第三章_精密测角仪器和水平角观测

1、1控制测量学控制测量学第三章第三章精密测角仪器和水平角观测精密测角仪器和水平角观测2控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分 重点重点 精密测角误差、方向观测法精密测角误差、方向观测法 知识点及学习要求知识点及学习要求 1 1经纬仪的误差经纬仪的误差2 2精密测角的误差影响精密测角的误差影响3 3方向观测法方向观测法3控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪3.1.1 3.1.1 精密电子经纬仪及其特点精密电子经纬仪及其特点n经纬仪经纬仪n光学经纬仪光学经纬仪n电子经纬仪电子经纬仪n电子经纬仪电子经纬仪 装有电子扫描度盘，在微处理

2、机控制下实现装有电子扫描度盘，在微处理机控制下实现自动化数字测角的经纬仪，称为电子经纬仪。自动化数字测角的经纬仪，称为电子经纬仪。4控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分n特点特点n（1 1）角度标准设备）角度标准设备度盘及其读数系统与光学度盘及其读数系统与光学经纬仪有本质区别。经纬仪有本质区别。n电子扫描度盘电子扫描度盘 粗读数粗读数n电子测微读数系统电子测微读数系统精读数精读数n（2 2）微处理器）微处理器3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪5控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪n特点特点n（3 3）竖轴倾斜自动

3、测量和改正）竖轴倾斜自动测量和改正n（4 4）望远镜为测角瞄准装置和测距的信号发收）望远镜为测角瞄准装置和测距的信号发收装置装置n（5 5）自动化和多功能化）自动化和多功能化6控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪n3.1.2 精密光学经纬仪及其特点精密光学经纬仪及其特点特点：特点：n角度标准设备角度标准设备n光学玻璃组成，包括水平读盘、垂直读盘、读光学玻璃组成，包括水平读盘、垂直读盘、读数显微镜、观测测微器数显微镜、观测测微器n对径重合读数对径重合读数7控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经

4、纬仪经纬仪n目标照准设备目标照准设备望远镜均为经过消色差校正过的，望远镜均为经过消色差校正过的，具有精密的测微读数系统。具有精密的测微读数系统。n提高观测和读数精度提高观测和读数精度n具有强制归心装置、精密光学对点器、快速安平具有强制归心装置、精密光学对点器、快速安平机构机构n提高精度和效率提高精度和效率n由优质可靠的有机材料和合金制成由优质可靠的有机材料和合金制成n减小外界环境的影响减小外界环境的影响8控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪n3.1.3 精密电子全站仪及其特点精密电子全站仪及其特点n电子经纬仪电子经纬仪n电子测距仪电子测

5、距仪n电子记录手簿组电子记录手簿组n地面测图系统或地面监测系统地面测图系统或地面监测系统n工业测量三维定位系统工业测量三维定位系统9控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经纬仪n电子全站仪电子全站仪n全站仪生产厂商全站仪生产厂商n欧洲：欧洲：Leica、Zeiss n日本：尼康、拓普康、索佳日本：尼康、拓普康、索佳n国产：苏光、南方、北光国产：苏光、南方、北光n系统系统1200超站仪（徕卡）超站仪（徕卡）n全站仪和全站仪和GPS接收机的集成接收机的集成10控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.1 精密测角仪器精密测角仪器经纬仪经

6、纬仪n测量机器人测量机器人Leica TCA2003 拓普康拓普康 MS 索佳索佳 SRX Trimble S6 11控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n视准轴误差视准轴误差n仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差仪器的视准轴不与水平轴正交所产生的误差n水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差n仪器的水平轴不与垂直轴正交，所产生的误差仪器的水平轴不与垂直轴正交，所产生的误差n垂直轴倾斜误差垂直轴倾斜误差n设视准轴与水平轴正交，水平轴垂直于垂直轴，设视准轴与水平轴正交，水平轴垂直于垂直轴，仅由于仪器未严格整平，而使垂直轴偏离测站铅仅由于仪器未严格整平，

