光学经纬仪使用方法

1、第四章第四章 角度测量角度测量 4.1 角度测量 4.2 角度测量原理 4.3 光学经纬仪 4.4 竖直角测量 第一节第一节 角度测量概述角度测量概述 角度测量是测量的基本工作之一角度测量是测量的基本工作之一 角度测量包括水平角测量和竖直角测量角度测量包括水平角测量和竖直角测量 角度测量的主要仪器是经纬仪角度测量的主要仪器是经纬仪 角度测量的意义角度测量的意义 水平角坐标方位角坐标(确定直线的方向和点的 平面位置） 竖直角把直线的倾斜长度换算为水平长度计算三 角高程 第二节第二节 角度测量原理角度测量原理 一、水平角测量原理一、水平角测量原理 1、水平角的概念、水平角的概念 相交于一点的两方向

2、线在水平面上的垂直投影所形成的相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的 夹角，称为水平角。夹角，称为水平角。水平角一般用水平角一般用表示，角值范围为表示，角值范围为 0360。 水平角测量原理 如图如图3-1所示，所示，A、 O、B是地面上任是地面上任 意三个点，意三个点，OA和和 OB两条方向线所两条方向线所 夹的水平角，即夹的水平角，即 为为OA和和OB垂直垂直 投影在水平面投影在水平面H上上 的投影的投影O1A1和和 O1B1所构成的所构成的 角角。 2.水平角测量原理水平角测量原理 如图如图3-1所示，可在所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一点的上方任意高度处，水平安置一

3、 个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上；点的铅垂线上； 通过通过OA和和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘 上截取的读数分别为上截取的读数分别为a和和b，则水平角，则水平角的角值为：的角值为： （3-1） 用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置 水平度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线水平度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线 上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还 能在竖直面内

4、转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计 制造的测角仪器。制造的测角仪器。 ab 二、竖直角测量原理二、竖直角测量原理 1、竖直角的概念、竖直角的概念 观测目标的方向（视线）与同一竖直观测目标的方向（视线）与同一竖直 面内的水平线之间的夹角，称为该方面内的水平线之间的夹角，称为该方 向线的竖直角，又称垂直角、倾角。向线的竖直角，又称垂直角、倾角。 通常用通常用表示。其角值范围为表示。其角值范围为0 90。 仰角仰角:其角值为正；俯角其角值为正；俯角:其角值为负。其角值为负。 2、竖直角原理、竖直角原理 如图如图3-11所示所示 + B A O 图3-

5、11 垂直角测量原理 第三节第三节 光学经纬仪光学经纬仪 光学经纬仪的类型很多，按其精度划可分为光学经纬仪的类型很多，按其精度划可分为DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJ15等级系列。等级系列。 D: 大地测量；大地测量；J:经纬仪经纬仪,汉语拼音第一个字母。汉语拼音第一个字母。 “07”、“1”、“2”等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标，等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标， 数字愈小，精度愈高。数字愈小，精度愈高。 这里重点介绍这里重点介绍DJ6级光学经纬仪的构造和使用方法。级光学经纬仪的构造和使用方法。 一、一、J6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造 光学经纬仪由照准部、基座、轴系三部分

6、组成。光学经纬仪由照准部、基座、轴系三部分组成。 （一）照准部（一）照准部 照准部的主要部件有望远镜、水准器、转动控制装置、读数设备、度盘等。照准部的主要部件有望远镜、水准器、转动控制装置、读数设备、度盘等。 1.望远镜望远镜 光望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成光望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成 。 视准轴：物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。视准轴：物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。 视差：目标的影象与十字丝平面不重合的现象称为视差。视差：目标的影象与十字丝平面不重合的现象称为视差。 消除视差的方法：消除视差的方法： 将望远镜朝向天空或一

7、明亮的物体，转动目镜筒，直至看清十字丝。将望远镜朝向天空或一明亮的物体，转动目镜筒，直至看清十字丝。 将望远镜照准目标，转动调焦透镜使目标清晰地成象在十字丝平面上。将望远镜照准目标，转动调焦透镜使目标清晰地成象在十字丝平面上。 电电 子子 经经 纬纬 仪仪 光电测距仪光电测距仪 全站型电子速测仪全站型电子速测仪 2.水准器水准器 水准器：圆水准器、管水准水准器：圆水准器、管水准 器器 。圆水准器用于粗略整平。圆水准器用于粗略整平 仪器，管水准器用于精确整平仪器，管水准器用于精确整平 仪器。仪器。 3.水平度盘水平度盘 （1）分微尺测微器读书方法）分微尺测微器读书方法 先读取度盘读数；先读取度盘

