水準(zhǔn)儀經(jīng)緯儀使用方法詳細(xì)圖解

./水準(zhǔn)測(cè)量基本知識(shí)1.水準(zhǔn)測(cè)量原理工程上常用的高程測(cè)量方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、GPS測(cè)高及在特定對(duì)象和條件下采用的物理高程測(cè)量,其中幾何水準(zhǔn)測(cè)量是目前高程測(cè)量中精度最高、應(yīng)用最普遍的測(cè)量方法。如圖2-1所示,設(shè)在地面A、B兩點(diǎn)上豎立標(biāo)尺〔水準(zhǔn)尺,在A、B兩點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀,利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線,分別截取A、B兩點(diǎn)標(biāo)尺上讀數(shù)a、b,顯然A、B兩點(diǎn)的高差hAB可寫(xiě)為A點(diǎn)高程HA已知,求出B點(diǎn)高程我們規(guī)定A點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù),B點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。圖2-1如果A、B兩地距離較遠(yuǎn)時(shí),可以用連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量的方法。中間可設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)TP〔臨時(shí)高程傳遞點(diǎn),須放置尺墊,如圖2-2所示,,……,。于是,可以求得A、B之間的高程差B點(diǎn)高程.圖2-22.水準(zhǔn)儀介紹：水準(zhǔn)儀是提供水平視線的儀器,按精度分,水準(zhǔn)儀通常有DS05、DS1、DS3等幾種。其中"D"和"S"分別為""和"水準(zhǔn)儀"首字漢語(yǔ)拼音的首字母,而下標(biāo)是儀器的精度指標(biāo),即每千米測(cè)量中的偶然誤差〔以mm為單位。目前常用的水準(zhǔn)儀從構(gòu)造上可分為兩大類(lèi)：利用水準(zhǔn)管來(lái)獲得水平視線的"微傾式水準(zhǔn)儀"和利用補(bǔ)償器來(lái)獲得水平視線的"自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀"。此外,還有一種新型的水準(zhǔn)儀——"電子水準(zhǔn)儀",它配合條形碼標(biāo)尺,利用數(shù)字化圖像處理的方法,可自動(dòng)顯示高程和距離,使水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。DS3微傾式水準(zhǔn)儀1.儀器介紹圖2-3DS3微傾式水準(zhǔn)儀1-物鏡：2-目鏡；3-調(diào)焦螺旋；4-管水準(zhǔn)器；5-圓水準(zhǔn)器；6-腳螺旋；7-制動(dòng)螺旋；8-微動(dòng)螺旋；9-微傾螺旋；10-基座2.DS3微傾式水準(zhǔn)儀的使用〔1安置水準(zhǔn)儀在測(cè)站上松開(kāi)架腿的蝶形螺旋,按需要調(diào)整架腿的長(zhǎng)度,將螺旋擰緊。將三腳架開(kāi),使架頭大致水平,并將架腳的腳尖踩入土中。然后把水準(zhǔn)儀從箱中取出,將其固連在三腳架上?！?認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀指出儀器各部件的名稱(chēng),了解其作用并熟悉其使用方法；同時(shí)弄清水準(zhǔn)尺的分劃與注記?！?粗略整平水準(zhǔn)儀按"左手拇指規(guī)則",先用雙手同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)一對(duì)腳螺旋,使圓水準(zhǔn)器氣泡移至中間,再轉(zhuǎn)動(dòng)另一只腳螺旋使氣泡居中。通常需反復(fù)進(jìn)行?！?瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的步驟是：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋,使十字絲清晰；松開(kāi)水平制動(dòng)螺旋,轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡,通過(guò)望遠(yuǎn)鏡上的缺口和準(zhǔn)星初步瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺,固定水平制動(dòng)螺旋；轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋,使水準(zhǔn)尺分劃清晰；旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋,使水準(zhǔn)尺影像的一側(cè)靠近于十字絲豎絲〔便于檢查水準(zhǔn)尺是否豎直；眼睛略作上下移動(dòng),檢查十字絲與水準(zhǔn)尺分劃像之間是否有相對(duì)移動(dòng)〔視差；如果存在視差,則重新進(jìn)行目鏡與物鏡對(duì)光,消除視差?！?