7、而使垂直轴偏离测站铅垂线一微小角度垂线一微小角度12控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差13控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.1 视准轴误差视准轴误差n产生原因产生原因n望远镜的十字丝分划板安置不正确望远镜的十字丝分划板安置不正确n望远镜调焦镜运行时晃动望远镜调焦镜运行时晃动n气温变化引起仪器部件的胀缩气温变化引起仪器部件的胀缩14控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n视准轴误差视准轴误差n对方向观测的影响对方向观测的影响

8、coscc 除与除与c值有关外，还随垂直角值有关外，还随垂直角a的的增大而增大增大而增大15控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n视准轴误差视准轴误差nc对水平度盘观测值的影响对水平度盘观测值的影响n盘左盘左 盘右盘右n盘左、盘右读数的中数盘左、盘右读数的中数 n盘左、盘右取平均值，可消除视准轴误差影响盘左、盘右取平均值，可消除视准轴误差影响n为避免调焦引起视准轴位置变化，规定在一测回内不为避免调焦引起视准轴位置变化，规定在一测回内不得重新调焦得重新调焦cLL0cRR0)(21RLA16控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.

9、2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n视准轴误差视准轴误差nc值的计算值的计算n方向法观测时，须计算盘左、盘右读数的差数方向法观测时，须计算盘左、盘右读数的差数n当观测目标的垂直角当观测目标的垂直角a较小时较小时n国家规范规定国家规范规定:一测回中各方向一测回中各方向2c互差对于互差对于J1型仪器不型仪器不得超过得超过9 ；对于；对于J2型仪器不得超过型仪器不得超过13cRL2cRL217控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.2 水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差n产生原因产生原因n仪器左、右两端支架不等高仪器左、右两端支架不等高n水平轴

10、两端轴径不相等水平轴两端轴径不相等tanii 影响值与影响值与i角值有关，随角值有关，随a角增大而增大角增大而增大18控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.2 水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差n影响：影响：n盘左盘左 盘右盘右n盘左、盘右读数的平均值盘左、盘右读数的平均值n盘左、盘右取平均值可抵消水平轴倾斜误差影响盘左、盘右取平均值可抵消水平轴倾斜误差影响iLL0iRR0)(21RLA19控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.2 水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差n影响影响n视准轴

11、误差和水平轴倾斜误差同时存在视准轴误差和水平轴倾斜误差同时存在 tan2cos222icicRL0361130.0030.0430.1530.600.001.563.005.80cos12ctan2i20控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.2 水平轴倾斜误差水平轴倾斜误差n影响影响n国家规范规定国家规范规定:当照准目标的垂直角超过士当照准目标的垂直角超过士3时，该方向的时，该方向的2c值不与其他方向的值不与其他方向的2c值作比较，值作比较，而与该方向在相邻测回的而与该方向在相邻测回的2c值进行比较，从同值进行比较，从同一时间段内同

12、一方向相邻测回间一时间段内同一方向相邻测回间2c值的稳定程值的稳定程度来判断观测质量的好坏度来判断观测质量的好坏21控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.3 垂直轴倾斜误差垂直轴倾斜误差n影响影响n引起水平度盘倾斜，可不予顾及引起水平度盘倾斜，可不予顾及n引起水平轴倾斜对水平方向观测值的影响引起水平轴倾斜对水平方向观测值的影响n水平轴随照准部转动，水平轴倾斜在不断变化水平轴随照准部转动，水平轴倾斜在不断变化22控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.3 垂直轴倾斜误差垂直轴

13、倾斜误差n影响影响n当照准部旋转至某一任意位置时，水平轴倾斜当照准部旋转至某一任意位置时，水平轴倾斜角角i的大小及其对水平方向观测值的影响的大小及其对水平方向观测值的影响n垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响，不垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响，不仅与仅与垂直轴倾斜角垂直轴倾斜角v有关，还随着有关，还随着照准目标的照准目标的垂直角和照准目标的方位不同而不同垂直角和照准目标的方位不同而不同tancosvv 23控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.3 垂直轴倾斜误差垂直轴倾斜误差n影响影响n盘左、盘右的平均值不能消除这种误差的影响

