上述計(jì)算式，而在觀測(cè)前將望遠(yuǎn)鏡大致放平，讀取豎盤讀數(shù)。然后將望遠(yuǎn)鏡上仰，若讀數(shù)增大，則δ等于瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)減去視線水平時(shí)的讀數(shù)；若讀數(shù)減小，則δ等于視線水平時(shí)的讀數(shù)減去瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)。逆時(shí)針注記順時(shí)針注記豎直角觀測(cè)與計(jì)算豎盤指標(biāo)差前面δ的計(jì)算基于這樣一個(gè)假設(shè):當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí),指標(biāo)處于正確位置,此時(shí)豎盤讀數(shù)為90o或270o.實(shí)際上,這一假設(shè)常不成立,即當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)指標(biāo)并不恰好指向正確位置,而與正確位置相差一個(gè)小角度x,x稱為豎盤指標(biāo)差.指標(biāo)差產(chǎn)生的原因是指標(biāo)水準(zhǔn)管未校正完善。當(dāng)指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向一致,則使度盤讀數(shù)增大,x取正號(hào);反之,指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向相反,則使度盤讀數(shù)減小,x取負(fù)號(hào).(x自帶正負(fù)號(hào))豎直角觀測(cè)與計(jì)算由于指標(biāo)差x(x自帶正負(fù)號(hào))的存在,盤左豎盤指標(biāo)讀數(shù)為90o+x,盤右豎盤指標(biāo)讀數(shù)為270o+x,則:就逆時(shí)針注記的度盤而言,正確的豎直角應(yīng)為δl=L－(90o+x);盤右時(shí)正確的豎直角應(yīng)為δr=(270o+x)－R,那么δ=(L－R+180o)/2.同理,就順時(shí)針注記的度盤而言,δ=(R－L－180o)/2.這說(shuō)明一測(cè)回豎直角觀測(cè)不受指標(biāo)差影響.不考慮其它誤差影響,對(duì)同一豎直角,其盤左和盤右的角度觀測(cè)值應(yīng)該相同,即|δl－δr|理想值為零.由此得到指標(biāo)差x的計(jì)算公式(無(wú)論度盤注記方式):指標(biāo)差x可用來(lái)衡量觀測(cè)質(zhì)量.在同一測(cè)站上觀測(cè)不同目標(biāo)時(shí),指標(biāo)差的變動(dòng)范圍對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀不應(yīng)超過(guò)25″,否則成果不合格,需重測(cè).一些儀器具有豎盤指標(biāo)差自動(dòng)歸零的補(bǔ)償裝置.豎直角觀測(cè)與計(jì)算目

標(biāo)豎盤位置豎

盤

讀

數(shù)(°′″)指

標(biāo)

差(″)一

測(cè)

回

角

值(°′″)A左592030+15303945右3004000B左1240342+18-340324右2355654電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用電子測(cè)角系統(tǒng)代替光學(xué)度盤讀數(shù)系統(tǒng).其主要特點(diǎn)是:使用電子測(cè)角系統(tǒng),能將測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示出來(lái),實(shí)現(xiàn)了讀數(shù)的自動(dòng)化和數(shù)字化.配合適當(dāng)?shù)慕涌?可將電子手簿記錄的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和繪圖自動(dòng)化.電子測(cè)角仍然是采用度盤來(lái)進(jìn)行.與光學(xué)測(cè)角不同,電子測(cè)角是從特殊格式的電子度盤上取得電信號(hào),根據(jù)電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成角度,并自動(dòng)地以數(shù)字形式輸出.電子測(cè)角度盤根據(jù)取得電信號(hào)的方式不同,可分為光柵度盤測(cè)角和編碼度盤測(cè)角.儀器通常具備水平和豎直的自動(dòng)補(bǔ)償功能.電子經(jīng)緯儀扇區(qū)型編碼度盤條碼型光柵度盤3.經(jīng)緯儀的檢校經(jīng)緯儀主要軸線關(guān)系經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正經(jīng)緯儀主要軸線關(guān)系經(jīng)緯儀上主要軸線應(yīng)滿足的條件水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸(LL⊥VV)圓水準(zhǔn)器軸平行縱軸(OO∥VV)視準(zhǔn)軸垂直于橫軸(ZZ⊥HH)

橫軸垂直于縱軸(HH⊥VV)十字絲縱絲垂直于橫軸豎盤指標(biāo)應(yīng)處于正確位置光學(xué)對(duì)點(diǎn)器視準(zhǔn)軸位置正確經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正水準(zhǔn)管軸垂直于垂直縱軸的檢驗(yàn)校正圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正十字絲豎絲垂直于儀器橫軸的檢驗(yàn)校正視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)校正橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正經(jīng)緯儀檢驗(yàn)的目的，就是檢查上述的各種關(guān)系是否滿足。如果不能滿足，且偏差超過(guò)允許的范圍時(shí)。則需進(jìn)行校正。檢驗(yàn)和校正應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，確定這些順序的原則是：

