经纬仪及角度测量

关于经纬仪及角度测量1.水平角定义从一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上的夹角称水平角。如图中

。2.水平角测量原理在过测站点中心的铅垂线上任意高度水平地安置一个度盘，则空间视线在其上的投影线分别截取读数a、c，则水平角

＝c-a§4-1角度测量原理第2页,共31页，2024年2月25日，星期天1.仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上。2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所形成的是竖直面。3.要具有一个有刻划的度盘，并能安置成水平位置。4.要有读数设备，读取投影方向的读数。仪器的必要条件：第3页,共31页，2024年2月25日，星期天一、经纬仪的概述

经纬仪的代号：DJ1、DJ2、DJ6、DJ10……“D”和“J”——大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母“6”和“2”——仪器的精密度。一测回方向观测中误差不超过±6″和±2″在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪

经纬仪的发展:

游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘§4-2J6型光学经纬仪及其应用第4页,共31页，2024年2月25日，星期天二、经纬仪的构造

基座：连接仪器与三脚架（支承仪器）

照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等水平度盘:0°～360°顺时针全圆刻划、注记第5页,共31页，2024年2月25日，星期天一、经纬仪操作步骤1.安置仪器：对中、整平2.照准目标：目镜对光；粗瞄；物镜对光；精确瞄准3.读数§4-3水平角测量第6页,共31页，2024年2月25日，星期天二、水平角观测方法（一）测回法（两个方向的单角观测）地面上有若干点A、B、C、D、等，前进方向如图箭头所示，则位于前进方向左边的角度称为左角，位于前进方向右边的角度称右角。第7页,共31页，2024年2月25日，星期天在测站B点上安置仪器，盘左，瞄准目标A点，读数aL,记录；顺时针方向转动照准部，瞄准目标C点，读数cL，记录；计算上半测回角值

L=cL-aL1.上半测回观测第8页,共31页，2024年2月25日，星期天纵转望远镜成盘右位置，瞄准C目标，读数cR，记录；逆时针方向转动照准部准A目标，读数aR,记录；计算下半测回角值

R=cR–aR

校核：＝

L

－

R

若

容=

40

则取

＝(

L+

R)/22.下半测回观测第9页,共31页，2024年2月25日，星期天以上步骤为一测回观测，若需要观测n测回，则每测回间改变度盘起始位置,

计算各测回角值差，

24

，取各测回角值的平均值为最后结果。

第10页,共31页，2024年2月25日，星期天测 镜 测水平度盘半测回角值一测回角值 读数站 位 点

左 A900206 933218

B

C1933424

右A2700218 933221 C133442

933224

水平角观测手簿(测回法)第11页,共31页，2024年2月25日，星期天瞄准第12页,共31页，2024年2月25日，星期天1.观测（1）安置仪器于O点，选择一明显目标A作为起始方向(零方向)，盘左，以度盘读数稍大于0

瞄准A点，读数aL，记录；（2）顺时针方向转动照准部，依次瞄准B、C、D、A,读数并记录aL、bL、cL、dL、aL，；（3）倒镜为盘右，按逆时针方向依次瞄准目标A、D、C、B、A,

分别读数并记录aR、dR、cR、bR、aR，以上为一测回观测。若n测回观测，同样按安置度盘起始位置。（二）方向观测法第13页,共31页，2024年2月25日，星期天（1）半测回归零差

＝

a，-a

<18

(12

—DJ2)（2）两倍照准误差2c=L-(R

180

)2C互差<18

(DJ2)（3）各方向平均读数=零方向对两个平均读数再取平均值（4）归零后方向值＝各方向的平均读数－零方向的平均读数（5）计算各测回同一方向归零后方向值的平均值同一方向各测回互差<24

(12

—DJ2)（6）水平角计算：取两相邻方向值之差。观测手簿见表3－2，各项限差列入表3－32.计算与校核第14页,共31页，2024年2月25日，星期天

00000

37420711026571501229

(900324)

