角度、距離測量與全站儀第五章

1、5.1 角度測量原理角度測量原理5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀5.3 角度觀測方法角度觀測方法5.4 水平角觀測的誤差和水平角觀測的誤差和精度精度5.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正5.6 距離測量距離測量5.7 光電測距誤差分析光電測距誤差分析5.8 光電測距儀的檢驗(yàn)光電測距儀的檢驗(yàn)5.9 全站儀和自動(dòng)全站儀全站儀和自動(dòng)全站儀5.10 三角高程測量三角高程測量第五章第五章 角度、距離測量與全站儀角度、距離測量與全站儀 Angle Measurement, Distance Measurement and Total Station 5.1 Principles of Angle measure

2、ment5.2 Theodolite5.3 Methods of determining Angles5.4 Errors sources and precision in determining horizontal angles5.5 Test and adjustment of the theodolite5.6 Distance measurement5.7 Error analysis of electro-optical distance measurement5.8 Test of electro-optical distance measuring instruments5.9

3、 Total station and automatic total station system5.10 Trigonometric leveling5.1 角度測量原理角度測量原理Principles of Angle measurement圖圖5-1 水平角測量原理水平角測量原理 角度測量是確定地面點(diǎn)位的基本測量工作之一，包括水平角測量和角度測量是確定地面點(diǎn)位的基本測量工作之一，包括水平角測量和豎直角測量，用于角度測量的儀器是經(jīng)緯儀。豎直角測量，用于角度測量的儀器是經(jīng)緯儀。 一、一、 水平角測量原理水平角測量原理 所謂水平角，就是相交的兩直線之間的夾角所謂水平角，就是相交的兩直線之間的夾

4、角在水平面上的投影，角值在水平面上的投影，角值0360。例如在。例如在圖圖5-l中，角中，角AOC為直線為直線 OA與與OC之間的夾角，之間的夾角，測量中所要觀測的水平角是測量中所要觀測的水平角是AOC角在水平面上角在水平面上的投影，即的投影，即 ，而不是斜面上的，而不是斜面上的 。 由圖可以看出，由圖可以看出， 就是通過就是通過OA與與OC的兩的兩豎面所形成的兩面角。此兩面角在兩豎面交線上豎面所形成的兩面角。此兩面角在兩豎面交線上任意一點(diǎn)可進(jìn)行量測。設(shè)想在豎線任意一點(diǎn)可進(jìn)行量測。設(shè)想在豎線 上的上的O點(diǎn)放點(diǎn)放置一個(gè)按順時(shí)針注記的全圓量角器置一個(gè)按順時(shí)針注記的全圓量角器(稱為度盤稱為度盤)，使

5、其中心正好在使其中心正好在 豎線上，并成水平位置。從豎線上，并成水平位置。從OA豎面與度盤的交線得一讀數(shù)豎面與度盤的交線得一讀數(shù)a，再從，再從OC豎面豎面與度盤的交線得另一讀數(shù)與度盤的交線得另一讀數(shù)b，則圓心角，則圓心角 ，這個(gè)這個(gè) 就是水平角就是水平角 的值。的值。111CBAAOC111CBA1OB1OBab 111CBA水平角：一點(diǎn)到目標(biāo)的夾角在水平面水平角：一點(diǎn)到目標(biāo)的夾角在水平面上的垂直投影（兩面角）。上的垂直投影（兩面角）。二、二、 豎直角測量原理豎直角測量原理 豎直角是同一豎直面內(nèi)目標(biāo)方豎直角是同一豎直面內(nèi)目標(biāo)方向與一特定方向之間的夾角。目標(biāo)向與一特定方向之間的夾角。目標(biāo)方向與水

6、平方向間的夾角稱為高度方向與水平方向間的夾角稱為高度角，又稱為豎角，一般用角，又稱為豎角，一般用 表示。表示。視線上傾所構(gòu)成的仰角為正，視線視線上傾所構(gòu)成的仰角為正，視線下傾所構(gòu)成的俯角為負(fù)，角值都是下傾所構(gòu)成的俯角為負(fù)，角值都是由由090。另一種是目標(biāo)方向。另一種是目標(biāo)方向與天頂方向與天頂方向(即鉛垂線的反方向即鉛垂線的反方向)所所構(gòu)成的角，稱為天頂距，一般用構(gòu)成的角，稱為天頂距，一般用Z表 示 ， 天 頂 距 的 大 小 從表 示 ， 天 頂 距 的 大 小 從 0 180，沒有負(fù)值，見圖，沒有負(fù)值，見圖5-2。圖圖5-2 豎直角測量原理豎直角測量原理 豎直角：同一豎面內(nèi)，視線與水平線的夾

7、角。（+、-。190） 根據(jù)豎直角的基本概念，根據(jù)豎直角的基本概念，測定豎直角必然也與觀測水平測定豎直角必然也與觀測水平角一樣，其角值也是度盤上兩角一樣，其角值也是度盤上兩個(gè)方向讀數(shù)之差。所不同的是個(gè)方向讀數(shù)之差。所不同的是兩方向中必須有一個(gè)是水平方兩方向中必須有一個(gè)是水平方向。不過任何注記形式的豎直向。不過任何注記形式的豎直度盤度盤(簡稱豎盤簡稱豎盤)，當(dāng)視線水平，當(dāng)視線水平時(shí)，其豎盤讀數(shù)應(yīng)為定值，正時(shí)，其豎盤讀數(shù)應(yīng)為定值，正常狀態(tài)時(shí)應(yīng)是常狀態(tài)時(shí)應(yīng)是90的整倍數(shù)。的整倍數(shù)。所以在測定豎直角時(shí)只需對視所以在測定豎直角時(shí)只需對視線指向的目標(biāo)點(diǎn)讀取豎盤讀數(shù)，線指向的目標(biāo)點(diǎn)讀取豎盤讀數(shù)，即可計(jì)算出豎

8、直角。即可計(jì)算出豎直角。 圖圖5-3 經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu) 5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀Theodolite一、一、 經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造及分類經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造及分類 經(jīng)緯儀基本構(gòu)造，如圖經(jīng)緯儀基本構(gòu)造，如圖5-3所所示。示。 望遠(yuǎn)鏡與豎盤固連，安裝在儀望遠(yuǎn)鏡與豎盤固連，安裝在儀器的支架上，這一部分稱為儀器的器的支架上，這一部分稱為儀器的照準(zhǔn)部，屬于儀器的上部。望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)部，屬于儀器的上部。望遠(yuǎn)鏡連同豎盤可繞橫軸在垂直面內(nèi)作轉(zhuǎn)連同豎盤可繞橫軸在垂直面內(nèi)作轉(zhuǎn)動(dòng)，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸應(yīng)與橫軸正交，動(dòng)，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸應(yīng)與橫軸正交，橫軸應(yīng)通過豎盤的刻劃中心。照準(zhǔn)橫軸應(yīng)通過豎盤的刻劃中心。照準(zhǔn)部的豎軸部的豎軸 (