1.如果某一項(xiàng)不校正好，會(huì)影響其他項(xiàng)目的檢驗(yàn)時(shí)，則這一項(xiàng)先做。

2.如果不同項(xiàng)目要校正同一部位，則會(huì)互相影響，在這種情況下，應(yīng)將重要項(xiàng)目在后邊檢驗(yàn)，以保證其條件不被破壞。

3.有的項(xiàng)目與其他條件無(wú)關(guān)，則先后均可。經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正1)水準(zhǔn)管軸垂直于垂直縱軸的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn):大致整平儀器,并轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,使水準(zhǔn)管軸與儀器任兩腳螺旋連線平行,調(diào)節(jié)這對(duì)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中.再轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180o,若氣泡仍居中,說(shuō)明該幾何條件滿足,否則應(yīng)校正儀器.校正:調(diào)節(jié)平行于水準(zhǔn)管的一對(duì)腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)偏離值的一半,用校正針撥水準(zhǔn)管的校正螺旋,升高或降低水準(zhǔn)管的一端至氣泡居中,反復(fù)進(jìn)行幾次,直到在任何位置氣泡偏離值都在一格以內(nèi)為止.經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正2)圓水準(zhǔn)器平行豎軸的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn):

在水準(zhǔn)管軸校正的基礎(chǔ)上，整平經(jīng)緯儀，若圓水準(zhǔn)器氣泡不居中，則需校正。校正:

