经纬仪及使用1课件

经纬仪及其使用

主要内容第一节光学经纬仪的构造第二节水平角测量第三节竖直角测量第四节经纬仪的检验与校正第五节水平角度测量误差和注意事项第六节视距测量

第七节复习思考题1、按精度分为DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。【D—大地测量仪器；J—经纬仪；数字——测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）】；2、按读数系统分为光学经纬仪、电子经纬仪；3、按性能分为方向经纬仪、复测经纬仪；4、配电线路测量中使用较多的是光学经纬仪，一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。第一节光学经纬仪的构造（一）照准部主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。⑴望远镜—用于瞄准目标；⑵圆水准器—用于粗略整平仪器；⑶管水准器—用于精确整平仪器；⑷光学对点器—用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上；⑸读数装置—用于读数；（二）基座由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成；用于连接和整平。（三）度盘1、包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。2、注记：0˚~360˚3、分划：20＇、30＇、1˚三种注：①水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随望远镜转动；②水平度盘有复测钮或变换钮，用作改变观测

方向的角度值；③竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望远镜一起转动。（四）测钎、标杆和觇牌测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。

读数装置及读数方法

⑴读数装置由棱镜、透镜、读数显微镜组成；⑵用于读取度盘读数。

二、DJ6级光学经纬仪的读数方法

读数方法分测微尺和测微器两种方法。测微尺测微器水平读数：215˚06＇48"竖直读数：78˚52＇00"竖直读数：92˚17＇30"水平读数：转动测微轮重合读数

在读数显微镜内，可以看到水平度盘和竖直度盘的分划以及相应的分微尺像，如图3-2所示。度盘最小分划值为1°，分微尺上把度盘为1°的弧长分为60格，所以分微尺上最小分划值为1′，每10′作一注记，可估读至0.1′。（一）分微尺测微器及其读数法

经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。㈠、对中、整平1、目的：①使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上；②使水平度盘处于水平位置。2、方法：有垂球对中和光学对点器对中两种，由于垂球对中精度较低，且使用不便，工程测量中一般采用光学对点器对中。

三经纬仪的使用3、光学对点器对中及整平的步骤：①安置仪器：高度适中，使测点在视场内；②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点重合；③粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中；④精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中；⑤精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、左右移动，不能旋转）；⑥重复④、⑤两步，直到完全对中、整平。

㈡、调焦与瞄准

1目的：视准轴对准观测目标的中心。

2方法：①调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；②利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋；③调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消除视差；④调节制动、微动螺旋，精确瞄准。㈢、读数方法：

①打开反光镜，使读数窗光线均匀；②调焦使读数窗分划清晰（注意消除视差）；

③按不同的测微器直接读取水平、竖直度盘读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。

水平角：215˚06＇48"竖直角：78˚52＇00"Ⅰ.角度测量包括

水平角测量和竖直角测量。Ⅱ.水平角测量用于确定点的平面位置。Ⅲ.竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。Ⅳ.常用仪器

经纬仪一水平角测量原理1水平角：相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度。2原理：

OA投影在水平度盘上读数为a，OB投影在水平度盘上读数为b。则：角值范围：0˚~360˚aABOA1B1O1O2ββb水平面第二节水平角测量2记录与计算（见表)①盘左（正镜）观测瞄M，记录m左=0°00′36″瞄N，记录n左=68°42′48″上半测回的角值：β左=n左-m左=68°42′12″②盘右（倒镜）观测瞄N，记录n右=248°42′30″瞄M，记录m右=180°00′24″下半测回角值：β右=n右-m右=68°42′06″④一测回角值

③检核对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足：

否则，应重测。

当测角精度要求较高时，需观测多个测回：①第一测回度盘归零；②其他各测回间按180˚/n（n为测回数）的差值，变换度盘；③各测回角值之差不得超过40"；④取各测回平均值作为最后结果。测站˚＇"竖盘目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回角值备注˚＇"˚＇"˚＇"第一测回O第二测回O左左右右MNMNMNMN0003668424868421268420918000242484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221水平角观测手簿（测回法）④归零后方向值的计算：各方向平均读数分别减起始方向平均读数。

2、记录与计算(观测记录见表)①归零差的计算:分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差Δ；（若Δ超限，应及时重测）②计算2c值（两倍视准误差）：2c=盘左读数-（盘右读数±180˚）若2c超限，应及时重测。③各方向平均读数的计算：⑤各测回归零后平均方向值的计算：

各测回归零后方向值的平均值。⑥

水平角的计算：相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。同一方向各测回互差"经纬仪型号半测回归零差"一测回内2c互差"DJ2DJ6818139方向观测法限差的要求二竖直度盘构造竖直度盘固定在望远镜的旋转轴（横轴）上。主要由竖直度盘、竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋），目前很多仪器用自动补偿器代替了水准管。

根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针注记和逆时针注记两种。顺时针注记逆时针注记１、竖直角计算公式顺时针注记竖盘刻划：目镜0°，物镜180°

盘左:

αL=90°－L（上半测回）盘右:

αR=R－270°（下半测回）一测回竖直角：

α=（αL+αR）/2=（R－L－180°）/2三竖直角观测与计算

逆时针注记竖盘刻划：目镜180°，物镜0°

盘左:

αL=L－90°

（上半测回）盘右:

αR=270°－R（下半测回）一测回竖直角：

α

=（αL+αR）/2=（L－R+180°）/2

（L、R分别为盘左、盘右竖盘读数）竖直角计算的通用公式：（1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时：

α=瞄准目标时的读数－

视线水平时的常数

（２）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时：

α=视线水平时的常数－瞄准目标时的读数

对不同注记形式的度盘

，首先应正确判读视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右的常数差为180˚。2观测、记录与计算