精確整平水準(zhǔn)儀轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋,使符合水準(zhǔn)器氣泡兩端的像吻合。注意微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向與符合水準(zhǔn)管左側(cè)氣泡移動(dòng)方向的一致性?！?讀數(shù)用十字絲中絲在水準(zhǔn)尺上讀取4位讀數(shù)。讀數(shù)時(shí),先估讀毫米數(shù),然后按米、分米、厘米及毫米一次讀出。〔2自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別在于：自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒(méi)有水準(zhǔn)管和微傾螺旋,而是在望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中裝置了補(bǔ)償器。1．視線自動(dòng)安平的原理當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后,視準(zhǔn)軸仍存在一個(gè)微小傾角α,在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器,使通過(guò)物鏡光心的水平光線經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角,仍能通過(guò)十字絲交點(diǎn),這樣十字絲交點(diǎn)上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù),即為視線水平時(shí)應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。由于無(wú)需精平,這樣不僅可以縮短水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)時(shí)間,而且對(duì)于施工場(chǎng)地地面的微小震動(dòng)、松軟土地的儀器下沉以及大風(fēng)吹刮等原因,引起的視線微小傾斜,能迅速自動(dòng)安平儀器,從而提高了水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)精度。2．自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用方法較微傾式水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)便。安置儀器后,只需用腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中,完成儀器的錯(cuò)略整平,即可用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺直接讀數(shù)。由于補(bǔ)償器有一定的補(bǔ)償圍,所以使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí),要防止補(bǔ)償器貼靠周?chē)牟考?保證其處于自由懸掛狀態(tài)。有的儀器在目鏡旁有一按鈕,它可以直接觸動(dòng)補(bǔ)償器。讀數(shù)前可輕按此按鈕,以檢查補(bǔ)償器是否處于正常工作狀態(tài),也可以消除補(bǔ)償器輕微的貼靠現(xiàn)象。如果每次觸動(dòng)按鈕后,水準(zhǔn)尺讀數(shù)變動(dòng)后又能恢復(fù)原有讀數(shù),則表示工作正常。如果儀器上沒(méi)有這種檢查按鈕,則可用腳螺旋使儀器數(shù)軸在視線方向稍作傾斜,若讀數(shù)不變則表示補(bǔ)償器工作正常。由于要確保補(bǔ)償器處于工作圍,使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)應(yīng)特別注意圓水準(zhǔn)器的氣泡居中。2.3電子水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點(diǎn)是：〔1操作簡(jiǎn)捷,自動(dòng)觀測(cè)和記錄,并立即用數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果?！?整個(gè)觀測(cè)過(guò)程在幾秒鐘即可完成,從而大大減少觀測(cè)錯(cuò)誤和誤差?！?儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件,從而可將觀測(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)入后處理,實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作自動(dòng)化和流水線作業(yè),大大提高功效。