用校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器下面的校正螺絲，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中即可。經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正3)十字絲豎絲垂直于儀器橫軸的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn):用十字絲豎絲一端瞄準(zhǔn)細(xì)小點(diǎn)狀目標(biāo),轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡豎直微動(dòng)螺旋,使其移至豎絲另一端,若目標(biāo)點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng),說(shuō)明此條件滿足,否則需要校正.校正:旋下十字絲分劃板護(hù)罩,用小改錐松開(kāi)十字絲分劃板的固定螺絲,微微轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板,使豎絲端點(diǎn)至點(diǎn)狀目標(biāo)的間隔減小一半,再返轉(zhuǎn)到起始端點(diǎn).重復(fù)上述檢驗(yàn)校正,直到無(wú)顯著誤差為止,最后將固定螺絲擰緊.經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正4)視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn):盤左瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處與儀器同高點(diǎn)A,讀取水平度盤讀數(shù)α左,倒鏡盤右再讀取A點(diǎn)水平度盤讀數(shù)α右.若α左=α右±180o,說(shuō)明此條件已滿足,若差值超過(guò)20″則需校正.校正:計(jì)算正確讀數(shù)α右′=[α右+(α左±180°)]/2,轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋使水平度盤讀數(shù)為α右′,此時(shí)目標(biāo)偏離十字絲交點(diǎn),用校正針撥動(dòng)十字絲校正螺絲至十字絲縱絲與目標(biāo)成像幾何中心重合.如此重復(fù)檢驗(yàn)校正,直到差值在20″內(nèi)為止,最后旋上十字絲分劃板護(hù)罩.經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正5)橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)在離建筑物10m處安置儀器,盤左瞄準(zhǔn)墻上高目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)志P(垂直角大于30°),將望遠(yuǎn)鏡放平,十字絲交點(diǎn)投在墻上定出P1點(diǎn).盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)同法定出P2點(diǎn).若P1P2點(diǎn)重合,則說(shuō)明此條件滿足,若P1P2＞5mm,則需要校正.由于儀器橫軸是密封的,故該項(xiàng)校正應(yīng)由專業(yè)維修人員進(jìn)行.經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正6)豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn):置平儀器,以盤左、盤右分別瞄準(zhǔn)同一水平目標(biāo),讀取豎盤讀數(shù),計(jì)算垂直角α左和α右,兩者相等則無(wú)豎盤指標(biāo)差存在,否則應(yīng)計(jì)算指標(biāo)差,當(dāng)其大于±30″時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正.校正:校正時(shí)可在盤左盤右位置進(jìn)行.如盤右,令望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)原目標(biāo)不動(dòng),轉(zhuǎn)豎盤水準(zhǔn)儀管微動(dòng)螺旋,將豎盤讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)盤右的正確讀數(shù),此時(shí)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡必然偏移,用校正針使氣泡居中即可.經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正7)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn):平地安置儀器，嚴(yán)格整平，在腳架的中央地面放置一張畫(huà)有“+”字標(biāo)志(中心為O)的白紙，使對(duì)點(diǎn)器標(biāo)志中心與“+”字中心重合，在水平方向旋照準(zhǔn)部180°，如對(duì)點(diǎn)器標(biāo)志中心偏離“+”字中心，而至另一點(diǎn)(設(shè)為O′)，則對(duì)點(diǎn)器的視準(zhǔn)軸和儀器的縱軸不重合，應(yīng)校正.校正:定出O、O′的中點(diǎn)，調(diào)節(jié)對(duì)點(diǎn)器的校正螺絲使對(duì)點(diǎn)器中心標(biāo)志對(duì)該點(diǎn)以完成校正.4.角度測(cè)量的誤差分析儀器誤差觀測(cè)誤差儀器誤差1.照準(zhǔn)部偏心誤差產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤分劃中心不重合規(guī)律：隨瞄準(zhǔn)方向而異，照準(zhǔn)方向垂直于偏心方向時(shí)對(duì)水平方向讀數(shù)影響最大消除與減弱措施：盤左盤右取平均值可消除2.度盤刻劃誤差產(chǎn)生情況：度盤制造時(shí)產(chǎn)生消除與減弱措施：變換度盤位置儀器誤差3視準(zhǔn)誤差(c)產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸時(shí)產(chǎn)生的誤差規(guī)律：隨垂直角增大而增大消除與減弱措施：盤左盤右取均值可以消除4橫軸誤差產(chǎn)生情況：橫軸不水平規(guī)律：隨垂直角增大而增大，對(duì)兩等高目標(biāo)觀測(cè)時(shí)誤差為零消除與減弱措施：盤左盤右取均值可以消除儀器誤差5縱軸誤差產(chǎn)生情況：縱軸不鉛垂規(guī)律：隨垂直角增大而增大，與橫軸所處的方向有關(guān)消除與減弱措施：注意水準(zhǔn)管的精度與精確整平注意：不能用盤左盤右取均值可以消除觀測(cè)誤差1儀器對(duì)中誤差產(chǎn)生情況：儀器中心與測(cè)站點(diǎn)不在同一鉛垂線上規(guī)律：偏心越大、邊越大，誤差越大消除與減弱措施：精確對(duì)中2目標(biāo)偏心誤差產(chǎn)生情況：覘標(biāo)中心偏離目標(biāo)標(biāo)石中心規(guī)律：與偏心距與正比，與邊長(zhǎng)成反比，垂直于視線方向的目標(biāo)偏心誤差最大消除與減弱措施：覘標(biāo)鉛垂觀測(cè)誤差3照準(zhǔn)(瞄準(zhǔn))誤差產(chǎn)生原因：未精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的幾何中心消除與減弱措施：選擇較好的觀測(cè)環(huán)境4讀數(shù)誤差產(chǎn)生原因：估讀導(dǎo)致5視差和十字絲不清晰的影響視差：目標(biāo)成象不在十字絲板上引起的誤差消除措施：觀測(cè)時(shí)認(rèn)真調(diào)焦5.距離測(cè)量及其誤差分析鋼尺量距鋼尺量距誤差來(lái)源與分析光電測(cè)距光電測(cè)距誤差來(lái)源與分析鋼尺量距鋼尺量距的一般方法選定量距的工具鋼尺，標(biāo)桿、測(cè)釬和垂球直線定線:兩地面點(diǎn)間的距離較長(zhǎng)或地勢(shì)起伏較大時(shí)，為使量距工作方便起見(jiàn)，需要分成幾段進(jìn)行丈量。這就需要把多根標(biāo)桿標(biāo)定在已知直線上（直線定線）。一般量距用目視定線。鋼尺量距鋼尺量距的一般方法量距方法平坦地區(qū)的距離丈量 在平坦地面丈量距離時(shí),可把尺子放在地面上進(jìn)行丈量至少往返測(cè)各一次.量距精度以相對(duì)誤差表示,并將其換算為分子為1的分?jǐn)?shù)形式,精度一般不低于1/2000.否則重測(cè)! |往測(cè)–返測(cè)|/往返均值=1/M≤1/2000AB往測(cè)返測(cè)鋼尺量距鋼尺量距的一般方法(平坦地區(qū))例: 如圖,整尺段數(shù)為3.測(cè)量結(jié)果為:

往測(cè)距離為174.890m,返測(cè)為174.840m,相對(duì)誤差為|174.890-174.840|/174.865=1/3500≤1/2000,相對(duì)誤差符合要求,得整尺段平均距離為174.865m.AB往測(cè)返測(cè)鋼尺量距鋼尺量距的一般方法量距方法傾斜地面的距離丈量1.平量法:如果地面起伏不大,丈量時(shí)將尺子一端抬高,并用目估法使尺子大致水平,然后用測(cè)釬將尺子的端點(diǎn)投到地面上.將量得的各段水平距離求各即為所量距離.2.斜量法:當(dāng)傾斜地面的坡度變化均勻時(shí),可以沿著斜坡丈量出AB的斜距L,測(cè)出地面的傾角δ,則水平距離l為l=L*cosδ.如果未測(cè)傾角δ,而是測(cè)定了AB間的高差h,則l=L+Δl(Δl為按高差計(jì)算的傾斜改正數(shù),永遠(yuǎn)為負(fù)值).δ鋼尺量距鋼尺量距的精密方法經(jīng)緯儀進(jìn)行定線 欲精密丈量直線AB的距離,首先清除直線上的障礙物,然后安置經(jīng)緯儀于A點(diǎn)上,瞄準(zhǔn)B點(diǎn),用經(jīng)緯儀進(jìn)行定線.用鋼尺進(jìn)行概量,在視線上依次定出此鋼尺一整尺略短的A1、12、23……等尺段.在各尺段端點(diǎn)打下木樁，樁頂高出地面3~5cm.在樁頂釘白鐵皮.利用A點(diǎn)的經(jīng)緯儀進(jìn)行定線,在各白鐵皮上劃一條線,使其與AB方向重合,另劃一條線垂直AB方向形成十字,作為丈量的標(biāo)志.鋼尺量距鋼尺量距的精密方法量距

