第四章角度、距离

1、2022-3-2814.14.1角度测量原理角度测量原理4.24.2经纬仪经纬仪4.34.3角度测量方法角度测量方法4.44.4水平角观测的误差和精度水平角观测的误差和精度4.54.5经纬仪的检验和校正经纬仪的检验和校正4.64.6距离测量距离测量4.74.7光电测距的误差分析光电测距的误差分析4.84.8全站仪和自动全站仪全站仪和自动全站仪4.94.9三角高程测量三角高程测量第四章第四章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪2022-3-282 角度测量包括角度测量包括 水平角测量水平角测量和和竖直角测量竖直角测量。 水平角测量水平角测量用于确定点的平面位置。用于确定点的平面位置。

2、竖直角测量竖直角测量用于测定高差或将用于测定高差或将 倾斜距离改化成水平距离。倾斜距离改化成水平距离。 常用仪器常用仪器 经纬仪经纬仪 全站仪全站仪2022-3-283 水平角：相交的两直线之间的夹角在水平角：相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影。水平面上的投影。ABOab1O1A1B2O ab 仪器安置的高低及瞄准目标的高低不同部位对水平角的观测有无影响？角值范围：03602022-3-284一、水平角测量原理一、水平角测量原理 地面上两条直线之间的夹角在水平面上的地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角，角值投影称为水平角，角值0 0360360。如图所。如图所示，示，A A、

3、B B、O O为地面上的任意点，通为地面上的任意点，通OAOA和和OBOB直线各直线各作一垂直面，并把作一垂直面，并把OAOA和和OBOB分别投影到水平投影面分别投影到水平投影面上，其投影线上，其投影线O O1 1A A1 1和和O O1 1B B1 1的夹角的夹角A A1 1O O1 1B B1 1，就是，就是AOBAOB的水平角。的水平角。 4.1 角度测量原理角度测量原理2022-3-285 如果在角顶如果在角顶O O上安上安置一个按顺时针注记的置一个按顺时针注记的全圆量角器（称为度全圆量角器（称为度盘），其度盘中心盘），其度盘中心O O2 2在在通过测站通过测站O O点的铅垂线上，点的

4、铅垂线上，设设OAOA和和OBOB两条方向线在两条方向线在水平刻度盘上的投影读水平刻度盘上的投影读数为数为a a和和b b，则水平角为：，则水平角为： = b-a= b-a2022-3-286二、竖直角测量原理二、竖直角测量原理1.1.竖直角：是在同一竖直面内，倾斜视线与水平线竖直角：是在同一竖直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角，简称竖角，竖直角也称倾斜角，用之间的夹角，简称竖角，竖直角也称倾斜角，用表示。表示。 竖直角是由水平线起算量到目标方向的角度。竖直角是由水平线起算量到目标方向的角度。其角值从其角值从0 0- -9090。当视线方向在水平线之上。当视线方向在水平线之上时，称为仰角，符号

5、为正（时，称为仰角，符号为正（+ +）；视线方向在水平）；视线方向在水平线之下时，称为俯角，符号为负（线之下时，称为俯角，符号为负（- -）如图）如图5-25-2所所示。示。 2022-3-2872.2.天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线的天天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫天顶距，用顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫天顶距，用Z Z表示。天顶距的大小由表示。天顶距的大小由0 0-180-180。水平线方向水平线方向天天顶顶方方向向铅铅垂垂线线方方向向ZBOZAAB2022-3-2883.3.竖直角测量原理：如果在测站点竖直角测量原理：如果在测站点O O上

6、安置一个上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线，设照准目标点平视线，设照准目标点A A时视线的读数为时视线的读数为n n，水平，水平视线的读数为视线的读数为m m，则竖直角为：，则竖直角为： = = n n - - m m 2022-3-289 测定竖直角同水平角一样，其角值也是度盘测定竖直角同水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差，所不同的是两方向中必须上两个方向读数之差，所不同的是两方向中必须有一个是水平方向。而当视线水平时，其竖盘读有一个是水平方向。而当视线水平时，其竖盘读数应为定值，应为数应为定值，应为9090的倍数，

7、因此在测定竖直的倍数，因此在测定竖直角时，只需读取目标点的竖盘读数，即可计算出角时，只需读取目标点的竖盘读数，即可计算出竖直角。竖直角。2022-3-2810根据水平角和竖直角测量原理，要制造一台根据水平角和竖直角测量原理，要制造一台既能够观测水平角又能观测竖直角的仪器，既能够观测水平角又能观测竖直角的仪器，它必须要满足几个必要条件：它必须要满足几个必要条件： 1.1.仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。 2.2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所形成的是竖直面。上下转动时所形成的是竖直面。 3.

