测量放线全站仪角度、距离高程

第一节角度测量角度测量原如图，βBA、C所形成水平角，B点也称为测站点。水平角的那么我们如何测得水平角βB点的上方水平安置一个有时候指标也一起转动。当望远镜瞄准A点的时候，指标就指向水平圆盘上的分划a，当望远Cc，假如圆盘的分划是顺时针的，则方向线高于水平方向线时称仰角取正号反之为俯角取负号竖直角取值范 90（如小图）。当望远镜瞄准目标时，竖直圆盘随望远镜一起转动，指标指向圆盘上的照准部设备（望远镜）经纬仪的构造和使经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪两大类 世界上的第一台光学经纬仪 Wild生产的，目前Leica(原Wild厂)生产的经纬 。T—Th DJ6光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座构成。其主要构造如下划板组成）、横轴（望远镜的旋转轴）、U形支架（用于支撑望远镜）、竖轴（转轴的几何中心）、竖直度盘（用于测量竖直角，顺时针或逆时针刻划）镜（用来水平度盘和竖直度盘的读数）、调节螺旋等。划从6错误。1-望远镜制动螺旋2-望远镜微动螺旋3-物镜4-物镜调焦螺旋5-目镜6-目镜调焦螺旋7-粗瞄准器8-度盘读数显微镜9-度盘读数显微镜调焦螺旋10-照准部管水准器11-光学对中器12-度盘照明反光镜13-盘指标管水准器14-竖盘指标管水准器观察反射镜15-竖盘指标管水准器微动螺旋16-水平方向制动螺旋17-水平方向微动螺旋18-水平度盘变换手轮与保护盖19-圆水准器20-基座21-轴套固定螺旋22-脚螺旋DJ6 格的角度值就为在读数显微镜窗口内，“平”或HZ（horizon）（或“—”）表示水平度盘读数，“立”V（vertical）（或“┴”）表示竖盘读数。06（在水平度盘上读214°（4'06”2″）当度盘刻划影像不位于双指标线92°+a，a92°的度盘分划调节到双指标线的时，测微尺上的位移也是72030′，顺时针注记。当度盘刻划影像移动1格也即0.5°或30′时，对应于测微尺上移动90格，则测微尺上1格30×60″÷90=201格的十分之一，即为 DJ2级光学经纬其构造与DJ6基本相同，区别主要在读数设备和读数方DJ2DJ2级光学经纬仪一般采用对径分划影像符合的读数装置。入射光线经过一系列棱镜和18023203度这一对分划。（且要求这一对注记为相距最近的一对）221052250分。然后从测微尺窗口中分数和秒数。前面65858.6658.6秒。最后将度盘窗口的读数与测微尺窗口的读数相加（225658.6秒）水平角测量方经纬仪的操作步骤（光学对中法123粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中4对光和物镜对光：1★基本步1）B点安置经纬仪，A、C。瞄准CC左，记录。称为上半测回。计算上半测回角值：βCACC右，记录。然后旋转望远镜，AA右，记录。称为下半测回。计算下半测回角值：β下=C右–A（J6级经纬仪计算一测回角值β（β上β下）180/n变换水平度盘起始位置（n为测回数）。这是为了减少360再减左边读数。23333经纬仪操作同测回①盘左位置：将度盘配成稍大于0。选择某一目标作为瞄准的起始方向，如选择目标A，那A方向就称为零方向。瞄准A然后顺时针方向依次瞄准目标B、C、D后要再次瞄准A，读数，称为归零。两次瞄准A的读数之差，称为半测回归零差。要求半测回归零差≤18″（J212″），完成上半测回的观测。②盘右位置：瞄准起始方向目标A读数，然后逆时针方向依次瞄准目标D、C、B并读数。同A。半测回归零差≤18″，完成下半测回的观测。以上称为一个测回的观测，如果观测多个测回，测回间仍按180/N变换起始方向的③计算两倍照准误差2C差1802C（注：J6J22C18″之内⑤计算归零方向值 如果观测了多个测回，则同一方向各测回归零方向值互差 ）。如果满⑥计算水平角。相邻两方向归零方向值的平均值之差即为该两方向间的水平角3 超过2格时，应重新整平与竖直角测量方