用檢定過(guò)的鋼尺丈量相鄰兩木樁之間的距離.丈量一般需5人(2人拉尺,2人讀數(shù),1人指揮兼記錄).丈量時(shí),拉伸鋼尺置于相鄰兩木樁頂上,并使鋼尺有刻劃線一側(cè)貼切十字線.后尺手將彈簧秤掛在尺的零端,施加鋼尺檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)拉力(通常標(biāo)準(zhǔn)拉力為10kg);鋼尺拉緊后,前尺手以尺上某—整分劃對(duì)準(zhǔn)十字線交點(diǎn)時(shí),發(fā)出讀數(shù)口令“預(yù)備”,后尺手回答“好”,在喊好的同一瞬間,兩端的讀尺員同時(shí)根據(jù)十字交點(diǎn)讀取讀數(shù),估讀到0.1mm,記入手簿.每尺段要移動(dòng)鋼尺位置丈量三次.每量一尺段都要讀記溫度一次,估讀到0.5℃.按上述由直線起點(diǎn)丈量到終點(diǎn)是為往測(cè),往測(cè)完畢后立即返測(cè),每條直線所需丈量的次數(shù)視量邊的精度要求而定.彈簧秤掛尺零端施加鋼尺檢定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)拉力.記錄溫度.施測(cè)三次(測(cè)回),各次較差視不同要求而定,一般不得超過(guò)2～3mm.如在限差以內(nèi),則取三次結(jié)果的平均值作為此尺段的觀測(cè)成果.鋼尺量距鋼尺量距的精密方法水準(zhǔn)測(cè)量樁頂高程前面所測(cè)距離是相鄰樁頂間的傾斜距離,為了改算成水平距離,要用水準(zhǔn)測(cè)出各樁頂高程,以便進(jìn)行傾斜改正.水準(zhǔn)測(cè)量往返觀測(cè)以資檢核.相鄰兩樁頂往返所測(cè)高差之差一般不得超過(guò)±10mm.如在限差以內(nèi),取其平均值作為觀測(cè)成果.尺段長(zhǎng)度的計(jì)算尺長(zhǎng)改正溫度改正傾斜改正計(jì)算改正后的尺段水平長(zhǎng)度計(jì)算尺段往測(cè)或返測(cè)水平距計(jì)算往返測(cè)水平距的相對(duì)中誤差計(jì)算

兩點(diǎn)間的水平距離鋼尺量距鋼尺的檢定的目的是確定尺長(zhǎng)方程式,需要在專門的鋼尺檢定場(chǎng)進(jìn)行尺長(zhǎng)方程式 鋼尺由于其制造誤差,經(jīng)常使用中的變形以及丈量時(shí)溫度和拉力不同的影響,使得其實(shí)際長(zhǎng)度往往不等于名義長(zhǎng)度.因此丈量之前必須對(duì)鋼尺進(jìn)行檢定,求出它在標(biāo)準(zhǔn)拉力和標(biāo)準(zhǔn)溫度下的實(shí)際長(zhǎng)度,以便對(duì)丈量結(jié)果加以改正.鋼尺檢定后,應(yīng)給出尺長(zhǎng)隨溫度變化的函數(shù)式,通常稱為尺長(zhǎng)方程式,其一般形式為鋼尺量距誤差來(lái)源與分析長(zhǎng)距離鋼尺丈量是一項(xiàng)繁重的工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，尤其是在山區(qū)、沼澤區(qū)等人行不便的地區(qū)，丈量工作更是困難。鋼尺量距的主要誤差來(lái)源有定線誤差尺長(zhǎng)誤差溫度變化誤差拉力誤差丈量本身的誤差垂曲誤差傾斜誤差鋼尺量距誤差來(lái)源與分析定線誤差

分尺段丈量距離時(shí),由于定線誤差導(dǎo)致尺段端點(diǎn)不在要求的直線上,產(chǎn)生距離丈量誤差.該項(xiàng)誤差始終為正值.尺長(zhǎng)誤差