1．電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)精度電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)精度高,如瑞士徠卡公司開(kāi)發(fā)的NA2000型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.1mm,每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.01mm,每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。2．電子水準(zhǔn)儀測(cè)量原理簡(jiǎn)述與電子水準(zhǔn)儀配套使用的水準(zhǔn)尺為條形編碼尺,通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準(zhǔn)儀中裝置有行陣傳感器,它可識(shí)別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條形編碼。電子水準(zhǔn)儀攝入條形編碼后,經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字,在通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化,在顯示屏上直接顯示中絲讀數(shù)和視距。3．電子水準(zhǔn)儀的使用〔以南方電子水準(zhǔn)儀DL301為例南方電子水準(zhǔn)儀DL301為用鍵盤(pán)和安裝在側(cè)面的測(cè)量鍵來(lái)操作。由LCD顯示器顯示給使用者,并顯示測(cè)量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。觀測(cè)時(shí),電子水準(zhǔn)儀在人工完成安置與粗平、瞄準(zhǔn)目標(biāo)〔條形編碼水準(zhǔn)尺后,按下測(cè)量鍵后約3～4秒既顯示出測(cè)量結(jié)果。其測(cè)量結(jié)果可貯存在電子水準(zhǔn)儀或通過(guò)電纜連接存入機(jī)記錄器中。另外,觀測(cè)中如水準(zhǔn)標(biāo)尺條形編碼被局部遮擋＜30％,仍可進(jìn)行觀測(cè)。各鍵功能說(shuō)明鍵符鍵名功能REC記錄鍵記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。SET設(shè)置鍵進(jìn)入設(shè)置模式,設(shè)置模式是用來(lái)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、條件參數(shù)和儀器參數(shù)。MENU菜單鍵進(jìn)入菜單模式,菜單模式有下列選擇項(xiàng):標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量模式、線路測(cè)量模式、檢校模式、數(shù)據(jù)管理和格式化存／數(shù)據(jù)卡。SRCH查詢(xún)鍵用來(lái)查詢(xún)和顯示記錄的數(shù)據(jù)。IN／SO中間點(diǎn)／放樣模式鍵在連續(xù)水準(zhǔn)線路測(cè)量時(shí),測(cè)中間點(diǎn)或放樣。DIST測(cè)距鍵測(cè)量并顯示距離。MANU手工輸入鍵▲▼選擇鍵用來(lái)翻頁(yè)菜單屏幕或數(shù)據(jù)顯示屏幕。??數(shù)字移動(dòng)鍵查詢(xún)數(shù)據(jù)時(shí)的左右翻頁(yè)或字母符號(hào)輸入狀態(tài)時(shí)左右選擇。REP重復(fù)測(cè)量鍵在連續(xù)水準(zhǔn)線路測(cè)量時(shí),可用來(lái)重測(cè)已測(cè)過(guò)的后視或前視。ESC/C退出/清除鍵用來(lái)退出菜單模式或任一設(shè)置模式,也可作輸入數(shù)據(jù)時(shí)的后退清除鍵。0～9數(shù)字鍵用來(lái)輸入數(shù)字●<▼>數(shù)字、符號(hào)、字母輸入鍵在可輸入字母或符號(hào)時(shí),切換大小寫(xiě)字母和符號(hào)輸入狀態(tài)。－標(biāo)尺倒置模式用來(lái)進(jìn)行倒置標(biāo)尺輸入,并應(yīng)預(yù)先在測(cè)量參數(shù)下,將倒置標(biāo)尺模式設(shè)置為‘使用’。ENT輸入鍵用來(lái)確認(rèn)模式參數(shù)或輸入顯示的數(shù)據(jù)MEAS測(cè)量鍵用來(lái)進(jìn)行測(cè)量POWER電源開(kāi)關(guān)鍵儀器開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)★背光燈開(kāi)關(guān)打開(kāi)或關(guān)閉背光燈使用方法：應(yīng)使用配套的E型鋁制三腳架或?qū)捒蛉_架,或球頭鋁制三腳架。