第3章角度测量925

1、广东石油化工学院地理系广东石油化工学院地理系 v主要内容：主要内容： 水平角和垂直角测量原理，水平角和垂直角测量原理，DJ6DJ6型光学经纬仪的型光学经纬仪的使用，水平角和垂直角的观测、计算方法，角度测量使用，水平角和垂直角的观测、计算方法，角度测量的误差分析、的误差分析、DJ6DJ6的检校。的检校。v主要目的：主要目的： 了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和垂直角了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和垂直角的方法。了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件。的方法。了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件。v重点内容：重点内容： 测回法施测水平角、中丝法施测垂直角的观测测回法施测水平角、中丝法施测垂直角的观

2、测方法、经纬仪各轴线间应满足的几何条件。方法、经纬仪各轴线间应满足的几何条件。 3.1 3.1 水平角与竖直角的测量原理水平角与竖直角的测量原理 v 3.1 3.1 水平角与竖直角的测量原理水平角与竖直角的测量原理v 1 1、水平角、水平角(horizontal angle)(horizontal angle) v 从一点出发的两条方向线从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。所构成的空间角水平面上的投影。 =b-a=b-a（0 0。360360。）。）。v 也可看成是包含也可看成是包含 OAOA、OBOB视线视线 的的 两个铅垂面之间两个铅垂面之间 的两面角。的两面角。 0ca水

3、平度盘水平度盘 aob A OB 特点：顺时针特点：顺时针0 00 03603600 0水水平平面面acABC0ca水平度盘水平度盘0901802700901802703.1 水平角与竖直角的测量原理水平角与竖直角的测量原理计算公式计算公式c水水平平面面acABC0a水平度盘水平度盘 = =右右( (终终) )边边c-c-左左( (始始) )边边a a当当caca时时 = c a = c a 当当ca ca 时时 = c+360= c+3600 0 a a v2 2、竖直角、竖直角(vertical angle)(vertical angle)定义定义 垂直角在同一竖直面内，瞄准目标的视线在同

4、一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。简称竖角，又称垂直角。与水平视线的夹角。简称竖角，又称垂直角。 =0=0。 9090。 仰角为正，仰角为正， 俯角为负。俯角为负。空间方向线空间方向线的竖角和天顶距的竖角和天顶距Z Z之间的关系为：之间的关系为：天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 18027090Zv3.2 3.2 光学经纬仪光学经纬仪(optical theodolite)(optical theodolite)v 经纬仪是测角的仪器经纬仪是测角的仪器 按其精度等级划分按其精度等级划分: :DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经（精密光学经纬仪）；纬仪）； DJ6（普通光学经纬

5、仪（普通光学经纬仪) )下标数字该仪器下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。一测回方向观测中误差的秒数。 一般工程测量最常用一般工程测量最常用: : DJ6级光学经纬仪光学经纬仪v3.2光学经纬仪v(optical hteodolite)v 经纬仪的发展已经历了游标经纬仪、光学经纬仪直到目前的电子经纬仪等阶段。 v 光学经纬仪按其精度分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等五个等级。D、J分别是“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，07、1、2、6、15表示该仪器能达到的测量精度，例如：6表示该仪器测量一测回所得方向值的中误差不大于6。工程测量中常用DJ6和DJ2型经纬仪。

6、电子经纬仪电子全站仪3.2 光学经纬仪光学经纬仪 经纬仪一般由经纬仪一般由基座基座、水平度盘水平度盘、照准部照准部三部分三部分组成。组成。3.2 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 基座是支承整个仪器基座是支承整个仪器的底座；的底座； 脚螺旋用于整平仪器。脚螺旋用于整平仪器。基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部 1. 1. 基座基座 包括轴座、脚螺旋和连接板。 轴座是将仪器竖轴与基座连接固定的部件，固定螺旋必须拧紧。脚螺旋用来整平仪器。连接板用来将仪器稳固的连接在三脚架上。固定螺旋脚螺旋连接板v 3.2 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划水平度盘是由光学玻璃制成