8、读数； 再以度盘分化线为准读取测微再以度盘分化线为准读取测微 尺上的整分数；尺上的整分数； 最后估读秒数至测微器一格的最后估读秒数至测微器一格的 十分之一（十分之一（6“） 水平度盘水平度盘 （2)、单平板玻璃测微器单平板玻璃测微器 读数方法读数方法 先转动测微轮，使双指标先转动测微轮，使双指标 线被一条度盘分划线平分，线被一条度盘分划线平分， 读取度盘上的整度数或读取度盘上的整度数或 30分数；分数； 在以单指标线为准读取分在以单指标线为准读取分 秒数，估读秒数至测微器秒数，估读秒数至测微器 一格的十分之一（一格的十分之一（2“） 第三节第三节 水平角观测方法水平角观测方法 一、经纬仪的安置

9、一、经纬仪的安置 1、对中、对中 仪器中心与测点中心对在仪器中心与测点中心对在 一条铅垂线上。一条铅垂线上。 方法：垂球对中；光学对方法：垂球对中；光学对 中。中。 要求：垂球对中偏差要求：垂球对中偏差 3mm；光学对中偏差；光学对中偏差 1mm； 2 、整平、整平 使水平度盘水平使水平度盘水平 3.4 水平角观测水平角观测 经纬仪的安置经纬仪的安置 瞄准目标瞄准目标 读数读数 1.安置三脚架，粗平，粗安置三脚架，粗平，粗 对中；对中； 2.装照准部，拧紧连接螺装照准部，拧紧连接螺 旋；旋； 3.用脚螺旋使光学对中器用脚螺旋使光学对中器 对中；对中； 4.伸缩架腿整平圆气泡；伸缩架腿整平圆气泡

10、； 5.用脚螺旋整平长气泡；用脚螺旋整平长气泡； 6.松连接螺旋再精确对中；松连接螺旋再精确对中； 7.用脚螺旋精平长气泡。用脚螺旋精平长气泡。 8.若不符合要求，再重复若不符合要求，再重复 6、7步。步。 二、测角方法二、测角方法 1、测回法、测回法（适用于观测两个方向之间的单角）（适用于观测两个方向之间的单角） （1）水平度盘归零）水平度盘归零 （2）用盘左（正镜）位置观测）用盘左（正镜）位置观测 左左 = b1 - a1 (3) 用盘右（倒镜）位置观测用盘右（倒镜）位置观测 右 = b2 - a2 （4）上半测回和下半测回构成一测回。上半测回和下半测回构成一测回。 2、方向观测法、方向观

11、测法 A B O 图3-9 水平角测 量（测回法） 1 a 1 a 二、测角方法二、测角方法 1、测回法、测回法（适用于观测两个方向之间的单角）（适用于观测两个方向之间的单角） A B O 图3-9 水平角测 量（测回法） 1 a 1 a 盘左观测盘左观测 竖直度盘竖直度盘 盘右观测盘右观测 竖直度盘竖直度盘 水平角观测记录表水平角观测记录表 测站 目标盘位水平盘读数 半测回角值 平均角值 备 注 O A 左 00 01 24 78 25 24 78 25 30 B78 26 48 A 右 180 01 36 78 25 36 B258 27 12 第四节第四节 竖直角度观测竖直角度观测 一、

12、竖直度盘构造一、竖直度盘构造 0 90 180 270 0 180 90 270 竖盘指标水准管 竖盘指标 a） b） 图3-13 竖直度盘刻度注记（盘左位置） 二、竖直角计算方法二、竖直角计算方法 回 顾 水平角测量原理 经纬仪的构造 仪器的读数方法 经纬仪的安置使用 水平角的观测方法 一、经纬仪的安置使用 经纬仪的使用包括架设仪器、对中与整 平、调焦与瞄准和读数四项基本操作。 （一）架设仪器 先将三脚架放置在地面上，使架头大致水 平，再将仪器从仪器箱内取出，旋紧中心螺 旋。 （二）对中与整平 1对中的目的： 使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂 线上。 2整平的目的： 使仪器水平读盘居于水平