鋼尺必須經(jīng)過(guò)檢定以求得其尺長(zhǎng)改正數(shù).尺長(zhǎng)誤差具有系統(tǒng)積累性,它與所量距離成正比.精密量距時(shí),鋼尺雖經(jīng)檢定并在丈量結(jié)果中進(jìn)行了尺長(zhǎng)改正,但其成果中仍存在尺長(zhǎng)誤差,因?yàn)橐话愠唛L(zhǎng)檢定方法只能達(dá)到0.5mm左右的精度.一般量距時(shí)可不作尺長(zhǎng)改正.鋼尺量距誤差來(lái)源與分析溫度變化誤差

用溫度計(jì)測(cè)量溫度，測(cè)定的是空氣的溫度，而不是尺于本身的溫度，在夏季陽(yáng)光曝曬下，此兩者溫度之差可大于5°C。因此量距宜在陰天進(jìn)行，并要設(shè)法測(cè)定鋼尺本身的溫度。

拉力誤差

鋼尺具有彈性，會(huì)因受拉而伸長(zhǎng)。量距時(shí)，如果拉力不等于標(biāo)準(zhǔn)拉力，鋼尺的長(zhǎng)度就會(huì)產(chǎn)生變化。精密量距時(shí)，用彈簧秤控制標(biāo)準(zhǔn)拉力，一般量距時(shí)拉力要均勻，不要或大或小。

丈量本身的誤差

包括鋼尺刻劃對(duì)點(diǎn)的誤差、插測(cè)釬的誤差及鋼尺讀數(shù)誤差等。這些誤差是由人的感官能力所限而產(chǎn)生，誤差有正有負(fù)，在丈量結(jié)果中可以互相抵消一部分，但仍是量距工作的一項(xiàng)主要誤差源。鋼尺量距誤差來(lái)源與分析垂曲誤差 鋼尺懸空丈量時(shí)中間下垂，稱為垂曲。故在鋼尺檢定時(shí)，應(yīng)按懸空與水平兩種情況分別檢定，得出相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式，再按實(shí)際情況采用相應(yīng)的尺長(zhǎng)方程式進(jìn)行成果整理(此時(shí)，這項(xiàng)誤差可以不計(jì))。 在凹凸不平的地面量距時(shí)，凸起部分將使鋼尺產(chǎn)生上凸現(xiàn)象，稱為反曲。設(shè)在尺段中部凸起0.5m，由此而產(chǎn)生的距離誤差是不能允許的。應(yīng)將鋼尺拉平丈量。傾斜誤差 鋼尺一般量距時(shí)，如果鋼尺不水平，總是使所量距離偏大。精密量距時(shí)，測(cè)出尺段兩端點(diǎn)的高差，進(jìn)行傾斜改正。用普通水準(zhǔn)測(cè)量的方法是容易達(dá)到的。光電測(cè)距長(zhǎng)距離鋼尺丈量是一項(xiàng)繁重的工作.為了改變這種狀況,于五十年代研制成了光電測(cè)距儀.近年來(lái),各類光電測(cè)距儀在測(cè)量工作得到了普遍的應(yīng)用.光電測(cè)距儀分類電磁波測(cè)距按測(cè)程來(lái)分有短程(＜3km),中程(3—15km)和遠(yuǎn)程(＞15km).按測(cè)距精度來(lái)分有Ⅰ級(jí)(5mm),Ⅱ級(jí)(5mm—10mm)和Ⅲ級(jí)(＞10mm).按載波來(lái)分,采用微波段的電磁波作為載波的稱為微波測(cè)距儀;采用光波作為裁波的稱為光電測(cè)距儀.光電測(cè)距儀所使用的光源有激光光源和紅外光源.采用紅外線波段作為載波的稱為紅外測(cè)距儀.光電測(cè)距測(cè)距原理與精度真空中光速c0為已知，如果光束在待測(cè)距離D上往返傳播的時(shí)間t可測(cè)，則距離D可由下式求出 式中n為大氣折射率,它與測(cè)距儀所用光源的波長(zhǎng),測(cè)線上的氣溫,氣壓和濕度有關(guān).測(cè)定距離的精度取決于測(cè)定時(shí)間的精度光電測(cè)距要求保證±1cm的測(cè)距精度,時(shí)間測(cè)定要求準(zhǔn)確到6.7×10-11s,這是難以做到的.因此光電測(cè)距采用間接測(cè)定法來(lái)測(cè)定時(shí)間t.方法有下列兩種：脈沖式測(cè)距