9、照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸)插入儀器插入儀器基座的軸套內(nèi)基座的軸套內(nèi)(圖圖5-3)，照準(zhǔn)部可，照準(zhǔn)部可作水平旋轉(zhuǎn)。作水平旋轉(zhuǎn)。 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸與豎軸正交，與橫軸平行，當(dāng)水照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸與豎軸正交，與橫軸平行，當(dāng)水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，儀器的豎軸應(yīng)在鉛垂線方向，此時(shí)儀器處在整準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，儀器的豎軸應(yīng)在鉛垂線方向，此時(shí)儀器處在整平狀態(tài)。平狀態(tài)。 水平度盤安置在水平度盤軸套外圍，水平度盤不與照準(zhǔn)水平度盤安置在水平度盤軸套外圍，水平度盤不與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸接觸。水平度盤平面應(yīng)與豎軸正交，豎軸應(yīng)通過水平部旋轉(zhuǎn)軸接觸。水平度盤平面應(yīng)與豎軸正交，豎軸應(yīng)通過水平度盤的刻劃中心。度盤的刻劃中心。 水平度盤的讀數(shù)

10、設(shè)備安置在儀器的照準(zhǔn)部上，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡水平度盤的讀數(shù)設(shè)備安置在儀器的照準(zhǔn)部上，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，視準(zhǔn)軸由一目標(biāo)轉(zhuǎn)到另一目標(biāo)，這時(shí)讀數(shù)指旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，視準(zhǔn)軸由一目標(biāo)轉(zhuǎn)到另一目標(biāo)，這時(shí)讀數(shù)指標(biāo)所指示的水平度盤數(shù)值的變化就是兩目標(biāo)間的水平角值。標(biāo)所指示的水平度盤數(shù)值的變化就是兩目標(biāo)間的水平角值。 經(jīng)緯儀依據(jù)度盤刻度和讀數(shù)方式不同，分為游標(biāo)經(jīng)緯儀、經(jīng)緯儀依據(jù)度盤刻度和讀數(shù)方式不同，分為游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀及電子經(jīng)緯儀。目前主要使用電子經(jīng)緯儀，光學(xué)經(jīng)光學(xué)經(jīng)緯儀及電子經(jīng)緯儀。目前主要使用電子經(jīng)緯儀，光學(xué)經(jīng)緯儀已較少使用，而游標(biāo)經(jīng)緯儀早已淘汰。緯儀已較少使用，而游標(biāo)經(jīng)緯儀早已淘汰。 我國大地測量儀器的

11、總代號(hào)為漢語拼音字母我國大地測量儀器的總代號(hào)為漢語拼音字母“D”，經(jīng)緯，經(jīng)緯儀代號(hào)為儀代號(hào)為“J”。經(jīng)緯儀的類型很多，我國經(jīng)緯儀系列是按野。經(jīng)緯儀的類型很多，我國經(jīng)緯儀系列是按野外外“一測回方向觀測中誤差一測回方向觀測中誤差”這一精度指標(biāo)劃分為這一精度指標(biāo)劃分為DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJl5五個(gè)等級(jí)。例如五個(gè)等級(jí)。例如“DJ6”表示經(jīng)緯儀表示經(jīng)緯儀野外野外“一測回方向觀測中誤差為一測回方向觀測中誤差為6”，簡寫為，簡寫為“J6”。 二二 、光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀是采用光學(xué)度盤，借助光學(xué)放大和光學(xué)測微光學(xué)經(jīng)緯儀是采用光學(xué)度盤，借助光學(xué)放大和光學(xué)測微器讀數(shù)的一種經(jīng)緯儀。圖

12、器讀數(shù)的一種經(jīng)緯儀。圖5-4是北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的是北京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的J6級(jí)級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀。圖光學(xué)經(jīng)緯儀。圖5-5是蘇州第一光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的是蘇州第一光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的J2光學(xué)經(jīng)光學(xué)經(jīng)緯儀。圖緯儀。圖5-6是原瑞士威特廠生產(chǎn)的是原瑞士威特廠生產(chǎn)的T3光學(xué)經(jīng)緯儀，它的一光學(xué)經(jīng)緯儀，它的一測回方向觀測中誤差為測回方向觀測中誤差為0.7秒。秒。 1、光學(xué)經(jīng)緯儀的主要部件、光學(xué)經(jīng)緯儀的主要部件 (1) 望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 測量望遠(yuǎn)鏡是用于精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處測量目標(biāo)，測量望遠(yuǎn)鏡是用于精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處測量目標(biāo)，與水準(zhǔn)儀上的望遠(yuǎn)鏡一樣，經(jīng)緯儀上的望遠(yuǎn)鏡也是由物鏡、與水準(zhǔn)儀上的望遠(yuǎn)鏡一樣，經(jīng)緯儀上的望遠(yuǎn)鏡也是由物鏡、調(diào)焦透鏡、

13、十字絲分劃板和目鏡等組成。調(diào)焦透鏡、十字絲分劃板和目鏡等組成。 (2) 水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器 同水準(zhǔn)儀一樣，水準(zhǔn)器有管狀水準(zhǔn)器同水準(zhǔn)儀一樣，水準(zhǔn)器有管狀水準(zhǔn)器(又稱又稱水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管)和圓水準(zhǔn)器。和圓水準(zhǔn)器。 (3) 水平度盤和豎直度盤水平度盤和豎直度盤 光學(xué)經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直光學(xué)經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤用玻璃制成，在度盤平面的圓周邊緣刻有等間隔的分劃度盤用玻璃制成，在度盤平面的圓周邊緣刻有等間隔的分劃線，兩相鄰分劃線間距所對的圓心角稱為度盤的格值，又稱線，兩相鄰分劃線間距所對的圓心角稱為度盤的格值，又稱度盤的最小分格值。一般度盤的最小分格值。一般J6光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤格值為光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤格值為1

14、，J2光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤格值為光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤格值為20，精密光學(xué)經(jīng)緯儀度盤格值，精密光學(xué)經(jīng)緯儀度盤格值更小。不足一個(gè)分格值的角值采用光學(xué)測微器測定。更小。不足一個(gè)分格值的角值采用光學(xué)測微器測定。 圖圖5-4 J6光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀1、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋；、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋； 2、望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋；、望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋； 3、物鏡；、物鏡；4、物鏡調(diào)焦螺旋；、物鏡調(diào)焦螺旋；5、目、目鏡；鏡；6、目鏡調(diào)焦螺旋；、目鏡調(diào)焦螺旋；7、光學(xué)瞄準(zhǔn)器；、光學(xué)瞄準(zhǔn)器；8、度盤讀數(shù)顯微鏡；、度盤讀數(shù)顯微鏡；9、度盤讀數(shù)顯微鏡、度盤讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦螺旋；調(diào)焦螺旋；10、照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器；、照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器；11、光學(xué)對中器；、光

15、學(xué)對中器；12、度盤照明反光鏡；、度盤照明反光鏡；13、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器；豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器；14、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器觀察反射鏡；、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器觀察反射鏡；15、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋；動(dòng)螺旋；16、水平方向制動(dòng)螺旋；、水平方向制動(dòng)螺旋；17、水平方向微動(dòng)螺旋；、水平方向微動(dòng)螺旋；18、水平度盤變換螺、水平度盤變換螺旋與保護(hù)卡；旋與保護(hù)卡；19、基座圓水準(zhǔn)器；、基座圓水準(zhǔn)器；20、基座；、基座；21、軸套固定螺旋；、軸套固定螺旋；22、腳螺旋、腳螺旋 圖圖5-7為為J6光學(xué)經(jīng)緯儀豎盤構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀豎盤構(gòu)造的示意圖，圖中，豎盤固定在橫軸的的示意圖，圖中，豎盤固定在橫軸的一端

