第五章 角度測(cè)量

1、第五章第五章 角度、距離測(cè)量與全站儀角度、距離測(cè)量與全站儀一、水平角測(cè)量原理一、水平角測(cè)量原理ABOab1O1A1B ab 儀器安置的高低及瞄準(zhǔn)目標(biāo)的高低對(duì)水平角的觀測(cè)有無(wú)影響？027090180水平面5.1 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理水平角：相交的兩直線之間的夾角在水平面上的投影 (0360) 。二、豎直角測(cè)量原理二、豎直角測(cè)量原理豎直角：豎直角：同一豎直面內(nèi)，同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)方向線目標(biāo)方向線與與一特定方向線一特定方向線之間的之間的夾角，稱(chēng)為豎直角。夾角，稱(chēng)為豎直角。)900()1800( z天頂距：天頂距：在同一豎直面內(nèi)在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)方向目標(biāo)方向與與天頂方向天頂方向所構(gòu)成所構(gòu)成的角的

2、角（0180） 。高度角：高度角：在同一豎直面內(nèi)，在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)方向目標(biāo)方向和和水平方向水平方向間的夾間的夾角角（090） 。豎角豎角與天頂距與天頂距 Z 的關(guān)系為的關(guān)系為 =90Z天頂距天頂距和和高度角高度角統(tǒng)稱(chēng)為統(tǒng)稱(chēng)為豎直豎直角角。高度角高度角,習(xí)慣上又稱(chēng)為習(xí)慣上又稱(chēng)為豎豎角角，也稱(chēng)為，也稱(chēng)為垂直角垂直角。 水平方向AB +-z天頂方向o5.1 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理一、經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造及分類(lèi)一、經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造及分類(lèi)5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀豎軸：豎軸：儀器的旋轉(zhuǎn)軸；儀器的旋轉(zhuǎn)軸；橫軸：橫軸：望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸；望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸；視準(zhǔn)軸：視準(zhǔn)軸：望遠(yuǎn)鏡的十字絲中心與物望遠(yuǎn)

3、鏡的十字絲中心與物鏡中心的連線；鏡中心的連線；水準(zhǔn)軸：水準(zhǔn)軸：水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸與圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸與圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸。的水準(zhǔn)軸。 經(jīng)緯儀的軸系關(guān)系經(jīng)緯儀的軸系關(guān)系 橫軸橫軸圓水準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)軸豎軸豎軸水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸豎軸必須豎直（水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸）；豎軸必須豎直（水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸）；水平度盤(pán)垂直于豎軸，其分劃中心應(yīng)在豎軸上；水平度盤(pán)垂直于豎軸，其分劃中心應(yīng)在豎軸上；視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸;豎絲應(yīng)垂直于橫軸。豎絲應(yīng)垂直于橫軸。 經(jīng)緯儀的分類(lèi)經(jīng)緯儀的分類(lèi) 游標(biāo)經(jīng)緯儀游標(biāo)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備二、光學(xué)

4、經(jīng)緯儀的讀數(shù)設(shè)備 1、度盤(pán)、度盤(pán) 水平度盤(pán)水平度盤(pán) 水平角水平角 豎直度盤(pán)豎直度盤(pán) 豎直角豎直角 2、讀數(shù)設(shè)備、讀數(shù)設(shè)備 讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡 放大度盤(pán)上的讀數(shù)放大度盤(pán)上的讀數(shù) 測(cè)微器測(cè)微器 精確量取小于度盤(pán)上的最精確量取小于度盤(pán)上的最小刻劃（最小分格值）的讀數(shù)小刻劃（最小分格值）的讀數(shù)光學(xué)經(jīng)緯儀是采用光學(xué)度盤(pán)，借助光學(xué)放大和光學(xué)測(cè)微光學(xué)經(jīng)緯儀是采用光學(xué)度盤(pán)，借助光學(xué)放大和光學(xué)測(cè)微器讀數(shù)的一種經(jīng)緯儀。器讀數(shù)的一種經(jīng)緯儀。5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀3 3、分微尺讀數(shù)裝置、分微尺讀數(shù)裝置J6光學(xué)經(jīng)緯儀水平豎直HV水平度盤(pán)豎直度盤(pán) 6046.5（604630）01234566061光學(xué)度盤(pán)兩相鄰分劃線間距