1.伸縮三腳架三條腿到合適的長(zhǎng)度,并擰緊腿部中間部分固定螺帽。2.固緊三腳架頭上的六角螺母,使三腳架腿不致于太松。將三腳架安置在給定點(diǎn)上,開(kāi)三腳架,使腿的間距約一米或腳架角能保證三腳架穩(wěn)定,先固定一個(gè)腳,再動(dòng)其他二個(gè)腳使水準(zhǔn)儀大致水平,如有必要可再伸縮三腳架腿的長(zhǎng)度。3.將三腳架腿踩入地面使其固定在地面上。將儀器安裝到三腳架頭上從儀器箱小心取出儀器并安置到三腳架頭上1.將三腳架中心螺旋對(duì)準(zhǔn)儀器底座上的中心,然后旋緊腳架上的中心螺旋直到將儀器固定在三架頭上。2.如果需要用水平度盤(pán)測(cè)定角度或設(shè)定一條線,則須用垂球?qū)x器精確地對(duì)中。3.利用三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中,即置平儀器,若使用球頭三腳架,則應(yīng)先輕輕松開(kāi)腳架中心螺旋,然后將儀器圍繞三腳架頭頂部轉(zhuǎn)動(dòng)使圓水準(zhǔn)器泡居中,當(dāng)氣泡位于圈即可旋緊腳架上的固定螺母。安置儀器在給定點(diǎn)上<對(duì)中>1.將垂球鉤掛在三腳架中心螺旋的垂球架上。2.然后將垂球線掛到垂球上,用滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)線的長(zhǎng)度使垂球位于合適的高度上。3.如果儀器未對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn),可將儀器移動(dòng)到該點(diǎn)上,而無(wú)須改變?nèi)_架腿與架頭之間的關(guān)系。首先將三腳架大致安置到給定點(diǎn)上,使垂球偏離該點(diǎn)約在lcm以,握住三腳架的兩條腿,相對(duì)于第三條腿進(jìn)行調(diào)節(jié),使架頭水平、高度適當(dāng),架腿開(kāi)合適可觸及地面。4.最后一邊觀察垂球和架頭一邊將每條架腿踩入地面。5.略微松開(kāi)三腳架中心螺旋,在架頭上輕輕移動(dòng)儀器,使垂球正好對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn),然后將三腳架中心螺旋旋緊。整平儀器轉(zhuǎn)動(dòng)離圓水準(zhǔn)器最遠(yuǎn)的兩個(gè)腳螺旋,使圓水準(zhǔn)器氣泡位于和上述兩個(gè)腳螺旋中心連線的垂線上<如下圖所示2.然后旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋,使氣泡居中如果氣泡仍未嚴(yán)格居中,則應(yīng)從頭開(kāi)始重復(fù)上述操作注:整平過(guò)程中不要觸動(dòng)望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)目鏡在測(cè)量操作之前,必須根據(jù)操作員的視力對(duì)望遠(yuǎn)鏡目鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)1.首先,按反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)目鏡調(diào)節(jié)環(huán),此時(shí)十字絲可能變得模糊不清。2.然后,按順時(shí)針?lè)较蚵D(zhuǎn)目鏡環(huán),直到十字絲清晰可見(jiàn)。照準(zhǔn)與調(diào)焦1.將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺,觀察提手把上的粗瞄器,使三角形標(biāo)志的頂點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺<如圖所示>2.其次,任意方向旋轉(zhuǎn)調(diào)焦螺旋直到看清標(biāo)尺。3.最后,用水平微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)標(biāo)尺,詳情見(jiàn)"標(biāo)尺的調(diào)焦與照準(zhǔn)"注:一旦水準(zhǔn)儀已經(jīng)調(diào)焦且瞄準(zhǔn)標(biāo)尺,即可一邊左、右移動(dòng)眼睛一邊通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察,按理此時(shí)十字絲和標(biāo)尺之間不會(huì)出現(xiàn)偏離,若有偏離<視差>,則應(yīng)仔細(xì)調(diào)焦儀器或調(diào)節(jié)目鏡,以使消除調(diào)焦誤差。實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步熟悉水準(zhǔn)儀的構(gòu)造及使用方法。學(xué)會(huì)普通水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)際作業(yè)過(guò)程。