图 图经纬仪的竖盘包括竖直度盘、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋竖直度盘注记从0到360°进行分划，分为顺时针注记（图a）和逆时针注记(图b)竖盘读数指标(verticalindex)与竖盘指标水准管(verticalindexbubbletube)连接在一起，9090°(0°、18027090°)。270（无论竖盘是顺时针还是逆时针注记0LαL0α。由图得： (L盘左读数) α右=R- α=（α左+α右）/2=（R-L- α左α左=L-90α右270α=（α左+α右）/2=（L-R 竖直角计 的判断法90、270。然后抬高望远镜 则α＝读数－常数若读数减 则α＝常数－读 的角度x。这个角度x称为竖盘指标差。计算：当竖盘指标的偏移方向与竖盘注记增加的方向一致时，指标差为正，反之为负盘左的读数90+x，当望远镜倾斜了一个α，α就是竖直角，这时竖盘指标读数L。那么L的分划与90+x故存在指标差x时竖直角计 为（顺时针注记盘左：α=(90+x)– 盘右：α= (1)(2)式也可变为α=(90°+x)–L＝α左＋x α=R–(270°+x)＝α右 α左、α右α=(α左+α右)/2=（R–L- （3）（4）两式相减，可得指标差x计 为x=(R+L-360)/2＝（α右－α左盘左：α=L－(90+x)＝α左 盘右：α=(270°+x)－R＝α右＋ （盘左、右观测取平均为：α=(α左+α右)/2=（R–L＋180°）/2）指标差x计算 x＝（α左－α右）/2=(R+L- 数L；n2～4步，取各测回竖直角的平均值。精密经纬仪介世界上第一台电子经纬仪(electronicthlite)1968年研制成功，80年代初生产出商过度盘的光信号转变为电信号，再将电信号转变为角度值，并显示在屏幕上或者在仪器a。度分划值越小，测角的精度越高。例如，在一个80mm直径的光栅度盘上，如果刻划有12500条细线（每毫米50条），那么栅距的分划值为1分44秒。这个精度并不算高，如 小的角度，此时就会出现明暗相间的条纹，该条纹称为摩尔条纹。我们在光栅度盘的上面莫尔条纹有几个特点ω为纹距，d为栅距，θ为两光栅之间倾角，ρ’为一弧度所对应的分数，为3438’很。那么现在纹距将栅距放大了，对纹距细分相对容易。因此在电流的一个正弦周期内J2-JDBDJ2用于建筑的轴线投测、隧道测量、大型管线的铺设、桥梁工程、大型船舶制造、飞机形经纬仪的检验与校LL⊥VV横轴垂直于视准轴HH⊥CC横轴垂直于竖轴HH⊥VV1（LL⊥VV）居中。然后旋转照准部180，若气泡不居中，则需校正。12、十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校3（HH⊥CC）检验：60A、BA、BO，A，BABOC60校正：（由于B1B2是4C在尺上的反映值）计算出B3的值（B3B2＝B1B2/4），然后用拨针拨动十字丝分划板上的左右校正螺丝，使十字丝竖丝对准尺上的读数B3。（此项检验、校正需反复进行4、横轴垂直于竖轴（HH⊥VV）检验：在距仪器20-30米的墙上选择一个高目标P，量出经纬仪到墙的水平距离D。用盘P（90）P1P然后将望远镜放平（270）在墙上定出一点P2。如果P1与P2重合，则横轴垂直 ，如果i大于需校正PP度，使十字丝交点对准P点。5、竖盘指标差的检验与校如果指标差超过1分则需校正。螺旋使竖盘读数为R’（因为指标在动，因此读数变化），此时竖盘指标水准管气泡必不居6、光学对中器的检验与校中标志不再对准P，则需校正。校正：180P’PP’O，O角度测量的误差分1、视准轴误原因：即视准轴不垂直于仪器横轴时产生的误差22C。C望远镜旋转的是一个圆锥面。OA1OA2分别是盘左、盘右位置时的视准轴，它们都相对OACCXC就是视准轴误差所引起的水平度盘的读数误差。XC的大小可以用下 表示XC存在，并且大小相等，符号相反。消减措施：取盘左盘右观测的平均值2、横轴误原因：横轴不垂直于仪器竖轴的误差影响：HHVVi，即倾斜后的横轴与原来横轴之间iN1AA1OA1ON1Xi就是横轴误差对水平度盘分析：(1)α=0，xi0；αxi增大；即α消减措施：取盘左盘右观测的平均值3、竖轴误原因：仪器竖轴不铅垂所产生的误差消减措施：不能用盘左盘右取平均值消除，只能严格整平仪器来削弱它的影响4、照准部偏心差（或称度盘偏心差原因：水平度盘的分划中心与照准部的旋转中心不重合而产生的误差影响：如图所示：o为度盘分划中心，o’为照准部旋转中心。