14、盘左、盘右的平均值不能消除这种误差的影响n削减影响方法削减影响方法 n尽量减小垂直轴的倾斜角尽量减小垂直轴的倾斜角v值值n测回间重新整平仪器测回间重新整平仪器n对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数对水平方向观测值施加垂直轴倾斜改正数24控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.2 经纬仪的轴系误差经纬仪的轴系误差n3.2.3 垂直轴倾斜误差垂直轴倾斜误差n改正计算改正计算n根据水准器气泡偏离中央的格数根据水准器气泡偏离中央的格数n来计算水平来计算水平轴的倾斜角度轴的倾斜角度n按公式计算垂直轴倾斜改正数按公式计算垂直轴倾斜改正数tan nv 25控制测量学控制测量学2022年4月27

15、日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n测角误差来源测角误差来源n外界环境外界环境n大气折光大气折光n气温气温n仪器误差仪器误差n观测观测26控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.1 外界条件的影响外界条件的影响n1. 大气层密度和大气透明度的影响大气层密度和大气透明度的影响n1）大气层密度变化对成像稳定性影响）大气层密度变化对成像稳定性影响n目标成像稳定取决于近地大气层密度变化情况目标成像稳定取决于近地大气层密度变化情况n 大气密度均匀大气密度均匀 成像稳定成像稳定n 大气密度变化大气密度变化 成像跳动成像跳

16、动n大气密度变化程度主要取决于太阳造成地面热大气密度变化程度主要取决于太阳造成地面热辐射的强烈程度以及地形、地物和地类等的分辐射的强烈程度以及地形、地物和地类等的分布特征布特征27控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n1. 大气层密度和大气透明度的影响大气层密度和大气透明度的影响n大气层密度变化对成像稳定性影响大气层密度变化对成像稳定性影响n大气密度变化规律大气密度变化规律n早晨升起早晨升起 轻微波动轻微波动n日出日出1-3h1-3h 稳定稳定n到中午到中午 剧烈动荡剧烈动荡n到下午到下午 趋于稳定趋于稳定n日落前日落前 稳定稳定n夜间

17、夜间 轻微波动轻微波动28控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n1. 大气层密度和大气透明度的影响大气层密度和大气透明度的影响n2）大气透明度对成像清晰度影响）大气透明度对成像清晰度影响n目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度，目标成像是否清晰主要取决于大气的透明程度，也就是取决于大气中对光线散射作用的物质的也就是取决于大气中对光线散射作用的物质的多少多少n尘埃和水蒸气对大气透明度起决定性作用尘埃和水蒸气对大气透明度起决定性作用 n大气透明度从本质上说也主要决定于太阳辐射大气透明度从本质上说也主要决定于太阳辐射的强烈程度的强烈程度29

18、控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n1. 大气层密度和大气透明度的影响大气层密度和大气透明度的影响n大气透明度对成像清晰度影响大气透明度对成像清晰度影响n上午接近中午上午接近中午 透明度较差透明度较差n一般在下午一般在下午3h以后又有一段大气透明度良好的以后又有一段大气透明度良好的有利观测时间有利观测时间30控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n1. 大气层密度和大气透明度的影响大气层密度和大气透明度的影响n有利观测时段有利观测时段n晴天晴天n日出日出1h后的后的1-2hn下午

19、下午3-4h后到日落前后到日落前1hn阴天阴天n全天可观测全天可观测31控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n2. 水平折光的影响水平折光的影响n水平折光水平折光 光线通过密度不均匀空气介质，经过连续折射后形成光线通过密度不均匀空气介质，经过连续折射后形成一条曲线，并向密度大一方弯曲。一条曲线，并向密度大一方弯曲。n微分折光微分折光 如图所示，当来自目标如图所示，当来自目标B的光线进入望远镜时，望远镜所的光线进入望远镜时，望远镜所照准的方向为这条曲线在望远镜照准的方向为这条曲线在望远镜A处的处的 切线方向，弦线与切线交角切线方向，弦线与