16、，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨望遠(yuǎn)鏡在一端，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨望遠(yuǎn)鏡在豎直面內(nèi)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在豎盤上進(jìn)行讀豎直面內(nèi)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在豎盤上進(jìn)行讀數(shù)的指標(biāo)是在讀數(shù)窗上。豎盤指標(biāo)水?dāng)?shù)的指標(biāo)是在讀數(shù)窗上。豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管與豎盤轉(zhuǎn)向棱鏡、豎盤照明棱鏡、準(zhǔn)管與豎盤轉(zhuǎn)向棱鏡、豎盤照明棱鏡、顯微物鏡組固定在微動(dòng)架上。豎盤分顯微物鏡組固定在微動(dòng)架上。豎盤分劃的影像，通過豎盤光路成像在讀數(shù)劃的影像，通過豎盤光路成像在讀數(shù)窗上。望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)窗上。望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(豎盤隨著轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤隨著轉(zhuǎn)動(dòng))，傳遞豎盤分劃的光路位置并不改變，傳遞豎盤分劃的光路位置并不改變，所以可在讀數(shù)窗內(nèi)進(jìn)行讀數(shù)。但是，所以可在讀數(shù)窗內(nèi)進(jìn)行讀數(shù)。但是，若轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微

17、動(dòng)螺旋，可若轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，可使光路產(chǎn)生變化，從而使呈像在讀數(shù)使光路產(chǎn)生變化，從而使呈像在讀數(shù)窗上的豎盤部位發(fā)生變化，即讀數(shù)發(fā)窗上的豎盤部位發(fā)生變化，即讀數(shù)發(fā)生變化。在正常情況下，當(dāng)豎盤指標(biāo)生變化。在正常情況下，當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)就處于水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)就處于正確位置。所以每次豎盤讀數(shù)前，均正確位置。所以每次豎盤讀數(shù)前，均應(yīng)先調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管使氣泡居中。應(yīng)先調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管使氣泡居中。 圖圖5-7 豎盤的構(gòu)造豎盤的構(gòu)造1、豎直度盤；、豎直度盤；2、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器反射鏡；反射鏡；3、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器；、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器；4、豎盤指標(biāo)管

18、水準(zhǔn)器校正螺絲；豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器校正螺絲；5、望、望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸；遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸；6、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器支架；支架；7、橫軸；、橫軸；8、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋器微動(dòng)螺旋 豎盤注記形式較多，目前常見的注記形式為全圓注記，豎盤注記形式較多，目前常見的注記形式為全圓注記，注記方向有順時(shí)針與逆時(shí)針兩類，圖注記方向有順時(shí)針與逆時(shí)針兩類，圖5-8和圖和圖5-9為比較多為比較多見的兩種注記形式。當(dāng)視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居見的兩種注記形式。當(dāng)視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，盤左位置豎盤指標(biāo)正確讀數(shù)分別為中時(shí)，盤左位置豎盤指標(biāo)正確讀數(shù)分別為0(圖圖5-8(a)和和90(圖

19、圖5-9(a)。 圖圖5-8 豎盤注記（逆時(shí)針方向）豎盤注記（逆時(shí)針方向） 圖圖5-9 豎盤注記（順時(shí)針方向）豎盤注記（順時(shí)針方向） 2、 讀數(shù)設(shè)備讀數(shù)設(shè)備 水平度盤分劃和豎直度盤分劃經(jīng)讀數(shù)光學(xué)系統(tǒng)，成像在水平度盤分劃和豎直度盤分劃經(jīng)讀數(shù)光學(xué)系統(tǒng)，成像在讀數(shù)顯微鏡中，圖讀數(shù)顯微鏡中，圖5-10是我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的是我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的J6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)光路圖。數(shù)系統(tǒng)光路圖。 通常用于光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備和讀數(shù)方法有：通常用于光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備和讀數(shù)方法有： (1) 分微尺讀數(shù)裝置分微尺讀數(shù)裝置(2) 雙平板玻璃光學(xué)測微器（雙平板玻璃光學(xué)測微器（3）移）移動(dòng)光楔測微器動(dòng)光楔測微器 很

20、多很多J6光學(xué)經(jīng)緯儀都采用分微尺讀數(shù)裝置。它是在顯微鏡光學(xué)經(jīng)緯儀都采用分微尺讀數(shù)裝置。它是在顯微鏡讀數(shù)窗與場鏡上設(shè)置一個(gè)帶有分微尺的分劃板，度盤上的分劃讀數(shù)窗與場鏡上設(shè)置一個(gè)帶有分微尺的分劃板，度盤上的分劃線經(jīng)顯微鏡物鏡放大后成像于分微尺之上。分微尺分劃間的長線經(jīng)顯微鏡物鏡放大后成像于分微尺之上。分微尺分劃間的長度等于度盤的一格，即度等于度盤的一格，即1的寬度。圖的寬度。圖5-11是讀數(shù)顯微鏡內(nèi)所是讀數(shù)顯微鏡內(nèi)所見到的度盤和分微尺的影像，上面注有見到的度盤和分微尺的影像，上面注有“水平水平”(或或H)的窗口的窗口為水平度盤讀數(shù)窗，下面注有為水平度盤讀數(shù)窗，下面注有“豎直豎直”(或或V)的窗口為

21、豎盤讀的窗口為豎盤讀數(shù)窗。其中長線和大號(hào)數(shù)字是度盤上的分劃線及其注記，短線數(shù)窗。其中長線和大號(hào)數(shù)字是度盤上的分劃線及其注記，短線和小號(hào)數(shù)字為分微尺的分劃線及其注記。每個(gè)讀數(shù)窗內(nèi)的分微和小號(hào)數(shù)字為分微尺的分劃線及其注記。每個(gè)讀數(shù)窗內(nèi)的分微尺分成尺分成60小格，每小格代表小格，每小格代表1，每，每10小格注有數(shù)字，表示小格注有數(shù)字，表示10的倍數(shù)，因此在分微尺上可直接讀到的倍數(shù)，因此在分微尺上可直接讀到1，估讀到，估讀到0.1，即，即6”。這里需要注意的是分微尺上的這里需要注意的是分微尺上的0分劃線是指標(biāo)線，它所指度盤分劃線是指標(biāo)線，它所指度盤上的位置就是應(yīng)該讀數(shù)的地方。上的位置就是應(yīng)該讀數(shù)的地方

22、。 讀數(shù)系統(tǒng) 三、三、 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀 隨著光電技術(shù)、計(jì)隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世世紀(jì)紀(jì)60年代出現(xiàn)了電子經(jīng)年代出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀。電子經(jīng)緯儀的軸緯儀。電子經(jīng)緯儀的軸系、望遠(yuǎn)鏡和制動(dòng)、微系、望遠(yuǎn)鏡和制動(dòng)、微動(dòng)構(gòu)件與光學(xué)經(jīng)緯儀類動(dòng)構(gòu)件與光學(xué)經(jīng)緯儀類似，它與光學(xué)經(jīng)緯儀的似，它與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于用微處理根本區(qū)別在于用微處理機(jī)控制的電子測角系統(tǒng)機(jī)控制的電子測角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)，能代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)，能自動(dòng)顯示測量數(shù)據(jù)。自動(dòng)顯示測量數(shù)據(jù)。經(jīng)緯儀光路5.3 角度觀測方法角度觀測方法Methods of determining Angles 一一 、 經(jīng)緯儀的安置（

