長安大學(xué) 數(shù)字測圖5

§5

角度測量

AngleMeasurement主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

角度測量原理角度測量儀器角度測量方法角度測量誤差角度測量儀器檢驗(yàn)與校正B定位基本要素之一§5.1角度測量原理

PrinciplesofAngleMeasurement主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院角度測量水平角測量豎直角測量斜距改平測定高差水平角（HorizontalAngle）水平角測量原理主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院一、水平角觀測原理pAA1B1O1abββ0βABOB0°90°180°270°二、豎直角觀測原理豎直角（VerticalAngle）觀測原理主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院天頂鉛垂線水平面AC高度角天頂距b

三、角度測量對測角儀器的基本要求（1）要有一個(gè)能照準(zhǔn)遠(yuǎn)方目標(biāo)的瞄準(zhǔn)設(shè)備，它不但能上下繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)而形成一個(gè)豎直平面，并可繞豎軸在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）必須有一個(gè)帶分劃的水平度盤，其中心應(yīng)與豎軸相重合，應(yīng)有一個(gè)能在水平度盤上讀數(shù)的指標(biāo)，還應(yīng)有一個(gè)能將水平度盤置平的裝置以及使其中心位于過角頂?shù)你U垂線上的對中裝置。（3）必須有一個(gè)能處于豎直位置的、帶分劃的豎直度盤，且其中心應(yīng)與橫軸中心相重合，應(yīng)具有能被安置在水平位置或豎直位置的指標(biāo)。

經(jīng)緯儀以及全站儀即根據(jù)上述條件設(shè)計(jì)制造的。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院§3.2經(jīng)緯儀（Theodolite）一、經(jīng)緯儀的一般結(jié)構(gòu)主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院經(jīng)緯儀的類型按精度分類按讀數(shù)設(shè)備分類按特殊功能分類普通經(jīng)緯儀（如DJ6）精密經(jīng)緯儀（如DJ2）游標(biāo)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀陀螺經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀2.經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)光學(xué)度盤電子度盤腳螺旋光學(xué)對中器經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)照準(zhǔn)部水平度盤基座望遠(yuǎn)鏡水準(zhǔn)器讀數(shù)設(shè)備主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院二、光學(xué)經(jīng)緯儀（OpticalTheodolite）光學(xué)經(jīng)緯儀的主要部件望遠(yuǎn)鏡

水準(zhǔn)器主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院水平度盤與豎直度盤主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院090180270

J6光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤格值為1°J2光學(xué)經(jīng)緯儀的格值為20′

威特T3（相當(dāng)于J1）經(jīng)緯儀的的格值為4′

不足1個(gè)格值的角值采用光學(xué)測微器測定

J6光學(xué)經(jīng)緯儀分微尺的分劃值為1ˊ，估讀到0.1ˊ(6")。水平度盤讀數(shù)：

73°04′24″0173主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

J2光學(xué)經(jīng)緯儀

主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院2.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)，成像在讀數(shù)顯微鏡中。1、度盤照明反光鏡；2、度盤照明進(jìn)光窗；3、度盤照明棱鏡；4、豎盤；5、豎盤照準(zhǔn)棱鏡；6豎盤顯微物；7、豎盤反光棱鏡；8、測微尺；9、豎盤讀數(shù)反光棱鏡；10讀數(shù)顯微鏡物鏡；11、讀數(shù)顯微鏡目鏡；12、水平度盤照明棱鏡；13、水平度盤照準(zhǔn)棱鏡；14、水平度盤；15、水平度盤顯微鏡；16、水平度盤反光棱鏡；17、望遠(yuǎn)鏡物鏡；18、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦透鏡；19、十字絲分劃板；20、望遠(yuǎn)鏡目鏡；21、光學(xué)對點(diǎn)反光棱鏡；22、光學(xué)對中器物鏡；23、光學(xué)對中器保護(hù)玻璃主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院三、電子經(jīng)緯儀（ElectronicTheodolite）軸系、望遠(yuǎn)鏡和制動(dòng)、微動(dòng)構(gòu)件：與光學(xué)經(jīng)緯儀類似，用微處理機(jī)控制的電子測角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)，能自動(dòng)顯示測量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院編碼度盤測角系統(tǒng)