5、所對(duì)的圓心角稱(chēng)為光學(xué)度盤(pán)兩相鄰分劃線間距所對(duì)的圓心角稱(chēng)為度盤(pán)的格值度盤(pán)的格值，或或度盤(pán)最小分格值度盤(pán)最小分格值。一般。一般J6J6光學(xué)經(jīng)緯儀的格值為光學(xué)經(jīng)緯儀的格值為1 1 ，J2J2的的格值為格值為2020，精密光學(xué)經(jīng)緯的度盤(pán)格值更小，如威特，精密光學(xué)經(jīng)緯的度盤(pán)格值更小，如威特T3T3的的格值為格值為4(4(小于小于1 1個(gè)分格值的角度采用光學(xué)測(cè)微器測(cè)定）個(gè)分格值的角度采用光學(xué)測(cè)微器測(cè)定）5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀度盤(pán)最小分劃度盤(pán)最小分劃20，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪使度盤(pán)對(duì)徑分劃影像重合。，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪使度盤(pán)對(duì)徑分劃影像重合。在度盤(pán)上讀取整在度盤(pán)上讀取整10 。10對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)600小格，最小分劃小格，最小分劃

6、1，不足，不足10在秒盤(pán)上讀取。在秒盤(pán)上讀取。4、雙平板玻璃光學(xué)測(cè)微器、雙平板玻璃光學(xué)測(cè)微器 基本原理基本原理：轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪時(shí)，一對(duì)移動(dòng)光楔或平板玻璃作等：轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪時(shí)，一對(duì)移動(dòng)光楔或平板玻璃作等量相反方向運(yùn)動(dòng)可使度盤(pán)分劃線影像作相向移動(dòng)而彼此接合量相反方向運(yùn)動(dòng)可使度盤(pán)分劃線影像作相向移動(dòng)而彼此接合，這個(gè)移動(dòng)量可在，這個(gè)移動(dòng)量可在秒盤(pán)秒盤(pán)相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)量上顯示出來(lái)。相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)量上顯示出來(lái)。5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀和光學(xué)經(jīng)緯儀的主要不同點(diǎn)：在于電子經(jīng)緯電子經(jīng)緯儀和光學(xué)經(jīng)緯儀的主要不同點(diǎn)：在于電子經(jīng)緯儀采用了由儀采用了由微處理器微處理器控制的控制的光電掃描度盤(pán)光電掃描度盤(pán)和和自動(dòng)顯示系統(tǒng)自動(dòng)

7、顯示系統(tǒng)。 仍具有仍具有照準(zhǔn)部、度盤(pán)、基座照準(zhǔn)部、度盤(pán)、基座及相應(yīng)軸系的結(jié)構(gòu)形式。及相應(yīng)軸系的結(jié)構(gòu)形式。望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、光學(xué)對(duì)中器及制、微動(dòng)機(jī)構(gòu)望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、光學(xué)對(duì)中器及制、微動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)似。無(wú)讀類(lèi)似。無(wú)讀數(shù)顯微鏡，增設(shè)電子顯示窗和操作按鍵。數(shù)顯微鏡，增設(shè)電子顯示窗和操作按鍵。 根據(jù)光電掃描度盤(pán)取得電信號(hào)的方根據(jù)光電掃描度盤(pán)取得電信號(hào)的方式不同，目前電子測(cè)角系統(tǒng)有：式不同，目前電子測(cè)角系統(tǒng)有：編碼度編碼度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)、盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)、 光柵度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)光柵度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)三、電子經(jīng)緯儀三、電子經(jīng)緯儀1、電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀相比較、電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀相比較5.2 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀2. 2. 編碼度盤(pán)測(cè)角系