13、位置。 3对中的方法： 有垂球对中和光学对点器对中两种。 （1）垂球对中及整平的步骤： 安置三脚架：高度适中，使测点在垂球正下方， 且架头尽可能水平； 粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中； 精确整平：调节脚螺旋，使管水准气泡居中； 精确对中：移动基座，精确对中; 重复 、 两步，直到完全对中、整平。 （2）光学对点器对中及整平的步骤： 安置仪器：高度适中，使测点在视场内； 强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心 与测点重合； 粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中； 精确整平：调节脚螺旋，使管水准气泡居中； 精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、 左右移动，不能旋转）； 重复 、两步，直

14、到完全对中、整平。 （三）调焦与瞄准 1目的：视准轴对准观测目标的中心。 2方法： 调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰； 利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋； 调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意除差； 调节制动、微动螺旋，精确瞄准。 测水平角 用双丝夹 粗目标 测竖直角 用横丝切 目标顶部 （四）读数 方法： 打开反光镜，使读数 窗光线均匀； 调焦使读数窗分划清晰 （注意消除视差）； 按不同的测微器直接 读取水平、竖直度盘 读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。 水平角：21506 48 竖直角： 7852 00 二、水平角的观测方法 盘左：观测者对着望远镜的目镜时，竖盘 在望远镜的左边

15、，又称正镜。 盘右：观测者对着望远镜的目镜时，竖盘 在望远镜的右边，又称倒镜。 测回法（只有两个方向） O A B 1、操作步骤 安置仪器于O点，对中整平； 盘左（正镜）精确瞄准A A点， 度盘归零，记录读数； 顺时针转动仪器，精确瞄准B点读数； 以上三步称盘左半测回或上半测回 盘右（倒镜），精确瞄准A点读数； 逆时针转动仪器，瞄准B点读数。 以上两步称盘右半测回或下半测回 2、记录与计算（见表3.1) 盘左（正镜）观测 瞄A，记录 a左= 00036 瞄B，记录 b左= 684248 上半测回的角值： 左= b左- a左= 684212 盘右（倒镜）观测 瞄B， 记录 b右= 2484230

16、 瞄A， 记录 a右= 1800024 下半测回角值： 右= b右- a右= 684206 一测回角值 902468 2 右左 检核 对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足： ，否则，应重测。 当测角精度要求较高时，需观测多个测回： 第一测回度盘归零； 其他各测回间按180/n（n为测回数）的差 值，变换度盘； 各测回角值之差不得超过40； 取各测回平均值作为最后结果。 0 4 右左 测站 竖盘 目 标 水平度盘读数 半测回角值一测回角值各测回角值备 注 第一 测回 O 第二 测回 O 左 左 右 右 A B A B A B A B 0 00 36 68 42 48 68 42 12 68

17、 42 09 180 00 24 248 42 30 68 42 06 68 42 15 90 10 12 158 52 30 270 10 18 338 52 42 68 42 18 68 42 24 68 42 21 测回法观测手簿 表7.2 小 结 1、经纬仪的使用包括架设仪器、对中与整 平、调焦与瞄准和读数四项基本操作。 2、水平角观测方法测回法 A B O A1 B1 O1 O2 a b 水平面 水平角测量原理 1、水平角：相交的两条直线之间的夹角在水平 面上的投影。 2、原理： OA投影在水平度 盘上读数为a，OB投 影在水平度盘上读 数为b。 则： ab 角值取值范围：0360 返回 返回 读数方法分测微尺和测微器两种方法。 测微尺测微器 水平读数：215 0648 竖直读数：78 5200 竖直读数：92 17 30 水平读数：转动测微轮重合读数 返回 经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具有测钎、 标杆和觇牌等。 返回 O A B 返回 o oo A B 返回 三、竖直角观测三、竖直角观测 1、瞄准、瞄准 + B A O 图3-11 垂直角测量原理 图3-16 垂直角测量瞄准 竖直角观测竖直角观测 2、指标水准管气泡居中、指标水准管气泡居中 （现在的仪器都有竖盘自动归零装置）（现在的仪器都