8、3.要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划的圆盘。的圆盘。 4.4.要有能指示度盘上读数的指标。要有能指示度盘上读数的指标。 经纬仪就是能同时满足这几个必要条件的用于角经纬仪就是能同时满足这几个必要条件的用于角度测量的仪器。度测量的仪器。2022-3-2811一、经纬仪的构造及分类一、经纬仪的构造及分类v1 1、经纬仪的构造：照准部、水平度盘和基座、经纬仪的构造：照准部、水平度盘和基座4.2 4.2 经经 纬纬 仪仪2022-3-2812v2 2、经纬仪的分类：游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪、经纬仪的分类：游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪v3 3

9、、经纬仪的型号：、经纬仪的型号：DJDJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6和和DJDJ15152022-3-2813游标经纬仪1、游标经纬仪：金属度盘游标经纬仪：金属度盘2022-3-28142 2、光学经纬仪：、光学经纬仪：通过光学度盘（玻璃度盘）的放大来读通过光学度盘（玻璃度盘）的放大来读数数2022-3-28152022-3-2816Wild第一台电子经纬仪第一台电子经纬仪(1978年生产年生产)- TC1电子经纬仪电子经纬仪3 3、电子经纬仪：、电子经纬仪：用电子学的方法来读数的经纬仪。用电子学的方法来读数的经纬仪。17技术项目技术项目一测回水平一测回水平方向中误

10、差方向中误差望远镜有效望远镜有效孔径不小于孔径不小于望远镜放大望远镜放大倍数不小于倍数不小于水准管水准管分划值分划值水平度盘水平度盘垂直度盘垂直度盘主要用途主要用途经纬仪等级经纬仪等级 DJ1 DJ2 DJ6 DJ1 DJ2 DJ6 1 1 2 2 6 6 二等平面控制二等平面控制测量及精密测量及精密工程测量工程测量60mm 40mm 40mm60mm 40mm 40mm3030倍倍 2828倍倍 2626倍倍 6 6 /2mm 20/2mm 20 /2mm 30/2mm 30 /2mm /2mm 10 10 /2mm 20/2mm 20 /2mm 30/2mm 30 /2mm /2mm 三、

11、四等平面三、四等平面控制测量及控制测量及一般工程测量一般工程测量图根控制测量图根控制测量 及及一般工程测量一般工程测量技术参数技术参数 表表3-13-1经纬仪系列经纬仪系列技术参数技术参数和用途和用途2022-3-2818二、光学经纬仪（性能稳定）二、光学经纬仪（性能稳定）J J6 6光学光学经纬仪经纬仪2022-3-28192022-3-2820J J2 2光学光学经纬仪经纬仪2022-3-28212022-3-28221 1、主要部件、主要部件v望远镜望远镜 望远镜用于精确瞄准目标。它在支架望远镜用于精确瞄准目标。它在支架上可绕横轴在竖直面内作仰俯转动，并由望远镜上可绕横轴在竖直面内作仰俯

12、转动，并由望远镜制动扳钮和望远镜微动螺旋控制。经纬仪的望远制动扳钮和望远镜微动螺旋控制。经纬仪的望远镜与水准仪的望远镜相同，由物镜、调焦镜、十镜与水准仪的望远镜相同，由物镜、调焦镜、十字丝分划板、目镜和固定它们的镜筒组成。望远字丝分划板、目镜和固定它们的镜筒组成。望远镜的放大倍率一般为镜的放大倍率一般为20-4020-40倍。倍。2022-3-2823v水准器水准器 照准部上设有一个管水准器和一个圆照准部上设有一个管水准器和一个圆水准器，与脚螺旋配合，用于整平仪器。和水准水准器，与脚螺旋配合，用于整平仪器。和水准仪一样，圆水准器用作粗平，而管水准器则用于仪一样，圆水准器用作粗平，而管水准器则用

13、于精平。精平。2022-3-2824v水平度盘和竖直度盘水平度盘和竖直度盘 水平度盘和竖直度盘都水平度盘和竖直度盘都由玻璃制成，度盘平面的圆周边缘刻有等间隔的分由玻璃制成，度盘平面的圆周边缘刻有等间隔的分划线，相邻两分划线的间隔所对的圆心角称为度盘划线，相邻两分划线的间隔所对的圆心角称为度盘的格值。的格值。0 09090180180270270 J J6 6光学经纬仪的度盘格值为光学经纬仪的度盘格值为1 1 J J2 2光学经纬仪的格值为光学经纬仪的格值为2020 威特威特T T3 3（相当于（相当于J J1 1）经纬仪的的格值为）经纬仪的的格值为44 不足不足1 1个格值的角值采用光学测微器

14、测定个格值的角值采用光学测微器测定2022-3-2825v水平度盘用于观测水平角，度盘边缘按顺时针水平度盘用于观测水平角，度盘边缘按顺时针方向刻有方向刻有0 0360360的分划。水平度盘与一金属的的分划。水平度盘与一金属的空心轴套结合，套在竖轴轴套的外面，并可自由空心轴套结合，套在竖轴轴套的外面，并可自由转动。转动。v竖直度盘用于观测竖直角，安装在横轴的一端，竖直度盘用于观测竖直角，安装在横轴的一端，并随望远镜一起转动。若其竖直度盘同侧的支架并随望远镜一起转动。若其竖直度盘同侧的支架上没有竖盘指标水准管，则在竖盘内部装有自动上没有竖盘指标水准管，则在竖盘内部装有自动归零装置，只要将支架上的自

15、动归零开关转到归零装置，只要将支架上的自动归零开关转到“ON”ON”，竖盘指标即处于正确位置。不测竖直角，竖盘指标即处于正确位置。不测竖直角时，将竖盘指标自动归零开关转到时，将竖盘指标自动归零开关转到“OFF”OFF”，以保，以保护其自动归零装置。竖盘的注记方向有顺时针和护其自动归零装置。竖盘的注记方向有顺时针和逆时针两类。当视线水平，竖盘指标水准管气泡逆时针两类。当视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左的读数为居中时，盘左的读数为0 0或或9090（如图（如图5-45-4）。）。2022-3-2826l 竖盘注记形式竖盘注记形式0901802700901802700901802700901