20、切线交角，称为，称为微微 分折光。分折光。 分解为分解为纵向纵向和和水平水平两个分量。两个分量。32控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n2. 水平折光的影响水平折光的影响n水平折光的影响规律水平折光的影响规律n水平折光的影响随大气温度的变化而不同。由水平折光的影响随大气温度的变化而不同。由于白天和夜间大气温度变化的情况相反，因而于白天和夜间大气温度变化的情况相反，因而水平折光对方向值的影响，白天与夜间的数值水平折光对方向值的影响，白天与夜间的数值大小趋近相等，符号相反。大小趋近相等，符号相反。 取白天和晚间观测成果的平均值取白天和晚间

21、观测成果的平均值，可以有效地，可以有效地减弱水平折光的影响减弱水平折光的影响33控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n2. 水平折光的影响水平折光的影响n水平折光的影响规律水平折光的影响规律n视线在水平方向靠近某些实体会产生局部性水视线在水平方向靠近某些实体会产生局部性水平折光影响，如岩石或在建筑物附近通过。平折光影响，如岩石或在建筑物附近通过。n在观测时，引起大气密度分布不均匀的地形地在观测时，引起大气密度分布不均匀的地形地物愈靠近测站，水平折光就愈大物愈靠近测站，水平折光就愈大 34控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分

22、3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n2. 水平折光的影响水平折光的影响n削减水平折光的影响的方法削减水平折光的影响的方法n在选点时，应避免使视线靠近山坡、大河或与在选点时，应避免使视线靠近山坡、大河或与湖泊的岸线平行，并应尽量避免视线通过高大湖泊的岸线平行，并应尽量避免视线通过高大建筑物、烟囱和电杆等实体的侧方。建筑物、烟囱和电杆等实体的侧方。n在造标时应使橹柱旁离视线至少在造标时应使橹柱旁离视线至少10cm。n一般在有微风的时候或在阴天进行观测，可以一般在有微风的时候或在阴天进行观测，可以减弱部分水平折光的影响。减弱部分水平折光的影响。35控制测量学控制测量学2022年4月27日0

23、时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n2. 水平折光的影响水平折光的影响n削减水平折光的影响的方法削减水平折光的影响的方法n在精密工程测量中水平角观测还受到工程场地在精密工程测量中水平角观测还受到工程场地的一些局部因素的影响。的一些局部因素的影响。 为了削减微气候条件为了削减微气候条件构成的水平折光影响，应根据测区微气候条件构成的水平折光影响，应根据测区微气候条件的实际情况，选择的实际情况，选择最有利于观测的时间最有利于观测的时间，将整，将整个观测工作分配在几个不同的时间段内进行。个观测工作分配在几个不同的时间段内进行。36控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.

24、3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3. 照准目标的相位差照准目标的相位差n照准实体目标时，往往不能正确地照准目标的真照准实体目标时，往往不能正确地照准目标的真正中心轴线，从而给观测结果带来误差，这种误正中心轴线，从而给观测结果带来误差，这种误差叫差叫相位差相位差n相位差的影响随太阳的方位变化而不同，在上午相位差的影响随太阳的方位变化而不同，在上午和下午，当太阳在对称位置时，相位差影响的正和下午，当太阳在对称位置时，相位差影响的正负号相反负号相反n半数测回在上午观测，半数测回在下午观测半数测回在上午观测，半数测回在下午观测37控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密

25、测角的误差影响精密测角的误差影响n4. 温度变化的影响温度变化的影响太阳光直接照射太阳光直接照射仪器不均匀膨胀仪器不均匀膨胀破坏轴线间关系破坏轴线间关系影响观测的精度影响观测的精度观测时必须撑伞或用测橹覆挡住太阳光对仪器的直接照射观测时必须撑伞或用测橹覆挡住太阳光对仪器的直接照射气温变化气温变化破坏轴线间关系破坏轴线间关系38控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n4. 温度变化的影响温度变化的影响n减弱措施：减弱措施：n采用采用按时间对称排列按时间对称排列的观测程序的观测程序n上半测回顺时针，下半测回逆时针上半测回顺时针，下半测回逆时针

