角度测量课件

第3章

角度测量3.1

水平角和竖直角测量原理3.2

光学经纬仪3.3DJ2级光学经纬仪3.4

经纬仪的使用3.5

水平角观测3.6

坚直角的观测第3章角度测量3.1水平角和竖直角测量原理3.7

水平角测量误差3.8

经纬仪的检验与校正3.9电子经纬仪3.10全站仪器3.7水平角测量误差3.1

水平角和竖直角测量原理3.1.1水平角测量原理水平角是从地面上任意一点出发到两目标的方向线在水平面上的投影之间的夹角。如图3-1所示，过OA和OB两竖直面所夹的二面角即在水平面上的投影。从图3-1可以看出，A,O,B为地面上的任意三点，为测量∠AOB的大小，设想在O点沿铅垂线上方，放置一个按顺时针注记的水平度盘(0-360°)，使其中心位于角顶的铅垂线上。过OA铅锤面通过水平度盘的读数为a，过OB铅锤面通过水平度盘的读数为b，则∠AOB的大小即为水平角β的两读数之差，如图3-1所示。返回下一页3.1水平角和竖直角测量原理3.1.1水平角测量原理返回下3.1

水平角和竖直角测量原理3.1.2竖直角测量原理在同一竖直面内，目标方向与水平方向的夹角称为竖直角。目标方向在水平方向以上称为仰角，角值为正;在水平方向以下称为俯角，角值为负。在图3-2和图3-3中可以看出，要测定竖直角，可在O点放置竖直度盘，在竖直度盘上读取视线方向读数，将视线方向与水平方向读数之差，即为所求竖直角。

α=目标视线读数一水平视线读数返回下一页上一页3.1水平角和竖直角测量原理3.1.2竖直角测量原理返3.1

水平角和竖直角测量原理图中Z为天顶距(即地面点O垂直方向的北端，顺时针转至观测视线方向线的夹角)。天顶距的大小从0°～180°，没有负值。天顶距与竖直角的关系为:返回上一页3.1水平角和竖直角测量原理图中Z为天顶距(即地面点O垂直3.2光学经纬仪3.2.1经纬仪概述经纬仪是观测角度的常用仪器。要进行水平角和竖直角的测量，经纬仪必须要有照准目标的瞄准装置，有量测角度的水平度盘、竖直度盘以及在度盘上读数的指标。观测水平角时，度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使度盘水平，因此要有对点器、水准器。为了瞄准不同方向及不同高度的目标，望远镜应既能在水平面内绕竖轴旋转360°，又能在竖直面内旋转360°。经纬仪还应装有读数设备。返回下一页3.2光学经纬仪3.2.1经纬仪概述返回下一页3.2光学经纬仪经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两类。两类仪器的基本构造是一致的，唯有读数系统和读数方式不同:光学经纬仪利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行度盘读数;电子经纬仪则利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示光栅度盘读数。返回下一页上一页3.2光学经纬仪经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两类。两3.2光学经纬仪3.2.2光学经纬仪的基本构造1.基座基座由脚螺旋、竖轴轴套、三角压板组成。3.照准邵照准部系指基座以上在水平面上绕竖轴旋转的整体部分。照准部主要由望远镜及支架、竖直度盘、横轴、管水准器、圆水准器、水平制动和微动螺旋、竖直制动和微动螺旋、光学对中器及读数装置等构件组成。望远镜、竖直度盘和横轴固连在一起与横轴共同安装在支架上。光学对点器是一个小型望远镜。视准轴通过棱镜折射后与仪器竖轴重合。返回下一页上一页3.2光学经纬仪3.2.2光学经纬仪的基本构造返回下3.2光学经纬仪3.2.3度盘和读数系统光学经纬仪的读数设备主要有水平度盘、竖直度盘、测微器。通过一系列的棱镜和透镜、反光镜将度盘分划线、测微器呈现在读数显微镜内。DJ6级光学经纬仪常用的测微器有分微尺测微器和单平板玻璃测微器两种读数方法。1.分微尺测微器及读数方法分微尺测微器的结构简单，读数方便，在读数显微镜中可以看到两个读数窗(图3-7);注有“H”(或“一”)的是水平度盘读数窗;注有“V”(或“⊥”)的是竖盘读数窗。返回下一页上一页3.2光学经纬仪3.2.3度盘和读数系统返回3.2光学经纬仪度盘两分划线之间的分划值为10，分微尺共分。0-6个大格，每一大格为10’，每一小格为1′，全长为60′，估读精度为1′。在图3-7中水平度盘的读数为134°53′48″;竖直度盘的读数为87°58′36″。读数系统由反光镜、棱镜、读数显微镜等组成，如图3-8所示。返回下一页上一页3.2光学经纬仪度盘两分划线之间的分划值为10，分微尺共3.2光学经纬仪水平度盘光路线路:反光镜1→进光窗2→照明棱镜12→照准棱镜13→水平度盘14→水平度盘显微物镜组15→转像棱镜16→读数窗8→转像棱镜9→读数物镜10→读数目镜11。竖盘的光路:反光镜1→进光窗2→照明棱镜3→照准棱镜5→竖盘4→显微物镜6→转像棱镜7→读数窗8→转像棱镜9→读数物镜10→读数目镜11。返回下一页上一页3.2光学经纬仪水平度盘光路线路:反光镜1→进光窗2→照3.2光学经纬仪2.单平板玻璃测微器及读数方法单平板玻璃测微器主要由平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮组成。转动测微轮，单平板玻璃与测微尺绕轴同步转动。当平板玻璃底面垂直于光线时，如图3-9(a)所示，读数窗中双指标线读数是92°a，测微尺上单指标线读数为15′。转动测微轮，使平板玻璃倾斜一个角度，光线通过平板玻璃后发生平移，如图3-9(b)所示，当92°分划线移到正好被夹在双指标线中间时，可以从测微尺上读出移动之后的读数，为23'28"。返回下一页上一页3.2光学经纬仪2.单平板玻璃测微器及读数方法返回下一页3.2光学经纬仪图3-10为单平板玻璃测微器读数窗的影像，下面的窗格为水平度盘影像，中间的窗格为竖直度盘影像，上面的窗格为测微尺影像。度盘最小分划值为30‘，测微尺全长为30’，将其分为30大格，1大格又分为3小格。因此测微尺上每一大格为1‘，每小格为2了，估读至0.1小格(2“)。读数时，转动测微轮，使度盘某一分划线精确地夹在双指标线中央，先读取度盘分划线上的读数，再读取测微尺上指标线读数，最后估读不足一分划值的余数，三者相加即为读数结果。如图3-10(a)所示，竖盘读数为92°+17’40”=92°17‘40“。如图3-10(b)所示，水平读数为4°30’+12‘30”=40°42’3“。返回上一页3.2光学经纬仪图3-10为单平板玻璃测微器读数窗的影像3.3DJ2级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪的构造基本同DJ6级光学经纬仪。DJ2级比DJ6级经纬仪测角精度高60倍，施工中规定DJ6只用于多层建筑DJ2用于高层框架、框剪结构;所以近几年的电子、激光及全站仪都是DJ2以上经纬仪。DJ2级与DJ6级经纬仪相比较，区别在于读数设备与读数方法的不同:(1)DJ2经纬仪度盘最小分划值l0'，而DJ2经纬仪度盘最小刻画值为1°或30'。返回下一页3.3DJ2级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪的构造基本同DJ3.3DJ2级光学经纬仪(2)DJ2经纬仪一般都采用对径分划线影像符合的读数设备(其原理:它将度盘上正像注记的分划值与倒像注记的分划值，采用了双平板玻璃的光学测微器或移动光楔测微器，经过一系列棱镜和透镜的反射与折射后，采用对径符合和测微显微镜原理进行读数)。转动测微轮使正倒像注记相差180°的分划值，用对径分划线表示，显示于读数显微境内。(3)分微尺上显示有分(')和秒(")的分划值，可估读到0.1"的读数。(4)在读数显微镜中只能看到某一个度盘的影像，两度盘影像可用度盘变换钮来使之交替出现。返回下一页上一页3.3DJ2级光学经纬仪(2)DJ2经纬仪一般都采用对径分3.3DJ2级光学经纬仪实际读数时转动测微手轮，使上下分划线精确重合。这时度盘正像上与倒像相差180。且相距最近的整度分划线(原则:正像在左，倒像在右，相差180°)即为所要读出的度数，再取正、倒像两度盘分画线的1/2格数为10'位，再加分微尺上的个位分(')和秒(")。图3-12(a)所示的读数为42°57'38.6"。返回上一页3.3DJ2级光学经纬仪实际读数时转动测微手轮，使上下分划3.4