23、經(jīng)緯儀的安置（對中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)對中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)） 對中的目的是使儀器的水平度盤中心與測站點(diǎn)標(biāo)志中心在對中的目的是使儀器的水平度盤中心與測站點(diǎn)標(biāo)志中心在同一鉛垂線上；整平的目的是使儀器的豎軸豎直，并使水平度同一鉛垂線上；整平的目的是使儀器的豎軸豎直，并使水平度盤居于水平位置。安置經(jīng)緯儀可使用垂球或光學(xué)對中器進(jìn)行對盤居于水平位置。安置經(jīng)緯儀可使用垂球或光學(xué)對中器進(jìn)行對中中。 安置好經(jīng)緯儀后，即可開始觀安置好經(jīng)緯儀后，即可開始觀測。角度測量時(shí)照準(zhǔn)的目標(biāo)通常是測。角度測量時(shí)照準(zhǔn)的目標(biāo)通常是豎立在目標(biāo)點(diǎn)上的測釬、花桿、覘豎立在目標(biāo)點(diǎn)上的測釬、花桿、覘牌等。照準(zhǔn)目標(biāo)要注意消除視差，牌等。照準(zhǔn)目

24、標(biāo)要注意消除視差，水平角觀測時(shí)應(yīng)盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)的水平角觀測時(shí)應(yīng)盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)的下部，見圖下部，見圖5-21。使用光學(xué)經(jīng)緯儀。使用光學(xué)經(jīng)緯儀測角應(yīng)按前述的光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方測角應(yīng)按前述的光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法讀數(shù)法讀數(shù)。圖圖5-21 瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)目標(biāo) 光學(xué)對中瞄準(zhǔn) 二、二、 水平角觀測水平角觀測 在角度觀測中，為了消除儀器的某些誤差，需在角度觀測中，為了消除儀器的某些誤差，需要用盤左和盤右兩個(gè)位置進(jìn)行觀測。盤左又稱正鏡，要用盤左和盤右兩個(gè)位置進(jìn)行觀測。盤左又稱正鏡，就是觀測者對著望遠(yuǎn)鏡的目鏡時(shí)，豎盤在望遠(yuǎn)鏡的就是觀測者對著望遠(yuǎn)鏡的目鏡時(shí)，豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊；盤右又稱倒鏡，是指觀測者對著望遠(yuǎn)鏡的目左邊；

25、盤右又稱倒鏡，是指觀測者對著望遠(yuǎn)鏡的目鏡時(shí)，豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊。常用的水平角觀測方鏡時(shí)，豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊。常用的水平角觀測方法有測回法和方向觀測法兩種。測回法僅適用于觀法有測回法和方向觀測法兩種。測回法僅適用于觀測兩個(gè)方向形成的單角，一個(gè)測站上需要觀測的方測兩個(gè)方向形成的單角，一個(gè)測站上需要觀測的方向數(shù)在向數(shù)在2個(gè)以上時(shí)，要用方向觀測法觀測水平方向個(gè)以上時(shí)，要用方向觀測法觀測水平方向值。值。 1、測回法、測回法2、方向觀測法、方向觀測法表表5-2實(shí)例實(shí)例。例2表表5-3實(shí)例實(shí)例三、豎直角觀測三、豎直角觀測 在三角高程測量和斜距化為平距的計(jì)算中，都用到豎直角。在三角高程測量和斜距化為平距的計(jì)算

26、中，都用到豎直角。 1豎角（高度角）的計(jì)算豎角（高度角）的計(jì)算 豎盤注記形式有順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向兩種。注記形式不同，由豎盤豎盤注記形式有順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向兩種。注記形式不同，由豎盤讀數(shù)計(jì)算豎角的公式也不同，但其基本原理是一樣的。讀數(shù)計(jì)算豎角的公式也不同，但其基本原理是一樣的。 豎角是在同一豎直面內(nèi)目標(biāo)方向與水平方向間的夾角。所以要測定豎角，豎角是在同一豎直面內(nèi)目標(biāo)方向與水平方向間的夾角。所以要測定豎角，必然與觀測水平角一樣也是兩個(gè)方向讀數(shù)之差。不過任何注記形式的豎盤，必然與觀測水平角一樣也是兩個(gè)方向讀數(shù)之差。不過任何注記形式的豎盤，當(dāng)視線水平時(shí)，不論是盤左還是盤右，其讀數(shù)是個(gè)定值，正常

27、狀態(tài)應(yīng)該是當(dāng)視線水平時(shí)，不論是盤左還是盤右，其讀數(shù)是個(gè)定值，正常狀態(tài)應(yīng)該是90倍數(shù)。所以測定豎角時(shí)只需對視線指向的目標(biāo)進(jìn)行讀數(shù)。倍數(shù)。所以測定豎角時(shí)只需對視線指向的目標(biāo)進(jìn)行讀數(shù)。 計(jì)算豎角的公式無非是兩個(gè)方向讀數(shù)之差，問題是哪個(gè)讀數(shù)減哪個(gè)讀數(shù)計(jì)算豎角的公式無非是兩個(gè)方向讀數(shù)之差，問題是哪個(gè)讀數(shù)減哪個(gè)讀數(shù)以及視線水平時(shí)的讀數(shù)為多少。以及視線水平時(shí)的讀數(shù)為多少。 以仰角為例，只需先將望遠(yuǎn)鏡放在大致水平位置觀察豎盤讀數(shù)，然后使以仰角為例，只需先將望遠(yuǎn)鏡放在大致水平位置觀察豎盤讀數(shù)，然后使望遠(yuǎn)鏡逐漸上傾，觀察讀數(shù)是增加還是減少，就可得出豎角計(jì)算的一般公式：望遠(yuǎn)鏡逐漸上傾，觀察讀數(shù)是增加還是減少，就可得

28、出豎角計(jì)算的一般公式： (1)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，豎盤讀數(shù)增加，則豎角瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎盤讀數(shù)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，豎盤讀數(shù)增加，則豎角瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎盤讀數(shù)-視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)；視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)； (2)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，豎盤讀數(shù)減少，則豎角視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，豎盤讀數(shù)減少，則豎角視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)-瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎盤讀數(shù)。瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎盤讀數(shù)。 以常用以常用J6光學(xué)經(jīng)緯儀的豎盤注記（順時(shí)針方向）形式光學(xué)經(jīng)緯儀的豎盤注記（順時(shí)針方向）形式為例，由圖為例，由圖5-24可知盤左、盤右視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)，當(dāng)可知盤左、盤右視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，盤左時(shí)讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡視線上傾，盤左時(shí)讀數(shù)L減少；