16、80270逆时针注记顺时针注记盘左盘右2022-3-28272 2、读数设备、读数设备（1 1）分微尺测微器：如图）分微尺测微器：如图5-55-5图图5-55-5分微尺测微器读数窗分微尺测微器读数窗水平度盘读数水平度盘读数18018006180618竖直度盘读数竖直度盘读数7575570657060123465H，Hz, ,水平：均指平盘。水平：均指平盘。V，T，垂直：均指竖盘，垂直：均指竖盘度盘最小分划值：度盘最小分划值：1分微尺分划值：分微尺分划值： 1估读至：估读至： 0.128单平板玻璃测微尺型读数装置单平板玻璃测微尺型读数装置05107106105595860107106105605

17、9582025读数时，先转动测微轮，使度读数时，先转动测微轮，使度盘某分划线夹于双指标线中间，盘某分划线夹于双指标线中间，读出读盘度数，再根据单指标读出读盘度数，再根据单指标线在测微尺上读出分和秒数，线在测微尺上读出分和秒数，相加即为全部读数。相加即为全部读数。水平读盘读数为：水平读盘读数为：595922102210竖直度盘读数为：竖直度盘读数为：10631031063103中间为竖直度盘中间为竖直度盘下面为水平读盘下面为水平读盘2022-3-2829（2 2）双平板玻璃测微器：如图）双平板玻璃测微器：如图5-65-62022-3-2830对径符合测微对径符合测微v(1) (1) 当读数窗为左

18、图时，转动测微轮控制二个当读数窗为左图时，转动测微轮控制二个光楔同时偏转，其折光作用使光线相对移动，光楔同时偏转，其折光作用使光线相对移动，度盘对径读数分划线对称重合，如右图。度盘对径读数分划线对称重合，如右图。v(2)(2)在读数窗中读取视场左侧正象度数。在读数窗中读取视场左侧正象度数。v(3)(3)读整十分。数正象度数分划与相应对径倒象读整十分。数正象度数分划与相应对径倒象度数度数( (相差相差180180) )分划之间的格数分划之间的格数n n，得整，得整1010的角值为的角值为n n1010。 v(4)(4)读取测微窗分、秒的角值。读取测微窗分、秒的角值。v(5)(5)计算整个读数结果

19、。计算整个读数结果。2022-3-2831如图中整读数是如图中整读数是163163图中是图中是3030即即3 31010有的仪器将数格数有的仪器将数格数n n得得整整1010的方法改进为的方法改进为直读整直读整n n1010的数字的数字读取测微窗分、秒的读取测微窗分、秒的角值。右图是角值。右图是816.3816.3。计算整个读数结果，计算整个读数结果，得得1631633816.33816.3。2022-3-2832数字化读数数字化读数读数前先转动测微轮，读数前先转动测微轮，使中间窗口度盘对径使中间窗口度盘对径刻划线重合，刻划线重合，左图读数为：左图读数为：1231234812.24812.22

20、022-3-28332. 2. 读数设备读数设备 水平度盘分划和竖直度盘分划经读数光学系水平度盘分划和竖直度盘分划经读数光学系统，成像在读数显微镜中。统，成像在读数显微镜中。2022-3-2834三、电子经纬仪三、电子经纬仪v它与光学经纬仪根本区别在于用微处理机控制的它与光学经纬仪根本区别在于用微处理机控制的电子测角系统代替光学读数系统，能自动显示测电子测角系统代替光学读数系统，能自动显示测量数据。量数据。v电子经纬仪测角系统有编码度盘测角系统、光栅电子经纬仪测角系统有编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和条码度盘测角系统。度盘测角系统和条码度盘测角系统。2022-3-28351 1、编码度盘测

21、角系统、编码度盘测角系统 下图为一个二进制编码度盘图。整个度盘圆周均匀地下图为一个二进制编码度盘图。整个度盘圆周均匀地分成分成1616个区间，从里到外有四道环个区间，从里到外有四道环( (称为码道称为码道) )，黑色部分，黑色部分为非透光区为非透光区( (或称非导电区或称非导电区) )，白色部分为透光区，白色部分为透光区( (或导电或导电区区) )。设透光。设透光( (或导电或导电) )为为0 0，不透光，不透光( (或不导电或不导电) )为为1 1。根据两。根据两区间的不同状态，便可测出该两区间的夹角。区间的不同状态，便可测出该两区间的夹角。 区间区间编码编码区间区间编码编码区间区间编码编码

22、区间区间编码编码000004010081000121100100015010191001131101200106011010101014111030011701111110111511112022-3-2836 编码度盘测角的原理：编码度盘测角的原理： 在度盘的上部为发光二极管，度盘下面的相对位置在度盘的上部为发光二极管，度盘下面的相对位置上是光电二极管。对于码道的透光区，发光二极管的光上是光电二极管。对于码道的透光区，发光二极管的光信号能够通过而使光电二极管接收到这个信号，使输出信号能够通过而使光电二极管接收到这个信号，使输出为为0 0。对于码道的不透光区，光电二极管接收不到信号，。对于码道

23、的不透光区，光电二极管接收不到信号，则输出为则输出为1 1。 1001-E-E旋转轴发光二极管光电二极管R2022-3-2837 编码度盘的角度分辨率编码度盘的角度分辨率与区间数与区间数s s有关，而有关，而区间数又取决于码道数区间数又取决于码道数n n，它们之间的关系为：，它们之间的关系为：ssn360 ,2 由此可见，四码道编码度盘的角度分辨率为由此可见，四码道编码度盘的角度分辨率为22.522.5。为提高角度分辨率，必须增加码道数，但受。为提高角度分辨率，必须增加码道数，但受光电器件尺寸的限制，这种方法是很困难的。故直接光电器件尺寸的限制，这种方法是很困难的。故直接利用该法利用该法精度较