经纬仪的使用3.4.1对中与整平对中是使水平度盘中心和测站点标志中心在同一铅垂线上，整平是使水平度盘处于水平位置和仪器竖轴处于铅垂位置。1.初步对中(1)垂球对中法。调整三脚架的三个架腿高度，一般与胸同高或略矮于胸部(同时使三个架腿一样高)，拧紧固定螺旋，打开三脚架，使架头大致水平，并使架头中心初步对准测站标志中心，将垂球挂在三脚架连接螺旋上(图3-14)。平移三脚架使垂球尖对准测站点标志中心，这样架头中心和站点标志中心在同一铅垂线上。返回下一页3.4经纬仪的使用3.4.1对中与整平返回下一3.4

经纬仪的使用(2)经验目测对中法。左手中指调平架头上的连接板将连接螺旋调至连接孔的中间，将眼睛靠近连接螺旋孔上，右手平端架头，眼睛通过连接螺旋孔看地面测站中心在同一铅垂线上，并要求架头平。2.仪器固定安上仪器，将三脚架连接螺旋与仪器固定。先通过光学对点器观察地面的测站中心是否在视线范围，如在视线范围，先整平;如不在视线范围内，卸下仪器，重新用垂球对中。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用(2)经验目测对中法。左手中指调平架头上3.4

经纬仪的使用3.初步整平松开照准部制动螺旋，转动照准部使管水准器、圆水准器位于同一竖直面，转动脚螺旋使管水准器气泡居中，同时使圆水准器气泡位于两脚螺旋中间[图3-15(a)]，转动照准部90。使管水准器和第三只脚螺旋位于同一竖直面，再转动第三只脚螺旋[图3-15(b)]，使管水准器气泡居中，同时使圆水准器气泡也居中。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.初步整平返回下一页上一页3.4

经纬仪的使用4.光学对点器对中(精确对中)眼睛通过光学对点器观察测站中心是否在对点器圆圈中心，如果测站中心在对点器圆圈中心，说明测站中心和水平度盘中心、仪器竖轴在同一条铅垂线上。如果不在对点器圆圈中心，稍微松开连接螺旋三脚架，在架头上平移经纬仪，眼睛看着对点器，使对点器圆圈中心平移到测站中心上。这时两个气泡偏离中心，应重新整平。5.精确整平(即重新整平)操作同“3.初步整平”。注意:对中、整平应反复操作，直至对中、整平同时符合精度要求。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用4.光学对点器对中(精确对中)返回下一页3.4

经纬仪的使用3.4.3照准(调焦瞄准)(1)粗略瞄准一用瞄准器粗略瞄准目标(2)精确瞄准一转动望远镜的微动螺旋和水平微动螺旋使望远镜的十字丝交点精确瞄准目标返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.4.3照准(调焦瞄准)返3.4

经纬仪的使用3.4.4读数(1)调节反光镜，使读数窗内像有个小灯泡在里面照亮一样，使分划线清晰。(2)瞄准第一个目标:要求起始读数为0°0'0"。DJ2经纬仪调0°0'0"的方法:①转动测微轮，使分微尺为0'0"(图3-17)。②转动度盘变换手轮，使读盘度数为000°0'，同时必须将对径分画窗上的上、下格重齐(即对径分划线重齐)。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.4.4读数返回下一页上一页3.4

经纬仪的使用③瞄准第二个目标:读数之前，要求必须转动测微轮使对径分划窗上的对径分划线上下格重齐，见图3-18所示(DJ2在每次读数之前必须转动测微轮使对径分划线重齐再读数，即读盘的正注记与倒注记相差180°)。返回上一页3.4经纬仪的使用③瞄准第二个目标:读数之前，要求必须转动3.5

水平角观测3.5.1测回法测回法是观测水平角的一种最基本方法，常用于观测两个方向的单个水平夹角。如图3-19所示，观测β角步骤如下:(1)在O点安置经纬仪，对中、整平、调焦、照准。(2)盘左(即竖盘在望远镜的左侧，又称正镜)。返回下一页3.5水平角观测3.5.1测回法返回下一页3.5

水平角观测(1)先瞄准左方目标A，转动测微轮使水平度盘读数为，计入观测手簿(表3-1)。(2)松开水平制动螺旋，顺时针方向转动照准部再瞄准右方目标B，读取水平度盘读数，记人观测手簿。盘左水平角为:(3)盘右(即竖盘在望远镜的右侧，又称倒镜)。

返回下一页上一页3.5水平角观测(1)先瞄准左方目标A，转动测微轮使水平度3.5

水平角观测1)先瞄准右方目标B，读记水平度盘读数b右。2）逆时针方向转动照准部，瞄准左方目标A,读记水平度盘读数a右，则盘右水平角为:(4)DJ2级光学经纬仪盘左、盘右允许误差:上半测回与下半测回合称一测回，一测回取其平均值:返回下一页上一页3.5水平角观测1)先瞄准右方目标B，读记水平度盘读数b右3.5

水平角观测3.5.2方向观测法当在同一测站上需要观测三个以上方向时，通常用方向观测法观测水平角。欲在O点一次测出β和Y三个水平角，其观测步骤和计算方法如下。1.观测(1)在测站点O安置经纬仪，对中、整平、调焦、照准。(2)盘左:瞄准A点转动测微轮使水平度盘读数为0°0'0"，并记人表3-2，然后顺时针转动仪器，依次瞄准A，B，C,D,A,读记水平度盘读数。见表3-2(称为上半测回)。返回下一页上一页3.5水平角观测3.5.2方向观测法返回下一页上一页3.5

水平角观测(3)盘右，逆时针转动仪器，按A,D,C,B,A的顺序依次瞄准目标，读记水平度盘读数。以上过程为一个测回。当需要观测n个测回时，测回数仍按180°/n，变换起始方向读数。此外，起始于A又终止于A的过程称为归零的方向观测法，又称全圆方向观测法。返回下一页上一页3.5水平角观测(3)盘右，逆时针转动仪器，按A,D,C,3.5

水平角观测2.计算(1)计算归零差。起始方向的两次读数的差值称为半测回归零差，以△表示。对DJ6级仪器，△应小于士18″(DJ2级不应超过±12″)，否则应查明原因后重测。(2)计算倍照准差。表中2c称为两倍照准差。对DJ2经纬仪，一测回内2c、的变化范围不应超过±18″，对DJ6级经纬仪，考虑到度盘偏心差的影响，2c的互差只做自检，不做限差规定。返回下一页上一页3.5水平角观测2.计算返回下一页上一页3.5