29、盤右時(shí)讀數(shù)減少；盤右時(shí)讀數(shù)R增加，增加，見圖見圖5-24。根據(jù)上述一般公式可得到這種豎盤的豎角計(jì)算。根據(jù)上述一般公式可得到這種豎盤的豎角計(jì)算公式為公式為5-8和和5-9。 2、 豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差 在推導(dǎo)豎角計(jì)算公式時(shí)，認(rèn)為當(dāng)視線水平且豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡在推導(dǎo)豎角計(jì)算公式時(shí)，認(rèn)為當(dāng)視線水平且豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，其讀數(shù)是居中時(shí)，其讀數(shù)是90的整倍數(shù)。但實(shí)際上這個(gè)條件有時(shí)是不滿足的。的整倍數(shù)。但實(shí)際上這個(gè)條件有時(shí)是不滿足的。這是由于豎盤指標(biāo)偏離了正確位置，使視線水平時(shí)的豎盤讀數(shù)大了或這是由于豎盤指標(biāo)偏離了正確位置，使視線水平時(shí)的豎盤讀數(shù)大了或小了一個(gè)數(shù)值，稱這個(gè)偏離值為豎盤指標(biāo)差。小了一個(gè)

30、數(shù)值，稱這個(gè)偏離值為豎盤指標(biāo)差。 當(dāng)指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向一致時(shí)，則使讀數(shù)增大一個(gè)值，當(dāng)指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向一致時(shí)，則使讀數(shù)增大一個(gè)值，取正號(hào)；反之，指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向相反時(shí)，則使讀數(shù)減小取正號(hào)；反之，指標(biāo)偏移方向與豎盤注記方向相反時(shí)，則使讀數(shù)減小一個(gè)值，取負(fù)號(hào)。一個(gè)值，取負(fù)號(hào)。 用盤左、盤右觀測取平均值計(jì)算豎角用盤左、盤右觀測取平均值計(jì)算豎角 ，其角值不受豎盤指標(biāo)差的，其角值不受豎盤指標(biāo)差的影響。影響。 3、豎角觀測方法、豎角觀測方法 豎角觀測是用十字絲橫絲橫切目標(biāo)于某一位置，豎角觀測是用十字絲橫絲橫切目標(biāo)于某一位置，豎角觀測方法有兩種：中絲法和三絲法。豎角觀測方法有兩種：

31、中絲法和三絲法。 中絲法中絲法 測豎角時(shí)僅用十字絲的中絲照準(zhǔn)目標(biāo)。觀測步驟如測豎角時(shí)僅用十字絲的中絲照準(zhǔn)目標(biāo)。觀測步驟如下：下： 在測站上安置儀器，對中、整平。在測站上安置儀器，對中、整平。 盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲的中絲切目標(biāo)于某盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲的中絲切目標(biāo)于某一位置一位置(如為標(biāo)尺，則讀出中絲在尺上的讀數(shù)；若照準(zhǔn)如為標(biāo)尺，則讀出中絲在尺上的讀數(shù)；若照準(zhǔn)的是覘標(biāo)上某個(gè)位置，則應(yīng)量取該中絲所截位置至地的是覘標(biāo)上某個(gè)位置，則應(yīng)量取該中絲所截位置至地面點(diǎn)的高度，這就是目標(biāo)高。面點(diǎn)的高度，這就是目標(biāo)高。)。 轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤指標(biāo)

32、水準(zhǔn)管氣泡居中。讀取豎盤讀數(shù)管氣泡居中。讀取豎盤讀數(shù)L。 盤右位置照準(zhǔn)目標(biāo)同一部位，步驟同盤右位置照準(zhǔn)目標(biāo)同一部位，步驟同、，讀，讀取豎盤讀數(shù)取豎盤讀數(shù)R。 在水平角觀測中有各種各樣的誤差來源，這些不同來源在水平角觀測中有各種各樣的誤差來源，這些不同來源的誤差對水平角的觀測精度又有著不同的影響。的誤差對水平角的觀測精度又有著不同的影響。 一、水平角觀測的誤差一、水平角觀測的誤差 1、儀器誤差：、儀器誤差： (1) 水平度盤偏心差水平度盤偏心差(2) 視準(zhǔn)軸誤差視準(zhǔn)軸誤差 (3) 橫軸傾斜誤差橫軸傾斜誤差(4) 豎軸傾斜誤差豎軸傾斜誤差 2、觀測誤差：（、觀測誤差：（1）儀器對中誤差）儀器對中誤

33、差(與偏心距成正比，與與偏心距成正比，與距離成反比距離成反比。P113圖圖5-31) （2）目標(biāo)偏心誤差（與目標(biāo)不）目標(biāo)偏心誤差（與目標(biāo)不直有關(guān)，直有關(guān)，瞄準(zhǔn)底部瞄準(zhǔn)底部。 P114圖圖5-32）（）（3）觀測本身的誤差）觀測本身的誤差（望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)、目標(biāo)和照準(zhǔn)標(biāo)志的形狀及大小、目標(biāo)影像的（望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)、目標(biāo)和照準(zhǔn)標(biāo)志的形狀及大小、目標(biāo)影像的亮度和清晰度、人眼的判斷力）亮度和清晰度、人眼的判斷力） 5.4 水平角觀測的誤差和精度水平角觀測的誤差和精度Errors sources and precision in determining horizontal angles度盤讀數(shù)分劃）（ :61 .

34、 00ttm3.外界條件的影響外界條件的影響（1）溫度變化會(huì)影響儀器的正常狀態(tài)（2）大風(fēng)會(huì)影響儀器和目標(biāo)的穩(wěn)定（3）大氣折光會(huì)導(dǎo)致視線改變方向（4）大氣透明度會(huì)影響照準(zhǔn)精度（5）地面的堅(jiān)實(shí)與否車輛的震動(dòng)會(huì)影響儀器的穩(wěn)定當(dāng)L為1米，為1，D為100米，為90時(shí)，目標(biāo)偏心產(chǎn)生的誤差為36。二、二、 水平角觀測的精度水平角觀測的精度 對于水平角觀測的精度，通常以某級(jí)經(jīng)緯儀對于水平角觀測的精度，通常以某級(jí)經(jīng)緯儀的標(biāo)稱精度作為基礎(chǔ)，應(yīng)用誤差傳播定律進(jìn)行分的標(biāo)稱精度作為基礎(chǔ)，應(yīng)用誤差傳播定律進(jìn)行分析，求得必要的數(shù)據(jù)，再結(jié)合由大量實(shí)測資料經(jīng)析，求得必要的數(shù)據(jù)，再結(jié)合由大量實(shí)測資料經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析求得的數(shù)據(jù)，考慮系

35、統(tǒng)誤差的影響來確統(tǒng)計(jì)分析求得的數(shù)據(jù)，考慮系統(tǒng)誤差的影響來確定。定。 5.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正Test and adjustment of the theodolite經(jīng)緯儀主要軸線間應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀主要軸線間應(yīng)滿足的條件 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸；（照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸；（LLVV） 視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸；（視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸；（CCHH） 橫軸應(yīng)垂直于豎軸；（橫軸應(yīng)垂直于豎軸；（HHVV） 觀測水平角時(shí)，若用十字絲交點(diǎn)去觀測水平角時(shí)，若用十字絲交點(diǎn)去瞄準(zhǔn)目標(biāo)不很方便，通常是用豎絲去瞄瞄準(zhǔn)目標(biāo)不很方便，通常是用豎絲去瞄準(zhǔn)目標(biāo)，從而這又要求準(zhǔn)目標(biāo)，從而這又要求豎絲應(yīng)垂