7、的精密刻度盘，分划从从0 0至至360360，按顺时针注记，每格，按顺时针注记，每格1 1或或3030，用以测量水平角。用以测量水平角。 0 90 180 270 090180270 2.2.水平度盘水平度盘 水平度盘是一个光学玻璃圆盘，边缘顺时针方向刻有顺时针方向刻有0 0360360刻划。水平度盘轴套又称外轴，在外轴下方装有一个金属圆盘，称为复测盘，用以带动水平度盘的转动。有些型号的仪器没有复测装置，而装有度盘变换手轮，测量时可利用度盘变换手轮将度盘转到所需的位置上。 照准部照准部( (水平水平) )制动、微动制动、微动望远镜望远镜( (竖直竖直) )制动、微动制动、微动圆水准器圆水准器水

8、准管水准管（1 1）望远镜望远镜 目镜调焦，物镜调焦，目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝粗瞄准器，十字丝（2 2）轴系）轴系（3 3）竖直度盘竖直度盘（4）读数显微镜读数显微镜光学对点器光学对点器复测扳手或度盘变换器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝望远镜十字丝 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 3照准部照准部(alidade) 照准部是基座上方能够照准部是基座上方能够转动的部分的总称。主要由转动的部分的总称。主要由望远镜望远镜、竖直度盘竖直度盘、水准器水准器以及以及读数设备读数设备等组成。等组成。3.3.照准部照准部 ： 由望远镜、旋转轴、支架、横轴、竖盘装置、读数设备等组成。望远镜的构造与

9、水准仪基本相同，主要用来照准目标，仅十字丝分划板稍有不同，见下图所示。照准部的旋转轴即为仪器的纵轴纵轴，纵轴插入基4座内的纵轴轴套中旋转。照准部在（4 4）读数显微镜读数显微镜v DJ6DJ6级经纬仪采用的测微装置级经纬仪采用的测微装置 . .分微尺测微器及其读数方法分微尺测微器及其读数方法利用度盘刻度线，在分微尺上读数。利用度盘刻度线，在分微尺上读数。度盘上度盘上1 1度分划的间隔经放大后，度分划的间隔经放大后，与分微尺全长相等。分微尺全长分与分微尺全长相等。分微尺全长分6060格，因此其格，因此其最小格值为1=60秒。读数估读至读数估读至0.10.1格，因此，估读的格，因此，估读的秒数都应

10、是秒数都应是6 6秒秒的倍数。的倍数。例例：水平度盘整个读数为：水平度盘整个读数为： 26126105240524 竖直度盘读数为：竖直度盘读数为：909054365436。（4 4）读数显微镜读数显微镜DJ6DJ6级经纬仪采用的测微装置级经纬仪采用的测微装置 . .单平板玻璃测微器及其读数方法单平板玻璃测微器及其读数方法 主要包括平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮。主要包括平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮。 读数时，先转动测微轮，使度盘某分划线精确地移在双指标线的中央，读数时，先转动测微轮，使度盘某分划线精确地移在双指标线的中央，读出该分划线的度盘读数，再根据单指标线在测微尺上读取分、秒数

11、，读出该分划线的度盘读数，再根据单指标线在测微尺上读取分、秒数，然后相加，即为全部读数。如图中水平度盘读数为然后相加，即为全部读数。如图中水平度盘读数为393930+2230=3930+2230=3952305230。 3.2 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 如图与J6相比，增加了：1、测微轮读数时，对径分划线影像符合。2、换像手轮水平读数和竖直读数间的互换。3、竖直读盘反光镜竖直读数时反光。 测微轮测微轮换像手轮换像手轮竖直读盘竖直读盘反光镜反光镜 J2J2级光学经纬仪与级光学经纬仪与J6J6级的区别主要是读数设备及级的区别主要是读数设备及读数方法。读数方法。J2J2级光学经纬仪一般均采用对径