24、低精度较低。2022-3-2838编码度盘的缺点：编码度盘的缺点：v直接利用编码度盘不容易达到较高的测角精度。直接利用编码度盘不容易达到较高的测角精度。 当光电二极管位置紧靠码区边缘时，可能会误当光电二极管位置紧靠码区边缘时，可能会误读为邻区的代码，使读数发生大错，后来发明读为邻区的代码，使读数发生大错，后来发明了一种循环码了一种循环码( (又称葛莱码又称葛莱码) )，使相邻码区间只，使相邻码区间只有一个码不同，减少误码的可能性。有一个码不同，减少误码的可能性。 2022-3-28392022-3-28402 2、光栅度盘测角系统、光栅度盘测角系统 在光学玻璃盘上径向均匀地刻出许多径向刻在光学

25、玻璃盘上径向均匀地刻出许多径向刻线，就形成了光栅度盘。如果光栅度盘与密度相线，就形成了光栅度盘。如果光栅度盘与密度相同的指示光栅同的指示光栅( (相当于度盘的零指标线相当于度盘的零指标线) )叠置，将叠置，将产生莫尔条纹。产生莫尔条纹。2022-3-2841 设设d d是光栅度盘相对于固定光栅的移动量，是光栅度盘相对于固定光栅的移动量，是莫尔条纹在径向的移动量，两光栅间的夹角为是莫尔条纹在径向的移动量，两光栅间的夹角为，则其关系式为：则其关系式为： 由上式可见，只要两光栅之间的夹角较小，很小由上式可见，只要两光栅之间的夹角较小，很小的光栅移动量就会产生很大的条纹移动量。的光栅移动量就会产生很大

26、的条纹移动量。 cot d2022-3-2842 当度盘随照准部转动时，由发光管发出的光信当度盘随照准部转动时，由发光管发出的光信号通过莫尔条纹落到光电管上。度盘每转动一条光号通过莫尔条纹落到光电管上。度盘每转动一条光栅，莫尔条纹就移动一周期。通过莫尔条纹的光信栅，莫尔条纹就移动一周期。通过莫尔条纹的光信号强度也变化一周期，所以光电管输出的电流就变号强度也变化一周期，所以光电管输出的电流就变化一周期。化一周期。 在照准目标的过程中，仪器接收元件可累计出在照准目标的过程中，仪器接收元件可累计出条纹的移动量，从而测出光栅的移动量，经转换最条纹的移动量，从而测出光栅的移动量，经转换最后得到角度值。后

27、得到角度值。2022-3-28433、条码度盘、条码度盘 条码由一组按一定编码规则排列的线条、空白符号，用以条码由一组按一定编码规则排列的线条、空白符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息，条码度盘使用条码表示一定的字符、数字及符号组成的信息，条码度盘使用条码信息区分度盘的角度信息。信息区分度盘的角度信息。 测角原理：由发光管发出的光线通过一定光路照亮度盘上测角原理：由发光管发出的光线通过一定光路照亮度盘上的一组条形码，该条形码由一线性的一组条形码，该条形码由一线性CCD阵列识别，经一个阵列识别，经一个8位位A/D转换器读出。转换器读出。 采用一次测量包含多组条采用一次测量包含多组条码，

28、在对径设置多个条码探测码，在对径设置多个条码探测装置，以提高角度读数精度和装置，以提高角度读数精度和消除度盘偏心差。消除度盘偏心差。发光管发光管光路系统光路系统条码度盘条码度盘线性线性CCDCCD阵列阵列2022-3-28444.3 4.3 角度观测方法角度观测方法一、经纬仪的使用一、经纬仪的使用 1 1、仪器的安置、仪器的安置 仪器的安置包括对中和整平。仪器的安置包括对中和整平。v对中的目的：是使仪器水平度盘的中心与测站对中的目的：是使仪器水平度盘的中心与测站点位于同一条铅垂线上。点位于同一条铅垂线上。v整平的目的：是使仪器的水平度盘水平，竖轴整平的目的：是使仪器的水平度盘水平，竖轴竖直。竖

29、直。2022-3-2845对中对中（1 1）利用垂球安置经纬仪：）利用垂球安置经纬仪： 对中对中 张开脚架，调节脚架腿，使其高度适张开脚架，调节脚架腿，使其高度适宜，并通过目估使架头水平、架头中心大致宜，并通过目估使架头水平、架头中心大致对准测站点。对准测站点。 从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋紧连接螺旋，并挂上锤球。如锤球尖偏离测紧连接螺旋，并挂上锤球。如锤球尖偏离测站点较远，则需移动三脚架，使锤球尖大致站点较远，则需移动三脚架，使锤球尖大致对准测站点，然后将脚架尖踩实。对准测站点，然后将脚架尖踩实。 略微松开连接螺旋，在架头上移动仪器，略微松开连接螺旋，在架

30、头上移动仪器，直至锤球尖准确对准测站点，最后再旋紧连直至锤球尖准确对准测站点，最后再旋紧连接螺旋。垂球对中误差不应大于接螺旋。垂球对中误差不应大于3mm3mm。2022-3-2846 整平整平 旋转照准部，使水准管平行于任一对脚螺旋旋转照准部，使水准管平行于任一对脚螺旋 如图如图A A 。转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。 将照准部旋转将照准部旋转9090，转动第三个脚螺旋，使水准管气，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中泡居中 如图如图BB。 按以上步骤重复操作，直至水准管在任何位置气泡都按以上步骤重复操作，直至水准管在任何位置气泡都居中为止。居中为止。气