36、直于橫豎絲應(yīng)垂直于橫軸軸； 當(dāng)經(jīng)緯儀作豎角觀測時(shí)，還必須滿當(dāng)經(jīng)緯儀作豎角觀測時(shí)，還必須滿足豎盤指標(biāo)差在限差范圍內(nèi)（足豎盤指標(biāo)差在限差范圍內(nèi)（2525）。）。5.6 距離測量距離測量 Distance measurement 地面上兩點(diǎn)間的距離是指這兩點(diǎn)沿鉛垂線方向在大地面上兩點(diǎn)間的距離是指這兩點(diǎn)沿鉛垂線方向在大地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)間的弧長。在測區(qū)面積不大的情況下，地水準(zhǔn)面上投影點(diǎn)間的弧長。在測區(qū)面積不大的情況下，可用水平面代替水準(zhǔn)面。兩點(diǎn)間連線投影在水平面上的長可用水平面代替水準(zhǔn)面。兩點(diǎn)間連線投影在水平面上的長度稱為水平距離。不在同一水平面上的兩點(diǎn)間連線的長度度稱為水平距離。不在同一水平面上的兩點(diǎn)

37、間連線的長度稱為兩點(diǎn)間的傾斜距離。稱為兩點(diǎn)間的傾斜距離。 測量地面兩點(diǎn)間的水平距離是確定地面點(diǎn)位的基本測量地面兩點(diǎn)間的水平距離是確定地面點(diǎn)位的基本測量工作之一。距離測量的方法有多種，常用的距離測量測量工作之一。距離測量的方法有多種，常用的距離測量方法有：鋼尺量距、視距測量、光電測距?？筛鶕?jù)不同的方法有：鋼尺量距、視距測量、光電測距。可根據(jù)不同的測距精度要求和作業(yè)條件（儀器、地形）選用測距方法。測距精度要求和作業(yè)條件（儀器、地形）選用測距方法。 一、鋼尺量距一、鋼尺量距 1、鋼尺尺長方程式、鋼尺尺長方程式 鋼尺表面標(biāo)注的長度稱為名義長度。鋼尺的實(shí)際長度通鋼尺表面標(biāo)注的長度稱為名義長度。鋼尺的實(shí)際

38、長度通常不等于其名義長度，且不是一個(gè)固定值，而是隨丈量時(shí)的常不等于其名義長度，且不是一個(gè)固定值，而是隨丈量時(shí)的拉力和溫度的變化而異。拉力和溫度的變化而異。 鋼尺受到不同的拉力，其尺長會(huì)有微小的變化，故在進(jìn)鋼尺受到不同的拉力，其尺長會(huì)有微小的變化，故在進(jìn)行精密量距或鋼尺檢定時(shí)，施加規(guī)定的拉力，如鋼尺用拉力。行精密量距或鋼尺檢定時(shí)，施加規(guī)定的拉力，如鋼尺用拉力。鋼尺長度隨溫度變化而變化，因此，在一定拉力下，可用以鋼尺長度隨溫度變化而變化，因此，在一定拉力下，可用以溫度為自變量的函數(shù)來表示在某一溫度時(shí)鋼尺的實(shí)際長度，溫度為自變量的函數(shù)來表示在某一溫度時(shí)鋼尺的實(shí)際長度，該函數(shù)式稱作尺長方程式。該函數(shù)式

39、稱作尺長方程式。0ttllllt 2、鋼尺量距、鋼尺量距 鋼尺丈量工作一般需要三人，分別擔(dān)任前司尺員、后司尺員和記錄鋼尺丈量工作一般需要三人，分別擔(dān)任前司尺員、后司尺員和記錄員。丈量方法因地形而有所不同。員。丈量方法因地形而有所不同。 （1）平坦地面量距）平坦地面量距 丈量時(shí)后司尺員持鋼尺零點(diǎn)端，前司尺員持鋼尺末端，通常在土質(zhì)丈量時(shí)后司尺員持鋼尺零點(diǎn)端，前司尺員持鋼尺末端，通常在土質(zhì)地面上用測釬標(biāo)示尺段端點(diǎn)位置。丈量時(shí)盡量用整尺段，一般僅末端用地面上用測釬標(biāo)示尺段端點(diǎn)位置。丈量時(shí)盡量用整尺段，一般僅末端用零尺段丈量。零尺段丈量。 為了防止錯(cuò)誤和提高丈量結(jié)果的精度，需進(jìn)行往、返丈量。一般用為了防

40、止錯(cuò)誤和提高丈量結(jié)果的精度，需進(jìn)行往、返丈量。一般用相對誤差來表示成果的精度。計(jì)算相對誤差時(shí)，往返測差數(shù)取絕對值，相對誤差來表示成果的精度。計(jì)算相對誤差時(shí)，往返測差數(shù)取絕對值，分母取往返測的平均值，并化為分子為分母取往返測的平均值，并化為分子為1的分?jǐn)?shù)形式。當(dāng)量距相對誤差沒的分?jǐn)?shù)形式。當(dāng)量距相對誤差沒有超過規(guī)范要求時(shí)，取往返丈量結(jié)果的平均值作為兩點(diǎn)間的水平距離。有超過規(guī)范要求時(shí)，取往返丈量結(jié)果的平均值作為兩點(diǎn)間的水平距離。 （2）傾斜地面量距）傾斜地面量距 若地面起伏不大，可將鋼尺一端抬高，目估使尺面水平，按平坦地若地面起伏不大，可將鋼尺一端抬高，目估使尺面水平，按平坦地面量距方法進(jìn)行。若地面

41、坡度較大，可將一整尺段距離分段丈量，其一面量距方法進(jìn)行。若地面坡度較大，可將一整尺段距離分段丈量，其一端用垂球?qū)χ?。?dāng)傾斜地面的坡度均勻，大致成一傾斜面時(shí)，可以沿斜端用垂球?qū)χ?。?dāng)傾斜地面的坡度均勻，大致成一傾斜面時(shí)，可以沿斜坡丈量的斜距，加日入高差改正后得到水平距離。坡丈量的斜距，加日入高差改正后得到水平距離。3、距離丈量的成果整理、距離丈量的成果整理 對某一段距離丈量的結(jié)果，須按規(guī)范要求進(jìn)行尺長改正，溫度改正對某一段距離丈量的結(jié)果，須按規(guī)范要求進(jìn)行尺長改正，溫度改正和傾斜改正，才能得到實(shí)際的水平距離。丈量距離，通?？偸欠侄屋^多，和傾斜改正，才能得到實(shí)際的水平距離。丈量距離，通?？偸欠侄屋^多