水平角观测(3)计平均方向值:

(4计算归零后方向值。(5计算归零后方向平均值。(6)计算水平角。返回上一页3.5水平角观测(3)计平均方向值:返回上一页3.6

坚直角的观测3.6.1光学经纬仪竖直度盘的构造光学经纬仪的竖直度盘读数系统由竖盘、指标、竖盘指标水准管及微动螺旋、读数没备及读数显微镜等组成。竖直度盘为。0°-360°刻画的玻璃圆环。望远镜和仪器横轴固连在一起，竖直度盘固定在横轴的一端，且垂直于横轴。横轴与竖盘随望远镜在竖直面内可旋转360°，而竖盘指标不动，应永远指向地心。仪器整平后，竖盘应为铅垂面。在竖直角测量中，只需读取瞄准目标时的竖盘读数，即可计算竖直角的大小。返回下一页3.6坚直角的观测3.6.1光学经纬仪竖直度盘的构造返3.6

坚直角的观测3.6.2.竖直角计算公式竖盘构造为天顶式顺时针注记，当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标处于正确位置，竖盘读数一般为一个常数:90°或270°。图3-23(a)为盘左位置，望远镜的视线水平时竖盘读数为90°,当望远镜仰起时，读数减小，倾斜视线与水平视线所构成的竖直角为αL。设视线方向的读数为L，则竖直角计算公式为:返回下一页上一页3.6坚直角的观测3.6.2.竖直角计算公式返回下一页3.6

坚直角的观测图3-23(b)为盘右位置，望远镜的视线水平时竖盘读数为270°。当望远镜仰起时，读数增大，倾斜视线与水平视线所构成的竖直角为aR,设视线方向的读数为R，则竖直角计算公式为:竖直角的平均值:返回下一页上一页3.6坚直角的观测图3-23(b)为盘右位置，望远镜的视3.6

坚直角的观测3.6.3竖直角观测步骤如图3-24所示，没测站点为A，欲测量竖直角a.瞄准目标点B;欲测量AB坡度角a.瞄准目标点B的仪器高i。其观测步骤如下(1)在A点安置经纬仪(对中、整平)(2)盘左十字丝横丝精确瞄准目标B(或目标点的仪器高i)，转动指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数1，则以上为上半测回的观测值。返回下一页上一页3.6坚直角的观测3.6.3竖直角观测步骤返回下一页上3.6

坚直角的观测

(3)盘右再次瞄准R(或目标点的仪器高i>，转动指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数R，则。以上为下半测回的观测值。故竖直角为：返回下一页上一页3.6坚直角的观测(3)盘右再次瞄准R(或目标点的仪器高3.6

坚直角的观测3.6.4竖盘指标差竖盘在指标水准管气泡居中时，指标应处于正确位置，即盘左和盘右望远镜水平时竖盘常数分别为90°(或270°)。但由于仪器长期使用，当气泡居中时，指标所处的实际位置与相应的正确位置可能有偏差角x，x称为指标差。盘左在望远镜水平竖盘读数实际上是90+x，盘右实际上是270+x。故盘左、盘右观测的正确竖直角应为:

返回下一页上一页3.6坚直角的观测3.6.4竖盘指标差返回下一页上一页3.6

坚直角的观测由上两式可以导出:这便是天顶距式竖盘的指标差计算公式。对于同一台仪器来说，指标差应是一个常数。当计算的指标差x≥1’时，仪器的指标差就需要进行校正。

返回上一页3.6坚直角的观测由上两式可以导出:返回上一页3.7

水平角测量误差水平角的测量误差来源主要有:仪器误差、观测误差和外界条件影响等误差。3.7.1仪器误差仪器误差的来源主要有两个方面:一方面是仪器检校后还存在着残余误差，另一方面是仪器制造、加工不完善而引起的误差。可以采用适当的观测方法来减弱或消除其中一些误差。如视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴及度盘偏心等误差，可通过盘左、盘右观测取平均值的方法消除，度盘刻画不均匀的误差可以通过改变各测回度盘起始位置的办法来削弱。返回下一页3.7水平角测量误差水平角的测量误差来源主要有:仪器误差、3.7

水平角测量误差3.7.2仪器安置误差1.仪器对中误差如图3-26所示，O为测站点，A,B为观测目标，OO’为仪器中心。(X了为对中误差，其长度称为偏心距，以。表示。由图可知，观测角值厂与正确角值β之间的关系式为:返回下一页上一页3.7水平角测量误差3.7.2仪器安置误差返回下一页3.7

水平角测量误差2.整平误差整平误差引起竖轴倾斜，且正、倒镜观测时的影响相同，因而不能消除，故观测时应严格整平仪器。其影响类似于横轴与竖轴不垂直的情况，垂直角越大，影响也越大。在山区观测时，一般垂直角较大，尤其要注意。当发现水准管气泡偏离零点超过一格时，要重新整平仪器，并重新观测。返回下一页上一页3.7水平角测量误差2.整平误差返回下一页上一页3.7

水平角测量误差3.7.3目标偏心误差水平角观测时，常用测杆立于目标上作为照准标志。当测杆倾斜而又瞄准测杆上部时，将使照准点偏离地面目标而产生目标偏心误差。设照准点至地面的测杆长度为L，测杆与铅垂线的夹角为γ，则照准点的偏心距e。对水平角的影响类似于对中误差的影响，边长越短，测杆越倾斜，瞄准点越高，影响就越大。因此，在观测水平角时，测杆要竖直，并且尽量瞄准其底部，以减小目标倾斜引起的水平角观测误差。返回下一页上一页3.7水平角测量误差3.7.3目标偏心误差返回下一页上3.7

水平角测量误差3.7.4观测误差1.瞄准误差影响瞄准的因素很多，现只从人眼的鉴别能力做简单的说明。人眼分辨两个点的最小视角约为60”，通常以此作为眼睛的鉴别角。当使用放大倍率为V倍，这时的瞄准误差为返回下一页上一页3.7水平角测量误差3.7.4观测误差返回下3.7

水平角测量误差2.读数误差用分微尺测微器读数时，一般可估到最小格值的1/10，即±6”。如果反光镜进光情况不佳，读数显微镜调焦不好和观测者的技术不够熟练，则估读误差可能超过±6”。返回下一页上一页3.7水平角测量误差2.读数误差返回下一页上一页3.7