將度盤均勻分成16個(gè)區(qū)間，構(gòu)成碼道。每個(gè)區(qū)間的碼道分為白色透光區(qū)（或?qū)щ妳^(qū)）和黑色非透光區(qū)（或非導(dǎo)電區(qū)）。設(shè)透光為0，非透光為1，則區(qū)間的狀態(tài)可用二進(jìn)制編碼表示，見下表。

識別望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)方向落在哪一個(gè)區(qū)間是編碼度盤測角的關(guān)鍵。區(qū)間編碼區(qū)間編碼區(qū)間編碼區(qū)間編碼00000401008100012110010001501019100113110120010601101010101411103001170111111011151111主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院1001-E-E旋轉(zhuǎn)軸發(fā)光二極管光電二極管R編碼度盤的角度分辨率δ與區(qū)間數(shù)s有關(guān)，而區(qū)間數(shù)有取決于碼道數(shù)n，它們之間的關(guān)系為：主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院由此可見，四碼道編碼度盤的角度分辨率為22.5°。為提高角度分辨率，必須增加碼道數(shù)，但受光電器件尺寸的限制，這種方法是很困難的。故直接利用該法精度較低。光柵度盤測角系統(tǒng)主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院設(shè)d是光柵度盤相對于固定光柵的移動(dòng)量，ω是莫爾條紋在徑向的移動(dòng)量，兩光柵間的夾角為θ，則其關(guān)系式為：主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院由上式可見，只要兩光柵之間的夾角較小，很小的光柵移動(dòng)量就會(huì)產(chǎn)生很大的條紋移動(dòng)量。當(dāng)度盤隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由發(fā)光管發(fā)出的光信號通過莫爾條紋落到光電管上。度盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一條光柵，莫爾條紋就移動(dòng)一周期。通過莫爾條紋的光信號強(qiáng)度也變化一周期，所以光電管輸出的電流就變化一周期。在照準(zhǔn)目標(biāo)的過程中，儀器接收元件可累計(jì)出條紋的移動(dòng)量，從而測出光柵的移動(dòng)量，經(jīng)轉(zhuǎn)換最后得到角度值。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院§3.3角度觀測方法一、經(jīng)緯儀的安置

經(jīng)緯儀的安置包括對中和整平。用垂球安置經(jīng)緯儀

主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院B1、垂球(plumbbob)法（1）腳架頭上移動(dòng)儀器進(jìn)行對中。（2）旋轉(zhuǎn)腳螺旋進(jìn)行整平。（3）反復(fù)（1）、（2）兩步。2.用光學(xué)對中器安置經(jīng)緯儀

光學(xué)對中器光學(xué)對中器是一個(gè)小型外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)照準(zhǔn)部水平時(shí)，對中器的視線經(jīng)棱鏡折射后的一段成鉛垂方向，且與豎軸中心重合，如下圖所示。用光學(xué)對中器可使對中誤差小于1mm。目鏡物鏡水平度盤玻璃罩透鏡光學(xué)垂線主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院安置步驟主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（1）大致水平、對中眼睛看著對中器，拖動(dòng)三腳架兩個(gè)腳,使儀器大致對中,并保持“架頭”大致水平。（2）伸縮腳架——粗平

根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架兩個(gè)腳，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。（3）腳螺旋精平——左手大拇指法則主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院1、2同向等量旋轉(zhuǎn)，氣泡居中123旋轉(zhuǎn)3至氣泡居中123二、水平角觀測

經(jīng)緯儀的安置瞄準(zhǔn)觀測目標(biāo)

對光—粗瞄—制動(dòng)—調(diào)焦—微動(dòng)精瞄主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院bisectedcovered主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤

測回法水平角觀測適用范圍：兩個(gè)觀測的單角步驟：（1）盤左精確瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)A，配度盤至0°01′左右，讀取a1。（2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，精確瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)B，讀取b1。

則上半測回角值:β1=b1-a1（3）倒鏡成盤右，精確瞄準(zhǔn)右方目標(biāo)B，讀取b2。（4）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，精確瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a21測站ABOa1b1主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院2測站ABOa2b2主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖記錄要求1、分、秒用2位數(shù)字表示；2、讀數(shù)中的秒值不得改動(dòng)，其他錯(cuò)誤按規(guī)定方法改動(dòng)。方向觀測法水平角觀測適用范圍：兩個(gè)以上觀測方向步驟：（多于三個(gè)觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方向），用盤左精確瞄準(zhǔn)A，配置度盤，順時(shí)針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（2）下半測回倒鏡成盤右，逆時(shí)針依次觀測A，D，C，B，A。ABOCD盤右零方向記錄、計(jì)算和觀測限差（1）記錄與計(jì)算方向盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)半測回方向一測回歸零方向各測回平均歸零方向°

′

″°

′

″°

′

″°

′

″°

′

″第一測回

12

18A0010018001180000

000000

000000

00B915406271540091525491524891524542C1533248333324815331361533133153313330D21406123406062140500214045421404570448A001241800118主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（2）野外記簿之規(guī)定

野外觀測成果是計(jì)算點(diǎn)位坐標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，是長期保存、使用的重要資料。故必須遵守以下規(guī)定：

記錄真實(shí)、注記明確、整飾清潔美觀、格式統(tǒng)一。一切原始觀測值和記事項(xiàng)目，必須在現(xiàn)場用鉛筆記錄在規(guī)定格式的外業(yè)手簿中，嚴(yán)禁憑記憶補(bǔ)記。外業(yè)手簿中每一頁都必須編號，任何情況下都不允許撕毀手簿中的任何一頁。一切數(shù)字、文字記載應(yīng)正確、清楚、整齊、美觀。凡更正錯(cuò)誤，均應(yīng)將錯(cuò)字整齊劃去，在其上方正確主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院的數(shù)字或文字，禁止涂、擦、字上改字。對超限劃去的成果須注明原因和重測結(jié)果所在頁數(shù)。點(diǎn)名必須記載正確，同一點(diǎn)名在各種資料中應(yīng)嚴(yán)格一致。對原始記錄的秒值不得做任何修改。原始記錄的度、分確屬讀、記錯(cuò)，可在現(xiàn)場更正，但同一方向的盤左、盤右觀測值不得同時(shí)更改一常數(shù)。用J6級經(jīng)緯儀觀測水平角，記錄和計(jì)算的小數(shù)均取至整秒。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（3）觀測限差

水平角觀測各項(xiàng)限差應(yīng)符合下表之規(guī)定。經(jīng)緯儀型號光學(xué)測微器兩次重合讀數(shù)差半測回歸零差一測回內(nèi)2C互差同一方向值各測回較差J11″6″9″6″J23″8″13″9″J6—18″—24″主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（參見《城市測量規(guī)范》（CJJ8—99））8844.43m珠穆朗瑪峰三、豎直角觀測

1、豎盤構(gòu)造豎盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管、微動(dòng)螺旋。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

特點(diǎn)：豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，而指標(biāo)不動(dòng)。

指標(biāo)差：指標(biāo)線偏離其正確位置的偏差

豎盤讀數(shù)指標(biāo)(verticalindex)與豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管(verticalindexbubbletube)連接在一起，旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋將帶動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤讀數(shù)指標(biāo)一起作微小的轉(zhuǎn)動(dòng)。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

豎盤注記形式090180270090180270090180270090180270逆時(shí)針注記順時(shí)針注記盤左盤右主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院2、豎直角和指標(biāo)差的計(jì)算公式090180270180090270χχLδ盤左位置主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院綜合（1）式和（2）式，可得：090180270180090270χχRδ盤右位置盤右位置主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院3、豎直角的觀測中絲法