掌握水準(zhǔn)測(cè)量的閉合差調(diào)整方法及求出待定點(diǎn)高程。實(shí)驗(yàn)儀器1.儀器室領(lǐng)?。篠3BZ水準(zhǔn)儀一臺(tái),水準(zhǔn)尺一把,記錄板一塊。2.自備：鉛筆、草紙。實(shí)驗(yàn)容1.每個(gè)組員要獨(dú)立完成從架設(shè)水準(zhǔn)儀、錯(cuò)略整平、精平到水準(zhǔn)尺讀數(shù)的全過(guò)程。重點(diǎn)掌握消除視差及快速精確讀數(shù)的方法。2.在本組的實(shí)驗(yàn)線路中進(jìn)行一附和水準(zhǔn)線路測(cè)量,兩端為已知水準(zhǔn)點(diǎn)〔A、B,中間至少應(yīng)有一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)〔即行走路線上至少要架設(shè)兩次水準(zhǔn)儀。3.從已知水準(zhǔn)點(diǎn)A出發(fā),水準(zhǔn)測(cè)量至B點(diǎn),沒(méi)人獨(dú)立測(cè)量一遍,可以往測(cè)再反測(cè),根據(jù)已知點(diǎn)高程及各測(cè)站觀測(cè)高差,計(jì)算水準(zhǔn)路線高差閉合差,檢查是否超限,觀測(cè)合格后與指導(dǎo)教師成果對(duì)照,對(duì)閉合差進(jìn)行調(diào)整,求出中間轉(zhuǎn)點(diǎn)高程。實(shí)習(xí)場(chǎng)地在二館錢(qián),各個(gè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)分布在二館前士林路兩側(cè)〔育才路的南側(cè)。水準(zhǔn)點(diǎn)為鋼筋頭制作,用紅油漆標(biāo)注,并在旁邊用油漆標(biāo)注點(diǎn)號(hào)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組要完成一條附和水準(zhǔn)線路的測(cè)量,兩個(gè)已知點(diǎn)應(yīng)分別選在士林路東西兩側(cè)對(duì)應(yīng)個(gè)位數(shù)字相同的點(diǎn),如1組應(yīng)選擇1點(diǎn)〔東1點(diǎn)和11點(diǎn)〔西1點(diǎn),20組應(yīng)選擇10〔東10點(diǎn)和20點(diǎn)〔西10點(diǎn)。21-25點(diǎn)分布在路東,26-30分布在路西,所以第21-30組應(yīng)仿照前20組,例如25組應(yīng)選擇25點(diǎn)和30點(diǎn),26組應(yīng)選擇26點(diǎn)和21點(diǎn)。要求各組行走路線在二館前側(cè)到一館西側(cè)和八角樓東側(cè)區(qū)域,一個(gè)組員完成一次線路測(cè)量,另一個(gè)組員則由原路反測(cè)。4.實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為4學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)步驟1.使用水準(zhǔn)儀〔詳細(xì)步驟參考本章"DS3微傾式水準(zhǔn)儀的使用"<1>安置和了解S3BZ儀器?！?粗略整平。〔3瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)。2.水準(zhǔn)路線施測(cè)〔1第一站安置儀器于BM_、TP1間,水準(zhǔn)儀距前后距離大致相等。后視BM_上水準(zhǔn)尺讀出后視讀數(shù),再前視TP1點(diǎn)讀出前視讀數(shù),記錄?！?儀器搬到第二站,按上述操作,后視TP1,再前視TP2,分別讀數(shù),記錄?！?根據(jù)已知點(diǎn)高程及各測(cè)站高差,計(jì)算水準(zhǔn)路線高差閉合差,檢驗(yàn)其是否超限,其限差公式〔mm〔n為測(cè)站數(shù)?！?若高差閉合差符合要求,對(duì)高差閉合差進(jìn)行調(diào)整,計(jì)算待定C高程,否則必須重新觀測(cè)。注意事項(xiàng)水準(zhǔn)測(cè)量工作要求全組人員緊密配合,互諒互讓,禁止鬧意見(jiàn)。每次讀數(shù)前,要消除視差,并使水準(zhǔn)氣泡居中。轉(zhuǎn)點(diǎn)的立尺位置,在本站讀出后視與下站讀出前視之前不能移動(dòng)。扶尺者要將尺扶直,與觀測(cè)人員配合好。中絲讀數(shù)一律取四位有效數(shù)字,"0"不可省略。記錄手薄數(shù)據(jù),如果錯(cuò)誤不準(zhǔn)用橡皮擦改,可以劃掉,在旁邊改正。每站水準(zhǔn)儀置于前、后尺距離基本相等處,以消除或減少視準(zhǔn)軸不平行于水準(zhǔn)管軸的誤差及其它誤差的影響。