水平角测量误差3.7.5外界条件的影响外界条件对观测质量有直接影响。如松软的土壤和大风影响仪器的稳定;口晒和温度变化影响仪器整平;大气层受地面热辐射的影响会引起物像的跳动等。因此，要选择目标成像清晰而稳定的有利时间观测，设法克服不利环境的影响，以提高观测成果的质量。返回上一页3.7水平角测量误差3.7.5外界条件的影响返3.8经纬仪的检验与校正3.8.1经纬仪的轴线及其应满足的条件如图3-28所示，经纬仪的主要轴线有:①仪器旋转轴(简称竖轴)VV;②照准部水准管轴LL;③望远镜的旋转轴HH;④视准轴CC。仪器出厂时，一般都能满足上述几何关系。但在运输或使用过程中由于震动等因素的影响，轴线间可能不满足几何条件。因此，应经常对所用经纬仪进行检验与校正。返回下一页3.8经纬仪的检验与校正3.8.1经纬仪的轴线及其应3.8经纬仪的检验与校正经纬仪必须满足下列几个条件:(1)照准部水准管轴应垂直于竖轴，即LL⊥W;(2)视准轴应垂直于横轴，即CC⊥HH;(3)横轴应垂直于竖轴，即HH⊥W;(4)十字丝竖丝垂直于横轴;(5)竖盘指标差为零;(6)光学对中器视准轴的折光轴应与仪器数轴重合位于铅垂线上。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正经纬仪必须满足下列几个条件:返回3.8经纬仪的检验与校正3.8.2经纬仪的检验和校正1.水准管轴的检验和校正(1)检验的目的:水准管轴应垂直于竖轴(LL⊥VV)。先大致整平仪器，转动照准部使水准管轴与仪器任意两个脚螺旋的连线平行，调节这对脚螺旋使水准管气泡居中。再将照准部旋转180°(可利用度盘读数)，若气泡仍然居中，则说明条件满足，否则应进行校正。(2)校正。相向或相反旋转平行于水准管的一对脚螺旋使气泡向中央移动偏离值的一半，再用校正针拨水准管的校正螺旋，升高或降低水准管的一端至气泡居中即可。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正3.8.2经纬仪的检验和校正3.8经纬仪的检验与校正检验和校正须反复进行几次，直到在任何位置气泡偏离值都在一格以内为止。(3)检校原理。当水准轴气泡居中，竖轴就处于铅直位置，此时，照准部绕竖轴旋转180°后，水准管气泡仍居中。水准管气泡居中(水准管轴水平)，竖轴将不在铅垂位置，而是与铅垂线有一夹角a，水准管轴与仪器竖轴(旋转轴)的交角为90°±α将照准部绕竖轴旋转180°。由于竖轴倾斜方向不变，这时水准管不再居中。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正检验和校正须反复进行几次，直到在3.8经纬仪的检验与校正相向或相反的旋转平行于水准管的一对脚螺旋使气泡向中央移动偏离值的一半，此时竖轴在铅垂线上，但气泡还没有居中，再用校正针拨水准管的校正螺旋，升高或降低水准管的一端至气泡居中即可。此项工作应反复进行，直到在任何位置气泡偏离值都在一格以内为止。2.十字丝的检验与校正(1)检验的目的:十字丝竖丝垂直于横轴。将仪器整平后，用十字丝交点准确瞄准一目标点，然后转动望远镜的微动螺旋，使目标点相对移到竖丝的下端或上端，若目标点始终在竖丝上移动，则说明该项条件满足，否则，应对十字丝进行校正。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正相向或相反的旋转平行于水准管的一3.8经纬仪的检验与校正(2)校正。打开十字丝分划板板座的护罩，用起子松开十字丝分划板板座的压环固定螺丝(图3-31)，然后左手转动分划板座，右手转动望远镜的微动螺旋使竖丝始终沿着目标点做上下移动为止。校正后，应将分划板板座的固定螺丝拧紧。3.视准轴垂直于横轴的检验与校正(1)检验的目的:视准轴垂直于横轴CC⊥HH。在平坦的地面上，选一条约80m长的直线AB(对面都有墙面或对面都有物体)，在中点O安置经纬仪，盘左将望远镜放置水平(竖盘读数为90°)，将十字丝交点点于墙面得一标志点A，返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正(2)校正。打开十字丝分划板板座3.8经纬仪的检验与校正固定照准部纵转望远镜成盘右将望远镜放置水平(竖盘读数为270°),再将十字丝交点点于对面墙上得一标志点B1点，如图3-32所示。松开照准部成盘右位置再次瞄准A点，固定照准部纵转望远镜成盘左将望远镜放置水平，瞄准对面墙体做一标志B2点。若B与B2重合，说明该项条件满足，否则，说明存在视准误差c。当c超限时，应对仪器进行校正。(2)校正。连接墙面B1B2两点取B1B2/2得B3点，用校正针拨动十字丝的左右两个校正螺丝，使十字丝分划板平移眼睛看着竖丝移至B3点(图3-32)。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正固定照准部纵转望远镜成盘右将望远3.8经纬仪的检验与校正即将视准轴调整到OB3的位置，此时视准轴便垂直于横轴。此项检校需反复进行多次。由上可知，视准轴垂直于横轴时，必有B1=B2=B3;视准轴不垂直于横轴时，B=(B1+B2)。可见，水平角观测中，盘左、盘右取平均值可以消除视准轴不垂直于横轴带来的观测误差。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正即将视准轴调整到OB3的位置，此3.8经纬仪的检验与校正4.横轴的检验与校正(1)检验的目的:横轴垂直于竖轴，在距墙10~20m处安置经纬仪。如图3-33所示，先盘左将望远镜仰起20°~30°。照准墙面一明显目标P，制动照准部后俯下望远镜，望远镜水平放置，将十字纵丝点于墙面P1;倒转望远镜成盘右位置再次瞄准P点，制动照准部后俯下望远镜，望远镜水平放置，将十字纵丝点于墙面P2，若P1=P2，说明此项条件满足，否则，需要校正。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正4.横轴的检验与校正返回下一页上3.8经纬仪的检验与校正(2)校正。连接P1、P2，取P1P2/2处为P0点，转水平微动螺旋，使纵丝切准P0点,制动照准部将望远镜仰起观察P点。横轴不垂直于竖轴时，则纵丝不能再切准P点。校正时，则可拨动装在支架内的偏心轴瓦校正螺旋，使横轴升降，最终竖丝重新切准P即可。现在生产的经纬仪，一般都能保证横轴垂直于竖轴，故此项条件只需检验，不需校正。若需校正时，可交由专业人员在室内完成。由上可知，当横轴垂直于竖轴时，必有P1=P2=P0;当横轴不垂直于竖轴时，有P1P2/2。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正(2)校正。连接P1、P2，取P3.8经纬仪的检验与校正可见，水平角观测中，盘左、盘右观测取平均值，可以消除横轴不垂直于竖轴带来的观测误差。5.竖盘指标差检验与校正(1)检验的目的:竖盘指标差等于零，如图3-34所示。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正可见，水平角观测中，盘左、盘右观3.8经纬仪的检验与校正当指标差x≥%1’时，仪器的指标差需要校正。盘左、盘右在观测同一竖直角时取其平均值，即可以消除指标差的影响。(2)校正。打开支架将竖盘指标针取下擦洗灰尘，再将指标针安置于正确位置。返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正返回下一页上一页3.8经纬仪的检验与校正