31、泡居中，气泡居中，1 1、2 2等高等高123123气泡居中，气泡居中，3 3与与1 1、2 2等高等高2022-3-2847（2 2）使用光学对中器安置经纬仪）使用光学对中器安置经纬仪v首先通过目估初步对中（也可利用锤球），首先通过目估初步对中（也可利用锤球），旋转对中器目镜看清分划板上的刻划圆圈，旋转对中器目镜看清分划板上的刻划圆圈，再拉伸对中器的目镜筒，使地面标志点成再拉伸对中器的目镜筒，使地面标志点成像清晰。转动脚螺旋使标志点的影像移至像清晰。转动脚螺旋使标志点的影像移至刻划圆圈中心。刻划圆圈中心。v然后，通过伸缩三脚架腿，调节三脚架的然后，通过伸缩三脚架腿，调节三脚架的长度，使经纬仪

32、圆水准器气泡居中，再调长度，使经纬仪圆水准器气泡居中，再调节脚螺旋精确整平仪器。节脚螺旋精确整平仪器。v接着通过对中器观察地面标志点，如偏刻接着通过对中器观察地面标志点，如偏刻划圆圈中心，可稍微松开连接螺旋，在架划圆圈中心，可稍微松开连接螺旋，在架头移动仪器，使其精确对中，此时，如水头移动仪器，使其精确对中，此时，如水准管气泡偏移，则再整平仪器，如此反复准管气泡偏移，则再整平仪器，如此反复进行，直至对中、整平同时完成。光学对进行，直至对中、整平同时完成。光学对中器的对中误差可小于中器的对中误差可小于1mm1mm。图3-142022-3-2848三脚架架设三脚架架设要求：高度适要求：高度适当，架

33、头概平，当，架头概平，大致对中，稳大致对中，稳固可靠。固可靠。仪器架设对中整平对中整平B2022-3-2849(3)(3)激光对中激光对中 先把仪器安置在脚架上，旋紧连接螺旋。然先把仪器安置在脚架上，旋紧连接螺旋。然后旋转脚螺旋使其位于中间位置。打开激光对中后旋转脚螺旋使其位于中间位置。打开激光对中器，同时仪器上显示电子水准器的图形。然后移器，同时仪器上显示电子水准器的图形。然后移动脚架使激光束对准地面点，踩紧脚架，旋转脚动脚架使激光束对准地面点，踩紧脚架，旋转脚螺旋使激光束精确对准地面点。之后伸缩脚架腿，螺旋使激光束精确对准地面点。之后伸缩脚架腿，使圆水准器居中，完成粗平。然后旋转脚螺旋使使

34、圆水准器居中，完成粗平。然后旋转脚螺旋使电子气泡居中，进行精平。再平移基座使激光束电子气泡居中，进行精平。再平移基座使激光束精确对准地面点。反复进行，直至电子气泡居中，精确对准地面点。反复进行，直至电子气泡居中，激光束精确对准地面点，最后关闭电子水准器和激光束精确对准地面点，最后关闭电子水准器和激光对中器。激光对中器。2022-3-2850强制对中强制对中在进行特种精密工程测量操作时，在进行特种精密工程测量操作时，由于其精度要求特别高，采用垂球由于其精度要求特别高，采用垂球对中，光学对中或激光对中时对中对中，光学对中或激光对中时对中误差在总体误差中会产生显著的影误差在总体误差中会产生显著的影响

35、，因此采用精密仪器观测时多采响，因此采用精密仪器观测时多采用强制对中的方法。用强制对中的方法。2022-3-2851 1 1、对中对中使仪器的中心和测站点的标志中心在使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。（同一铅垂线上。（垂球对中、光学对点器对中、强垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对中）制对中、激光对中） 2 2、整平整平使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平。用光学对中器进行对中和整平步骤：用光学对中器进行对中和整平步骤：1 1、粗对中粗对中 固定固定三脚架三脚架一条腿，移动两条腿；一条腿，移动两条腿；2 2、精对中精对中 调调脚螺旋脚螺旋；3 3、

36、粗平粗平 升降升降三脚架三脚架使圆水准器气泡居中；使圆水准器气泡居中；4 4、精平精平 调调脚螺旋脚螺旋（首先，水准管平行两个脚螺旋（首先，水准管平行两个脚螺旋方向，调该两个脚螺旋，使水准管气泡居中，旋转方向，调该两个脚螺旋，使水准管气泡居中，旋转9090度使度使水准管垂直该两个脚螺旋方向，调第三个脚螺旋，使水准水准管垂直该两个脚螺旋方向，调第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。检查任何方向气泡居中。）管气泡居中。检查任何方向气泡居中。）5 5、检查对中；检查对中；6 6、反复进行上述操作，直到对中和整平都满足要求。、反复进行上述操作，直到对中和整平都满足要求。2022-3-28522 2、瞄准、瞄