三絲法中絲法觀測程序

用十字絲的中絲照準(zhǔn)目標(biāo)。觀測步驟如下：

①在測站上安置經(jīng)緯儀，對中、整平。②盤左位置用中絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)整豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)L。③盤右位置用水平中絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)整豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)R。

以上操作為一測回主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院中絲法觀測豎直角的記錄、計(jì)算測站點(diǎn)儀器高/m覘點(diǎn)覘標(biāo)高/m豎盤位置豎盤讀數(shù)指標(biāo)差一測回豎角照準(zhǔn)覘標(biāo)部位°′″″°′″虎山1.43云山4.10左59203015303945覘標(biāo)頂右3004000葛嶺4.40左71441212181600覘標(biāo)頂右2881612劉灣3.82左124034218-340324覘標(biāo)頂右2355654主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院注意事項(xiàng)：（1）豎直角觀測應(yīng)在目標(biāo)成像清晰穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。（2）觀測過程中若有指標(biāo)差絕對值大于30″時(shí)，應(yīng)予以校正。（3）觀測記錄的規(guī)定與水平角相仿，計(jì)算均至1″。（4）在豎直角觀測的同時(shí)，量取儀器高和目標(biāo)高。4、豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置

在儀器豎盤光路中，安裝一個(gè)補(bǔ)償器來代替豎盤指標(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)，通過補(bǔ)償器仍能讀到相當(dāng)于豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)的豎盤讀數(shù)。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院§3.4水平角觀測的誤差目的：研究誤差的成因及其影響規(guī)律，找出削弱其影響的方法，以提高水平角測量成果的質(zhì)量。一、儀器誤差經(jīng)緯儀的主要軸線視準(zhǔn)軸：CC

橫軸：HH

豎軸：VV

水準(zhǔn)管軸：LL主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院LLHHCCVVL’L’§3.4水平角觀測的誤差1、水平度盤偏心誤差即度盤分劃中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心不重合。270901800δθeOO′CMM′主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院由此公式可知：

度盤偏心對度盤不同位置讀數(shù)的影響不同。因，可知在度盤相差180°的度盤偏心誤差的絕對值相等而符號相反。顧及到同一目標(biāo)盤左、盤右讀數(shù)和對徑分劃線讀數(shù)相差180°，于是可知，通過盤左、盤右讀數(shù)取平均值，或用對徑符合讀數(shù)進(jìn)行水平角觀測，均可減弱以至消除度盤偏心對水平方向觀測值的影響。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院2、視準(zhǔn)軸誤差

視準(zhǔn)軸不與橫軸相垂直而對水平角觀測的影響而由此，有CxCαAA′aa′O主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

有此公式可以看出：

xC的大小與高度角有關(guān)，隨高度角的增大而增大，當(dāng)高度角為零時(shí)，xC=C

對于同一目標(biāo)，若盤左觀測時(shí)，視準(zhǔn)軸右偏，設(shè)C值為正，將導(dǎo)致實(shí)際讀數(shù)L比正確讀數(shù)L0增大xC，即

盤右觀測時(shí)視準(zhǔn)軸必然向左偏，C為負(fù)，這又將導(dǎo)致實(shí)際讀數(shù)R比正確讀數(shù)R0小xC

，即：

由此可見，取盤左、盤右讀數(shù)的平均值可減弱以至消除該誤差對水平方向觀測值的影響。但是，這個(gè)結(jié)論只有當(dāng)C值在一測回中不變的情況下，才是正確的。因此，規(guī)范規(guī)定在一測回內(nèi)不得重新調(diào)焦。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（c）當(dāng)觀測目標(biāo)的豎角較小時(shí)，xC≈C，則：