6.对中器的检验与校正

(1)检验的目的:光学对中器视准轴的折光轴应与仪器竖轴重合位于铅垂线上。将仪器安置于平坦地面整平后，转动照准部成盘左位置，测对点器视准轴点于地面得A1点，转动照准部程盘右位置，看对点器视准轴点与地面点A1是否重合，若与地面点A1重合，说明满足条件;若与地面点A1不重合，则需校正。(2)校正。取地面点A1A2/2处为A3，用校正一拨动对点器的矫正螺丝使视准轴对准地面A2点。此项工作应反复进行。返回上一页3.8经纬仪的检验与校正6.对中器的检验与校正返回上一3.9电子经纬仪3.9.1电子经纬仪测角原理1.编码度盘测角编码度盘测角是电子经纬仪所采用的最早、也较为普遍的一种电子测角方法。它是在光学度盘上刻画若干条环形码道，图3-36所示是将整个度盘均分为16个区间，从里到外有四道码环。黑色部分为透光区，白色部分为不透光区，可用二进制中的“1”和“0”来表示。因为各区间的各个码道透光与否不同，所以各区间由码道组成的状态(即编码)就不相同，图3-36中区间编号8的编码为10000当望远镜瞄准目标后，返回下一页3.9电子经纬仪3.9.1电子经纬仪测角原理返回下一页3.9电子经纬仪方向的投影落在度盘的某一区域上，通过发光二极管和接收光电器件，将度盘上该区间的二进制码信息转换成电信号，再通过解码可得到相对应的方向值，即读数。这样，就可根据不同方向的方向值计算出它们之间的夹角。编码度盘测角又称为绝对式测角。多码道编码度盘的角度分辨率δ与区间数m有关，而区间数又取决于码道数n。其关系式为:m=2nδ=360˚返回下一页上一页3.9电子经纬仪方向的投影落在度盘的某一区域上，通过发光二3.9电子经纬仪2.光栅度盘测角在电子经纬仪中，另一种广泛使用的测角方法是用光栅度盘测角。由于这种方法比较容易实现，目前已在世界许多生产厂家中广泛使用。(1)光栅与莫尔条纹。在光学玻璃上均匀地刻画出许多条纹构成光栅，在玻璃圆盘的径向上刻线，形成光栅度盘，如图3-38所示。将两块密度相同的光栅重叠，并使它们的刻画线相互倾斜一个很小的角度θ，这样便会出现明暗相间的条纹，该条纹称为莫尔条纹。返回下一页上一页3.9电子经纬仪2.光栅度盘测角返回下一页上一页3.9电子经纬仪莫尔条纹有如下特点:①两光栅之间的倾角越小，明条纹或暗条纹之间的间距越大。②在垂直于光栅构成平面的方向上，条纹亮度按正弦规律周期性变化。③光栅在水平方向相对移动一条刻线，即一个栅距d，莫尔条纹则上下移动一个周期，即一个纹距L，其关系式为L=d/θ(θ单位为弧度)。返回下一页上一页3.9电子经纬仪莫尔条纹有如下特点:返回下一页上一页3.9电子经纬仪(2)光栅度盘测角。光栅度盘的下面放置发光二极管，上面是一个与光栅度盘形成莫尔条纹的指示光栅，指示光栅的上面为光电接收器。发光二极管、指示光栅和光电接收器的位置固定不动，光栅度盘随照准部一起转动。根据莫尔条纹的特性，度盘每转动一个光栅，莫尔条纹就移动一个周期，光电接收器输出的电流也变化一个周期。因此，可用光电接收器输出的电流周期来表示度盘所转动的光栅数。由于光栅之间的夹角已知，所以通过电子计数器跟踪累计测量实现角度测量，这种测角方法称为增量式测角方法。返回下一页上一页3.9电子经纬仪(2)光栅度盘测角。光栅度盘的下面放置发光3.9电子经纬仪3.9.2电子经纬仪的使用电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。电子经纬仪具有以下特点:①采用电子测角系统，自动显示测量结果;②可与测距仪组成全站仪;③测量数据处理自动化。现以图3-42所示的电子经纬仪操作盘示意图来说明仪器的使用方法。返回下一页上一页3.9电子经纬仪3.9.2电子经纬仪的使用返回下一页上3.9电子经纬仪1.角度测量(1)在测站点上安置仪器，对中、整平与光学经纬仪相同。(2)按ON/OFF键开机，上下转动望远镜，使仪器初始化并自动显示水平度盘角度和竖卫度盘角度以及电池容量信息，如图3-42(a)所示。(3)选择角度值增加方向为顺时针方向Hr(R/L);选择角度单位为360°，即度、分、秒(UNIT)选择竖直角测量模式为天顶距Vz(HOLD)。返回下一页上一页3.9电子经纬仪1.角度测量返回下一页上一页3.9电子经纬仪(4)瞄准第一个目标，将水平角值设置为。0°0’00”(OSET)。转动照准部瞄准另一个目标则显示屏上直接显示水平度盘角度和竖直度盘角度，读数并记录。(5)进行下一步测量工作。(6)测量结束，按ON/OFF键关机。2.与测多巨仪联机使用(1)取下电子经纬仪的提手，将测距仪安装在电子经纬仪的支架上，用通信电缆将仪器丈架上的通信接口与测距仪通信口进行连接，然后分别开机。(2)在测角状态下，按ON/OFF键进人测距菜单，如图3-42(b)所示。返回下一页上一页3.9电子经纬仪(4)瞄准第一个目标，将水平角值设置为。03.9电子经纬仪(3)根据测量需要和屏幕上显示的符号或文字，按相应键可完成所需要的操作。V/%一平距显示(a)，根据斜距和竖盘读数计算。HOLD一高差显示(符号)根据斜距和竖盘读数计算。OSET一向测距仪发送单次测距命令(符号)。R/I一记录(REC)，向外接电子手簿发送测量数据。UVIT一返回测角状态(U)，进行角度测量。ON/OFF一关机(OFF)。返回上一页3.9电子经纬仪(3)根据测量需要和屏幕上显示的符号或文字3.10全站仪3.10.1全站仪的主要特点全站仪具有测距、测角、记录、计算和储存等多项功能，其主要特点是:(1)只要一次照准反射棱镜，即可测出水平角、竖直角、斜距和水平距离，算出镜站的相对坐标和高程，还可记录并计算测量数据。(2)通过全站仪的主机或电子手簿的标准通信接口，可实现全站仪与计算机或其他外围设备之间的数据通信，从而使测量数据的获取、管理、计算和绘图形成一个完整的自动化测量系统。返回下一页3.10全站仪3.10.1全站仪的主要特点返回下一页3.10全站仪(3)利用全站仪的微处理器来控制全站仪的测量与计算，配合相应软件实现气象改正、导线测量、前后方交会、碎部测量和施工放样等计算任务。(4)仪器内部有双轴补偿器，可自动测量仪器竖直轴和水平轴的倾斜误差，并对角度观测值自动施加改正。返回下一页上一页3.10全站仪(3)利用全站仪的微处理器来控制全站仪的测量3.10全站仪3.10.2全站仪的基本功能下面以图3-43所示的口本拓普康公司生产的TOPCONGTS-211型全站仪为例介绍全站仪的一些基本功能。1.基本技术指标(1)望远镜:正像，放大倍率26X，最短视距0.9m。(2)水准器灵敏度:管水准器40”/2mm;水准器10’/2(3)精度:测角精度±6”，测距精度±(3mm+2ppm)(4)测程:单棱镜1100m;三棱镜1600m。返回下一页上一页3.10全站仪3.10.2全站仪的基本功能返回下一页上3.10全站仪(5)环境温度:-20℃~+50℃。(6)倾斜改正:补偿范围±3’。(7)内存:可储存2400个点的测量数据。(8)气象改正公式:式中ka-气象改正系数;p-周围大气压力(mmHg));t-周围大气温度(C)o改正后距离L(m)可由式(3-11)得到:返回下一页上一页3.10全站仪(5)环境温度:-20℃~+50℃。返回下一3.10全站仪(9)显示窗:使用液晶显示(LCD)点阵，可显示4行，每行20个字符，通常前三行显示测量数据，最后一行显示随测量模式变化的按键功能。2.测量模式(1)角度测量模式:在这个模式下可进行零方向和水平角的设置，并测定水平角(可进行左、右角切换)和竖直角。(2)距离测量模式:可进行棱镜常数和气象改正的设置;有精测、跟踪和粗测3种模式，并可完成水平角、平距、斜距、高差测量;进行施工放样时，能显示测量的距离和预置的放样距离之间的差值;可进行偏心测量。返回下一页上一页3.10全站仪(9)显示窗:使用液晶显示(LCD)点阵，可3.10全站仪(3)坐标测量模式:根据坐标系统，输人仪器(测站点)坐标和仪器高、棱镜高，仪器将会自动转换和显示未知点(棱镜点)在该坐标系统中的坐标，并可以在电源关闭后保存测站点坐标。(4)应用测量模式:可进行悬高测量、对边测量;设置显示窗和十字丝的照明;设置最小读数、自动切断电源、垂直和水平角倾斜改正。3.全站仪的操作(1)安置全站仪和反光棱镜，其对中、整平同普通光学经纬仪。返回下一页上一页3.10全站仪(3)坐标测量模式:根据坐标系统，输人仪器(角度测量课件3.10全站仪