由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出光脈沖,經(jīng)被測(cè)目標(biāo)反射后,再由測(cè)距儀的接收系統(tǒng)接收,測(cè)出這一光脈沖往返所需時(shí)間間隔的鐘脈沖個(gè)數(shù)以求得距離D.由于計(jì)數(shù)器的頻率一殷為300MHz,測(cè)距精度為0.5m，精度較低.光電測(cè)距相位式測(cè)距由測(cè)距儀的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出一種連續(xù)的調(diào)制光波.測(cè)距儀在A點(diǎn)發(fā)出的調(diào)制光在待測(cè)距離上傳播,經(jīng)反射鏡反射后被接收器所接收.然后用相位計(jì)將發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)進(jìn)行相位比較,由顯示器顯出調(diào)制光在待測(cè)距離往返傳播所引起的相位移φ.相位移和傳播時(shí)間(周期)相關(guān),可以用以確定距離D,其精度決定于調(diào)制光波波長(zhǎng),可以很高.紅外光電測(cè)距儀都采用相位測(cè)距法.光電測(cè)距光尺組采用相位式測(cè)距時(shí),測(cè)距儀發(fā)出一系列連續(xù)的調(diào)制光波,每種光波頻率不同,相應(yīng)的波長(zhǎng)也不同,這些不同的波長(zhǎng)被形象地稱為光尺組.不同光尺長(zhǎng)度一般相差10的整數(shù)倍.一般地,測(cè)定相位移的精度為2π/100(等價(jià)于波長(zhǎng)的1/100).并且超過(guò)2π整數(shù)倍的相位移無(wú)法確定(整周模糊問(wèn)題).所以必須通過(guò)一系列光尺組合才能夠足夠精確地測(cè)定距離.高頻尺也稱精尺,精確測(cè)定距離尾數(shù);中頻尺也稱粗尺,測(cè)定米以上的距離值.

設(shè)測(cè)定距離為12658.321m,則至少需要4把光尺才能以毫米級(jí)精度確定其長(zhǎng)度. λ1=10km,λ2=100m,λ3=1m,λ4=1cm;光電測(cè)距光電測(cè)距儀的儀器標(biāo)稱精度(Amm+Bppm)由固定誤差和比例誤差組成.固定誤差A(yù)指儀器一次量距所固有的測(cè)量誤差,其單位為毫米.比例誤差B與儀器丈量的距離長(zhǎng)度相關(guān),測(cè)量距離越長(zhǎng),誤差越大.ppm意為百萬(wàn)分之一,即1km的距離,將產(chǎn)生Bmm的比例誤差.例如1mm+2ppm的光電測(cè)距儀測(cè)量5km的距離,儀器的標(biāo)稱測(cè)量誤差為:1mm+2*5mm=11mm.光電測(cè)距測(cè)距儀的一般使用方法

目前正在使用的測(cè)距儀有組合式、整體式兩種。組合式是指由經(jīng)緯儀、測(cè)距儀主機(jī)、控制鍵盤、電源及其它附件組成，主機(jī)架在經(jīng)緯儀上，測(cè)距光軸和望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)平行。距離測(cè)量步驟如下：儀器安置：在測(cè)站點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，方法同角度測(cè)量，但應(yīng)比測(cè)角時(shí)儀器安置高度略低。測(cè)前準(zhǔn)備：打開(kāi)電源進(jìn)行儀器功能及電源狀態(tài)測(cè)試；設(shè)置單位制式，預(yù)置常數(shù)，包括：儀器加常數(shù)、氣象改正數(shù)等。照準(zhǔn)反射棱鏡，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀的水平和豎直微動(dòng)螺旋使回光信號(hào)最大。根據(jù)測(cè)量精度要求測(cè)量距離若干測(cè)回，同時(shí)觀測(cè)垂直角，量?jī)x器高，鏡高并記錄有關(guān)氣象數(shù)據(jù)，備成果整理之用。光電測(cè)距成果整理(光電測(cè)距的距離改正)實(shí)測(cè)距離S稱為野外距離觀測(cè)值，一般為傾斜距離，還必須經(jīng)過(guò)改正才能得到兩點(diǎn)間正確的水平距離。1.測(cè)距儀常數(shù)改正

測(cè)距儀的常數(shù)包括加常數(shù)C0和乘常數(shù)R，將測(cè)距儀在若干條標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度上的檢定，可以獲測(cè)距儀的乘常數(shù)和加常數(shù)。距離的乘常數(shù)R改正與所測(cè)距離的長(zhǎng)度成正比,加常數(shù)改正即為C0，單位為mm，常數(shù)改正公式為：

ΔDK=C0+R×S

當(dāng)測(cè)定儀器的加常數(shù)和乘常數(shù)后，可預(yù)置于儀器中，測(cè)距時(shí)儀器自動(dòng)改正。光電測(cè)距2.氣象改正

光速c受大氣折射率n的影響，由此產(chǎn)生的距離改正稱氣象改正。3.水平距離的計(jì)算

斜距觀測(cè)值經(jīng)過(guò)乘常數(shù)、加常數(shù)改正和氣象改正后，得到改正后的斜距,根據(jù)測(cè)線端點(diǎn)間的高差為h或?qū)崪y(cè)的垂直角α，兩點(diǎn)間的平距可由下式計(jì)算：