12、分划线影级光学经纬仪一般均采用对径分划线影像符合的读数装置。采用符合读数装置，可以消除像符合的读数装置。采用符合读数装置，可以消除照准部偏心的影响，提高读数精度。照准部偏心的影响，提高读数精度。3.2 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 读数规则读数规则 uJ2J2经纬仪数字化读数窗经纬仪数字化读数窗 一般采用对径重合读数法转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。 常用的方法有：常用的方法有：(method of observation set)(method of observation set)(method of direction observation)(method of directi

13、on observation)q 使用步骤：对中、整平、照准和读数使用步骤：对中、整平、照准和读数q 对中的目的对中的目的使仪器中心（即度盘中心）与测站上的标志点位于同一铅垂线上。q 整平的目的整平的目的使经纬仪的纵轴铅垂，水平度盘和横轴处于水平位置，竖直度盘位于铅垂面内 1）、垂球对中(plumb bob)法 （1 1）脚架头上移动仪器进行对中。）脚架头上移动仪器进行对中。 （2 2）旋转脚螺旋进行整平。）旋转脚螺旋进行整平。 （3 3）反复（）反复（1 1）、（）、（2 2）两步。）两步。3.3 3.3 水平角测量水平角测量3.3.1 3.3.1 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作 内容及要

14、求：内容及要求： 1.1.对中对中 (centering)(centering) 3mm3mm BCA 经纬仪的安置包括经纬仪的安置包括对中对中和和整平整平两项工作。两项工作。1.1.垂球对中和整平垂球对中和整平（1 1）对中）对中: :使仪器的中心（竖轴）与测站点位使仪器的中心（竖轴）与测站点位于同一铅垂线上。于同一铅垂线上。粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测移动三脚架，使垂球尖离测站中站中心心1 1 2cm2cm内；内；精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头稍微松开中心螺丝，在脚架头 上移动上移动( (不能旋转不能旋转) )仪器，使垂球尖精确对仪器，使垂球尖精确对 中测站标志中心，旋紧中心螺

15、丝。中测站标志中心，旋紧中心螺丝。 （2 2）整平）整平: :使仪器的竖轴竖直，水平度盘使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。处于水平位置。1 1）. .垂球对中垂球对中 和整平和整平（1）对中（2）整平气泡居中，1、2等高 1 23123气泡居中，3与1、2等高 用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。 一测回观测过程中，不得再调气泡。 1 1）. .垂球对中垂球对中 (1) 打开三脚架,架头大致水平,连接螺旋处于架头中心位置;(2) 挂上垂球，移动脚架使垂球尖概略对准测站点;(3) 连接使仪器。观察垂球是否偏离标志中心，如偏离可略放松连接螺旋，用手轻移仪器，使垂球尖准确

16、对准测站点，再旋紧连接螺旋。 2 2）. .整平整平 (1) 转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋; (2) 按左手法则左手法则同时旋转脚螺旋使气泡居中; (3) 将仪器照准部旋转旋转9090，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。 按上述方法反复进行几次，直到仪器旋到任何位置时，气泡都居中为止。 2 2）、光学对中器法）、光学对中器法 ( (边讲边现场示范边讲边现场示范) )（1 1）大致水平大致对中）大致水平大致对中 眼睛看着对中器，眼睛看着对中器，拖动拖动三脚架两个脚三脚架两个脚, ,使仪器使仪器大致对中大致对中, ,并保持并保持“架头架头”大致水平大致水平。（2 2）伸缩脚架粗平）伸缩

17、脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。圆水准气泡居中。（3 3）脚螺旋精平）脚螺旋精平左手大拇指法则左手大拇指法则气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高1231 1）转动仪器，使水准管与脚螺旋）转动仪器，使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线连线平行平行。2 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1 1、2 2 。3 3）转动仪器）转动仪器90900 0，运用法则，旋转脚螺旋，运用法则，旋转脚螺旋3 3 。气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123气泡居中，气泡居