因此，在高度角不大和視準(zhǔn)軸誤差不變的情況下，由各方向觀測值所得的2C應(yīng)該相等。但實(shí)際上由于受到瞄準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差和外界條件影響，即使各方向高度角變化很小，它們的2C互差一般不等。由此看來，2C互差一定程度上反映了觀測成果的質(zhì)量。故規(guī)范中對一測回中各方向2C互差的限差作了規(guī)定，例如，對于J2經(jīng)緯儀，2C互差不得超過13″。（J6經(jīng)緯儀則不作限差規(guī)定）主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院3、橫軸誤差橫軸誤差是指橫軸不相垂直豎軸而導(dǎo)致水平角觀測值產(chǎn)生的誤差。xiαHH′hh′Oii主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

有此公式可以看出：

當(dāng)橫軸誤差一定時(shí)，

xi的大小與高度角有關(guān)，且隨高度角的增大而增大，當(dāng)高度角為零時(shí)，xi=0，即視線水平時(shí)，橫軸誤差對水平角觀測值沒有影響。

對于同一目標(biāo)，若盤左觀測時(shí)，橫軸向左端傾斜，設(shè)i值為正，視準(zhǔn)軸將偏向左方，將導(dǎo)致實(shí)際讀數(shù)L比正確讀數(shù)L0增大xi，即

而在盤右觀測時(shí)橫軸向右傾斜，i值為負(fù)，視準(zhǔn)軸必然向右偏，這又將導(dǎo)致實(shí)際讀數(shù)R比正確讀數(shù)R0小xi，即：由此可見，取盤左、盤右讀數(shù)的平均值可減弱以至消除該誤差對水平方向觀測值的影響。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院4、豎軸誤差豎軸誤差是指橫軸垂直于豎軸的情況下，由于豎軸傾斜而導(dǎo)致水平角觀測值產(chǎn)生的誤差。H1H1H2H2鉛垂線豎軸ON1NM′Mvivβvv主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

有此公式可以看出：豎軸誤差對水平方向觀測值的影響，不僅與豎軸傾斜角有關(guān)，還隨著照準(zhǔn)部目標(biāo)的高度角和觀測目標(biāo)的方向變化而變化。由于豎軸傾斜角的大小和方向不因照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，因此豎軸傾斜而導(dǎo)致的橫軸傾斜的方向在望遠(yuǎn)鏡倒鏡前后保持不變，則同一目標(biāo)取盤左、盤右讀數(shù)的平均值的方法，不能減弱該誤差對水平方向觀測值的影響。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院二、

觀測誤差1、儀器對中誤差

對中誤差是由于對中不準(zhǔn)確引起的，如下圖：B為測站點(diǎn)標(biāo)石中心，Y為儀器中心，T為目標(biāo)中心，則以標(biāo)石為中心的正確方向值為：

由此可見，c與偏心距成正比，與兩點(diǎn)間距離成反比，且隨照準(zhǔn)方向而變。短邊的水平角觀測要特別注意對中。YBTeYSθYMYcc零方向主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院2、目標(biāo)偏心誤差

照準(zhǔn)誤差是由于實(shí)際照準(zhǔn)點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)的標(biāo)石中心未處于同一鉛垂線上而引起的，如下圖：B為測站點(diǎn)標(biāo)石中心，Y為照準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石中心，T為實(shí)際照準(zhǔn)點(diǎn)，則消除照準(zhǔn)誤差后的正確方向值為：

由此可見，r與照準(zhǔn)點(diǎn)偏心距成正比，與兩點(diǎn)間距離成反比，且隨照準(zhǔn)方向而變。

照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)的下部。YBTeTSθTMTr零方向主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院3、照準(zhǔn)誤差與讀數(shù)誤差影響照準(zhǔn)精度的主要因素有：望遠(yuǎn)鏡的放大率，目標(biāo)與照準(zhǔn)標(biāo)志的形狀以及人眼的判別能力，目標(biāo)影像的亮度和清晰度等。讀數(shù)誤差主要取決于儀器的讀數(shù)設(shè)備、測微器的最小讀數(shù)、度盤分劃線和測微器分劃線的清晰程度，當(dāng)然也與作業(yè)員的技術(shù)水平有關(guān)。視差也是影響讀數(shù)精度的重要誤差源。