光電測(cè)距4.平距化算至橢球面的計(jì)算

當(dāng)所測(cè)的距離較大時(shí)，平距D應(yīng)化算至橢球面上，設(shè)D′為D化算至橢球面的值，其化算公式為：

式中：Hm—測(cè)距儀和反射鏡兩中心的高程均值；

R—測(cè)站點(diǎn)的橢球半徑5.距離化算至高斯平面的改正

當(dāng)采用高斯平面直角坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)將距離化算至高斯平面，化算的改正數(shù)的計(jì)算公式：

式中：

ym—兩端點(diǎn)高斯橫坐標(biāo)自然值的均值；所測(cè)距離化算至高斯平面后的長(zhǎng)度為光電測(cè)距誤差來(lái)源與分析光電測(cè)距的誤差來(lái)源調(diào)制頻率誤差 通過(guò)測(cè)距儀檢定、測(cè)定乘常數(shù)R，對(duì)距離進(jìn)行改正，可消除或減小儀器的調(diào)制頻率誤差。氣象參數(shù)誤差 在精密測(cè)距時(shí)，要注意氣溫的測(cè)定，其誤差應(yīng)小于±1°C，氣壓測(cè)定誤差應(yīng)≤0.3Kpa。對(duì)中誤差 對(duì)中誤差一般應(yīng)小于±1mm，對(duì)精密測(cè)距應(yīng)采用強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備，提高對(duì)中精度。光電測(cè)距誤差來(lái)源與分析光電測(cè)距的誤差來(lái)源測(cè)相誤差 測(cè)定相位差影響測(cè)距時(shí)間的確定，進(jìn)而影響距離的測(cè)量。照準(zhǔn)誤差 克服的辦法是測(cè)距前檢校發(fā)射軸與視準(zhǔn)軸的平行性，并使用電瞄準(zhǔn)以提高照準(zhǔn)精度。儀器加常數(shù)測(cè)定誤差 由加常數(shù)測(cè)定不準(zhǔn)確引起的誤差?？朔k法是定期測(cè)定加常數(shù)，使距離得到正確加常數(shù)改正。周期誤差 可通過(guò)定期測(cè)定儀器的周期誤差對(duì)所測(cè)距進(jìn)行改正。光電測(cè)距誤差來(lái)源與分析光電測(cè)距的檢定

測(cè)距儀使用過(guò)程中，電子元器件老化，各種部件可能的變位，儀器技術(shù)指標(biāo)的變化都會(huì)影響儀器的正常使用，給測(cè)距成果帶來(lái)影響。因此必須定期檢定測(cè)距儀，掌握其性能和有關(guān)誤差的變化情況，以減弱或消除儀器誤差對(duì)觀測(cè)成果的影響，應(yīng)檢定的項(xiàng)目有：測(cè)距儀的外觀檢視與功能檢查三軸關(guān)系正確性的檢驗(yàn)與校正 發(fā)射光軸、接收光軸(兩軸也稱光軸)和經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸并稱為三軸,其應(yīng)該平行且盡可能接近或重合(在全站型儀器中，已實(shí)現(xiàn)同軸)光電測(cè)距誤差來(lái)源與分析光電測(cè)距的檢定

內(nèi)部符合精度的檢定 多次測(cè)量同一距離如觀測(cè)值之間的符合程度好，則儀器的內(nèi)部符合精度好，儀器內(nèi)部電路工作穩(wěn)定性和測(cè)相精度均符合要求。精測(cè)頻率的檢定周期誤差的檢定 周期誤差是以精測(cè)尺長(zhǎng)為周期按正弦規(guī)律變化的。儀器常數(shù)的檢定 儀器常數(shù)有加常數(shù)和乘常數(shù)兩項(xiàng)。全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等單元組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，能自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果，能與外圍設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器。由于儀器較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和處理過(guò)程的電子一體化，通常稱之為全站型電子速測(cè)儀或簡(jiǎn)稱全站儀。全站儀全站儀全站儀由兩大部分組成l）采集數(shù)據(jù)設(shè)備：主要有電子測(cè)角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、還有自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等。2）微處理器：微處理器是全站儀的核心裝置,主要由中央處理器,隨機(jī)儲(chǔ)存器和只讀存儲(chǔ)器等構(gòu)成,測(cè)量時(shí),微處理器根據(jù)鍵盤或程序的指令控制各分系統(tǒng)的測(cè)量工作,進(jìn)行必要的邏輯和數(shù)值運(yùn)算以及數(shù)字存儲(chǔ)、處理、管理、傳輸、顯示等。顯示器鍵盤只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器輸入/輸出I/O單元微處理器水平角測(cè)量單元垂直角測(cè)量單元距離測(cè)量單元自動(dòng)補(bǔ)償單元光電測(cè)量系統(tǒng)微處理器及軟件全站儀的組成