18、中，3与与1、2等等高高123 （4 4）架头上移动架头上移动仪器，精确对中仪器，精确对中 (5)(5)脚螺旋精平脚螺旋精平 (6) (6) 反复（反复（4 4）、（）、（5 5）两步。）两步。 2）、光学对中器法）、光学对中器法2 2）光学对中）光学对中 光学对中器(optical plumment):是装在仪器纵轴中的小望远镜，中间装有一个直角反射棱镜，使铅垂方向的光线折成水平方向，以便观察。 1.通过垂球初步对中，并使三脚架架头大致水平。 2.转动和推拉对中器目镜调焦，使地面标志点成像清晰，且分划板上中心圆圈也清晰可见。 3.转动仪器脚螺旋，使圆水准器泡居中。 4.观察光学对中器,轻移仪

19、器达到对中。 5.按用垂球安置仪器的整平方法进行精确整平。 6.检查光学对中器，此时若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成；若仍有偏差，可稍松动连接螺旋，在架头上移动仪器，使其准确对中，然后重新进行精确整平。直到对中和整平均达到要求为止。 2 2）. .光学对中器对中和整平光学对中器对中和整平（1 1）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线上，将头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线上，将三脚架踩实。三脚架踩实。（2 2）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上圆圈，拉或推）旋转光学对中器的目镜，

20、看清分划板上圆圈，拉或推动目镜使测站点影像清晰。动目镜使测站点影像清晰。（3 3）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。（4 4）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器气泡居中。气泡居中。（5 5）用脚螺旋整平照准部水准管）用脚螺旋整平照准部水准管。 2 2）. .光学对中器对中和整平光学对中器对中和整平（6 6）用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈）用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈中心。如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺中心。如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺旋，在架头上移动仪器，圆圈中心对准

21、测站点后旋旋，在架头上移动仪器，圆圈中心对准测站点后旋紧连接螺旋。紧连接螺旋。（7 7）重新整平仪器，直至在整平仪器后，光学对中）重新整平仪器，直至在整平仪器后，光学对中器对准测站点为止。器对准测站点为止。 3.3.经纬仪的瞄准经纬仪的瞄准 步骤步骤：粗瞄粗瞄制动制动调焦调焦微动精瞄微动精瞄( (示范示范) ) 注意：注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。瞄准时，尽量瞄准目标下部。 3.3.3 3.3.3 照准照准 1.目镜调焦：将望远镜对向明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。 2.粗略瞄目标：松开望远镜水平、竖直制动螺旋，通过望远镜上的粗瞄器对准目标，然后拧紧制动螺旋。 3.物镜调焦：转动

22、望远镜物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。注意消除视差注意消除视差现象现象。 4.精确瞄准目标：转动水平微动及竖直微动螺旋，使十字丝竖丝与目标成单线平分或双丝夹准，并且使十字丝交点部分对准目标的底部使十字丝交点部分对准目标的底部。小目标，双丝夹大目标，单丝分4. 4. 读数读数 打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀。然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰。读数方法如3.2.2所述。水平2152147978垂直3.3.1 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作盘左盘左盘右盘右盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘测站测站ABO 1a1b13.3.2 3.3.2 测回法

23、测量水平角测回法测量水平角1 1、步骤：、步骤：(1) (1) 安置仪器于测站安置仪器于测站O O点，对中、整平点，对中、整平(2)(2)上半测回：盘左，上半测回：盘左，LA ,LB LA ,LB (3)(3)下半测回：盘右，下半测回：盘右，RB , RA RB , RA 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。(4) (4) 若若左左- - 右右4040，认为观测合格。此时可取认为观测合格。此时可取测站测站目标目标竖盘位置竖盘位置水平度盘读水平度盘读数数半测回角值半测回角值一测回角值一测回角值备注备注O OA A左左B BA A右右B B0 02 480 02 4881

24、34 2481 34 24 81 31 36 81 31 36180 02 30180 02 30261 33 54261 33 54 81 31 24 81 31 2481 31 3081 31 30q 盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消仪器误差仪器误差对测对测角的影响，同时也可以角的影响，同时也可以检核检核观测中有无错误存在。对于观测中有无错误存在。对于DJ6级光学经纬仪，如果级光学经纬仪，如果左与左与右之差右之差不超过不超过40，则可取上、则可取上、下半测回平均值作为最后结果。下半测回平均值作为最后结果。)(21右左n 在计算水平角值时，由于水平

