《角度測(cè)量》課件.ppt

第3章角度測(cè)量測(cè)量地面點(diǎn)連線的水平夾角及視線方向與水平面的豎直角，稱角度測(cè)量(angularobservation)。角度測(cè)量是測(cè)量的基本工作之一。角度測(cè)量所使用的儀器是經(jīng)緯儀(theodolite)和全站儀(totalstation)。水平角測(cè)量用于求算點(diǎn)的平面位置，豎直角測(cè)量用于測(cè)定高差或?qū)A斜距離改化為水平距離。3.1角度測(cè)量原理(1)水平角測(cè)量原理水平角(horizontalangle)是指地面一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)連線在水平面上投影的夾角，它也是過(guò)兩條方向線的鉛垂面所夾的兩面角。為了測(cè)量水平角，應(yīng)在過(guò)B點(diǎn)的上方水平地安置一個(gè)有刻度的圓盤(pán)，稱為水平度盤(pán)(horizontalcircle)；水平度盤(pán)的中心應(yīng)位于過(guò)B點(diǎn)的鉛垂線上；經(jīng)緯儀還必須有一個(gè)能夠瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方目標(biāo)的望遠(yuǎn)鏡；,望遠(yuǎn)鏡應(yīng)可以在水平面和鉛垂面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡分別瞄準(zhǔn)高低不同的目標(biāo)A和C。(2)豎直角測(cè)量原理豎直角(verticalangle)是指在同一豎直面內(nèi)，視線與水平線的夾角。視線在水平線上方的稱為仰角，角值為正；視線在水平線下方的稱為俯角，角值為負(fù)。,為了測(cè)量豎直角，經(jīng)緯儀必須在鉛垂面內(nèi)安置一個(gè)有圓盤(pán)，稱為豎直度盤(pán)或豎盤(pán)(verticalcircle)。豎直角也是兩個(gè)方向在度盤(pán)上的讀數(shù)之差，與水平角不同的是，其中有一個(gè)是水平方向。水平方向的讀數(shù)可以通過(guò)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器或豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)補(bǔ)償裝置來(lái)確定；經(jīng)緯儀設(shè)計(jì)時(shí)，一般使視線水平時(shí)的豎盤(pán)讀數(shù)為0或90的倍數(shù)，這樣，測(cè)量豎直角時(shí)，只要瞄準(zhǔn)目標(biāo)，讀出豎盤(pán)讀數(shù)并減去儀器視線水平時(shí)的豎盤(pán)讀數(shù)就可以計(jì)算出視線方向的豎直角。3.2光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)及其度盤(pán)讀數(shù)規(guī)范給出的國(guó)產(chǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀(opticaltheodolite)按其精度劃分的型號(hào)有：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30，其中字母D、J分別為“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，07、1、2、6、30分別為該儀器一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù)。瑞士Leica公司的光學(xué)經(jīng)緯儀按其精度劃分的型號(hào)為：T4、T3、T2、T1、T16，其中字母T為單詞“Theodolite”(經(jīng)緯儀)的第一個(gè)字母，以秒為單位的一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差分別為0.5、1、2、6、16。3.2.1DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)根據(jù)控制水平度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方式的不同，DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀又分為方向經(jīng)緯儀和復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀。地表測(cè)量中，通常使用方向經(jīng)緯儀，復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀主要應(yīng)用于地下工程測(cè)量。圖3-3是北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀。一般將光學(xué)經(jīng)緯儀分解為基座(tribrach)、水平度盤(pán)(horizontalcircle)和照準(zhǔn)部(alidade)三部分。