竖直角观测

①安置仪器，对中、整平；

②盘左瞄准目标某一位置，读取竖盘读数L；

③盘右瞄准原目标位置，读取竖盘读数R。（以上盘左、盘右观测构成一个测回）记录与计算(见表3.3)①分别计算盘左、盘右半测回竖直角，②计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。测站目标竖盘位置竖盘读数半测回竖直角指标差"一测回竖直角

˚＇"备注OPP＇左右左右˚＇"˚＇"71123628847009618422634100-12-9+184712-61851+184724+184700-61842-61900竖直角观测手簿

αL=90°－LαR=R－270°

x=（

αR－αL）/2α=（αL+αR）/2四竖盘读数指标差读数指标与正确位置之间的小夹角x，称为竖盘指标差。XX如图：盘左位置，望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。则正确的竖直角为：α＝90°－L＋x＝αL＋x（1）

指标差计算如图：盘右位置，望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。则正确的竖直角为：α＝R－270°－x=αR－x（2）（1）、（2）两式联立得：

通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除指标差；对于DJ6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，不应超过25"。一经纬仪应满足的几何条件

主要轴线：竖轴VV

水准管轴LL

横轴HH

视准轴CC几何关系：

LLVV

CCHH

HHVV

望远镜十字丝竖丝垂直于横轴第四节经纬仪的检验与校正二检验与校正（一）水准管轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验①仪器粗平：圆水准器气泡居中。②水准管平行某两个脚螺旋，使水准管气泡居中。③照准部旋转180°，若气泡仍居中，则满足要求，若气泡偏离，则需校正。

2、校正①用脚螺旋调一半；②用水准管校正螺旋调一半。此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中。校正螺丝（二）十字丝竖丝的检验校正

1、检验①仪器整平②竖丝瞄准大致水平方向的P点，竖直方向移动望远镜，看P点是否在竖丝上移动

2、校正①用十字丝的交点瞄准P点。②用十字丝的校正螺旋调整。（三）视准轴垂直于横轴（2c）的检验与校正

1、检验①平地选DAB=20m左右,安置仪器于中点O；A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标（注意标志、标尺与仪器同高）。②盘左：瞄A，倒镜，读数为B1③盘右：瞄A，倒镜，读数为B2④若B1=B2，则满足要求若B1≠B2，则存在c角，当c超过1＇时，需校正。2、校正

①在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B；

②定出B、B2两点连线的中点B3；③调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B3；（四）横轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验①距墙壁D=30m安置仪器，墙壁上选一明显目标P，αΡ≥30°；②盘左：瞄P，望远镜水平，读数P1，标出P1；③盘右：瞄P，望远镜水平，读数P2，标出P2；④若P1=P2,则满足要求，若P1≠P2,则存在i角，需校正。2、校正①墙上定出P1、P2的中点PM；②调节水平微动，瞄准PM，将望远镜上仰（十字丝交点必偏离P点，至P＇点；③校正横轴一端支架上的偏心环，使横轴一端升高或降低，移动十字丝，精确瞄准P；④反复检校，直至i角小于1＇；（五）竖盘指标差的检验与矫正1、检验①仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水平方向的P点，读数为L，R。②计算竖直角和指标差

α=（R－L－180°）/2

X=(L＋R－360°)/2 DJ6:若X≤60″，满足要求， 若X>60″，需要校正。2、校正①盘右瞄准P点；

②调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为：R＝α＋x＋270°

③调节指标水准管校正螺丝，使气泡居中。（六）光学对点器的检验与校正

1、检验①安置仪器精确整平，在仪器正下方放一白色纸板；②将对点器中心投影到纸板上，并做标志P1；③旋转照准部180˚，将对点器中心投影到纸板上，并做标志P2；若P1、P2重合，满足要求，否则需校正。2、校正①取P1、

P2的中点P；②调节对点器校正螺丝，使对点器中心投影与P重合。P1P2P一仪器误差

主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、加工不完善所引起的误差。1、视准轴误差（2c值，盘左、盘右取平均可消除）2、横轴倾斜误差（i角，盘左、盘右取平均可消除）3、度盘偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合，盘左、盘右取平均可消除）4、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱）5、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平可减弱）第五节水平角测量的误差和注意事项二观测误差1、仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近180˚时影响最大；精确对中可减弱）2、目标偏心差（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部可减弱）3、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不能超过2格，否则，测回间重新整平）4、照准误差（消除视差，精确瞄准）5、读数误差（消除视差，认真读数）三外界条件的影响外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。

1、温度的影响（打伞遮阳）2、大气折光的影响（选择良好的天气观测）

四水平角观测的注意事项仪器安置的高度要合适，脚架要踩实；对中、整平要准确；如观测的目标之间高低相差较大时，更应注意仪器整平；如同一测回内发现照准部水准管气泡偏离居中位置，不允许重新调整水准管使气泡居中；若气泡偏离中央超过一格时，则需重新整平仪器，重新观测；标杆要立直于测点上，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎的基部；竖角观测时，宜用十字丝中丝切于目标的指定部位；记录要清楚，并当场计算校核，若误差超限应查明原因并重新观测；同一个测回里不能转动度盘变换手轮或按水平度盘复测扳钮。返回第六节视距测量一视距测量原理视距测量是利用视距丝配合标尺读数来完成的。望远镜十字丝环视距丝对于倒像望远镜：下丝在标尺上的读数为a，上丝在标尺上的读数为b，视距间隔l（l=a-b），则水平距离D有：h2

固定值（约34°23′）l2l1