25、度盘刻划是顺时针方向注记，在计算水平角值时，由于水平度盘刻划是顺时针方向注记，所以应总是所以应总是以右边方向（观测者面向角度张开方向）的读数减以右边方向（观测者面向角度张开方向）的读数减去左边方向读数。如发生不够减情况时，可在右边方向读数上去左边方向读数。如发生不够减情况时，可在右边方向读数上加加360再减去左边方向读数再减去左边方向读数v水平角观测方法水平角观测方法(1)操作步骤：盘左位置盘左位置：瞄准零方向瞄准零方向A A ，按顺时针旋转照准部，按顺时针旋转照准部，依次照准依次照准B B、C C、D D各目标方各目标方向，分别读取水平度盘读数，向，分别读取水平度盘读数，最后再观测零方向最后

26、再观测零方向A A ，称为，称为上半测回归零上半测回归零, ,以上称为上以上称为上半测回。半测回。零方向 盘左 盘右 ABOCD(1)操作步骤：盘右位置：盘右位置：先照准零方向先照准零方向A A ，按逆时针方向依次照准按逆时针方向依次照准D D 、C C 、B B 各目标方向，分别读取水平各目标方向，分别读取水平度度 盘读数，最后再照准零盘读数，最后再照准零方向方向A A ，称为下半测回，称为下半测回归零，此为下半测回。归零，此为下半测回。零方向 盘左 盘右 ABOCD 水平角测量的误差亦来自水平角测量的误差亦来自仪器误差仪器误差、观测误差观测误差和和外界条件外界条件的影响三个方面。的影响三个

27、方面。 盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差的影响。的影响。 v1 1、仪器误差、仪器误差 2 2）. . 横轴误差横轴误差盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差的影响。的影响。v1 1、仪器误差、仪器误差 3 3）. . 竖轴误差竖轴误差 由于用盘左、盘右观测同一方向，竖轴误差所由于用盘左、盘右观测同一方向，竖轴误差所引起的水平度盘读数误差大小相等但符号相同，因引起的水平度盘读数误差大小相等但符号相同，因此此不能用盘左和盘右观测消除其影响不能用盘左和盘右观测消除其影响。此外这一影。此外这一影

28、响亦与竖直角的大小成正比，所以在山区或坡度较响亦与竖直角的大小成正比，所以在山区或坡度较大的地区进行测量时，应对仪器进行严格的检验和大的地区进行测量时，应对仪器进行严格的检验和校正，并在测量中仔细整平。校正，并在测量中仔细整平。v1 1、仪器误差、仪器误差 4 4）. . 照准部偏心差照准部偏心差 对于单指标读数的对于单指标读数的J6J6级光学经纬仪级光学经纬仪，取同一方，取同一方向盘左、盘右观测的平均值，即可消除此项影响。向盘左、盘右观测的平均值，即可消除此项影响。 v1 1、仪器误差、仪器误差 5 5）. . 竖盘指标差竖盘指标差 采用盘左、盘右观测一测回，取其平均值作为采用盘左、盘右观测

29、一测回，取其平均值作为竖角成果可消除竖盘指标差的影响。竖角成果可消除竖盘指标差的影响。 6 6）. . 度盘分划误差度盘分划误差 在水平角精密测量时，为提高测角精度，可利在水平角精密测量时，为提高测角精度，可利用度盘位置变换手轮或复测板手，在各测回之间变用度盘位置变换手轮或复测板手，在各测回之间变换度盘起始位置的方法减小其影响。换度盘起始位置的方法减小其影响。 v2 2、观测误差、观测误差 1 1）. . 对中误差对中误差对中误差对测角的影响与偏心距成正比，与边长对中误差对测角的影响与偏心距成正比，与边长成反比。成反比。 在水平角测量时，应认真精确地进行对中，在边在水平角测量时，应认真精确地进