記錄表格表1-1水準(zhǔn)測(cè)量記錄表資環(huán)學(xué)院___級(jí)___班___組 儀器： 天氣：觀測(cè)者： 記錄者： 日期：測(cè)站點(diǎn)號(hào)后視讀數(shù)前視讀數(shù)高差高程+-后BM_前TP1后TP1前TP2后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后前后表1-2水準(zhǔn)線路調(diào)整和計(jì)算點(diǎn)號(hào)距離測(cè)站數(shù)高差改正數(shù)改正后高差高程輔助計(jì)算經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)與使用基本知識(shí)角度測(cè)量原理角度測(cè)量包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量。水平角定義從一點(diǎn)出發(fā)的兩空間直線在水平面上投影的夾角即二面角,稱(chēng)為水平角。其圍：順時(shí)針0°～360°。如圖所示,B點(diǎn)到A、C兩目標(biāo)的方向線AB和AC在某水平面上的垂直投影B1C1和B1A1的夾角∠C1B1A1豎直角定義在同一豎直面,目標(biāo)視線與水平線的夾角,稱(chēng)為豎直角。其圍在0°～±90°之間。如圖當(dāng)視線位于水平線之上,豎直角為正,稱(chēng)為仰角〔α>0；反之當(dāng)視線位于水平線之下,豎直角為負(fù),稱(chēng)為俯角<α<0>。2.光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀是用于角度測(cè)量的儀器。所謂光學(xué)經(jīng)緯儀,主要指其度盤(pán)和讀數(shù)系統(tǒng)是采用玻璃制成的。我國(guó)生產(chǎn)的經(jīng)緯儀型號(hào)用"DJ"表示,"D","J"分別代表"測(cè)量"和"經(jīng)緯儀"。緊跟其后的下標(biāo)阿拉伯?dāng)?shù)字代表儀器的精度。經(jīng)緯儀的精度使用測(cè)量水平方向一個(gè)測(cè)回的中誤差來(lái)表征的。例如：DJ6表示用此儀器測(cè)一個(gè)測(cè)回的方向中誤差為6″的經(jīng)緯儀型號(hào)。工程測(cè)量常用DJ6級(jí)。〔1光學(xué)構(gòu)造經(jīng)緯儀的構(gòu)造可以分為照準(zhǔn)部、水平度盤(pán)和基座三部分,如圖所示為DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀外形。1．照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是指經(jīng)緯儀水平度盤(pán)之上,能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)部分的總稱(chēng)。照準(zhǔn)部主要由豎軸、望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤(pán)、讀數(shù)設(shè)備、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管和光學(xué)對(duì)中器等組成?！?豎軸照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為儀器的豎軸。通過(guò)調(diào)節(jié)照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋,可以控制照準(zhǔn)部在水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)?！?望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡用于瞄準(zhǔn)目標(biāo)。另外為了便于精確瞄準(zhǔn)目標(biāo),經(jīng)緯儀的十字絲分劃板與水準(zhǔn)儀的稍有不同,如圖3-3所示。圖圖經(jīng)緯儀的十字絲分劃板望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為橫軸。通過(guò)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋,可以控制望遠(yuǎn)鏡的上下轉(zhuǎn)動(dòng)。望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸垂直于橫軸,橫軸垂直于儀器豎軸。因此,在儀器豎軸鉛直時(shí),望遠(yuǎn)鏡繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)掃出一個(gè)鉛垂面?！?豎直度盤(pán)豎直度盤(pán)用于測(cè)量垂直角,豎直度盤(pán)固定在橫軸的一端,隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)?！?讀數(shù)設(shè)備讀數(shù)設(shè)備用于讀取水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)的讀數(shù)。〔5照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管用于精確整平儀器。