8、統(tǒng)編碼度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)采用編碼度盤(pán)及編碼測(cè)微器的測(cè)角系統(tǒng)。純二進(jìn)四碼道純二進(jìn)四碼道編碼編碼度盤(pán)度盤(pán)1624 nsn區(qū)間：碼道：四碼道度盤(pán)（透光與不透光區(qū)）各區(qū)間由碼道對(duì)應(yīng)不同狀態(tài)（編碼輸出），根據(jù)兩區(qū)間的不同狀態(tài)，便可測(cè)出該兩區(qū)間的夾角。識(shí)別望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)方向落在哪個(gè)區(qū)間是編碼讀盤(pán)測(cè)角的關(guān)鍵s360由于光電器件尺寸的限制，不可能達(dá)到較高的測(cè)角精度四碼道度盤(pán)的角分辨率為22.5，提高角分辨率必須增加碼道數(shù)。角分辨率3.3. 光柵度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)光柵度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)在光學(xué)玻璃度盤(pán)的徑向上均勻地刻制明暗相間的等角距細(xì)在光學(xué)玻璃度盤(pán)的徑向上均勻地刻制明暗相間的等角距細(xì)線條構(gòu)成線條構(gòu)成光柵度盤(pán)。光柵度盤(pán)。將密度相同的兩

9、塊光柵重將密度相同的兩塊光柵重疊，并使它們的刻線相互疊，并使它們的刻線相互傾斜一個(gè)很小的角度，這傾斜一個(gè)很小的角度，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生明暗相間的條時(shí)就會(huì)產(chǎn)生明暗相間的條紋（莫爾條紋）。夾角越紋（莫爾條紋）。夾角越小，條紋越粗。相鄰明條小，條紋越粗。相鄰明條紋或暗條紋之間的間隔越紋或暗條紋之間的間隔越大。條紋的亮度按正弦周大。條紋的亮度按正弦周期性變化。期性變化。dctgw 在照準(zhǔn)目標(biāo)的過(guò)程中，儀器的接收元件可累計(jì)出條紋的移動(dòng)量，從而測(cè)出光柵的移動(dòng)量，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到角度值。 若發(fā)光管、指示光柵、光電管的位置固定，當(dāng)度盤(pán)隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)光管發(fā)出的光信號(hào)，通過(guò)莫爾條紋落到光電管上。度盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一條光柵，莫爾條

10、紋移動(dòng)一周期。莫爾條紋的光信號(hào)強(qiáng)度變化一周期，光電管輸出的電流也變化一周期。一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置5.3 角度觀測(cè)方法角度觀測(cè)方法1、對(duì)中對(duì)中使儀器的中心和測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂使儀器的中心和測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂 線上。線上。 對(duì)中方法：對(duì)中方法：垂球?qū)χ?、光學(xué)對(duì)中、激光對(duì)中、強(qiáng)制對(duì)中垂球?qū)χ?、光學(xué)對(duì)中、激光對(duì)中、強(qiáng)制對(duì)中2、整平整平使儀器豎軸豎直，使水平度盤(pán)居于水平位置。使儀器豎軸豎直，使水平度盤(pán)居于水平位置。光學(xué)對(duì)中器光路圖光學(xué)對(duì)中器光路圖 1.目鏡；目鏡； 2分劃板；分劃板；3物鏡物鏡4棱鏡棱鏡 5.水平度盤(pán)水平度盤(pán) 6.保護(hù)玻璃保護(hù)玻璃7光學(xué)垂線光學(xué)垂線 8豎軸中心

11、豎軸中心 1、粗對(duì)中、粗對(duì)中 固定三腳架一條腿，移動(dòng)兩條腿固定三腳架一條腿，移動(dòng)兩條腿,從光學(xué)對(duì)中器中從光學(xué)對(duì)中器中觀察，使對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志中心；觀察，使對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志中心；2、精對(duì)中、精對(duì)中 采用調(diào)腳螺旋（可以提高對(duì)中速度）；采用調(diào)腳螺旋（可以提高對(duì)中速度）；3、粗平、粗平 升降三腳架使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；升降三腳架使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；4、精平、精平 調(diào)腳螺旋（首先，水準(zhǔn)管平行兩個(gè)腳螺旋方向，調(diào)調(diào)腳螺旋（首先，水準(zhǔn)管平行兩個(gè)腳螺旋方向，調(diào)該兩該兩 個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中，旋轉(zhuǎn)個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中，旋轉(zhuǎn)90度使水準(zhǔn)管垂直度使水準(zhǔn)管垂直該兩個(gè)腳螺旋方向，調(diào)第三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡

12、居中。該兩個(gè)腳螺旋方向，調(diào)第三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。檢查任何方向氣泡居中。）檢查任何方向氣泡居中。）5、檢查對(duì)中，若對(duì)中器十字絲偏離標(biāo)志中心，平移基座；、檢查對(duì)中，若對(duì)中器十字絲偏離標(biāo)志中心，平移基座；6、反復(fù)進(jìn)行上述操作，直到對(duì)中和整平都滿足要求。、反復(fù)進(jìn)行上述操作，直到對(duì)中和整平都滿足要求。用光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行對(duì)中和整平步驟：用光學(xué)對(duì)中器進(jìn)行對(duì)中和整平步驟：激光對(duì)中（步驟同上）激光對(duì)中（步驟同上）5.3 角度觀測(cè)方法角度觀測(cè)方法OAB 盤(pán)左（正鏡）：先瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)盤(pán)左（正鏡）：先瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A讀數(shù)讀數(shù) ，再瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)讀數(shù)，再瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)讀數(shù) 盤(pán)右（倒鏡）：先瞄準(zhǔn)目標(biāo)盤(pán)右（倒鏡）

13、：先瞄準(zhǔn)目標(biāo)B讀數(shù)讀數(shù) 再瞄準(zhǔn)目標(biāo)再瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀數(shù)讀數(shù)左a左b右a右b一一測(cè)測(cè)回回）（右左右右右左左左21 abab在不同的測(cè)回間，為了減小度盤(pán)刻劃的誤差，須配度盤(pán)在不同的測(cè)回間，為了減小度盤(pán)刻劃的誤差，須配度盤(pán)n180限差：限差：1、兩個(gè)半測(cè)回方向值之差；、兩個(gè)半測(cè)回方向值之差；2、各測(cè)回方向值之差、各測(cè)回方向值之差二、水平角的觀測(cè)方法二、水平角的觀測(cè)方法1、測(cè)回法、測(cè)回法上上半半測(cè)測(cè)回回下下半半測(cè)測(cè)回回在角度觀測(cè)中，為了消除儀器誤差，采用盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)在角度觀測(cè)中，為了消除儀器誤差，采用盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)。5.3 角度觀測(cè)方法角度觀測(cè)方法豎直度盤(pán)豎直度盤(pán)盤(pán)盤(pán)左左狀狀態(tài)態(tài)盤(pán)盤(pán)右右狀狀態(tài)態(tài)豎直度盤(pán)豎直

14、度盤(pán)OAB = LB - LA 2、方向觀測(cè)法（適合、方向觀測(cè)法（適合2個(gè)以上的方向）個(gè)以上的方向）盤(pán)左測(cè)回：先瞄準(zhǔn)零方向A讀數(shù)，順時(shí)針依次瞄準(zhǔn)B、C、D讀數(shù)，再瞄準(zhǔn)零方向歸零讀數(shù)。 在不同的測(cè)回間，為了減小度盤(pán)刻劃的誤差，須配度盤(pán)n180限差：1、歸零差；2、上、下半測(cè)回同一方向值之差； 3、各測(cè)回同一方向值之差OABCD盤(pán)右測(cè)回：先瞄準(zhǔn)零方向A讀數(shù)，逆時(shí)針依次瞄準(zhǔn)D、C、B讀數(shù)，再瞄準(zhǔn)零方向歸零讀數(shù)。 一一測(cè)測(cè)回回如何選擇零方向？通視好，成像清晰，邊長(zhǎng)適中。如何選擇零方向？通視好，成像清晰，邊長(zhǎng)適中。2C = L (R180) 方向觀測(cè)法的各項(xiàng)限差經(jīng)緯儀型號(hào)光學(xué)測(cè)微器兩次重合讀數(shù)差半測(cè)回歸