,1-望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋2-望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋3-物鏡4-物鏡調(diào)焦螺旋5-目鏡6-目鏡調(diào)焦螺旋7-光學(xué)瞄準(zhǔn)器8-度盤(pán)讀數(shù)顯微鏡9-度盤(pán)讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋10-照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器11-光學(xué)對(duì)中器12-度盤(pán)照明反光鏡13-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器14-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器觀察反射鏡15-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋16-水平方向制動(dòng)螺旋17-水平方向微動(dòng)螺旋18-水平度盤(pán)變換螺旋與保護(hù)卡19-基座圓水準(zhǔn)器20-基座21-軸套固定螺旋22-腳螺旋,(1)基座基座上有三個(gè)腳螺旋，一個(gè)圓水準(zhǔn)氣泡，用來(lái)粗平儀器。水平度盤(pán)旋轉(zhuǎn)軸套套在豎軸套外圍，擰緊軸套固定螺旋，可將儀器固定在基座上；旋松該螺旋，可將經(jīng)緯儀水平度盤(pán)連同照準(zhǔn)部從基座中拔出。(2)水平度盤(pán)水平度盤(pán)是一個(gè)圓環(huán)形的光學(xué)玻璃盤(pán)片，盤(pán)片邊緣刻劃并按順時(shí)針注記有0360的角度數(shù)值。(3)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是指水平度盤(pán)之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的全部部件的總稱，它包括豎軸、U形支架、望遠(yuǎn)鏡、橫軸、豎直度盤(pán)、管水準(zhǔn)器、豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器(verticalindexbubbletube)和讀數(shù)裝置等。照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)軸稱為儀器豎軸，豎軸插入基座內(nèi)的豎軸軸套中旋轉(zhuǎn)；照準(zhǔn)部在水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，由水平制動(dòng)、水平微動(dòng)螺旋控制；望遠(yuǎn)鏡在縱向的轉(zhuǎn)動(dòng)，由望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)、望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋控制；豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器的微傾運(yùn)動(dòng)由豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋控制；照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器，用于精平儀器。,水平角測(cè)量需要旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡依次瞄準(zhǔn)不同方向的目標(biāo)并讀取水平度盤(pán)的讀數(shù)；在一測(cè)回觀測(cè)過(guò)程中，水平度盤(pán)是固定不動(dòng)的；為了角度計(jì)算的方便，在觀測(cè)開(kāi)始之前，通常將起始方向(稱為零方向)的水平度盤(pán)讀數(shù)配置為0左右，這就需要有控制水平度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件。有兩種控制水平度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)：1)水平度盤(pán)位置變換螺旋：方向經(jīng)緯儀使用。2)復(fù)測(cè)裝置：復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀(repetitiontheodolite)是用復(fù)測(cè)扳手代替水平度盤(pán)位置變換螺旋來(lái)控制控制水平度盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。,3.2.2DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備包括度盤(pán)、光路系統(tǒng)和測(cè)微器。水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)上的分劃線，通過(guò)一系列棱鏡和透鏡成像顯示在望遠(yuǎn)鏡旁的讀數(shù)顯微鏡內(nèi)。DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置可以分為測(cè)微尺讀數(shù)和單平板玻璃讀數(shù)兩種。(1)測(cè)微尺讀數(shù)裝置測(cè)微尺(micrometer)讀數(shù)裝置的光路見(jiàn)圖3-6所示。將水平玻璃度盤(pán)和豎直玻璃度盤(pán)均刻劃為360格，每格的角度為1，順時(shí)針注記。照明光線通過(guò)反光鏡1的反射進(jìn)入進(jìn)光窗2，其中一路光線通過(guò)編號(hào)為12、13、15、16的光學(xué)組件將水平度盤(pán)14上的刻劃和注記成像在平凸鏡8上；另一路光線通過(guò)編號(hào)為3、5、6、7的光學(xué)組件將豎直度盤(pán)4上的刻劃和注記成像在平凸鏡8上；在平凸鏡8上有兩個(gè)測(cè)微尺，測(cè)微尺上刻劃有60格。