37、准 目镜对光目镜对光粗略瞄准粗略瞄准制动制动物镜对光物镜对光精确瞄准精确瞄准 观测水平角时，应尽量瞄准目标的基部，当目标宽于十观测水平角时，应尽量瞄准目标的基部，当目标宽于十字丝双丝距时，宜用单丝平分，如图字丝双丝距时，宜用单丝平分，如图A A所示；目标窄于双丝所示；目标窄于双丝距时，宜用双丝夹住，如图距时，宜用双丝夹住，如图B B所示；观测竖直角时，用十字所示；观测竖直角时，用十字丝横丝的中心部分对准目标位，如图丝横丝的中心部分对准目标位，如图C C所示。所示。2022-3-28533 3、读数、读数 读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读数显微镜视

38、场内亮度适当，然后转动读数显微镜目数显微镜视场内亮度适当，然后转动读数显微镜目镜进行对光，使读数窗成像清晰，再按上节所述方镜进行对光，使读数窗成像清晰，再按上节所述方法进行读数。法进行读数。盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测2022-3-2854二、水平角观测二、水平角观测常用的水平角测量方法有测回法和方向观测法。常用的水平角测量方法有测回法和方向观测法。1 1、测回法、测回法 竖盘在望远镜视准轴的左侧，称为盘左，也称正镜；竖竖盘在望远镜视准轴的左侧，称为盘左，也称正镜；竖盘在视准轴方向的右侧则称盘右，也叫倒镜。盘在视准轴方向的右侧则称盘右，也叫倒镜。（1 1）适用性：适用于观测两个方向之间的单

39、个水平角。）适用性：适用于观测两个方向之间的单个水平角。 如图所示，欲测出地面上如图所示，欲测出地面上OAOA、OBOB两方向间的水平角两方向间的水平角，可，可按下列步骤进行观测：按下列步骤进行观测： 2022-3-2855（2 2）观测与计算：）观测与计算： 在角顶在角顶O O点安置经纬仪，在点安置经纬仪，在A A、B B点上分别点上分别竖立花杆。竖立花杆。 盘左观测：以盘左位置照准左边目标盘左观测：以盘左位置照准左边目标A A，得水平度盘读数得水平度盘读数a aL L，记入表，记入表5-15-1。松开照准部和望。松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右边目远镜制动螺旋，顺时针转

40、动照准部，瞄准右边目标标B B，得水平度盘读数，得水平度盘读数b bL L，记入观测手簿相应栏内。，记入观测手簿相应栏内。则盘左所测的角值为：则盘左所测的角值为： L L=b=bL L-a-aL L 盘右观测松开照准部和望远镜制动螺旋，盘右观测松开照准部和望远镜制动螺旋，纵转望远镜成盘右位置，先瞄准右边目标纵转望远镜成盘右位置，先瞄准右边目标B B，得水，得水平度盘读数平度盘读数b bR R，记入手簿；逆时针方向转动照准，记入手簿；逆时针方向转动照准部，瞄准左边目标部，瞄准左边目标A A，得水平度盘读数，得水平度盘读数a aR R，记入手，记入手簿，完成了下半测回，其水平角值为：簿，完成了下半

41、测回，其水平角值为： R R=b=bR R-a-aR R 2022-3-2856 上、下两个半测回合称为一测回。用上、下两个半测回合称为一测回。用J6J6级经纬级经纬仪观测水平角时，上、下两个半测回所测角值之差仪观测水平角时，上、下两个半测回所测角值之差（称不符值）应（称不符值）应4040。达到精度要求取平均值。达到精度要求取平均值作为一测回的结果。作为一测回的结果。 = (= (L L+R R) /2) /2v若两个半测回的不符值超过若两个半测回的不符值超过4040时，则该水平时，则该水平角应重新观测。角应重新观测。v当测角精度要求较高时，须观测当测角精度要求较高时，须观测n n 个测回。每

42、个个测回。每个测回应按测回应按180180/n/n差值变换度盘起始位置。差值变换度盘起始位置。 观测数据的记录格式及计算，见表观测数据的记录格式及计算，见表5-15-1。2022-3-2857 测测 回回 法法 测测 角角 记记 录录 表表水平角水平角一测回角值一测回角值半测回值半测回值B BA A右右B BA A左左O O备注备注水平度盘水平度盘读数读数目目标标盘盘位位测测站站42100 030560 0310180 0305240 609460 009460 309460 2022-3-2858ACB水平角观测记录（测回法）水平角观测记录（测回法）表中盘右表中盘右C C读数小于读数小于A

43、A读数，不够减时，应加读数，不够减时，应加360360 后后再减。再减。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度盘水平度盘 读数读数半测回角半测回角一测回一测回平均角平均角18011183434122022-3-28592 2、方向观测法、方向观测法（1 1）适用性：在一个测站上，当观测方向在三个以）适用性：在一个测站上，当观测方向在三个以上时，一般采用全圆方向观测法。上时，一般采用全圆方向观测法。2022-3-2860（2 2）观测步骤：）观测步骤： 盘左位置：将度盘配置在盘左位置：将度盘配置在0 00000或

44、稍大的读或稍大的读数处，从起始方向（零方向）数处，从起始方向（零方向）A A，按顺时针方向依，按顺时针方向依次观测次观测B B、C C、D D各方向，并将各方向水平度盘读数各方向，并将各方向水平度盘读数记入观测手薄，最后再回到起始方向记入观测手薄，最后再回到起始方向A A，读数并记，读数并记录。这一步骤称为录。这一步骤称为“归零归零”。 其半测回归零差不其半测回归零差不应超过限差规定（方向观测法限差规定见表应超过限差规定（方向观测法限差规定见表5-25-2），），否则应重测。上述工作称为盘左半测回或上半测否则应重测。上述工作称为盘左半测回或上半测回。回。 盘右位置：纵转望远镜，用盘右位置按逆时