全站儀的儀器特點(diǎn)快速安置:簡(jiǎn)單地整平和對(duì)中后,儀器一開(kāi)機(jī)后便可工作.儀器具有專門的動(dòng)態(tài)角掃描系統(tǒng),因此無(wú)需初始化.關(guān)機(jī)后仍會(huì)保留水平和垂直度盤的方向值.電子“氣泡”有圖示顯示并能使儀器始終保持精密置平.適應(yīng)性強(qiáng):全站儀可以經(jīng)受各種作業(yè)條件,例如雨天,潮濕,塵土等.因此它們能在最苛刻的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù).全站儀設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器,可以自動(dòng)對(duì)水平和豎直方向進(jìn)行修正,以消除豎軸傾斜誤差的影響.角度測(cè)量中,其自動(dòng)掃描整個(gè)度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻劃誤差和偏心差.全站儀還可進(jìn)行距離的地球曲率改正,折光誤差以及溫度氣壓改正.自動(dòng)在儀器上完成高差計(jì)算和坐標(biāo)計(jì)算,減少了內(nèi)業(yè)計(jì)算工作量.測(cè)量結(jié)果自動(dòng)記錄在“電子手簿”中,減少了讀數(shù)的錯(cuò)誤和記錄的粗差,提高了功效全站儀6.三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量的原理三角高程誤差來(lái)源及減弱措施視距測(cè)量三角高程測(cè)量的原理三角高程測(cè)量是根據(jù)兩點(diǎn)間的水平距離(或傾斜距離)和豎直角計(jì)算兩點(diǎn)間的高差。如圖，已知A點(diǎn)高程為HA，欲測(cè)定B點(diǎn)高程HB，可在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，在B點(diǎn)豎立標(biāo)桿，用望遠(yuǎn)鏡中絲瞄準(zhǔn)標(biāo)桿的頂點(diǎn)，測(cè)得豎直角aAB，并量取經(jīng)緯儀的橫軸到A點(diǎn)的高度，這稱為儀器高，用i表示；量取標(biāo)桿頂部到B點(diǎn)的高度，稱為覘桿高，用v表示。再根據(jù)AB之間的水平距離l，即可求得高差h。三角高程測(cè)量的原理三角高程測(cè)量測(cè)得的高差為不論豎直角是仰角還是俯角,此式子均適用.若為俯角,則用豎直角負(fù)值代入.B點(diǎn)的高程為三角高程測(cè)量的原理球氣差影響1.球差q

當(dāng)距離較長(zhǎng)時(shí),根據(jù)測(cè)量工作的精度要求,必須考慮地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響.在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,在B點(diǎn)豎立標(biāo)桿,儀器高為I,標(biāo)桿高為v,過(guò)P點(diǎn)的水準(zhǔn)面為PE,水平面為PG.如果用水平面代替水準(zhǔn)面,高差少了一段距離EG,EG即為地球曲率對(duì)高差的影響,簡(jiǎn)稱球差,用q表示.

設(shè)地球?yàn)閳A球,半徑為R,AB兩點(diǎn)間的水平距離為D,當(dāng)D較小時(shí)可認(rèn)為PE=D.AB兩點(diǎn)對(duì)球心O所張的夾角為θ,弦切角∠EPG=θ/2,因θ/2很小,可寫成q與D平方成正比.q總是使所測(cè)高差減小,因此在高差計(jì)算中應(yīng)加上q.

三角高程測(cè)量的原理球氣差影響2.氣差p由于光線通過(guò)由下而上密度變化的大氣層而發(fā)生折射(靠近地球密度大,遠(yuǎn)離地球密度小),視線形成一條連續(xù)凹向地面的曲線PN.當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)覘標(biāo)頂部M時(shí),曲線PN在P點(diǎn)處的切線PN′為視線方向,使垂直角α增加了ε/2,而高差增加了一個(gè)高度MM′,此即為大氣折光對(duì)高差的影響,簡(jiǎn)稱為氣差,用p表示.氣差p總是使高差增大，因此在高差中要減去一個(gè)p值。球氣差:球差與氣差合稱球氣差。球氣差的總影響用f表示。三角高程測(cè)量的原理當(dāng)AB兩點(diǎn)間的距離大于300m時(shí),應(yīng)考慮地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響(球氣差改正f).考慮球氣差改正f后,上式應(yīng)改寫為三角高程測(cè)量一般應(yīng)進(jìn)行往返觀測(cè),既由A向B觀測(cè)(稱為直覘),又由B向A觀測(cè)(稱為反覘).這樣的觀測(cè),稱為對(duì)向觀測(cè).對(duì)向觀測(cè)可消除地球曲率和大氣折光的影響.三角高程測(cè)量的原理三角高程測(cè)量又可分為經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量和光電測(cè)距三角高程測(cè)量。經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量利用平面控制測(cè)量中，已知的邊長(zhǎng)和用經(jīng)緯儀測(cè)得兩點(diǎn)間