26、n奇数测回顺时针，偶数测回逆时针奇数测回顺时针，偶数测回逆时针n观测过程中打伞，使仪器温度不至于过高。观测过程中打伞，使仪器温度不至于过高。39控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n5. 温度变化对站标稳定性的影响温度变化对站标稳定性的影响n温度的变化会使觇标内架或三脚架产生不均匀涨温度的变化会使觇标内架或三脚架产生不均匀涨缩而引起扭转，给观测结果带来影响。缩而引起扭转，给观测结果带来影响。 n减弱措施：减弱措施：n 在一测回的观测过程中，觇标内架或三脚架在一测回的观测过程中，觇标内架或三脚架的扭转是匀速发生的，因此采用的扭转是匀速发生

27、的，因此采用按时间对称排列按时间对称排列的观测程序（上半测回按顺时针，下半测回按逆的观测程序（上半测回按顺时针，下半测回按逆时针）时针）减弱这种误差对水平角的影响。减弱这种误差对水平角的影响。 40控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n1. 水平度盘位移的影响水平度盘位移的影响 轴面间存在摩擦力，开始转动照准部，仪器基轴面间存在摩擦力，开始转动照准部，仪器基座部分产生弹性扭曲，与基座固连的水平度盘随座部分产生弹性扭曲，与基座固连的水平度盘随之发生微小方位变动。之发生微小方位变动。n减弱方法减弱方

28、法：上半测回顺时针，下半测回逆时针。：上半测回顺时针，下半测回逆时针。41控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n2. 照准部旋转不正确的影响照准部旋转不正确的影响n当照准部垂直轴与轴套间隙过大，照准部转当照准部垂直轴与轴套间隙过大，照准部转动时垂直轴在轴套中会发生歪斜或平移。动时垂直轴在轴套中会发生歪斜或平移。42控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n2. 照准部旋转不正确的影响照准部旋转不正确的

29、影响n照准部旋转不正确主要引起照准部旋转不正确主要引起照准部的偏心差照准部的偏心差n减弱方法减弱方法： 采用重合法读数，可消除照准部偏心影响采用重合法读数，可消除照准部偏心影响43控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n3. 照准部水平微动螺旋作用不正确的影响照准部水平微动螺旋作用不正确的影响n旋进照准部水平微动螺旋，靠螺杆的压力推动旋进照准部水平微动螺旋，靠螺杆的压力推动照准部照准部n旋出照准部微动螺旋，靠反作用弹簧的弹力推旋出照准部微动螺旋，靠反作用弹簧的弹力推动照准部动照准部44控制测量学控

30、制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n3. 照准部水平微动螺旋作用不正确的影响照准部水平微动螺旋作用不正确的影响n若弹簧弹力减弱，则微动螺旋旋出后，照准若弹簧弹力减弱，则微动螺旋旋出后，照准部不能及时转动，微动螺杆顶端出现微小空部不能及时转动，微动螺杆顶端出现微小空隙，读数中，弹簧才逐渐伸张而消除空隙，隙，读数中，弹簧才逐渐伸张而消除空隙，视准轴已偏离照准方向，从而引起观测误差视准轴已偏离照准方向，从而引起观测误差n规定规定n观测时应观测时应旋进微动螺旋旋进微动螺旋(与弹力作用相反的与弹力作用相反的方向方向

31、)去进行每个观测方向的最后照准，同去进行每个观测方向的最后照准，同时要使用水平微动螺旋的中间部分时要使用水平微动螺旋的中间部分45控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.2 仪器误差的影响仪器误差的影响n4. 垂直微动螺旋作用不正确的影响垂直微动螺旋作用不正确的影响n水平轴与其轴套之间有空隙，垂直微动螺旋的水平轴与其轴套之间有空隙，垂直微动螺旋的运动方向与其反作用弹簧弹力的作用方向不在运动方向与其反作用弹簧弹力的作用方向不在一直线上，产生附加的力矩引起水平轴一端位一直线上，产生附加的力矩引起水平轴一端位移，致使视准轴变动，给水平方

32、向的方向观测移，致使视准轴变动，给水平方向的方向观测值带来误差值带来误差n若垂直微动螺旋作用不正确，在水平角观测时，若垂直微动螺旋作用不正确，在水平角观测时，不得使用垂直微动螺旋，直接用手转动望远镜不得使用垂直微动螺旋，直接用手转动望远镜到所需的位置。到所需的位置。46控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.3 照准和读数误差的影响照准和读数误差的影响n 照准误差受外界因素的影响较大照准误差受外界因素的影响较大n 目标影像的跳动目标影像的跳动n 目标的背景不好目标的背景不好n 减弱方法：减弱方法： n 除选择有利的观测时间外，作业