15、零差一測(cè)回內(nèi)2C較差同一方向值各測(cè)回較差DJ1DJ2136891369DJ6-18-24站點(diǎn) 讀 數(shù)半測(cè)回方向一測(cè)回平均方向各測(cè)回平均方向附注附注盤(pán)左 盤(pán)右1 2 3 4 5 6 7 8 9第一測(cè)回 12 18 A0 0106180 01180 00 000 00 000 00 00 B91 5406271 540091 52 5491 52 4891 52 45 42C153 3248333 3248153 31 36153 31 33153 31 33 30D214 061234 0606214 05 00214 04 54214 05 00 04 48A0 0118180 0118方向法

16、記錄表格方向法記錄表格在三角高程測(cè)量與斜距化為平距的計(jì)算中，都要用到豎直角。豎直角觀測(cè)通過(guò)豎盤(pán)的讀數(shù)得到。豎盤(pán)是和望遠(yuǎn)鏡固連在一起的。注記的形式多為盤(pán)左順時(shí)針。0090180270盤(pán)左盤(pán)左盤(pán)右盤(pán)右090270180三三、豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)1、豎角的計(jì)算公式：、豎角的計(jì)算公式：0090180270盤(pán)左盤(pán)右09027018027090 RL右左 18021 LR 2、豎盤(pán)指標(biāo)差0090180270盤(pán)左盤(pán)右090270180 xx的符號(hào)：所偏的方向和注記的方向一致，則為正。反之為負(fù)。 什么是豎盤(pán)指標(biāo)差什么是豎盤(pán)指標(biāo)差？當(dāng)視線水平且豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡集中時(shí)，其讀數(shù)指標(biāo)線是90的整數(shù)倍，但豎直指標(biāo)線往

17、往偏離正確位置，視線水平時(shí)豎盤(pán)讀數(shù)大了或小了一個(gè)數(shù)值x,其偏離值為豎盤(pán)指標(biāo)差。 18021(21270)90 LRxRxL）（右左右左 36021 RLx豎盤(pán)指標(biāo)差對(duì)豎盤(pán)讀數(shù)的影響豎盤(pán)指標(biāo)差對(duì)豎盤(pán)讀數(shù)的影響豎角與豎盤(pán)指標(biāo)差的計(jì)算豎角與豎盤(pán)指標(biāo)差的計(jì)算1 1、在測(cè)站上安置好儀器，對(duì)中、整平。、在測(cè)站上安置好儀器，對(duì)中、整平。2、盤(pán)左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲切于目標(biāo)某一位置，讀、盤(pán)左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)，使十字絲切于目標(biāo)某一位置，讀出或量取目標(biāo)高（如為標(biāo)尺，讀取中絲在標(biāo)尺的讀數(shù)，出或量取目標(biāo)高（如為標(biāo)尺，讀取中絲在標(biāo)尺的讀數(shù)，若照準(zhǔn)目標(biāo)某一位置，則取中絲所截位置至地面點(diǎn)的高若照準(zhǔn)目標(biāo)某一位置，則取中絲所截位

18、置至地面點(diǎn)的高度）。度）。3、轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤(pán)水準(zhǔn)管氣泡居、轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤(pán)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤(pán)盤(pán)左讀數(shù)。中，讀取豎盤(pán)盤(pán)左讀數(shù)。4 4、盤(pán)右的位置照準(zhǔn)原目標(biāo)位置，讀取盤(pán)右豎盤(pán)讀數(shù)。、盤(pán)右的位置照準(zhǔn)原目標(biāo)位置，讀取盤(pán)右豎盤(pán)讀數(shù)。（豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中）（豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中）3 3、豎角觀測(cè)方法、豎角觀測(cè)方法0 0 0 測(cè)站點(diǎn)儀器高(m)覘點(diǎn)覘標(biāo)高(m)豎盤(pán)位置豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)差半測(cè)回豎角一測(cè)回豎角照準(zhǔn)覘標(biāo)位置圖 No41.43九峰山4.10左59 20 301530 39 3030 39 45覘標(biāo)頂右300 40 0030 40 00葛嶺4.40左71