如果有照准部偏心差时，当盘aa左’a左a左’＝aa右’＝a右分析：a左+a右＝a’左a右消减措施：取盘左盘右观测的平均5、竖盘指标差6、度盘分划误差1、测站偏心误差（对中误差原因：对 确，使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上影响：如图，设测站点为B点，实际对中的点即仪器中心点为 影响分析：1）与e、成正消减措施：要严格对中，尤其在短边测量时2、目标偏心误影响分析：（1）与瞄准高度、目标倾斜角成正消减措施：目标杆要竖直，尽量瞄准杆的底3、瞄准、读数等误瞄准误差（P=60，人眼的分辨率，V望远镜的放大率）读数误差（J6级）（仪器读数设备最小分划）m=3(J2级消减措施：仔细瞄准，消除视差，认真读数或改进读数方法距离测量、直线定10公里的范围之内，地影后水平距离就称为距离测距GPS测量等。的视距丝及视距标尺按几何光学原理进距；电磁波测距是用仪器发射并接收电磁波，通过测量电磁波在待测距离上往返的时间解算出距离；GPS测量是利用两台GPS接收空间轨道上4颗发射的精密测距信号，通过距离空间交会的方法解算出两台钢尺量（0.4mm20m、30m、50m等几种。钢尺的基本分划为厘米，在每厘米、每分米及每米处印， 1/1000~1/5000。如果采用精密量距的方24米。因瓦尺由于受外界温度的影响很小，所以量其它辅助垂球：用于在不平坦地面丈量时将钢尺的端点垂直投影到地面。因为用钢尺量距量取A、BA、B1、2A、BAA、B杆同侧，构成视线，指挥乙左右移动标杆，直到甲从A点沿标杆的同一侧看到A、2、B三支标杆成一条线12（定线时，乙所持标杆应竖直，利用食指和拇指标杆的上部，稍微提起，利用重心使标杆自然竖直。A、B两点互相通视，将经纬仪安置在A点，用望远镜纵丝瞄准B点，制动照准部，B30m1个尺段。5、求出从AB的长度D往=n*L+q（n为整尺段数，L为整尺段长，q6BAD返。最后取往测和返K来表示的。K|D往D返|D平均＝1MD平均=(D往+D返)/2在平坦地区进行钢尺量距，K允=1/3000（相对误差应不大于/13000，若在地区相1/1000。如K＜K 则D平均为最后结果例：A、B162.73m（D往162.78m（D返，则AB162.755（注意：K1/M的形式当量距的坡度均匀时，可采用斜量法。即沿着斜坡量取斜距L再 （需要测得竖直角或高差当地势起伏不大时可采用平量法。丈量由AB点进行，甲立于A点，指挥乙将尺拉在AB方向线上。甲将尺的零端对准A点，乙将钢尺抬高，并且目估使钢尺水平，然后用垂球尖将尺段的末端投影到地面上，插上测钎。若地面倾斜较大，将钢尺抬平有时，可将1/1000~1/5000，当要求量距的相对误差更小时，100Nlt=l0+l+a(t-t0)lttl＝l’－l0（l’l’lt的区别a1.2×10-511t的，那如何求这一尺段改正后的长度呢？这需要将上面的稍微变通一下： ld+a(t-t0)l＋ld＝l/l0llh＝－h2/2l（倾斜改正总是负数）ltat-t0这里假设钢尺整尺段长的改正数为30.008m，测得高h＝－0.292mt＝26.8℃：ld＝8/30*lh＝－（－0.292）2/2×29.8652＝－1.4mm；故d=l0+ lt＋lh＝29.8742m长误度误尺倾斜和垂曲误线误大1mm。力误2.6kg量误丈量时在地面上标志尺端点位置处插测钎，前、后尺手配合不佳，余长读数等尺易生锈尺易折断③丈量时，钢尺末端的持尺员应该用尺夹 碾压 将钢尺沿地面拖拉，以免磨损尺面分划⑥收卷钢尺时，应按顺时针方向转动钢尺摇柄， ，以免折断钢尺 1/300部测量中。Bmn可以视距尺上M、Nl称为尺间隔（或视距间隔l=M由三角形相似（FMNFm’n’） （p为望远镜中上下视距丝的间距故 则（K为视距乘常数，C为视距加常数在设计仪器的时候，通常使K＝100，C约为0，因此视线水平时的视距计 为ABi为仪器高，可以用钢卷尺量，v以不能套用视线水平时的视距，而需要推出新的。