33、员认真负责地除选择有利的观测时间外，作业员认真负责地进行观测、多次观测等，都是提高精度的有效措进行观测、多次观测等，都是提高精度的有效措施施47控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.4 精密测角的一般原则精密测角的一般原则n（1）观测应在目标成像清晰、稳定的）观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观有利于观测的时间测的时间进行，以提高照准精度和减小旁折光的进行，以提高照准精度和减小旁折光的影响影响n（2）观测前调好焦距，消除视差。在一测回观）观测前调好焦距，消除视差。在一测回观测过程中测过程中不得重新调焦不得重新调焦，以免引起视准轴

34、的变动，以免引起视准轴的变动n（3）各测回的起始方向应）各测回的起始方向应均匀地分配在水平度均匀地分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上盘和测微分划尺的不同位置上，以消除或减弱度，以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响48控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.4 精密测角的一般原则精密测角的一般原则n（4）在上、下半测回之间）在上、下半测回之间倒转望远镜倒转望远镜，消除和，消除和减弱减弱视准轴误差、水平轴倾斜误差视准轴误差、水平轴倾斜误差等影响，同时等影响，同时由盘左、盘右读数之差

35、求得两倍视准误差，借以由盘左、盘右读数之差求得两倍视准误差，借以检核观测质量检核观测质量n（5）上、下半测回）上、下半测回照准目标的次序应相反照准目标的次序应相反，使，使观测每一目标的操作时间大致相同，即在一测回观测每一目标的操作时间大致相同，即在一测回的观测过程中，按与时间对称排列的观测程序，的观测过程中，按与时间对称排列的观测程序，消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响49控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.3 精密测角的误差影响精密测角的误差影响n3.3.4 精密测角的一般原则精密测角的一般原则n（6）为了克服或减弱在操作仪器的

36、过程中带动）为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差，要求水平度盘位移的误差，要求每半测回开始观测前，每半测回开始观测前，照准部按规定的转动方向先预转照准部按规定的转动方向先预转12周周n（7）使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最）使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最后后旋转方向均应为旋进旋转方向均应为旋进n（8）为了减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测过）为了减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测过程中应保持程中应保持照准部水准器气泡居中照准部水准器气泡居中50控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3.4.1 角度观测方法角度观测方法n测回法测回法n

37、两个方向，一个角度两个方向，一个角度n方向观测法方向观测法n两个以上方向，多个角度两个以上方向，多个角度n在一测回中将测站上所有方向逐一照准，进行在一测回中将测站上所有方向逐一照准，进行观测读数，得各方向的观测值。由两个方向观观测读数，得各方向的观测值。由两个方向观测值计算水平角值测值计算水平角值51控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n1. 一般概念一般概念n零零(起始起始)方向方向n上半测回上半测回 盘左盘左 顺时针顺时针 零方向到零方向零方向到零方向n下半测回下半测回 盘右盘右 逆时针逆时针 零方向到零方向零方向到零方向n闭合零方向闭合零方向n测

38、方向数大于测方向数大于3n检核水平度盘是否转动检核水平度盘是否转动52控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n1. 一般概念一般概念n归零归零 在每半测回中，都从零方向开始，旋转一整周再在每半测回中，都从零方向开始，旋转一整周再闭合到零方向上的操作，叫做闭合到零方向上的操作，叫做“归零归零”。n归零差归零差n每半测回观测结束时，计算归零差每半测回观测结束时，计算归零差n零方向闭合照准和起始照准时的测微器读数差零方向闭合照准和起始照准时的测微器读数差53控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n1. 一般概念一般概念n