儀器制造時(shí)，使度盤(pán)上一格在平凸鏡8上成像的寬度正好等于測(cè)微尺上刻劃的60格的寬度，因此測(cè)微尺上一小格代表1。通過(guò)棱鏡9的折射，兩個(gè)度盤(pán)分劃線的像連同測(cè)微尺上的刻劃和注記可以被讀數(shù)顯微鏡觀察到，其中10是讀數(shù)顯微鏡的物鏡，11是讀數(shù)顯微鏡的目鏡。讀數(shù)裝置大約將兩個(gè)度盤(pán)的刻劃和注記放大了65倍。,圖3-7為讀數(shù)顯微鏡視場(chǎng)，注記有“水平”(有些儀器為“Hz”或“”)字樣窗口的像是水平度盤(pán)分劃線及其測(cè)微尺的像，注記有“豎直”(有些儀器為“V”或“”)字樣窗口的像是豎直度盤(pán)分劃線及其測(cè)微尺的像。讀數(shù)方法為：以測(cè)微尺上的“0”分劃線為讀數(shù)指標(biāo)，“度”數(shù)由落在測(cè)微器上的度盤(pán)分劃線的注記讀出，測(cè)微尺的“0”分劃線與度盤(pán)上的“度”分劃線之間的、小于1的角度在測(cè)微尺上讀出；最小讀數(shù)可以估讀到測(cè)微尺上1格的十分之一，即為0.1或6。圖3-7的水平度盤(pán)讀數(shù)為21454.7，豎直度盤(pán)讀數(shù)為7905.5。測(cè)微尺讀數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為測(cè)微尺上一格的十分之一，即0.1或6。,(2)平板玻璃測(cè)微尺(parallelplatemicrometer)讀數(shù)裝置在圖3-6中，平板玻璃安置在水平度盤(pán)反光棱鏡16和豎直度盤(pán)反光棱鏡7之前的位置。讀數(shù)原理是：將玻璃度盤(pán)刻劃為720格，每格的角度為30，順時(shí)針注記。來(lái)自兩個(gè)度盤(pán)的、包含有度盤(pán)刻劃和注記的光線1通過(guò)平板玻璃5，經(jīng)反光棱鏡9轉(zhuǎn)向后連同測(cè)微尺7上的分劃一起成像在讀數(shù)指標(biāo)面8上，再經(jīng)反光棱鏡10進(jìn)入讀數(shù)顯微鏡，通過(guò)讀數(shù)顯微鏡11、12就可以觀察到讀數(shù)指標(biāo)面上的度盤(pán)刻劃和注記及測(cè)微尺刻劃和注記的影像。當(dāng)度盤(pán)刻劃影像不位于雙指標(biāo)線中央時(shí)，旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋2，帶動(dòng)齒輪3進(jìn)而帶動(dòng)扇形齒4使平板玻璃5和測(cè)微尺7繞軸6旋轉(zhuǎn)，度盤(pán)刻劃影像移動(dòng)偏距位于雙指標(biāo)線中央位置，所移偏距則在測(cè)微尺上記錄下來(lái)。,儀器制造時(shí)，使度盤(pán)刻劃影像移動(dòng)1格也即0.5或30時(shí)，對(duì)應(yīng)于測(cè)微尺上移動(dòng)90格，則測(cè)微尺上1格所代表的角度值為306090=20，按估讀到測(cè)微尺1格的十分之一，即為2。它比測(cè)微尺讀數(shù)裝置的讀數(shù)誤差要小。平板玻璃測(cè)微尺讀數(shù)裝置的讀數(shù)窗視場(chǎng)見(jiàn)圖3-9所示。它有3個(gè)讀數(shù)窗口，其中下窗口為水平度盤(pán)影像窗口，中間窗口為豎直盤(pán)度影像窗口，上窗口為測(cè)微尺影像窗口。讀數(shù)時(shí)，先旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使兩個(gè)度盤(pán)分劃線中的某一個(gè)分劃線精確地位于雙指標(biāo)線的中央，0.5整倍數(shù)的讀數(shù)根據(jù)分劃線注記讀出，小于0.5的讀數(shù)從測(cè)微尺上讀出，兩個(gè)讀數(shù)相加即為度盤(pán)的讀數(shù)。,3.2.3DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀圖3-10為蘇州第一光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，各部件名稱如下：1-望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，2-望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，3-物鏡，4-物鏡調(diào)焦螺旋，5-目鏡，6-目鏡調(diào)焦螺旋，7-光學(xué)瞄準(zhǔn)器，8-度盤(pán)讀數(shù)顯微鏡，9-度盤(pán)讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋，10-測(cè)微輪，11-水平度盤(pán)與豎直度盤(pán)換像手輪，12-照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器，13-光學(xué)對(duì)中器，14-水平度盤(pán)照明鏡，15-垂直度盤(pán)照明鏡，16-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器進(jìn)光窗口，17-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋，18-豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡觀察窗，19-水平制動(dòng)螺旋，20-水平微動(dòng)螺旋，21-基座圓水準(zhǔn)器，22-水平度盤(pán)位置變換手輪，23-水平度盤(pán)位置變換手輪護(hù)蓋24-基座25-腳螺旋,DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造與DJ6級(jí)基本相同，只在度盤(pán)讀數(shù)方面存在下面的差異：(1)DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀采用重合讀數(shù)法，相當(dāng)于取度盤(pán)對(duì)徑(直徑兩端)相差180處的兩個(gè)讀數(shù)的平均值，由此可以消除度盤(pán)偏心誤差的影響，以提高讀數(shù)精度。