900326127453120030212401553

900322

86687

900330270032212745343074528200302420301824015576015499003252700318-5-4ABCDA2

0000037420411026531501233

0000037420011026491501238(00209)0020637441011028581501447

00213121012810

00212180020037441521744051102904290285215014513301443

002181800208

+6+8ABCDA10各测回归零方向值

°′″归零后方向值°′″平均读数°′″2c

读数盘左盘右°′″°′″目标测回数测站方向观测法观测手簿表3-2第15页,共31页，2024年2月25日，星期天水平角观测操作的基本规则（1）一测回中不得变动望远镜焦距。观测前要认真调整望远镜焦距，消除视差，一测回中不得变动焦距。转动望远镜时，不要握住调焦环，以免碰动焦距。其作用在于，避免因调焦透镜移动不正确而引起视准轴变化。（2）在各测回中，应将起始方向的读数均匀分配在度盘和测微盘上。可以消除水平度盘偏心的影响。（3）采用变换度盘位置的方法可以消除或减弱度盘分划误差的影响。（4）上、下半测回间纵转望远镜，使一测回的观测在盘左和盘右进行。一般上半测回在盘左位置进行，下半测回在盘右位置进行。作用在于消除视准轴误差及水平轴倾斜误差的影响，并可获得二倍照准差的数值，借以判断观测质量。（5）下半测回与上半测回照准目标的顺序相反，并保持对每一观测目标的操作时间大致相等。其作用在于减弱觇标内架或脚架扭转的影响以及视准轴随时间、温度变化的影响等，就是说，在一测回观测中要连续均匀，不要由于某一目标成像不佳或其他原因而停留过久，在高标上观测更应注意此问题。（6）半测回中照准部的旋转方向应保持不变。这样可以减弱度盘带动和空隙带动的误差影响。若照准部已转过所照准的目标，就应按转动方向再转一周，重新照准，不得反向转动照准部。因此，在上、下半测回观测之前，照准部要按将要转动的方向先转1～2周。（7）测微螺旋、微动螺旋的最后操作应一律“旋进”，并使用其中间部位，以消除或减弱螺旋的隙动差影响。（8）观测中，照准部水准器的气泡偏离中央不得超过《规范》规定的格数。其作用在于减弱垂直轴倾斜误差的影响。在测回与测回之间应查看气泡的位置是否超出规定，若超出，应立即重新整平仪器。若一测回中发现气泡偏离超出规定，应将该测回作废，待整平后，再重新观测该测回。第16页,共31页，2024年2月25日，星期天§4-4竖直角测量第17页,共31页，2024年2月25日，星期天一、竖直角测量原理竖直角定义：同一竖直面内，一点至目标点的方向线与水平线间的夹角，称为该方向线的竖直角。角值范围：0

～

90

视线在水平线之上称仰角，取“＋”号；视线在水平线之下称俯角，取“－”号。竖直角测量计算公式：竖直角＝照准目标时的读数与视线水平时读数(常数90

)之差。第18页,共31页，2024年2月25日，星期天竖直度盘、竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋。应满足的条件：视线水平，竖盘水准管气泡居中，竖盘指标应处在正确的位置(90

的整数倍)关系：竖盘随望远镜一起转动；指标与竖盘水准管连接在一起，不随望远镜转动；调节竖盘水准管微动螺旋，竖盘指标可作微小的移动。二、竖盘构造第19页,共31页，2024年2月25日，星期天1.竖直角计算公式：(以顺时针全圆注记方式为例)

例：L=81

18

42

R=278

41

54

则

L=8

41

18

R=8

41

54

=8

41

36

三、竖直角的计算

=（

L+

R）/2

R=R-270

L=90-L第20页,共31页，2024年2月25日，星期天问题：

L

R

？若竖盘注记方式为逆时针全圆注记，应如何计算？竖直角计算公式的判断法则：(1)大致安放望远镜于水平位置，确定起始读数(常数)；(2)抬高望远镜，若读数增加则

＝读数－常数若读数减小则

＝常数－读数若盘左为第一种情况，则盘右为第二种情况，反之亦然。第21页,共31页，2024年2月25日，星期天

望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标偏离了正确位置x角值称为竖盘指标差。当偏离方向与竖盘注记方向一致时，记“＋”号，反之记“－”号。2.竖盘指标差

=（R-x）-270

=90-（L-x)第22页,共31页，2024年2月25日，星期天

由于x的影响，使读数中包含有指标差的影响，故正确的计算公式应为：

＝90

-(L-x)=90

-L+x=

L+x(1)

=(R-x)-270

=R-270

-x=

R-x(2)

所以结论：盘左盘右观测取平均值可以消除竖盘指标差的影响第23页,共31页，2024年2月25日，星期天测站上安置仪器；盘左瞄准目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L；倒镜，盘右瞄准目标，使气泡居中，读数R；计算竖直角及竖盘指标差。若n次观测，重复2～4步，取平均值。检核：指标差互差<15

四、竖直角观测第24页,共31页，2024年2月25日，星期天§4-5经纬仪的检验与校正一、经纬仪应满足的条件（一）LL⊥VV（二）CC⊥HH（三）HH⊥VVLL——水准管轴

VV——竖轴

HH——横轴第25页,共31页，2024年2月25日，星期天二、经纬仪的检验校正1、照准部水准管的检校第26页,共31页，2024年2月25日，星期天2、十字丝的检校整平仪器，用十字丝交点瞄准清晰目标点，将照准部、望远镜制动，微调望远镜上下移动，若目标始终在竖丝上移动，表明条件已满足，否则须检校校正时，旋下目镜护盖，松开压环螺丝，转动十字丝丝，直至望远镜上下移动时，目标始终沿竖丝移动为止。最后拧紧压环螺丝，盖上护盖。第27页,共31页，2024年2月25日，星期天3、视准轴的检校

如图，在一平坦场地上，选择一直线AB，约100m。置仪于O，A点竖一标志，B点横放一毫米分划的小尺，并使其垂直于AB。盘左瞄准A，倒镜于B尺上读数B1；盘右再瞄准A，倒镜于B尺上读数B2，如果B2与B1重合，表明视准轴垂直于横轴，否则要检校

为了消除视准轴误差C，只需在尺上定出一点B3，该点与盘右读数B2的距离为四分之一B1B2的长度。用校正针拨动十字丝左右两个校正螺丝，先松开一个，再紧一个，使读数由B2移至B3，然后固紧两个螺丝。此校正需反复进行，直至C值不大于10”为止。第28页,共31页，2024年2月25日，星期天

由于仪器横轴不垂直于竖轴，仪器整平后，竖轴牌铅垂位置，横轴就不水平，倾斜一个i角。当以盘左、盘右瞄准P点而将望远