39、重合读数重合读数n用光学经纬仪观测进行两次重合读数用光学经纬仪观测进行两次重合读数n取平均值作为一方向观测值取平均值作为一方向观测值n2c互差互差n一测回结束后计算一测回结束后计算2c值值n检核各方向间检核各方向间2c互差是否超过限差规定互差是否超过限差规定n符合限差规定，取盘左、盘右读数平均值符合限差规定，取盘左、盘右读数平均值54控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n1. 一般概念一般概念n测回数测回数n削减偶然误差影响，提高测角精度削减偶然误差影响，提高测角精度n根据测角网的等级和所用仪器的类型确定根据测角网的等级和所用仪器的类型确定仪器仪器二等

40、二等三等三等四等四等测回数测回数J1J1J2J2159121269 955控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法2.2.观测程序观测程序（1 1）编制观测度盘表）编制观测度盘表 为了减弱度盘和测微盘分划误差影响，应在开始观测为了减弱度盘和测微盘分划误差影响，应在开始观测前编出观测度盘表。零方向各测回度盘位置按下式计算：前编出观测度盘表。零方向各测回度盘位置按下式计算： J07、J1型仪器型仪器 J2型仪器型仪器 式中式中 ：m测回数；测回数； j测回序号（测回序号（j=1，2，3，m）。）。)21(120) 1(4) 1(180 jmjjm)21(600

41、) 1(10) 1(180 jmjjm56控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法2.2.观测程序观测程序 2 2）按顺时针方向旋转照准部）按顺时针方向旋转照准部1 12 2周后，精确周后，精确照准零方向，按照观测度盘表配置测微盘和度盘。照准零方向，按照观测度盘表配置测微盘和度盘。 3 3）顺时针方向旋转照准部，精确照准）顺时针方向旋转照准部，精确照准2 2方向，方向，进行读数，继续按顺时针方向旋转照准部，依次进行读数，继续按顺时针方向旋转照准部，依次精确照准精确照准3 3，4 4，n n方向并读数，最后闭合至零方向并读数，最后闭合至零方向方向( (当观测

42、的方向数小于当观测的方向数小于3 3时，可以不时，可以不“归零归零”) )。 4 4）纵转望远镜，按逆时针方向旋转照准部）纵转望远镜，按逆时针方向旋转照准部1212周后，依次精确照准周后，依次精确照准1 1，n n，3 3，2 2，1 1方向，并进方向，并进行读数。行读数。57控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3. 数据记录数据记录n野外观测数据记录要求野外观测数据记录要求n记录认真、字迹清楚、书写端正、注记明确，记录认真、字迹清楚、书写端正、注记明确，格式统一格式统一n不能有不能有任何涂改的现象任何涂改的现象n认真检核各项限差是否符合规定，如果超

43、出规认真检核各项限差是否符合规定，如果超出规定，需要重测定，需要重测n重测的方向或测回需要慎重对待重测的方向或测回需要慎重对待58控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法0303000 00 000200201180 00020100 0015151345 55 515005049165 555049345 5544550320 24 464854545140 245050320 2434031309 57 3335-104040129 573029309 57201030000 000000000 001( )()()()(

44、)() ()()()() ()教学楼盘 右盘 左方向值(L+R)/2(2C)读 数目标测站-5059控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3.4.2 测站限差测站限差n观测结果中，有一些数值在理论上应该满足一定观测结果中，有一些数值在理论上应该满足一定的关系。由于各种误差的影响，实际上是不可能的关系。由于各种误差的影响，实际上是不可能的。为了保证观测结果的精度，利用它们理论上的。为了保证观测结果的精度，利用它们理论上存在的关系，通过大量的实践验证，对其差异规存在的关系，通过大量的实践验证，对其差异规定出一定的界限，称为定出一定的界限，称为限差限差。在作

45、业中用这些限。在作业中用这些限差检核观测质量，决定成果的取舍。差检核观测质量，决定成果的取舍。60控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3.4.2 测站限差测站限差n测站限差根据不同的仪器类型规定测站限差根据不同的仪器类型规定限限 差差 项项 目目J J1 1型型 J J2 2型型 注：当照准点垂直角超过注：当照准点垂直角超过3030，该方向该方向2c2c互差与同一观测互差与同一观测时间段内相邻测回进行比时间段内相邻测回进行比较较按此方法比较在手簿中注明按此方法比较在手簿中注明两次重合读数差两次重合读数差半测回归零差半测回归零差一测回一测回2c2c互差