(2)开机:打开电源开关(按下POWER键)，显示仪器型号(TOPCONGTS-211)、零指标设置指令(ZEROSET),当前的棱镜常数(PSM),气象改正值(PPM)及电池现有能量。(3)旋转望远镜，设置仪器的竖直角读数为0°。(4)按ANG键选择角度测量模式，进行水平角右角和竖直角的测量。照准第一个目标B，按F1(OSET)和F1(YES)键，设置目标A的水平角为。0°0’0”照准第二个目标:，显示窗显目标B的竖直角(V)和水平角右角(HR)。返回下一页上一页3.10全站仪(2)开机:打开电源开关(按下POWER键3.10全站仪

(5)距离测量:首先设置气象改正值(PPM)和棱镜常数(PSM)，照准棱镜中心，按国键，距离测量开始并在显示窗中显示水平右角(HR)、水平距离(HD)及高差(VD);再次按团键，显示变为竖直角(V)、水平右角(HR)和斜距(SD);最后从距离测量模式返回正常的角度测量模式可按仄又百键。(6)坐标测量:在坐标测量模式下按F4(↓)键转到第二页功能，按回(OCC)键输人仪器(测站)的V坐标值(北向坐标即X值),E坐标值(东向坐标即Y值)和Z坐标值(高程即Z值)，输人数据后，显示窗返回坐标测量显示。返回下一页上一页3.10全站仪(5)距离测量:首先设置气象改正值(PPM图3-1水平角测量原理返回图3-1水平角测量原理返回图3-2竖起角观测(仰角)返回图3-2竖起角观测(仰角)返回图3-3竖直角观测(俯角)返回图3-3竖直角观测(俯角)返回图3-7分微尺测微器读数示例(a)水平度盘读数(b)竖盘读数返回图3-7分微尺测微器读数示例(a)水平度盘图3-8经纬仪读数系统1反光镜;2进光窗;3照明棱镜;4竖盘;5照准棱镜;竖盘显微物镜组;7竖盘转像棱镜;8读数窗;9转像棱镜;10读数物镜;11读数目镜;12照明棱镜;13照准棱镜;14水平度盘;15水平度盘显微物镜组;16转像棱镜;17望远镜物镜;18调焦镜;19十宇丝分划板;20望远镜目镜;21光学对点器目镜;22光学对点器物镜;23光学对点器保护玻璃返回图3-8经纬仪读数系统1反光镜;2进光窗;3照明棱镜;4竖图3-9单平板玻璃测微器原理返回图3-9单平板玻璃测微器原理返回图3-10单平板玻璃测微器读数示例返回图3-10单平板玻璃测微器读数示例返回角度测量课件图3-12经纬仪读数方法(一)返回图3-12经纬仪读数方法(一)返回图3-14三脚架架立返回图3-14三脚架架立返回图3-15整平返回图3-15整平返回图3-17分微尺示意图返回图3-17分微尺示意图返回图3-18度盘与对径分划窗(a)度盘小意图(b)对径分划窗小意图返回图3-18度盘与对径分划窗(a)度盘小意图图3-19测回法观测水平角返回图3-19测回法观测水平角返回表3-1水平角观测记录返回表3-1水平角观测记录返回表3-2水平角观测记录(方向观测法)返回表3-2水平角观测记录(方向观测法)返回图3-23竖盘(天顶式注记)读数示例返回图3-23竖盘(天顶式注记)读数示例返回图3-24直角观测示例返回图3-24直角观测示例返回图3-26仪器对中误差示意图返回图3-26仪器对中误差示意图返回图3-28经纬仪各轴线间几何关系返回图3-28经纬仪各轴线间几何关系返回图3-31十字丝分划板板座返回1望远镜简;2压环螺钉;3压环;4十宇丝校正螺丝;5十宇丝分划板图3-31十字丝分划板板座返回1望远镜简;2压环螺钉;3压环图3-32经纬仪准轴检校返回图3-32经纬仪准轴检校返回图3-33横轴检验返回图3-33横轴检验返回图3-34返回图3-34返回图3-36编码度盘返回图3-36编码度盘返回图3-38光栅度盘返回图3-38光栅度盘返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-42电子经纬仪操作盘示意图返回图3-43TOPCONCTS-211型全站仪返回图3-43TOPCONCTS-211型全站仪返回第3章

角度测量3.1

水平角和竖直角测量原理3.2

光学经纬仪3.3DJ2级光学经纬仪3.4

经纬仪的使用3.5

水平角观测3.6

坚直角的观测第3章角度测量3.1水平角和竖直角测量原理3.7

水平角测量误差3.8

经纬仪的检验与校正3.9电子经纬仪3.10全站仪器3.7水平角测量误差3.1

水平角和竖直角测量原理3.1.1水平角测量原理水平角是从地面上任意一点出发到两目标的方向线在水平面上的投影之间的夹角。如图3-1所示，过OA和OB两竖直面所夹的二面角即在水平面上的投影。从图3-1可以看出，A,O,B为地面上的任意三点，为测量∠AOB的大小，设想在O点沿铅垂线上方，放置一个按顺时针注记的水平度盘(0-360°)，使其中心位于角顶的铅垂线上。过OA铅锤面通过水平度盘的读数为a，过OB铅锤面通过水平度盘的读数为b，则∠AOB的大小即为水平角β的两读数之差，如图3-1所示。返回下一页3.1水平角和竖直角测量原理3.1.1水平角测量原理返回下3.1

水平角和竖直角测量原理3.1.2竖直角测量原理在同一竖直面内，目标方向与水平方向的夹角称为竖直角。目标方向在水平方向以上称为仰角，角值为正;在水平方向以下称为俯角，角值为负。在图3-2和图3-3中可以看出，要测定竖直角，可在O点放置竖直度盘，在竖直度盘上读取视线方向读数，将视线方向与水平方向读数之差，即为所求竖直角。