(2)在度盤(pán)讀數(shù)顯微鏡中，只能選擇觀察水平度盤(pán)或垂直度盤(pán)中的一種影像，通過(guò)旋轉(zhuǎn)“水平度盤(pán)與豎直度盤(pán)換像手輪”來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3)設(shè)置雙光楔測(cè)微器，分為固定光楔與活動(dòng)光楔兩組楔形玻璃，活動(dòng)光楔與測(cè)微分劃板相連。入射光線經(jīng)過(guò)一系列棱鏡和透鏡后，將度盤(pán)某一直徑兩端的分劃同時(shí)成像到讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，并被橫線分隔為正像和倒像。圖3-11為德國(guó)蔡司公司(Zeiss)生產(chǎn)的Theo010型經(jīng)緯儀(屬于2級(jí))讀數(shù)鏡中的度盤(pán)對(duì)徑分劃像(右邊)和測(cè)微器分劃像(左邊)，度盤(pán)的數(shù)字注記為“度”數(shù)，測(cè)微分劃尺左邊注記為“分”數(shù)，右邊注記為“十秒”數(shù)。,為使讀數(shù)方便和不易出錯(cuò)，現(xiàn)在生產(chǎn)的DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，一般采用圖3-12所示的讀數(shù)窗。度盤(pán)對(duì)徑分劃像及度數(shù)和10的影像分別出現(xiàn)于兩個(gè)窗口，另一窗口為測(cè)微器讀數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪使對(duì)徑上、下分劃對(duì)齊以后，從度盤(pán)讀數(shù)窗讀取度數(shù)和10數(shù)，從測(cè)微器窗口讀取分?jǐn)?shù)和秒數(shù)。,3.3經(jīng)緯儀的安置與水平角觀測(cè)(1)經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置包括對(duì)中(centering)和整平(leveling)，其目的是使儀器豎軸位于過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上，從而使水平度盤(pán)和橫軸處于水平位置，豎直度盤(pán)位于鉛垂平面內(nèi)。對(duì)中的方式有垂球?qū)χ?plumbbobcentering)和光學(xué)對(duì)中(opticalcentering)兩種，整平分粗平和精平。粗平是通過(guò)伸縮腳架腿或旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，其規(guī)律是圓水準(zhǔn)氣泡向伸高腳架腿的一側(cè)移動(dòng)，或圓水準(zhǔn)氣泡移動(dòng)方向與用左手大拇指和右手食指旋轉(zhuǎn)腳螺旋的方向一致；精平是通過(guò)旋轉(zhuǎn)腳螺旋使管水準(zhǔn)氣泡居中，要求分別轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使管水準(zhǔn)器軸旋至相互垂直的兩個(gè)方向上使氣泡居中，其中一個(gè)方向應(yīng)與任意兩個(gè)腳螺旋中心的連線方向平行。,經(jīng)緯儀安置的操作程序是：打開(kāi)三腳架腿，調(diào)整好其長(zhǎng)度使腳架高度適合于觀測(cè)者的高度；張開(kāi)三角架，將其安置在測(cè)站上，使架頭大致水平；從儀器箱中取出經(jīng)緯儀放置在三角架頭上，并使儀器基座中心基本對(duì)齊三角架頭的中心，旋緊連接螺旋后，即可進(jìn)行對(duì)中整平操作。可以使用垂球?qū)χ谢蚬鈱W(xué)對(duì)中器對(duì)中進(jìn)行經(jīng)緯儀安置操作。1)使用垂球?qū)χ蟹ò仓媒?jīng)緯儀將垂球掛在連接螺旋中心的掛鉤上，調(diào)整垂球線長(zhǎng)度使垂球尖略高于測(cè)站點(diǎn)。粗對(duì)中與粗平：平移三腳架(應(yīng)注意保持三角架頭面基本水平)，使垂球尖大致對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中心，將三腳架的腳尖踩入土中。精對(duì)中：稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座，在架頭上移動(dòng)儀器，使垂球尖準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)后，再旋緊連接螺旋。垂球?qū)χ械恼`差應(yīng)小于3mm。精平：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡在相互垂直的兩個(gè)方向上居中。注意，旋轉(zhuǎn)腳螺旋精平儀器時(shí)，不會(huì)破壞前已完成的垂球?qū)χ嘘P(guān)系。