42、，每段長不一定是整尺段，且每段的地面傾斜也不相同，所以一般需要分每段長不一定是整尺段，且每段的地面傾斜也不相同，所以一般需要分段改正。如果地面坡度基本一致，則尺長、溫差和傾斜三項(xiàng)改正也可按段改正。如果地面坡度基本一致，則尺長、溫差和傾斜三項(xiàng)改正也可按整條邊的距離進(jìn)行改正。整條邊的距離進(jìn)行改正。 將改正后的各段水平距離相加，即得丈量距離的全長。若往、返測將改正后的各段水平距離相加，即得丈量距離的全長。若往、返測距離差數(shù)的相對誤差在限差內(nèi)，則取往、返測距離平均值作為最后成果。距離差數(shù)的相對誤差在限差內(nèi)，則取往、返測距離平均值作為最后成果。 4、鋼尺量距的誤差來源及減弱措施、鋼尺量距的誤差來源及減弱

43、措施 往返丈量一段距離，其結(jié)果不等，揭示了量距有誤差存在。量距往返丈量一段距離，其結(jié)果不等，揭示了量距有誤差存在。量距誤差發(fā)生在量距全過程，受環(huán)境、工具、量測者技術(shù)熟練程度等諸多誤差發(fā)生在量距全過程，受環(huán)境、工具、量測者技術(shù)熟練程度等諸多因素的影響。分析其來源并尋找減弱措施，以期達(dá)到提高量距精度的因素的影響。分析其來源并尋找減弱措施，以期達(dá)到提高量距精度的目的目的。 （1）定線誤差及其影響（）定線誤差及其影響（2）鋼尺不水平引起的誤差（）鋼尺不水平引起的誤差（3）溫度）溫度變化引起的誤差（變化引起的誤差（4）拉力誤差的影響（）拉力誤差的影響（5）垂曲誤差（）垂曲誤差（6）尺長誤差）尺長誤差（7

44、）丈量誤差）丈量誤差二、視距法測距二、視距法測距 1、概述、概述 視距測量是一種根據(jù)幾何光學(xué)原理，用簡便的操作方法即能迅速測視距測量是一種根據(jù)幾何光學(xué)原理，用簡便的操作方法即能迅速測出兩點(diǎn)間距離的方法。出兩點(diǎn)間距離的方法。 視距測量是一種間接測距方法，普通視距測量所用的視距裝置是測視距測量是一種間接測距方法，普通視距測量所用的視距裝置是測量儀器望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲，視距絲是與十字絲橫絲平行量儀器望遠(yuǎn)鏡內(nèi)十字絲分劃板上的視距絲，視距絲是與十字絲橫絲平行且間距相等的上、下兩根短絲。普通水準(zhǔn)測量是利用十字絲分劃板上的且間距相等的上、下兩根短絲。普通水準(zhǔn)測量是利用十字絲分劃板上的視距絲和刻有

45、厘米分劃的視距尺（可用普通水準(zhǔn)尺代替），根據(jù)幾何光視距絲和刻有厘米分劃的視距尺（可用普通水準(zhǔn)尺代替），根據(jù)幾何光學(xué)原理，測定兩點(diǎn)間的水平距離。學(xué)原理，測定兩點(diǎn)間的水平距離。 由于十字絲分劃板上、下視距絲的位置固定，因此通過視距絲的視由于十字絲分劃板上、下視距絲的位置固定，因此通過視距絲的視線所形成的夾角（視角）也是不變的，所以這種方法又稱為定角視距測線所形成的夾角（視角）也是不變的，所以這種方法又稱為定角視距測量。量。 視線水平時(shí)，視距測量測得的是水平距離。如果視線是傾斜的，為視線水平時(shí)，視距測量測得的是水平距離。如果視線是傾斜的，為求得水平距離，還應(yīng)測出豎角。有了豎角，也可以求得測站至目標(biāo)的

46、高求得水平距離，還應(yīng)測出豎角。有了豎角，也可以求得測站至目標(biāo)的高差。所以說視距測量也是一種能同時(shí)測得兩點(diǎn)之間的距離和高差的測量差。所以說視距測量也是一種能同時(shí)測得兩點(diǎn)之間的距離和高差的測量方法。方法。 普通視距測量測距簡單，作業(yè)方便，觀測速度快，一般不受地形條普通視距測量測距簡單，作業(yè)方便，觀測速度快，一般不受地形條件的限制。但測程較短，測距精度較低，在比較好的外界條件下測距相件的限制。但測程較短，測距精度較低，在比較好的外界條件下測距相對精度僅有對精度僅有1/3001/200。2、普通視距測量的原理、普通視距測量的原理（1）視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距公式）視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距公式（2）視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的視

47、距公式）視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的視距公式lKlS1002cosKlS :儀器旋轉(zhuǎn)中心到物鏡的距離；f：焦距；d:焦距到水準(zhǔn)尺之間的距離；l：上絲讀數(shù)與下絲讀數(shù)之差(尺間隔)；c：加常數(shù)；k：乘常數(shù)；h:A、B兩點(diǎn)間的高差；i：儀器高；v:望遠(yuǎn)鏡中絲在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。視線水平（經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀）視線傾斜（經(jīng)緯儀）L：盤左在豎盤上讀數(shù)。視距法測量中只用一個(gè)盤位，所以測量前要檢查儀器使儀器指標(biāo)差盡可能小。三、光電測距三、光電測距 1、電磁波測距概述、電磁波測距概述 隨著光電技術(shù)的發(fā)展，電磁波測距儀的使用愈來隨著光電技術(shù)的發(fā)展，電磁波測距儀的使用愈來愈廣泛。與傳統(tǒng)量距方法比較，電磁波測距具有測程愈廣泛。與傳統(tǒng)量距

48、方法比較，電磁波測距具有測程遠(yuǎn)、精度高、操作簡便、作業(yè)速度快和勞動(dòng)強(qiáng)度低等遠(yuǎn)、精度高、操作簡便、作業(yè)速度快和勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。 電磁波測距的基本原理是通過測定電磁波在待測電磁波測距的基本原理是通過測定電磁波在待測距離兩端點(diǎn)間往返一次的傳播時(shí)間，利用電磁波在大距離兩端點(diǎn)間往返一次的傳播時(shí)間，利用電磁波在大氣中的傳播速度，來計(jì)算兩點(diǎn)間的距離。氣中的傳播速度，來計(jì)算兩點(diǎn)間的距離。 以電磁波為載波傳輸測距信號(hào)的測距儀器統(tǒng)稱為電磁波測距儀，按以電磁波為載波傳輸測距信號(hào)的測距儀器統(tǒng)稱為電磁波測距儀，按其所采用的載波可分為：其所采用的載波可分為： 微波測距儀：采用微波段的無線電波作為載波；微波測距儀：

49、采用微波段的無線電波作為載波； 光電測距儀：采用光波作載波，又分為以下兩類：激光測距儀，光電測距儀：采用光波作載波，又分為以下兩類：激光測距儀，用激光作為載波；用激光作為載波； 紅外測距儀，用紅外光作為載波。紅外測距儀，用紅外光作為載波。 微波測距儀和激光測距儀多用于遠(yuǎn)程測距，測程可達(dá)數(shù)十公里，一微波測距儀和激光測距儀多用于遠(yuǎn)程測距，測程可達(dá)數(shù)十公里，一般用于大地測量。般用于大地測量。 紅外測距儀用于中、短程測距，一般用于小面積控制測量、地形測紅外測距儀用于中、短程測距，一般用于小面積控制測量、地形測量和各種工程測量。量和各種工程測量。 眾所周知，光的傳播速度約眾所周知，光的傳播速度約3.01