30、行对中，在边长较短的情况下尤应如此。长较短的情况下尤应如此。v2 2、观测误差、观测误差 2 2）. . 目标偏心差目标偏心差目标倾斜越大，瞄准部位越高，则目标偏心越目标倾斜越大，瞄准部位越高，则目标偏心越大，对测角的影响就越大。大，对测角的影响就越大。目标偏心对测角的影响与边长成反比。目标偏心对测角的影响与边长成反比。v2 2、观测误差、观测误差 3 3）. . 瞄准误差瞄准误差 瞄准误差是指望远镜瞄准目标的精确程度。瞄准误差是指望远镜瞄准目标的精确程度。 4 4）. . 读数误差读数误差v3 3、外界条件的影响、外界条件的影响 外界条件的影响主要是指各种外界条件的变外界条件的影响主要是指各

31、种外界条件的变化化对角度观测值精度的影响。对角度观测值精度的影响。 如温度变化、大风、地面辐射热和空气如温度变化、大风、地面辐射热和空气透明度等。透明度等。1.仪器高度要与观测者的身高相适应，三脚架要踩实，中心连接螺旋要拧紧，操作时不要用手扶三脚架，使用各螺旋时用力要轻。 2.要精确对中，边长越短，对中误差影响越大。 3.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点附近去瞄准标志底部。4.应该边观测、边记录、边计算。发现错误，立即重测。 5.水平角观测过程中，不得再调整照准部水准管。如气泡偏离如气泡偏离中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。3.4 3.4 竖

32、直角竖直角(vertical angle)(vertical angle)测量测量天顶天顶铅垂线水平线AAZCZACB090 180270在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角视线的夹角( (也叫垂直角也叫垂直角) ) =0=09090 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。12BAv3.4.1 3.4.1 竖直度盘竖直度盘(vertical circle)(vertical circle)的构造的构造v 竖直度盘部分包括竖直度盘部分包括竖盘竖盘、竖盘指标水准管竖盘指标水准管和和竖盘指标竖盘指标水准管微动螺旋水准管微动螺旋. . 竖盘的

33、注记形式有顺时针竖盘的注记形式有顺时针与逆时针两种。当望远镜视线与逆时针两种。当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左竖盘读数应为中时，盘左竖盘读数应为9090，盘右竖盘读数则为盘右竖盘读数则为270270。n 光学经纬仪的竖盘装置包括： 竖盘、竖盘读数指标竖盘、竖盘读数指标及及竖盘竖盘指标水准管指标水准管。竖盘固定安装在横轴的一端，其中心与横轴中心一致，望远镜在竖直面内转动时，竖盘跟随望远镜一起转动，而读数指标则是不动的。竖盘读数指标与竖盘水准管连接在一起，当指标水准管气泡居中时，指标便处于正确的位置。1 1包括包括: :竖盘竖盘(vertical circ

34、le) (vertical circle) 、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管(vertical index bubble tube)(vertical index bubble tube)、及其微动螺旋。、及其微动螺旋。 后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical (vertical index compensator)index compensator)来替代。来替代。2 2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。3 3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。、竖盘的注记形

35、式：有顺时针与逆时针两种。 （1 1）顺时针注记）顺时针注记180180270270 0 09090盘左盘左指标线指标线27027090900 0180180盘右盘右指标线指标线（2 2）逆时针注记）逆时针注记 0 0270270 180 1809090盘左盘左指标线指标线27027090901801800 0盘右盘右指标线指标线n ：竖直度盘（竖盘）用来测量竖直角。 竖直角与水平角一样，其角值是度盘上两个方向的读数之差。所不同的是，竖直角两个方向中的一个是水平方向，而对于某一种仪器来说，水平视线方向的竖盘读数是一个固定值，所以测量竖直角时，只要瞄准观测目标，读出竖盘读数，就可计算出竖直角。

36、v3.4.2 3.4.2 竖直角的观测与计算竖直角的观测与计算u观测步骤：观测步骤： （1 1）在盘左位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指）在盘左位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手薄。薄。（2 2）在盘右位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指）在盘右位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手薄，测回观测结束。薄，测回观测结束。（3 3）根据仪器竖盘注记形式确定竖直角计算公式，）根据仪器竖盘注记形式确定竖直角计算公式，计算竖直角和指标差