19、44 121218 15 4818 16 00覘標(biāo)頂右288 16 1218 16 12王家灣3.82左124 03 4218-34 03 42-34 03 24覘標(biāo)頂右235 56 54-34 03 06豎角觀測(cè)記錄表豎角觀測(cè)記錄表 由于儀器整平不夠完善，儀器的豎軸有殘余的傾斜。為了克服由此產(chǎn)生的豎盤(pán)讀數(shù)誤差，必須使豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中。當(dāng)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)就處于正確位置。然而每次讀數(shù)時(shí)都必須使數(shù)盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)格居中是十分費(fèi)時(shí)的，因此有的光學(xué)經(jīng)緯儀其數(shù)盤(pán)指標(biāo)采用了自動(dòng)歸零裝置。 所謂自動(dòng)歸零裝置，即當(dāng)經(jīng)緯儀有微量的傾斜時(shí)，這種裝置會(huì)自動(dòng)的調(diào)整光路使讀數(shù)微水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)的正確讀數(shù)。

20、4、豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置、豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置5.4 水平角觀測(cè)的誤差和精度水平角觀測(cè)的誤差和精度一、水平角觀測(cè)的誤差一、水平角觀測(cè)的誤差1、儀器誤差、儀器誤差2、對(duì)中誤差、對(duì)中誤差3、目標(biāo)偏心誤差、目標(biāo)偏心誤差4、照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差、照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差5、外界條件的影響、外界條件的影響 在水平角觀測(cè)中存在各種各樣的誤差來(lái)源，它們對(duì)水平角在水平角觀測(cè)中存在各種各樣的誤差來(lái)源，它們對(duì)水平角觀測(cè)有著不同的影響。觀測(cè)有著不同的影響。1. 儀器誤差儀器誤差 0sin()sin(180)MM )sin(MRe1) 水平度盤(pán)偏心誤差水平度盤(pán)偏心誤差 指水平度盤(pán)分劃中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心不重合，稱(chēng)為水指水平度

21、盤(pán)分劃中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心不重合，稱(chēng)為水平度盤(pán)偏心。平度盤(pán)偏心。 水平度盤(pán)偏心對(duì)水平度盤(pán)讀數(shù)的影響可采用水平度盤(pán)偏心對(duì)水平度盤(pán)讀數(shù)的影響可采用盤(pán)左盤(pán)右觀盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)取平均值測(cè)取平均值的方法來(lái)消除或減弱其影響的方法來(lái)消除或減弱其影響。 對(duì)徑分劃的影響：對(duì)徑分劃的影響：coscxc一般規(guī)定盤(pán)左時(shí)視準(zhǔn)軸物鏡向一般規(guī)定盤(pán)左時(shí)視準(zhǔn)軸物鏡向左偏斜的左偏斜的c值為正，向右偏斜值為正，向右偏斜為負(fù)，則對(duì)于同一目標(biāo)，若盤(pán)為負(fù)，則對(duì)于同一目標(biāo)，若盤(pán)左觀測(cè)時(shí)為正（負(fù)），則盤(pán)右左觀測(cè)時(shí)為正（負(fù)），則盤(pán)右觀測(cè)時(shí)即為負(fù)（正），而觀測(cè)時(shí)即為負(fù)（正），而值值不變，故盤(pán)左、盤(pán)右的不變，故盤(pán)左、盤(pán)右的x xc c值的值的絕對(duì)值相