水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸,當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí),經(jīng)緯儀的豎軸鉛直,水平度盤(pán)處于水平位置?！?光學(xué)對(duì)中器光學(xué)對(duì)中器用于使水平度盤(pán)中心位于測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。2．水平度盤(pán)水平度盤(pán)是用于測(cè)量水平角的。它是由光學(xué)玻璃制成的圓環(huán),環(huán)上刻有0°～360°的分劃線,在整度分劃線上標(biāo)有注記,并按順時(shí)針?lè)较蜃⒂?其度盤(pán)分劃值,為1?或30′。水平度盤(pán)與照準(zhǔn)部是分離的,當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),水平度盤(pán)并不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。如果需要改變水平度盤(pán)的位置,可通過(guò)照準(zhǔn)部上的水平度盤(pán)變換手輪,將度盤(pán)變換到所需要的位置。3．基座基座用于支承整個(gè)儀器,并通過(guò)中心連接螺旋將經(jīng)緯儀固定在三腳架上?；嫌腥齻€(gè)腳螺旋,用于整平儀器。在基座上還有一個(gè)軸座固定螺旋,用于控制照準(zhǔn)部和基座之間的銜接?！?讀數(shù)方法圖圖分微尺測(cè)微器讀數(shù)度盤(pán)上小于度盤(pán)分劃值的讀數(shù)要利用測(cè)微器讀出,DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀一般采用分微尺測(cè)微器。如圖3-4所示,在讀數(shù)顯微鏡可以看到兩個(gè)讀數(shù)窗：注有"水平"或"H"的是水平度盤(pán)讀數(shù)窗；注有"豎直"或"V"的是豎直數(shù)窗。每個(gè)讀數(shù)窗上有一分微尺。分微尺的長(zhǎng)度等于度盤(pán)上1?影像的寬度,即分微尺全長(zhǎng)代表1?。將分微尺分成60小格,每1小格代表1′,可估讀到0.1′,即6″。每10小格注有數(shù)字,表示10′的倍數(shù)。讀數(shù)時(shí),先調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡目鏡對(duì)光螺旋,使讀數(shù)窗度盤(pán)影像清晰,然后,讀出位于分微尺中的度盤(pán)分劃線上的注記度數(shù),最后,以度盤(pán)分劃線為指標(biāo),在分微尺上讀取不足1?的分?jǐn)?shù),并估讀秒數(shù)。如圖3-4所示,其水平度盤(pán)讀數(shù)為164?06′36″,豎直度盤(pán)讀數(shù)為86?51′36″。2.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)別在于它用微機(jī)控制的電子測(cè)角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：〔1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?！?采用積木式結(jié)構(gòu),可與光電測(cè)距儀組合成全站型電子速測(cè)儀,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。1．電子測(cè)角原理簡(jiǎn)介電子測(cè)角仍然是采用度盤(pán)來(lái)進(jìn)行。與光學(xué)測(cè)角不同的是,電子測(cè)角是從特殊格式的度盤(pán)上取得電信號(hào),根據(jù)電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成角度,并且自動(dòng)地以數(shù)字形式輸出,顯示在電子顯示屏上,并記錄在儲(chǔ)存器中。電子測(cè)角度盤(pán)根據(jù)取得電信號(hào)的方式不同,可分為光柵度盤(pán)測(cè)角、編碼度盤(pán)測(cè)角和電柵度盤(pán)測(cè)角等。2．電子經(jīng)緯儀的性能簡(jiǎn)介電子經(jīng)緯儀采用光柵度盤(pán)測(cè)角,水平、垂直角度顯示讀數(shù)分辨率為1″,測(cè)角精度達(dá)2″。DJD2裝有傾斜傳感器,當(dāng)儀器豎軸傾斜時(shí),儀器會(huì)自動(dòng)測(cè)出并顯示其數(shù)值,同時(shí)顯示對(duì)水平角和垂直角的自動(dòng)校正。儀器的自動(dòng)補(bǔ)償圍為±3′。3．電子經(jīng)緯儀的使用〔以DZJ5為例DZJ5電子經(jīng)緯儀使用時(shí),首先要在測(cè)站點(diǎn)上安置儀器,在目標(biāo)點(diǎn)上安置反射棱鏡,然后瞄準(zhǔn)目標(biāo),最后在操作鍵盤(pán)上按測(cè)角鍵,顯示屏上即顯示角度值。