50、08m/s，因此對測定時(shí)間的精度，因此對測定時(shí)間的精度要求就很高。根據(jù)測定時(shí)間方式的不同，光電測距儀又分為：脈沖式要求就很高。根據(jù)測定時(shí)間方式的不同，光電測距儀又分為：脈沖式測距儀和相位式測距儀。測距儀和相位式測距儀。 脈沖式測距儀是通過直接測定光脈沖在測線上往返傳播的時(shí)間來求脈沖式測距儀是通過直接測定光脈沖在測線上往返傳播的時(shí)間來求得距離。得距離。 相位式測距儀是利用測相電路測定調(diào)制光在測線上往返傳播所產(chǎn)生相位式測距儀是利用測相電路測定調(diào)制光在測線上往返傳播所產(chǎn)生的相位差，間接測得時(shí)間，從而求出距離，測距精度較高。的相位差，間接測得時(shí)間，從而求出距離，測距精度較高。 短程紅外光電測距儀（測程

51、小于短程紅外光電測距儀（測程小于5km）屬于相位式測距儀，它是以）屬于相位式測距儀，它是以砷化鎵（砷化鎵（GaAs）發(fā)光二極管作為光源，儀器靈巧輕便。廣泛應(yīng)用于）發(fā)光二極管作為光源，儀器靈巧輕便。廣泛應(yīng)用于地形測量、地籍測量和建筑施工測量。地形測量、地籍測量和建筑施工測量。 由于電磁波測距儀型號(hào)甚多，為了研究和使用儀器的方便，除了采由于電磁波測距儀型號(hào)甚多，為了研究和使用儀器的方便，除了采用上述分類法外，還有許多其他分類方法，例如：用上述分類法外，還有許多其他分類方法，例如：按測程分按測程分按載波數(shù)按載波數(shù)按發(fā)射目標(biāo)分按發(fā)射目標(biāo)分另外，還可以按精度指標(biāo)分級(jí)。由電磁波測距儀的精度公式另外，還可以

52、按精度指標(biāo)分級(jí)。由電磁波測距儀的精度公式當(dāng)當(dāng)D=1km時(shí)，則時(shí)，則 為一公里的測距中誤差。為一公里的測距中誤差。A為儀器標(biāo)稱精度中的固定為儀器標(biāo)稱精度中的固定誤差，以誤差，以mm為單位；為單位；B為儀器標(biāo)稱精度中比例誤差系數(shù)，以為儀器標(biāo)稱精度中比例誤差系數(shù)，以mm/km為單位；為單位；D為測距邊長度，以為測距邊長度，以km為單位。為單位。 公里以下。短程數(shù)公里至十余公里。中程幾十公里。長程3微波等。波；可見光，紅外光，可見光，可見光，微三載波見光，紅外光等?？梢姽猓梢姽?；可雙載波波?？梢姽猓患t外光；微單載波同頻載波應(yīng)答機(jī)等。同頻載波應(yīng)答機(jī)，非有源反射器鏡等。平面反射鏡，角反射合作目標(biāo)標(biāo)）。漫

53、反射目標(biāo)（無合作目BDAmDDm 激光測距儀、紅外測距儀在進(jìn)行距離測量時(shí)，一般需要與一個(gè)合作目激光測距儀、紅外測距儀在進(jìn)行距離測量時(shí)，一般需要與一個(gè)合作目標(biāo)相配合才能工作，這種合作目標(biāo)叫反射器。對激光測距儀和紅外測距標(biāo)相配合才能工作，這種合作目標(biāo)叫反射器。對激光測距儀和紅外測距儀而言，大多采用全反射棱鏡作為反射器，全反射棱鏡也稱為反光鏡儀而言，大多采用全反射棱鏡作為反射器，全反射棱鏡也稱為反光鏡 。 測距時(shí)，將測距儀和反射鏡分別安置在測線兩端，仔細(xì)地對中。接測距時(shí)，將測距儀和反射鏡分別安置在測線兩端，仔細(xì)地對中。接通測距儀電源，然后照準(zhǔn)反射鏡，開始測距。為防止出現(xiàn)粗差和減少照通測距儀電源，然后

54、照準(zhǔn)反射鏡，開始測距。為防止出現(xiàn)粗差和減少照準(zhǔn)誤差的影響，可進(jìn)行若干個(gè)測回的觀測。這里一測回的含義是指照準(zhǔn)準(zhǔn)誤差的影響，可進(jìn)行若干個(gè)測回的觀測。這里一測回的含義是指照準(zhǔn)目標(biāo)一次，讀數(shù)目標(biāo)一次，讀數(shù)24次。一測回內(nèi)讀數(shù)次數(shù)可根據(jù)儀器讀數(shù)出現(xiàn)的離散次。一測回內(nèi)讀數(shù)次數(shù)可根據(jù)儀器讀數(shù)出現(xiàn)的離散程度和大氣透明度作適當(dāng)增減。根據(jù)不同精度要求和測量規(guī)范的規(guī)定確程度和大氣透明度作適當(dāng)增減。根據(jù)不同精度要求和測量規(guī)范的規(guī)定確定測回?cái)?shù)。往、返測回?cái)?shù)各占總測回?cái)?shù)的一半，精度要求不高時(shí)，只作定測回?cái)?shù)。往、返測回?cái)?shù)各占總測回?cái)?shù)的一半，精度要求不高時(shí)，只作單向觀測。單向觀測。 測距讀數(shù)值記入手簿中，接著讀取豎盤讀數(shù)，記

55、入手簿的相應(yīng)欄內(nèi)。測距讀數(shù)值記入手簿中，接著讀取豎盤讀數(shù)，記入手簿的相應(yīng)欄內(nèi)。測距時(shí)尚應(yīng)由溫度計(jì)讀取大氣溫度值，由氣壓計(jì)讀取氣壓值。觀測完畢測距時(shí)尚應(yīng)由溫度計(jì)讀取大氣溫度值，由氣壓計(jì)讀取氣壓值。觀測完畢可按氣溫和氣壓進(jìn)行氣象改正，按測線的豎角值進(jìn)行傾斜校正，最后求可按氣溫和氣壓進(jìn)行氣象改正，按測線的豎角值進(jìn)行傾斜校正，最后求得測線的水平距離。得測線的水平距離。 測距時(shí)應(yīng)避免各種不利因素影響測距精度，如避開發(fā)熱物體（散熱測距時(shí)應(yīng)避免各種不利因素影響測距精度，如避開發(fā)熱物體（散熱塔、煙囪等）的上空及附近，安置測距儀的測站應(yīng)避開受電磁場干擾，塔、煙囪等）的上空及附近，安置測距儀的測站應(yīng)避開受電磁場干擾，距高壓線應(yīng)大于距高壓線應(yīng)大于5m，測距時(shí)的視線背景部分不應(yīng)有反光物體等。要嚴(yán)格，測距時(shí)的視線背景部分不應(yīng)有反光物體等。要嚴(yán)格防止陽光直射測距儀的照準(zhǔn)頭，以免損壞儀器。防止陽光直射測距儀的照準(zhǔn)頭，以免損壞儀器。 電磁波測距是在地