2)使用光學(xué)對(duì)中法安置經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中器也是一個(gè)小望遠(yuǎn)鏡；,它由保護(hù)玻璃1、反光棱鏡2、物鏡3、物鏡調(diào)焦鏡4、對(duì)中標(biāo)志分劃板5和目鏡6組成。使用光學(xué)對(duì)中器之前，應(yīng)先旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺旋使對(duì)中標(biāo)志分劃板十分清晰，再旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺旋(有些儀器是拉伸光學(xué)對(duì)中器)看清地面的測(cè)點(diǎn)標(biāo)志。粗對(duì)中：雙手握緊三角架，眼睛觀察光學(xué)對(duì)中器，移動(dòng)三腳架使對(duì)中標(biāo)志基本對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中心(應(yīng)注意保持三角架頭基本水平)，將三腳架的腳尖踩入土中。精對(duì)中：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使對(duì)中標(biāo)志準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中心，光學(xué)對(duì)中的誤差應(yīng)小于1mm。粗平：伸縮腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。精平：轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡在相互垂直的兩個(gè)方向上居中。精平操作會(huì)略微破壞前已完成的對(duì)中關(guān)系。再次精對(duì)中：旋松連接螺旋，眼睛觀察光學(xué)對(duì)中器，平移儀器基座(注意，不要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，使對(duì)中標(biāo)志準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)的中心，擰緊連接螺旋。,(2)瞄準(zhǔn)和讀數(shù)測(cè)角時(shí)的照準(zhǔn)標(biāo)志，一般是豎立于測(cè)點(diǎn)的標(biāo)桿、測(cè)釬、用三根竹桿懸吊垂球的線或覘牌(target)。測(cè)量水平角時(shí)，以望遠(yuǎn)鏡的十字絲豎絲瞄準(zhǔn)照準(zhǔn)標(biāo)志。望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)的操作步驟如下：目鏡對(duì)光：松開(kāi)望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和水平制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮的背景(如白墻、天空等，注意不要對(duì)向太陽(yáng))，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字絲清晰。粗瞄目標(biāo)：用望遠(yuǎn)鏡上的粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)，旋緊制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)清晰，旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)?？捎檬纸z縱絲的單線平分目標(biāo)，也可用雙線夾住目標(biāo)，見(jiàn)如圖3-16。讀數(shù)：讀數(shù)時(shí)先打開(kāi)度盤(pán)照明反光鏡，調(diào)整反光鏡的開(kāi)度和方向，使讀數(shù)窗亮度適中，旋轉(zhuǎn)讀數(shù)顯微鏡的目鏡使刻劃線清晰，然后讀數(shù)。,3.4水平角測(cè)量方法常用水平角觀測(cè)方法有測(cè)回法和方向觀測(cè)法。(1)測(cè)回法測(cè)回法(methodofobservationset)用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角。,城市測(cè)量規(guī)范沒(méi)有給出測(cè)回法半測(cè)回角差的容許值，根據(jù)圖根控制測(cè)量的測(cè)角中誤差為20，一般取中誤差的兩倍作為限差則為40。當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，往往需要觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回。為了減小水平讀盤(pán)分劃誤差的影響，各測(cè)回間應(yīng)根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)，按照180/n變換水平度盤(pán)位置。表3-1為觀測(cè)兩測(cè)回，第二測(cè)回觀測(cè)時(shí)，A方向的水平度盤(pán)應(yīng)配置為90左右。如果第二測(cè)回的半測(cè)回角差符合要求，則取兩測(cè)回角值的平均值作為最后結(jié)果。,(2)方向觀測(cè)法當(dāng)測(cè)站上的方向觀測(cè)數(shù)在3個(gè)或3個(gè)以上時(shí)，一般采用方向觀測(cè)法(methodofdirectionobservation)。