O点旋转α角，此时视线就与旋转后的视距尺垂直了，我们只要求出视距尺旋转后的视距间隔（MNl’，就可以按照视线水平时的求出视线长度（OQφ34φ/217’=∠α，所以由三角函数可得：故(OM+ON)=(OM’+ON’)COSα即由水平时视 得斜距S=ABD=Scosα=h’称为初算高差或高差计算值h’=Ssinα=Klcosαsinα= h’＝Dtanαh=h’+i-v=1/2*Kl*sin2α+i–v=Dtanα+i–vAB在测站上安置仪器，量取仪高，精确到瞄准竖直于测点上的标尺，使中丝读数等于仪高用上、下视距丝在标尺上读数，得视距间隔 光电测 子技术的发展，在20世纪40年代末人们发明了电磁波测距仪。所谓电磁波测距是用电磁 出了世界上第一台激光测距仪AGA-8，白天测程为40km，夜间测程达60km，测距精度(5mm+1ppm)23kg。 产了JCY-2型激光测距仪。白天测程为20km，测距精度(5mm+1ppm)，主机重量16.3kg。①用微波段的无线电波作为载波的微波测距②用激光作为载波的激光测距③用红外光作为载波的红外测距后两者又统称为光电测距仪（均采用光波作为载波属于中、短程测距仪(15km以下)，一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量能测定光在距离D上往返 计算出AB两点的距离：D=(C*t2D)/其中：DAB两点的距离；Ct2D为光从仪器-棱镜-仪器的时D上往、返一次的时间t2D的不同，光电测距仪可分为脉由于计数器只 0.5－1m。 公司的DI3000，标称精度可达到3mm＋3ppm。上往返的相位移来解算距离的，也就是通过测量光波如图：从发射镜发射的光波经反射棱镜反射后由接收镜接收后所展开的图形。我们知π，假设正弦光波经过发射和接收后的相位移为则φN个（整数个）2周期和不足一个周期的相位移Δφ，即假设正弦光波的时间为tf，由于频率的定义是光波一秒钟振荡的tf×t2π，所以正弦t秒后相位移为 （1（2）故 u称为光尺（或测尺，即光尺为半个波长。如果正弦光波的频率越大，则光波的波长f＝75kHzu＝2kmf＝15MHz时，u＝10m我们能够测出正弦光波在待测距离上往 的整周期相位移的数目N以及不足一个周的小 ，则可以根 3求出待测距离D。实际上，我们可以将光尺想象成一把在相位式光电测距仪中有一个电子部件，叫做相位计，它将发射镜发射的正弦波与收镜接收到的正弦波的相位进行比较，就可以测出不足一个周期的小 ，其测相误10km10尺变短，又会出现另外的问题。由于相位计只能测不足一个周期的小 ，不能测出就测不出，这就出现了测程（即测距长度）就要短，测程也会缩短。如果要保证测程，光尺就要长，精度随之降低。尺，用长的光尺保证测程，称为粗尺。这就解决了测程和精度的。 测距仪测距的过程中，由于受到仪器本身的系统误差以及外界，会造成测距精度仪器常数包括加常数和乘常数加常数改正：加常数K产生的原因是由于仪器的发射面和接收面与仪器中心不一致，反光致。因此，测距仪测出的距离还要加上一个加常数K进行改正。测量成果存在着随距离变化的系统误差，其比例因子称乘常数R。我们由测距的距仪测出的距离还要乘上一个乘常数R进行改正。 测距的测尺长度是在一定的气象条件下推算出来的但是仪器在野外测量时的气象条件与标准气象不一致使测距值产生系统误差所以在测距时应该同时测定环境温度和气压然后利用厂家提供的气象改正 计算改正值，或者根据厂家提供的对照表查找对应的改值。对于有的仪器，可以将气压和温度输入到仪器中，由仪器自动改正。仪一般都与经纬仪组合，测距的同时可以测出竖直角αz，然后按上面计算mD=(A+B·10-6D)mD=式中：A为固定误差，即测一次距离总会存在这么多的误差；B为比例误差系数，表示每 就会存在这么多误差。1ppm＝1mm/1km＝1×10-6；D为所测距离，单位km2全站仪(totalstation)是全站型电子速测仪的简称，它是由电子测角、光电测距、微型全站仪的主要品牌有0.5”TC2001＋1pp。自动直线定直线定向：确定地面直线与标准方向间的