α=目标视线读数一水平视线读数返回下一页上一页3.1水平角和竖直角测量原理3.1.2竖直角测量原理返3.1

水平角和竖直角测量原理图中Z为天顶距(即地面点O垂直方向的北端，顺时针转至观测视线方向线的夹角)。天顶距的大小从0°～180°，没有负值。天顶距与竖直角的关系为:返回上一页3.1水平角和竖直角测量原理图中Z为天顶距(即地面点O垂直3.2光学经纬仪3.2.1经纬仪概述经纬仪是观测角度的常用仪器。要进行水平角和竖直角的测量，经纬仪必须要有照准目标的瞄准装置，有量测角度的水平度盘、竖直度盘以及在度盘上读数的指标。观测水平角时，度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使度盘水平，因此要有对点器、水准器。为了瞄准不同方向及不同高度的目标，望远镜应既能在水平面内绕竖轴旋转360°，又能在竖直面内旋转360°。经纬仪还应装有读数设备。返回下一页3.2光学经纬仪3.2.1经纬仪概述返回下一页3.2光学经纬仪经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两类。两类仪器的基本构造是一致的，唯有读数系统和读数方式不同:光学经纬仪利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行度盘读数;电子经纬仪则利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示光栅度盘读数。返回下一页上一页3.2光学经纬仪经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两类。两3.2光学经纬仪3.2.2光学经纬仪的基本构造1.基座基座由脚螺旋、竖轴轴套、三角压板组成。3.照准邵照准部系指基座以上在水平面上绕竖轴旋转的整体部分。照准部主要由望远镜及支架、竖直度盘、横轴、管水准器、圆水准器、水平制动和微动螺旋、竖直制动和微动螺旋、光学对中器及读数装置等构件组成。望远镜、竖直度盘和横轴固连在一起与横轴共同安装在支架上。光学对点器是一个小型望远镜。视准轴通过棱镜折射后与仪器竖轴重合。返回下一页上一页3.2光学经纬仪3.2.2光学经纬仪的基本构造返回下3.2光学经纬仪3.2.3度盘和读数系统光学经纬仪的读数设备主要有水平度盘、竖直度盘、测微器。通过一系列的棱镜和透镜、反光镜将度盘分划线、测微器呈现在读数显微镜内。DJ6级光学经纬仪常用的测微器有分微尺测微器和单平板玻璃测微器两种读数方法。1.分微尺测微器及读数方法分微尺测微器的结构简单，读数方便，在读数显微镜中可以看到两个读数窗(图3-7);注有“H”(或“一”)的是水平度盘读数窗;注有“V”(或“⊥”)的是竖盘读数窗。返回下一页上一页3.2光学经纬仪3.2.3度盘和读数系统返回3.2光学经纬仪度盘两分划线之间的分划值为10，分微尺共分。0-6个大格，每一大格为10’，每一小格为1′，全长为60′，估读精度为1′。在图3-7中水平度盘的读数为134°53′48″;竖直度盘的读数为87°58′36″。读数系统由反光镜、棱镜、读数显微镜等组成，如图3-8所示。返回下一页上一页3.2光学经纬仪度盘两分划线之间的分划值为10，分微尺共3.2光学经纬仪水平度盘光路线路:反光镜1→进光窗2→照明棱镜12→照准棱镜13→水平度盘14→水平度盘显微物镜组15→转像棱镜16→读数窗8→转像棱镜9→读数物镜10→读数目镜11。竖盘的光路:反光镜1→进光窗2→照明棱镜3→照准棱镜5→竖盘4→显微物镜6→转像棱镜7→读数窗8→转像棱镜9→读数物镜10→读数目镜11。返回下一页上一页3.2光学经纬仪水平度盘光路线路:反光镜1→进光窗2→照3.2光学经纬仪2.单平板玻璃测微器及读数方法单平板玻璃测微器主要由平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮组成。转动测微轮，单平板玻璃与测微尺绕轴同步转动。当平板玻璃底面垂直于光线时，如图3-9(a)所示，读数窗中双指标线读数是92°a，测微尺上单指标线读数为15′。转动测微轮，使平板玻璃倾斜一个角度，光线通过平板玻璃后发生平移，如图3-9(b)所示，当92°分划线移到正好被夹在双指标线中间时，可以从测微尺上读出移动之后的读数，为23'28"。返回下一页上一页3.2光学经纬仪2.单平板玻璃测微器及读数方法返回下一页3.2光学经纬仪图3-10为单平板玻璃测微器读数窗的影像，下面的窗格为水平度盘影像，中间的窗格为竖直度盘影像，上面的窗格为测微尺影像。度盘最小分划值为30‘，测微尺全长为30’，将其分为30大格，1大格又分为3小格。因此测微尺上每一大格为1‘，每小格为2了，估读至0.1小格(2“)。读数时，转动测微轮，使度盘某一分划线精确地夹在双指标线中央，先读取度盘分划线上的读数，再读取测微尺上指标线读数，最后估读不足一分划值的余数，三者相加即为读数结果。如图3-10(a)所示，竖盘读数为92°+17’40”=92°17‘40“。如图3-10(b)所示，水平读数为4°30’+12‘30”=40°42’3“。返回上一页3.2光学经纬仪图3-10为单平板玻璃测微器读数窗的影像3.3DJ2级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪的构造基本同DJ6级光学经纬仪。DJ2级比DJ6级经纬仪测角精度高60倍，施工中规定DJ6只用于多层建筑DJ2用于高层框架、框剪结构;所以近几年的电子、激光及全站仪都是DJ2以上经纬仪。DJ2级与DJ6级经纬仪相比较，区别在于读数设备与读数方法的不同:(1)DJ2经纬仪度盘最小分划值l0'，而DJ2经纬仪度盘最小刻画值为1°或30'。返回下一页3.3DJ2级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪的构造基本同DJ3.3DJ2级光学经纬仪(2)DJ2经纬仪一般都采用对径分划线影像符合的读数设备(其原理:它将度盘上正像注记的分划值与倒像注记的分划值，采用了双平板玻璃的光学测微器或移动光楔测微器，经过一系列棱镜和透镜的反射与折射后，采用对径符合和测微显微镜原理进行读数)。转动测微轮使正倒像注记相差180°的分划值，用对径分划线表示，显示于读数显微境内。(3)分微尺上显示有分(')和秒(")的分划值，可估读到0.1"的读数。(4)在读数显微镜中只能看到某一个度盘的影像，两度盘影像可用度盘变换钮来使之交替出现。返回下一页上一页3.3DJ2级光学经纬仪(2)DJ2经纬仪一般都采用对径分3.3DJ2级光学经纬仪实际读数时转动测微手轮，使上下分划线精确重合。这时度盘正像上与倒像相差180。且相距最近的整度分划线(原则:正像在左，倒像在右，相差180°)即为所要读出的度数，再取正、倒像两度盘分画线的1/2格数为10'位，再加分微尺上的个位分(')和秒(")。图3-12(a)所示的读数为42°57'38.6"。返回上一页3.3DJ2级光学经纬仪实际读数时转动测微手轮，使上下分划3.4

经纬仪的使用3.4.1对中与整平对中是使水平度盘中心和测站点标志中心在同一铅垂线上，整平是使水平度盘处于水平位置和仪器竖轴处于铅垂位置。1.初步对中(1)垂球对中法。调整三脚架的三个架腿高度，一般与胸同高或略矮于胸部(同时使三个架腿一样高)，拧紧固定螺旋，打开三脚架，使架头大致水平，并使架头中心初步对准测站标志中心，将垂球挂在三脚架连接螺旋上(图3-14)。平移三脚架使垂球尖对准测站点标志中心，这样架头中心和站点标志中心在同一铅垂线上。返回下一页3.4经纬仪的使用3.4.1对中与整平返回下一3.4

经纬仪的使用(2)经验目测对中法。左手中指调平架头上的连接板将连接螺旋调至连接孔的中间，将眼睛靠近连接螺旋孔上，右手平端架头，眼睛通过连接螺旋孔看地面测站中心在同一铅垂线上，并要求架头平。2.仪器固定安上仪器，将三脚架连接螺旋与仪器固定。先通过光学对点器观察地面的测站中心是否在视线范围，如在视线范围，先整平;如不在视线范围内，卸下仪器，重新用垂球对中。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用(2)经验目测对中法。左手中指调平架头上3.4