1.1.提把固定鏍釘2.調(diào)焦手輪3.分劃板座4.目鏡座5.目鏡罩6.垂直微動(dòng)手輪7.垂直制動(dòng)手輪8.鍵盤(pán)9.光學(xué)對(duì)中器10.三角底板腳螺旋圓水泡基座固定把液晶顯示器測(cè)距儀接口橫軸中心標(biāo)記17、粗瞄器座18、提把19、粗瞄器20、照準(zhǔn)部21、物鏡22、電子手簿接口注123、長(zhǎng)水泡改正鏍釘24、三角座25、圓水泡改正螺釘26、水平制動(dòng)手輪27、水平微動(dòng)手輪28、電池盒29、長(zhǎng)水泡30、分劃板照明轉(zhuǎn)換手輪1123456789101112131415161718192021222326272829302524安放儀器擺好三腳架,儀器放在三腳架上,擰緊中心螺旋。圓水泡整平旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋〔圖一、11,使氣泡居中。〔如圖五長(zhǎng)水泡整平使長(zhǎng)水泡〔圖一、29與任意二個(gè)腳螺旋連線平行〔如圖六,旋轉(zhuǎn)這二個(gè)腳螺旋使氣泡居中。把長(zhǎng)水泡轉(zhuǎn)90°,與上述二個(gè)腳螺旋連線垂直,旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋,使氣泡居中。重復(fù)上述步驟,使儀器全周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),長(zhǎng)氣泡居中〔允許偏離中心1/4格。光學(xué)對(duì)中輕輕松開(kāi)中心螺旋,平移儀器,使地面目標(biāo)與光學(xué)對(duì)中器〔圖一、9分劃板中心重合〔如圖七。然后擰緊中心螺旋。檢查長(zhǎng)水泡居中按6.3方法檢查長(zhǎng)水泡,如發(fā)現(xiàn)氣泡偏離中心,依上述步驟精確整平長(zhǎng)水泡居中。即準(zhǔn)備工作完成。視距絲測(cè)距利用望遠(yuǎn)鏡中分劃板上的視距絲讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)L,用L乘以?xún)x器的乘常數(shù)100,即為儀器和標(biāo)尺實(shí)際距離〔如圖八。具體鍵盤(pán)操作方法參加說(shuō)明書(shū)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)經(jīng)緯儀的一般構(gòu)造。2.練習(xí)經(jīng)緯儀對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的方法,掌握基本操作要領(lǐng)。3.根據(jù)本組所測(cè)的水平角結(jié)果,推算所測(cè)變的坐標(biāo)方位角,起始方向?yàn)楸窘M測(cè)站和左尺兩點(diǎn)連線方向,對(duì)應(yīng)坐標(biāo)方位角按表A給出的成果計(jì)算。實(shí)驗(yàn)儀器1.儀器室領(lǐng)?。篋J6型光學(xué)經(jīng)緯儀一臺(tái),記錄板一塊。2.自備：鉛筆,草紙。實(shí)驗(yàn)容1.實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在二館前,如圖一所示。注意各組測(cè)站點(diǎn)的位置仍與實(shí)驗(yàn)一相同。2.在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地上選好本組對(duì)應(yīng)點(diǎn)后,以二館二樓窗棱上三個(gè)塔尺中線為瞄準(zhǔn)目標(biāo)方向,并由此進(jìn)行組合水平角觀測(cè)。3.首先應(yīng)熟悉經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)和安置、讀數(shù)方法,然后每個(gè)人選擇一個(gè)夾角〔共有三個(gè)夾角可選,1尺和2尺,1尺和3尺,2尺和3尺用測(cè)回法測(cè)其水平角一個(gè)測(cè)回,并完成記錄。4.本實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)步驟1.架設(shè)儀器：將經(jīng)緯儀放置在架頭上,使架頭大致水平,旋緊連接螺旋。2.熟悉儀器各部件的名稱(chēng)和作用。3.對(duì)中：目的是使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上。采用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中時(shí),整平和對(duì)中是相互影響的。首先將儀器大略整平,光學(xué)對(duì)中器大致在測(cè)站點(diǎn)鉛垂線上。然后旋轉(zhuǎn)對(duì)中器目鏡,使十字分劃板清晰,再調(diào)焦。將儀器在腳架頂上平移,使分劃板中心與測(cè)站標(biāo)志中心重合,這時(shí)整平必定被破壞,需要再一次整平。注意,這一次不要用