45、盘右位置：纵转望远镜，用盘右位置按逆时针方向依次瞄准针方向依次瞄准A A、B B、C C、D D、A A，读数并记录。此，读数并记录。此为盘右半测回或下半测回。其半测回归零差不应为盘右半测回或下半测回。其半测回归零差不应超过限差规定。超过限差规定。 上、下半测回合为一测回。上、下半测回合为一测回。2022-3-2861表表5-2 5-2 方向观测法各项限差（方向观测法各项限差（）经纬仪经纬仪型号型号光学测微器两次光学测微器两次重合读数差重合读数差半测回半测回归零差归零差一测回内一测回内2C2C较差较差同一方向值同一方向值各测回较差各测回较差DJ1DJ11 16 69 96 6DJ2DJ23 3

46、8 813139 9DJ6DJ6- -1818- -2424（参见（参见城市测量规范城市测量规范（CJJ 899CJJ 899）归零差归零差的计算的计算: :分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差；（若；（若超限，应及时重测）超限，应及时重测）2022-3-2862（3 3）方向观测法的计算和限差：）方向观测法的计算和限差：v计算两倍照准误差计算两倍照准误差2c2c值：二倍照准误差是同一值：二倍照准误差是同一台仪器观测同一方向盘左、盘右读数之差，简称台仪器观测同一方向盘左、盘右读数之差，简称2c2c值。值。 2c=2c=盘左读数盘左读数- -（盘右

47、读数（盘右读数180180）v一测回内各方向平均读数的计算：一测回内各方向平均读数的计算： 同一方向的平均读数同一方向的平均读数=盘左读数盘左读数+ +（盘右读数（盘右读数180180） 起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，将算出的结果填入同一栏的括号内。将算出的结果填入同一栏的括号内。2022-3-2863v一测回归零方向值的计算：将各个方向（包一测回归零方向值的计算：将各个方向（包括起始方向）的平均读数减去起始方向的平均括起始方向）的平均读数减去起始方向的平均读数，即得各个方向的归零方向值。读数，即得各个方向的归零方向值。v各测回平均方向值的计算

48、：每一测回各个方各测回平均方向值的计算：每一测回各个方向都有一个归零方向值，当各测回同一方向的向都有一个归零方向值，当各测回同一方向的归零方向值之差不大于归零方向值之差不大于2424（针对（针对DJ6DJ6级经纬级经纬仪），则可取其平均值作为该方向的最后结果。仪），则可取其平均值作为该方向的最后结果。v水平角值的计算：将右方向值减去左方向值水平角值的计算：将右方向值减去左方向值即为该两方向的夹角。即为该两方向的夹角。 64表表5-3 5-3 方向观测法记录方向观测法记录 等级：图根小三角等级：图根小三角 测区：测区：108工程工程 小组：小组： 仪器：仪器：DJ6 天气：阴天气：阴 观测：观测

49、： 目期：目期：1978.5.23 成像：稳定成像：稳定 记录：记录： 测测站站测测回回数数目目标标读读 数数左左 （右（右 180）（2C）（左（左+右右 180）/2归零方向归零方向值值各测回平均各测回平均方向值方向值角值角值盘左盘左盘右盘右方向值方向值O（0 02 15）60 30 1674 31 0875 50 14A0 02 00180 02 18-180 02 090 00 000 00 00B60 32 30240 32 24+660 32 2760 30 1260 30 16C135 03 48315 03 36+12135 03 42135 01 27135 01 24D21

50、0 53 4230 53 54-12210 53 48210 51 33210 51 38A0 02 18180 02 24-60 02 2165方向观测法观测手簿测测站站觇觇点点水平度盘读数水平度盘读数盘左盘左盘右盘右2c平均读数平均读数一测回归一测回归零方向值零方向值各测回平各测回平均方向值均方向值 OO第1测回第2测回CDBACCABDC0 00 5479 27 48142 31 18288 46 30 0 00 42180 00 24259 27 30322 31 00108 46 06180 00 18-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24 0 00

51、39 79 27 39142 31 09288 46 18 0 00 30 （0 00 34） 0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44 0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47 90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00 270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36 90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48 0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50 （90

52、00 52）-6-122022-3-2866v野外记簿之规定野外记簿之规定 野外观测成果是计算点位坐标的原始数据，是长期保存、使用的野外观测成果是计算点位坐标的原始数据，是长期保存、使用的重要资料。故必须遵守以下规定：重要资料。故必须遵守以下规定： 记录真实记录真实、注记明确、整饰清洁美观、格式统一。、注记明确、整饰清洁美观、格式统一。 一切原始观测值和记事项目，必须在现场用铅笔记录在规定格式的外一切原始观测值和记事项目，必须在现场用铅笔记录在规定格式的外业手簿中，业手簿中，严禁凭记忆补记严禁凭记忆补记。 外业手簿中每一页都必须编号，任何情况下都不允许撕毁手簿中的任外业手簿中每一页都必须编号，

53、任何情况下都不允许撕毁手簿中的任何一页。何一页。 一切数字、文字记载应正确、清楚、整齐、美观。凡更正错误，均应一切数字、文字记载应正确、清楚、整齐、美观。凡更正错误，均应将错字整齐划去，在其上方注记正确的数字或文字，禁止涂、擦、字上将错字整齐划去，在其上方注记正确的数字或文字，禁止涂、擦、字上改字。对超限划去的成果须注明原因和重测结果所在页数。点名必须记改字。对超限划去的成果须注明原因和重测结果所在页数。点名必须记载正确，同一点名在各种资料中应严格一致。载正确，同一点名在各种资料中应严格一致。对原始记录的对原始记录的秒值不得做任何修改秒值不得做任何修改。原始记录的度、分确属读、记错，。原始记录