46、互差测回互差测回互差116 69 96 6338 813139 961控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3.4.3 测站平差测站平差n目的目的n根据测站上各测回的观测成果求取各方向的测根据测站上各测回的观测成果求取各方向的测站站平差值平差值，同时计算一测回方向观测值的，同时计算一测回方向观测值的中误中误差差和测站平差值的和测站平差值的中误差中误差，评定测站上的，评定测站上的观测观测质量质量n平差结论平差结论n各方向测站平差值为测回归零方向值的平均值各方向测站平差值为测回归零方向值的平均值62控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分测站平差

47、计算步骤：测站平差计算步骤：（1 1）将观测手簿中所有观测方向的各测回方向值填入相应）将观测手簿中所有观测方向的各测回方向值填入相应 平差计算表格。平差计算表格。 （2 2）按表格格式计算所有方向的平差方向值，取至）按表格格式计算所有方向的平差方向值，取至0.10.1。（3 3）计算出各测回观测值与其平差值之差，计入）计算出各测回观测值与其平差值之差，计入“V”V”栏内。栏内。（4 4）求出各个方向的）求出各个方向的V V值的绝对值之和值的绝对值之和 （5 5）求出各个方向的）求出各个方向的 之和之和 。（7 7）计算一测回方向值的中误差）计算一测回方向值的中误差u u，（8 8）计算平差方向

48、值中数的中误差）计算平差方向值中数的中误差M M。ViViV3.4 方向观测法方向观测法n3.4.3 测站平差测站平差63控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.4 方向观测法方向观测法n3.4.3 测站平差测站平差n测站观测精度测站观测精度n一测回方向观测中误差一测回方向观测中误差n测站平差值中误差测站平差值中误差) 1(253. 1,mmKnvKmM v：平差值与观测值之差：平差值与观测值之差64控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分 83. 0nvk4 .28v 一测回方向值的中误差一测回方向值的中误差147. 0) 1(25. 1mmkm为测回数。m个测回方向

49、值平均数中误差个测回方向值平均数中误差 28. 0muM3.4 方向观测法方向观测法65控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.5 分组方向观测法分组方向观测法n分组观测方法分组观测方法n分组观测的原因分组观测的原因n各方向目标不一定能同时成像稳定和清晰，要各方向目标不一定能同时成像稳定和清晰，要花费较长时间来等待各方向成像同时稳定清晰花费较长时间来等待各方向成像同时稳定清晰n所有方向一起观测，有损于观测精度所有方向一起观测，有损于观测精度n观测时间过长，受外界因素影响将显著增大观测时间过长，受外界因素影响将显著增大n国家规范规定国家规范规定n测站观测方向数测站观测方向数多于多于

50、6个时个时，分为两组观测，分为两组观测66控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.5 分组方向观测法分组方向观测法n分组观测方法分组观测方法n分组方法分组方法n成像情况大致相同的方向分在一组，每组内所成像情况大致相同的方向分在一组，每组内所包含的方向数大致相等包含的方向数大致相等n两组都要联测两个共同的方向，一个是共同零两组都要联测两个共同的方向，一个是共同零方向，以便加强两组的联系方向，以便加强两组的联系n两组的观测方法、测站检核项目、作业限差和两组的观测方法、测站检核项目、作业限差和测站平差等与前面所述一般方向观测法相同测站平差等与前面所述一般方向观测法相同67控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.5 分组方向观测法分组方向观测法n分组观测方法分组观测方法n分组方法分组方法n两组共同方向之间的联测角应该作检核，以保两组共同方向之间的联测角应该作检核，以保证观测质量证观测质量n联测精度联测精度n两组观测联测角差两组观测联测角差n三等精度观测两组观测联测角之差的限差限应三等精度观测两组观测联测角之差的限差限应 w2221mmmw1 . 528 . 12 限w68控制测量学控制测量学2022年4月27日0时10分3.6 偏心观测偏心观测全站仪偏心测量有四种模式全站仪偏心测量有四种模式:角度偏心测量角度偏心测量距离偏心测量距离偏心测量平面偏心测