如圖3-18所示，測(cè)站點(diǎn)為O點(diǎn)，觀測(cè)方向有A、B、C、D四個(gè)。在O點(diǎn)安置好儀器，在A、B、C、D四個(gè)目標(biāo)中選擇一個(gè)標(biāo)志十分清晰的點(diǎn)作為零方向。以A點(diǎn)方向?yàn)榱惴较虻挠涗浻?jì)算表格見(jiàn)表3-2。,(3)方向觀測(cè)法的限差城市測(cè)量規(guī)范規(guī)定，方向觀測(cè)法的限差應(yīng)符合表3-3的規(guī)定。,當(dāng)照準(zhǔn)點(diǎn)的垂直角超過(guò)3時(shí)，該方向的2C較差可按同一觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的相鄰測(cè)回進(jìn)行比較，其差值仍按表3-3的規(guī)定。按此方法比較應(yīng)在手簿中注明。在表3-2的計(jì)算中，兩個(gè)測(cè)回的歸零差分別為6和12，小于限差要求的18；B、C、D三個(gè)方向值兩測(cè)回較差分別為5、4、7，小于限差要求的24。觀測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范的要求。(4)水平角觀測(cè)的注意事項(xiàng)1)儀器高度要和觀測(cè)者的身高相適應(yīng)；三腳架要踩實(shí)，儀器與腳架連接要牢固，操作儀器時(shí)不要用手扶三腳架；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡之前，應(yīng)先松開(kāi)制動(dòng)螺旋，使用各種螺旋時(shí)用力要輕。2)精確對(duì)中，特別是對(duì)短邊測(cè)角，對(duì)中要求應(yīng)更嚴(yán)格。3)當(dāng)觀測(cè)目標(biāo)間高低相差較大時(shí)，更應(yīng)注意儀器整平。4)照準(zhǔn)標(biāo)志要豎直，盡可能用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測(cè)釬底部。5)記錄要清楚，應(yīng)當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即重測(cè)。6)一測(cè)回水平角觀測(cè)過(guò)程中，不得再調(diào)整照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡，如氣泡偏離中央超過(guò)2格時(shí)，應(yīng)重新整平與對(duì)中儀器，重新觀測(cè)。,(2)豎盤(pán)構(gòu)造經(jīng)緯儀的豎盤(pán)固定在望遠(yuǎn)鏡橫軸一端并與望遠(yuǎn)鏡連接在一起，也即，豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，豎盤(pán)面垂直于橫軸。豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)(verticalindex)與豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器(verticalindexbubbletube)連接在一起，旋轉(zhuǎn)豎盤(pán)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋將帶動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器和豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)一起作微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)的正確位置是：望遠(yuǎn)鏡處于盤(pán)左、豎盤(pán)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，讀數(shù)窗中的豎盤(pán)讀數(shù)應(yīng)為90(有些儀器設(shè)計(jì)為0、180或270，本書(shū)約定為90)。豎盤(pán)注記為0360，分順時(shí)針和逆時(shí)針注記兩種形式，本書(shū)只介紹順時(shí)針注記的形式。,(5)豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)應(yīng)用橫絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)的特定位置，例如標(biāo)桿的頂部或標(biāo)尺上的某一位置。豎直角觀測(cè)的操作程序如下：1)在測(cè)站點(diǎn)上安置好經(jīng)緯儀，用小鋼尺量出儀器高。儀器高是測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志頂部到經(jīng)緯儀橫軸中心的垂直距離。2)盤(pán)左瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲橫絲切于目標(biāo)某一位置，旋轉(zhuǎn)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋使豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中，讀取豎直度盤(pán)讀數(shù)。