经纬仪的使用3.初步整平松开照准部制动螺旋，转动照准部使管水准器、圆水准器位于同一竖直面，转动脚螺旋使管水准器气泡居中，同时使圆水准器气泡位于两脚螺旋中间[图3-15(a)]，转动照准部90。使管水准器和第三只脚螺旋位于同一竖直面，再转动第三只脚螺旋[图3-15(b)]，使管水准器气泡居中，同时使圆水准器气泡也居中。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.初步整平返回下一页上一页3.4

经纬仪的使用4.光学对点器对中(精确对中)眼睛通过光学对点器观察测站中心是否在对点器圆圈中心，如果测站中心在对点器圆圈中心，说明测站中心和水平度盘中心、仪器竖轴在同一条铅垂线上。如果不在对点器圆圈中心，稍微松开连接螺旋三脚架，在架头上平移经纬仪，眼睛看着对点器，使对点器圆圈中心平移到测站中心上。这时两个气泡偏离中心，应重新整平。5.精确整平(即重新整平)操作同“3.初步整平”。注意:对中、整平应反复操作，直至对中、整平同时符合精度要求。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用4.光学对点器对中(精确对中)返回下一页3.4

经纬仪的使用3.4.3照准(调焦瞄准)(1)粗略瞄准一用瞄准器粗略瞄准目标(2)精确瞄准一转动望远镜的微动螺旋和水平微动螺旋使望远镜的十字丝交点精确瞄准目标返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.4.3照准(调焦瞄准)返3.4

经纬仪的使用3.4.4读数(1)调节反光镜，使读数窗内像有个小灯泡在里面照亮一样，使分划线清晰。(2)瞄准第一个目标:要求起始读数为0°0'0"。DJ2经纬仪调0°0'0"的方法:①转动测微轮，使分微尺为0'0"(图3-17)。②转动度盘变换手轮，使读盘度数为000°0'，同时必须将对径分画窗上的上、下格重齐(即对径分划线重齐)。返回下一页上一页3.4经纬仪的使用3.4.4读数返回下一页上一页3.4

经纬仪的使用③瞄准第二个目标:读数之前，要求必须转动测微轮使对径分划窗上的对径分划线上下格重齐，见图3-18所示(DJ2在每次读数之前必须转动测微轮使对径分划线重齐再读数，即读盘的正注记与倒注记相差180°)。返回上一页3.4经纬仪的使用③瞄准第二个目标:读数之前，要求必须转动3.5

水平角观测3.5.1测回法测回法是观测水平角的一种最基本方法，常用于观测两个方向的单个水平夹角。如图3-19所示，观测β角步骤如下:(1)在O点安置经纬仪，对中、整平、调焦、照准。(2)盘左(即竖盘在望远镜的左侧，又称正镜)。返回下一页3.5水平角观测3.5.1测回法返回下一页3.5

水平角观测(1)先瞄准左方目标A，转动测微轮使水平度盘读数为，计入观测手簿(表3-1)。(2)松开水平制动螺旋，顺时针方向转动照准部再瞄准右方目标B，读取水平度盘读数，记人观测手簿。盘左水平角为:(3)盘右(即竖盘在望远镜的右侧，又称倒镜)。

返回下一页上一页3.5水平角观测(1)先瞄准左方目标A，转动测微轮使水平度3.5

水平角观测1)先瞄准右方目标B，读记水平度盘读数b右。2）逆时针方向转动照准部，瞄准左方目标A,读记水平度盘读数a右，则盘右水平角为:(4)DJ2级光学经纬仪盘左、盘右允许误差:上半测回与下半测回合称一测回，一测回取其平均值:返回下一页上一页3.5水平角观测1)先瞄准右方目标B，读记水平度盘读数b右3.5

水平角观测3.5.2方向观测法当在同一测站上需要观测三个以上方向时，通常用方向观测法观测水平角。欲在O点一次测出β和Y三个水平角，其观测步骤和计算方法如下。1.观测(1)在测站点O安置经纬仪，对中、整平、调焦、照准。(2)盘左:瞄准A点转动测微轮使水平度盘读数为0°0'0"，并记人表3-2，然后顺时针转动仪器，依次瞄准A，B，C,D,A,读记水平度盘读数。见表3-2(称为上半测回)。返回下一页上一页3.5水平角观测3.5.2方向观测法返回下一页上一页3.5

水平角观测(3)盘右，逆时针转动仪器，按A,D,C,B,A的顺序依次瞄准目标，读记水平度盘读数。以上过程为一个测回。当需要观测n个测回时，测回数仍按180°/n，变换起始方向读数。此外，起始于A又终止于A的过程称为归零的方向观测法，又称全圆方向观测法。返回下一页上一页3.5水平角观测(3)盘右，逆时针转动仪器，按A,D,C,3.5

水平角观测2.计算(1)计算归零差。起始方向的两次读数的差值称为半测回归零差，以△表示。对DJ6级仪器，△应小于士18″(DJ2级不应超过±12″)，否则应查明原因后重测。(2)计算倍照准差。表中2c称为两倍照准差。对DJ2经纬仪，一测回内2c、的变化范围不应超过±18″，对DJ6级经纬仪，考虑到度盘偏心差的影响，2c的互差只做自检，不做限差规定。返回下一页上一页3.5水平角观测2.计算返回下一页上一页3.5

水平角观测(3)计平均方向值:

(4计算归零后方向值。(5计算归零后方向平均值。(6)计算水平角。返回上一页3.5水平角观测(3)计平均方向值:返回上一页3.6

坚直角的观测3.6.1光学经纬仪竖直度盘的构造光学经纬仪的竖直度盘读数系统由竖盘、指标、竖盘指标水准管及微动螺旋、读数没备及读数显微镜等组成。竖直度盘为。0°-360°刻画的玻璃圆环。望远镜和仪器横轴固连在一起，竖直度盘固定在横轴的一端，且垂直于横轴。横轴与竖盘随望远镜在竖直面内可旋转360°，而竖盘指标不动，应永远指向地心。仪器整平后，竖盘应为铅垂面。在竖直角测量中，只需读取瞄准目标时的竖盘读数，即可计算竖直角的大小。返回下一页3.6坚直角的观测3.6.1光学经纬仪竖直度盘的构造返3.6

坚直角的观测3.6.2.竖直角计算公式竖盘构造为天顶式顺时针注记，当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标处于正确位置，竖盘读数一般为一个常数:90°或270°。图3-23(a)为盘左位置，望远镜的视线水平时竖盘读数为90°,当望远镜仰起时，读数减小，倾斜视线与水平视线所构成的竖直角为αL。设视线方向的读数为L，则竖直角计算公式为:返回下一页上一页3.6坚直角的观测3.6.2.竖直角计算公式返回下一页3.6

坚直角的观测图3-23(b)为盘右位置，望远镜的视线水平时竖盘读数为270°。当望远镜仰起时，读数增大，倾斜视线与水平视线所构成的竖直角为aR,设视线方向的读数为R，则竖直角计算公式为:竖直角的平均值:返回下一页上一页3.6坚直角的观测图3-23(b)为盘右位置，望远镜的视3.6

坚直角的观测3.6.3竖直角观测步骤如图3-24所示，没测站点为A，欲测量竖直角a.瞄准目标点B;欲测量AB坡度角a.瞄准目标点B的仪器高i。其观测步骤如下(1)在A点安置经纬仪(对中、整平)(2)盘左十字丝横丝精确瞄准目标B(或目标点的仪器高i)，转动指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数1，则以上为上半测回的观测值。返回下一页上一页3.6坚直角的观测3.6.3竖直角观测步骤返回下一页上3.6

坚直角的观测

(3)盘右再次瞄准R(或目标点的仪器高i>，