54、的度、分确属读、记错，可在现场更正，但同一方向的盘左、盘右观测值不得同时更改一常数。可在现场更正，但同一方向的盘左、盘右观测值不得同时更改一常数。读数中的读数中的分、秒用两位数表示分、秒用两位数表示。用用J J6 6级经纬仪观测水平角，记录和计算的小数均取至整秒。级经纬仪观测水平角，记录和计算的小数均取至整秒。2022-3-2867竖直度盘：竖直度盘： 0 0-360-360顺、逆时针注记顺、逆时针注记读数指标线：应处于铅垂位置读数指标线：应处于铅垂位置指标水准管及其微动螺旋指标水准管及其微动螺旋三个部分：三个部分：三、竖直角观测三、竖直角观测1 1、竖角的计算、竖角的计算（1 1）竖盘的构造

55、：）竖盘的构造：目前很多仪器用自目前很多仪器用自动补偿器代替了水动补偿器代替了水准管准管。2022-3-2868构造特点：构造特点：v 竖盘指标水准管与读数指标线可看成是连在一起竖盘指标水准管与读数指标线可看成是连在一起v 竖盘装有读数指标，但二者分离竖盘装有读数指标，但二者分离v 望远镜与竖盘固连望远镜与竖盘固连, ,固定于横轴的一端，且竖盘中心固定于横轴的一端，且竖盘中心位于横轴上位于横轴上2022-3-2869（2 2）竖盘注记形式：）竖盘注记形式： 根据度盘的刻划顺序不同，分为根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针顺时针 注记和逆时针注记两种。注记和逆时针注记两种。顺时针注记顺时针注记逆时

56、针注记逆时针注记2022-3-2870一般情况下：竖盘是和望远镜固连在一起的。一般情况下：竖盘是和望远镜固连在一起的。注记的形式多为盘左顺时针。注记的形式多为盘左顺时针。0090180270090270180竖盘指标水准管竖盘指标水准管竖盘指标自动归零竖盘指标自动归零2022-3-2871推导竖直角计算公式的具体做法如下：推导竖直角计算公式的具体做法如下：v 盘左位置把望远镜大致置水平位置，这时竖盘左位置把望远镜大致置水平位置，这时竖盘读数值约为盘读数值约为9090（若置盘右位置约为（若置盘右位置约为270270），），这个读数称为始读数。这个读数称为始读数。 v 慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘

57、读数（盘左慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数（盘左时记作时记作L L，盘右时记作，盘右时记作R R），并与始读数相比，），并与始读数相比，是增加还是减少。是增加还是减少。v 以盘左为例，若以盘左为例，若L L9090，则竖角计算公式，则竖角计算公式为：为： 顺时针注记顺时针注记: :218027090000LRRLRL2022-3-2872v 竖直角计算的通用公式：竖直角计算的通用公式：v (1)当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时：当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时：v =瞄准目标时的读数视线水平时的常数瞄准目标时的读数视线水平时的常数v (2)当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时：当望远镜视线往

58、上仰，竖盘读数减小时：v =视线水平时的常数瞄准目标时的读数视线水平时的常数瞄准目标时的读数v 对不同注记形式的度盘对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读，首先应正确判读v 视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右v 的常数差为的常数差为180。2022-3-28732 2、竖盘指标差、竖盘指标差 由于竖盘指标偏离了正确位置（如图由于竖盘指标偏离了正确位置（如图5-125-12），使视），使视线水平时竖盘读数增大或减小了一个数值线水平时竖盘读数增大或减小了一个数值x x，这个偏差值，这个偏差值x x称为竖盘指标差。称为竖盘指标差。 当竖盘存在指标差当竖盘存在

59、指标差x x时：时：23602180)270()90(0000LRxLRxRLx2022-3-2874如图：盘左位置，望如图：盘左位置，望远镜上仰，读数减小，远镜上仰，读数减小，竖盘读数为竖盘读数为L。则正。则正确的竖直角为：确的竖直角为： 90LxLx （1） 指标差计算如图：盘右位置，望远镜如图：盘右位置，望远镜上仰，读数增大，竖盘读上仰，读数增大，竖盘读数为数为R。则正确的竖直角。则正确的竖直角为为： R 270 x=Rx（2）2022-3-2875竖盘指标差的计算公式竖盘指标差的计算公式： 18021(21270)90 LRxRxL）（右左右左 36021 RLx1 1、通过盘左、盘右

60、竖直角取平均值，可以消、通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除指标差；除指标差；2 2、对于、对于DJ6DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指经纬仪，同一测站上不同目标的指标差互差或同方向各测回指标差互差，不应超标差互差或同方向各测回指标差互差，不应超过过2525。2022-3-28763 3、竖直角的观测、竖直角的观测 竖直角的观测方法有两种：中丝法和三丝法竖直角的观测方法有两种：中丝法和三丝法（1 1）中丝法）中丝法 v在测站在测站O O点上安置经纬仪。点上安置经纬仪。v以盘左位置用望远镜的十字丝中丝，瞄准目标上某以盘左位置用望远镜的十字丝中丝，瞄准目标上某一点一点M M（如为标尺，则读出中