37、。计算竖直角和指标差。 在测站安置经纬仪，盘左瞄准目标顶部在测站安置经纬仪，盘左瞄准目标顶部)(21RL转动竖盘指标水准管微动螺旋，指标水转动竖盘指标水准管微动螺旋，指标水准管气泡居中准管气泡居中竖盘读数竖盘读数计算计算 L倒镜倒镜指标水准管气泡居指标水准管气泡居计算计算 R计算竖直角计算竖直角盘右仍瞄准同目标顶部盘右仍瞄准同目标顶部中竖盘读数中竖盘读数测站测站目标目标竖盘位置竖盘位置竖盘读数竖盘读数 半测回角值半测回角值 指标差指标差一测回角值一测回角值 备注备注OA左左右右OB左左右右85 43 2485 43 244 16 364 16 36274 16 06274 16 064 16

38、064 16 214 16 211515265 38 36265 38 364 21 2494 21 1294 21 124 21 124 21 124 21 184 21 186 6v 3.4.2 3.4.2 竖直角竖直角的观测与计算的观测与计算v 1.1.顺时针注记形式顺时针注记形式盘左盘左盘右盘右L90左270 R右)(21右左顺时针注记顺时针注记:盘左盘左270900180指标270900180指标L L90L270900180R270900180指标 RR270盘右最终竖直角为：最终竖直角为：)(21RLv3.4.2 3.4.2 竖直角的观测与计算竖直角的观测与计算 2.2.逆时针注

39、记形式逆时针注记形式90 L左R270右)(21右左3.4.3 3.4.3 竖盘指标差竖盘指标差(index error of vertical (index error of vertical circle) circle)与自动归零补偿器与自动归零补偿器v1 1、竖盘指标差、竖盘指标差u竖盘指标差竖盘指标差x x竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。垂线的夹角。由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差。竖盘指标的便移方向与竖盘注记竖盘指标的便移方向与竖盘注记增加方向一致时，

40、增加方向一致时，x x为正值，反之为负。为正值，反之为负。0 0 270270 180180 9090 x270900180指标xL0Lx=L L0L实际读数实际读数L0正确读数正确读数q由于指标差存在，此时盘左、盘右半测回竖直角计算公式变为：由于指标差存在，此时盘左、盘右半测回竖直角计算公式变为：Lx )90(0左)270(0 xR右x左左x右右)(21右左)(21右左270900180 xL0Ln 消除指标差影响的方法：消除指标差影响的方法：盘左盘右观测值，取平均值盘左盘右观测值，取平均值。)(21左右xn 指标差计算公式：指标差计算公式：)(21RLn 指标差反映竖直角观测成果的质量，规

41、范规定，竖直角观指标差反映竖直角观测成果的质量，规范规定，竖直角观测时的指标差互差，测时的指标差互差，DJ2级经纬仪不得超过级经纬仪不得超过15/；DJ6级经级经纬仪不得超过纬仪不得超过25/。 取盘左盘右平均值，可消除指取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，一般规范规定，指标差变动范围，J625J625、J215 J215 。 计算公式计算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指标差）指标差:对于顺时针注记的：对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90=(90+x) -L=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x

42、)=+x)=右右-x-xv1 1、竖盘指标差、竖盘指标差)(90 xL 270)(xR)360(21RLx）（右左18021)(21LRv 电子经纬仪目前一般与测距仪、微顺一起构成电子经纬仪目前一般与测距仪、微顺一起构成全站式电子速测仪。它采用光电测角，以光电信号全站式电子速测仪。它采用光电测角，以光电信号的形式表达角度测量结果。即采用新型的度盘刻划的形式表达角度测量结果。即采用新型的度盘刻划形式，以光电技术和电子测微技术确定与其相适应形式，以光电技术和电子测微技术确定与其相适应的光电测角原理。目前光电测角有三种度盘形式，的光电测角原理。目前光电测角有三种度盘形式，即格区式度盘，光棚度盘和编码