3)盤(pán)右瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲橫絲切于目標(biāo)同一位置，旋轉(zhuǎn)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋使豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中，讀取豎直度盤(pán)讀數(shù)。豎直角的記錄計(jì)算見(jiàn)表3-4。,(6)豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器(verticalindexcompensator)在儀器豎盤(pán)光路中，安裝一個(gè)補(bǔ)償器來(lái)代替豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器，當(dāng)儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內(nèi)時(shí)，通過(guò)補(bǔ)償器仍能讀到相當(dāng)于豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)的豎盤(pán)讀數(shù)。豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器可以顯著地提高豎盤(pán)讀數(shù)的速度。豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式有多種，圖3-23為其中的一種。它是在讀數(shù)指標(biāo)A和豎盤(pán)之間懸吊一組光學(xué)透鏡，當(dāng)儀器豎軸鉛垂、視準(zhǔn)軸水平時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)A處于鉛垂位置，通過(guò)補(bǔ)償器讀出豎盤(pán)的正確讀數(shù)為90。當(dāng)儀器豎軸稍有傾斜，視準(zhǔn)軸仍然水平時(shí)，因無(wú)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器及其微動(dòng)螺旋可以調(diào)整，讀數(shù)指標(biāo)A偏斜到處，而懸吊的透鏡因重力的作用由移動(dòng)到處，此時(shí)，由處的讀數(shù)指標(biāo)，通過(guò)處的透鏡，仍能讀出正確讀數(shù)90，達(dá)到豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償作用。城市測(cè)量規(guī)范規(guī)定，對(duì)于DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍為2，安平中誤差為1。,3.8激光經(jīng)緯儀(lasertheodolite)激光經(jīng)緯儀主要用于準(zhǔn)直測(cè)量(alignmentsurvey)。準(zhǔn)直測(cè)量就是定出一條標(biāo)準(zhǔn)的直線，作為土建安裝等施工放樣的基準(zhǔn)線。圖3-34是蘇州一光儀器有限公司生產(chǎn)的J2-JDB激光經(jīng)緯儀。,J2-JDB激光經(jīng)緯儀是在DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀上設(shè)置了一個(gè)半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置，將發(fā)射的激光導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸方向，從望遠(yuǎn)鏡物鏡端發(fā)射，見(jiàn)圖3-35所示。激光光束與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸保持同軸、同焦。J2-JDB激光經(jīng)緯儀發(fā)射激光的波長(zhǎng)為0.635，在100米處的光斑直徑為5mm，白天的有效射程為200m，儀器使用兩節(jié)5號(hào)堿性電池供電，一對(duì)新的5號(hào)電池可供使用一個(gè)工作日。激光經(jīng)緯儀除具有光學(xué)經(jīng)緯儀的所有功能外，還可以提供一條可見(jiàn)的激光光束，可以廣泛應(yīng)用于高層建筑的軸線投測(cè)、隧道測(cè)量、大型管線的鋪設(shè)、橋梁工程、大型船舶制造、飛機(jī)形架安裝等領(lǐng)域。當(dāng)用于傾斜角很大的測(cè)量作業(yè)時(shí)，可以安裝上隨機(jī)附件彎管目鏡，見(jiàn)圖3-34(a)；為了使目標(biāo)處的激光光斑更加清晰，以提高測(cè)量精度，可以使用隨機(jī)附件激光覘牌，見(jiàn)圖3-34(c)。,3.9電子經(jīng)緯儀世界上第一臺(tái)電子經(jīng)緯儀(electronictheodolite)于1968年研制成功，80年代初生產(chǎn)出商品化的電子經(jīng)緯儀。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子經(jīng)緯儀的制造成本急速下降，現(xiàn)在，國(guó)產(chǎn)電子經(jīng)緯儀的售價(jià)已經(jīng)逼近同精度的光學(xué)經(jīng)緯儀的價(jià)格。與光學(xué)經(jīng)緯儀比較，電子經(jīng)緯儀是利用光電轉(zhuǎn)換原理和微處理器自動(dòng)測(cè)量度盤(pán)的讀數(shù)并將測(cè)量結(jié)果顯示在儀器顯示窗上，如將其與電子手簿連接，可以自動(dòng)儲(chǔ)存測(cè)量結(jié)果。3.9.1電子經(jīng)緯儀的測(cè)角原理電子經(jīng)緯儀的測(cè)