22、等而符號(hào)相反。絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。取盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的中數(shù)，可消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。取盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的中數(shù)，可消除視準(zhǔn)軸誤差的影響。cRL218002）視準(zhǔn)軸誤差：視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸）視準(zhǔn)軸誤差：視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸)(21RLAcxc , 0cxRRcxLL3）橫軸傾斜誤差：橫軸不垂直于豎軸所產(chǎn)生的誤差）橫軸傾斜誤差：橫軸不垂直于豎軸所產(chǎn)生的誤差tan ixi規(guī)定盤(pán)左時(shí)橫軸左端低于另一規(guī)定盤(pán)左時(shí)橫軸左端低于另一端時(shí)的端時(shí)的i角為正，高于另一端角為正，高于另一端時(shí)為負(fù)，則在豎軸是豎直的情時(shí)為負(fù)，則在豎軸是豎直的情況下，因橫軸不垂直于豎軸所況下，因橫軸不垂直于豎軸所引起的橫軸傾斜，盤(pán)左觀測(cè)時(shí)引起的

23、橫軸傾斜，盤(pán)左觀測(cè)時(shí)為正（負(fù)），則盤(pán)右觀測(cè)時(shí)即為正（負(fù)），則盤(pán)右觀測(cè)時(shí)即為負(fù)（正），而為負(fù)（正），而值不變，故值不變，故盤(pán)左、盤(pán)右的盤(pán)左、盤(pán)右的x xi i值的絕對(duì)值相值的絕對(duì)值相等而符號(hào)相反。等而符號(hào)相反。取盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的中數(shù)，可消除橫軸傾斜誤差的影響。取盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)的中數(shù)，可消除橫軸傾斜誤差的影響。4）豎軸傾斜誤差：）豎軸傾斜誤差：若視準(zhǔn)軸與橫軸垂直，橫軸垂直于豎軸，若視準(zhǔn)軸與橫軸垂直，橫軸垂直于豎軸，而豎軸與照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸已垂直，而豎軸與照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸已垂直，僅由于儀器未嚴(yán)格整平而僅由于儀器未嚴(yán)格整平而使豎軸不在豎直位置使豎軸不在豎直位置，豎軸偏離鉛垂線一微小角度，這就是，豎軸偏離鉛

24、垂線一微小角度，這就是豎軸傾斜誤差豎軸傾斜誤差 。tancos Vxvcos Viv無(wú)論盤(pán)左盤(pán)右照準(zhǔn)同一無(wú)論盤(pán)左盤(pán)右照準(zhǔn)同一目標(biāo)，目標(biāo)，均相同，即均相同，即XvXv的符號(hào)不變，的符號(hào)不變，故盤(pán)左盤(pán)故盤(pán)左盤(pán)右的平均值不能消除豎右的平均值不能消除豎軸傾斜誤差對(duì)水平方向軸傾斜誤差對(duì)水平方向的影響。的影響。2儀器對(duì)中誤差儀器對(duì)中誤差: :在觀測(cè)中，在觀測(cè)中，儀器中心儀器中心與與測(cè)站點(diǎn)中心測(cè)站點(diǎn)中心不在同一鉛垂線上，稱(chēng)不在同一鉛垂線上，稱(chēng)為對(duì)中誤差。為對(duì)中誤差。212SSSemAB中儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角的影響：儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角的影響：與與A、B之間的距離之間的距離SAB 成正比，與測(cè)站至目標(biāo)的距離成

25、正比，與測(cè)站至目標(biāo)的距離s1和和s2的乘積成反比；的乘積成反比；距離愈短，影響愈大，距離愈短，影響愈大，對(duì)于短邊的角度要對(duì)于短邊的角度要特別注意對(duì)中。特別注意對(duì)中。 。A、B為標(biāo)志實(shí)際中心A、B為照準(zhǔn)的中心為正確的角度為觀測(cè)的角度2222212122A21sesemmmB偏偏偏目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平角的影響與測(cè)站至目標(biāo)的距離目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平角的影響與測(cè)站至目標(biāo)的距離s1和和s2有關(guān)，距離越短，影響越大。有關(guān)，距離越短，影響越大。3.目標(biāo)偏心誤差：目標(biāo)偏心誤差： 目標(biāo)偏心目標(biāo)偏心是指目標(biāo)點(diǎn)上豎立的標(biāo)志中心（如測(cè)釬、花桿、標(biāo)是指目標(biāo)點(diǎn)上豎立的標(biāo)志中心（如測(cè)釬、花桿、標(biāo)牌等）與地面點(diǎn)標(biāo)志中心不在同一鉛