43、度盘，下面仅简介即格区式度盘，光棚度盘和编码度盘，下面仅简介格区式度盘动态测角原理。格区式度盘动态测角原理。 电子经纬仪在结构及外观上和光学经纬仪相类似。主要不电子经纬仪在结构及外观上和光学经纬仪相类似。主要不同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。和液晶显示。电子经纬仪电子经纬仪ET-02/05ET-02/05 电子经纬仪使用区域广泛，电子经纬仪使用区域广泛，效率高，应用面广可配成全站，效率高，应用面广可配成全站，面板直接显示，方便准确，而且面板直接显示，方便准确，而且可自动采集。这些优势光学经纬可自动采集。这些

44、优势光学经纬仪没法比，用过电子经纬仪的人仪没法比，用过电子经纬仪的人再也不想用光学经纬仪了。目前再也不想用光学经纬仪了。目前电子经纬仪已基本取代了光学经电子经纬仪已基本取代了光学经纬仪。纬仪。1.1.型号型号:ET-02/05/10/20.:ET-02/05/10/20.2.2.精度精度:2,5,10,20.:2,5,10,20.3.3.功能齐全功能齐全4.4.使用方便使用方便, ,可靠性高可靠性高. . v3.5.1 3.5.1 电子经纬仪的测角原理电子经纬仪的测角原理v 1 1、编码度盘测角原理、编码度盘测角原理v3.5.1 3.5.1 电子经纬仪的测角原理电子经纬仪的测角原理v 2 2、

45、光栅度盘测角原理、光栅度盘测角原理 （1 1）光栅与莫尔条纹）光栅与莫尔条纹v3.5.1 3.5.1 电子经纬仪的测角原理电子经纬仪的测角原理 （2 2）. . 莫尔条纹的特性莫尔条纹的特性 莫尔条纹运动与光栅移动具有对应关系，光莫尔条纹运动与光栅移动具有对应关系，光栅的位移量可用莫尔条纹移过的数目来度量。栅的位移量可用莫尔条纹移过的数目来度量。 （3 3）. . 光栅度盘测角光栅度盘测角v3.5.1 电子经纬仪的测角原理v 3 3、动态测角原理、动态测角原理v 如图如图312312是一种格区式玻璃度盘。度盘上刻有明暗的间隔，是一种格区式玻璃度盘。度盘上刻有明暗的间隔，间隔的宽度和数目视设计要

46、求而定。度盘上还设有光阑间隔的宽度和数目视设计要求而定。度盘上还设有光阑LRLR、LSLS，光阑上装配有发光二级发电二极管。当度盘转动时，不，光阑上装配有发光二级发电二极管。当度盘转动时，不动的光阑中的光电二级管将接收在发光二级管送来的格区明动的光阑中的光电二级管将接收在发光二级管送来的格区明暗信号，明暗信号多少将是度盘转动大小的标志。暗信号，明暗信号多少将是度盘转动大小的标志。 图312 区格式度盘图 313 标志刻划 图312 区格式度盘图 313 标志刻划 313 标志刻划 313 标志刻划标志刻划 图图312 312 区格式度盘图区格式度盘图 v 度盘明暗格区刻划有两种：标志刻和一般刻

47、划。图度盘明暗格区刻划有两种：标志刻和一般刻划。图313313有有A A、B B、C C、D D四组标志刻划。各标志以宽窄不同的刻划线和不同的排四组标志刻划。各标志以宽窄不同的刻划线和不同的排列设置在起算位置依次为列设置在起算位置依次为9090的区间上，一般刻划类似图的区间上，一般刻划类似图312312所示，分布在标志刻划分割的四个区间。一般刻划的暗条纹为所示，分布在标志刻划分割的四个区间。一般刻划的暗条纹为明条纹宽度的明条纹宽度的2 2倍。倍。 度盘总刻划数度盘总刻划数10241024，如图，如图317317所示，所示， 。=360=360606060601024=12651024=1265625625秒。秒。 动态扫描是通过光电信号扫