26、垂線上。牌等）與地面點(diǎn)標(biāo)志中心不在同一鉛垂線上。4 4照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差影響照準(zhǔn)精度的主要因素有：影響照準(zhǔn)精度的主要因素有： 望遠(yuǎn)鏡的放大率，望遠(yuǎn)鏡的放大率， 目標(biāo)與照準(zhǔn)標(biāo)志的形狀和大小、目標(biāo)與照準(zhǔn)標(biāo)志的形狀和大小、 目標(biāo)影象的亮度和清晰度目標(biāo)影象的亮度和清晰度 人眼的判別能力等。人眼的判別能力等。 觀測(cè)時(shí)，應(yīng)觀測(cè)時(shí)，應(yīng)注意消除視差注意消除視差，正確完成照準(zhǔn)操作，正確完成照準(zhǔn)操作。 讀數(shù)誤差與讀數(shù)設(shè)備、照明情況和觀測(cè)者的技術(shù)熟練程度讀數(shù)誤差與讀數(shù)設(shè)備、照明情況和觀測(cè)者的技術(shù)熟練程度都有關(guān)。一般來(lái)講讀數(shù)誤差主要取決于儀器的讀數(shù)設(shè)備。都有關(guān)。一般來(lái)講讀數(shù)誤差主要取決于儀器的讀數(shù)設(shè)

27、備。 對(duì)于用分微尺讀數(shù)裝置的對(duì)于用分微尺讀數(shù)裝置的J6光學(xué)經(jīng)緯儀，一般認(rèn)為估讀的光學(xué)經(jīng)緯儀，一般認(rèn)為估讀的極限誤差為分微尺格值的十分之一，即可以不超過(guò)極限誤差為分微尺格值的十分之一，即可以不超過(guò)6。 外界條件影響的因素很多外界條件影響的因素很多, ,主要有：主要有：（1 1）大風(fēng)大風(fēng)會(huì)影響儀器和標(biāo)桿的穩(wěn)定，會(huì)影響儀器和標(biāo)桿的穩(wěn)定，（2 2）溫度變化溫度變化會(huì)影響儀器的正常狀態(tài)，如改變視準(zhǔn)軸位置會(huì)影響儀器的正常狀態(tài)，如改變視準(zhǔn)軸位置. .（3 3）大氣折光大氣折光可導(dǎo)致視線改變方向，地面輻射熱又會(huì)加劇可導(dǎo)致視線改變方向，地面輻射熱又會(huì)加劇大氣折光的影響。大氣折光的影響。（4 4）大氣的透明度大氣

28、的透明度影響照準(zhǔn)精度，霧氣使目標(biāo)成象模糊。影響照準(zhǔn)精度，霧氣使目標(biāo)成象模糊。（5 5）地面堅(jiān)實(shí)與否地面堅(jiān)實(shí)與否會(huì)影響儀器的穩(wěn)定。會(huì)影響儀器的穩(wěn)定。5.5.外界條件的影響外界條件的影響二、水平角觀測(cè)的精度二、水平角觀測(cè)的精度 J6光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 ： 61 方m一測(cè)回角值的中誤差：一測(cè)回角值的中誤差：5 .826211 方角mm半測(cè)回方向值的中誤差：半測(cè)回方向值的中誤差：5 . 82621 方半方mm歸零差的中誤差：歸零差的中誤差：422212262 mmm限半方歸零同一方向各測(cè)回較差：同一方向各測(cè)回較差：112628.5dmm方方17限5.55.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正一、經(jīng)緯儀主要軸線間應(yīng)滿足的條件一、經(jīng)緯儀主要軸線間應(yīng)滿足的條件1.經(jīng)緯儀上的主要軸線有：經(jīng)緯儀上的主要軸線有：（1）儀器的旋轉(zhuǎn)軸）儀器的旋轉(zhuǎn)軸VV(簡(jiǎn)稱(chēng)豎軸簡(jiǎn)稱(chēng)豎軸)（2）