主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院4、外界環(huán)境的影響

風(fēng)力、地面輻射、旁折光、溫度、大氣透明度、地面的松軟度等。

選擇有利的觀測時(shí)間和避開不利的觀測條件。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院§5.5經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正一、經(jīng)緯儀軸線間應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的主要軸線：照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)軸VV(簡稱豎軸)、望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸HH(簡稱橫軸)、望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸CC照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸LL。根據(jù)水平角觀測原理，經(jīng)緯儀在水平角觀測時(shí)應(yīng)滿足：(1)豎軸必須豎直；主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院（2）水平度盤必須水平，其分劃中心應(yīng)在豎軸上；（3）

望遠(yuǎn)鏡上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，視準(zhǔn)軸形成的視準(zhǔn)面必須是豎直平面；（4）豎直度盤必須豎直，其分劃中心應(yīng)在橫軸上。（1）和（2）等價(jià)于照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直與豎軸；（3）和（4）等價(jià)于視準(zhǔn)軸垂直于橫軸和橫軸垂直于豎軸；主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件：①照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸；②視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸；③橫軸應(yīng)垂直于豎軸；④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，通常是用豎絲去瞄準(zhǔn)目標(biāo)，從而這又要求豎絲應(yīng)垂直于橫軸；⑤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)。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)與校正項(xiàng)目的安排次序：前面檢校的項(xiàng)目不受后面檢校項(xiàng)目的影響。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法

先將儀器大致整平，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使其水準(zhǔn)管與任意兩個(gè)腳螺旋的連線平行，調(diào)整腳螺旋使氣泡居中，然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍然居中則說明條件滿足，若氣泡發(fā)生偏移，其偏移量大于1/2格，則應(yīng)進(jìn)行校正。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

校正方法利用水準(zhǔn)管校正螺絲使氣泡退回偏離各數(shù)的一半，再用腳螺旋使氣泡居中。

經(jīng)緯儀上若有圓水準(zhǔn)器，也應(yīng)進(jìn)行檢校。2.十字絲豎絲應(yīng)該鉛垂

檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)時(shí)用十字絲豎絲瞄準(zhǔn)一清晰小點(diǎn)，使望遠(yuǎn)鏡繞橫軸上下轉(zhuǎn)動(dòng)，如果小點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)則條件滿足，否則需要進(jìn)行校正。

校正方法校正方法與水準(zhǔn)儀類似。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院3.視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸檢驗(yàn)方法

選擇一平坦場地，在一條長約60～100m的直線上確定A、O

、B三點(diǎn)，O為中心。安置經(jīng)緯儀于O點(diǎn)，在A點(diǎn)與儀器同高處設(shè)置標(biāo)志，在B點(diǎn)與儀器同高處水平安置帶毫米分劃的標(biāo)尺。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院HHmBAOHHAO2C2C2C90°-CCmBn盤左位置盤右位置90°-C

用盤左照準(zhǔn)A標(biāo)志點(diǎn)，在制動(dòng)照準(zhǔn)部的情況下倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在B尺上讀一讀數(shù)m；以盤右位置再次照準(zhǔn)A標(biāo)志點(diǎn)，也在制動(dòng)照準(zhǔn)部的情況下倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在B尺上讀另一讀數(shù)n。則mn之長為4C之反映。設(shè)m、n兩讀數(shù)差為e，儀器至B處標(biāo)尺的距離為S，則：若C值對于J6經(jīng)緯儀超過10″，J2經(jīng)緯儀超過8″，則應(yīng)進(jìn)行校正。校正方法主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院4.橫軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法

選擇距較高墻壁20～30m處安置儀器。以盤左位置瞄準(zhǔn)墻壁高處一點(diǎn)P（仰角不小于30°），放平望遠(yuǎn)鏡在墻上定出一點(diǎn)P1。倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右再瞄準(zhǔn)點(diǎn)P，放平望遠(yuǎn)鏡在墻上定出另一點(diǎn)P2。如果P1與P2重合，則條件滿足，否則，橫軸與豎軸不垂直。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

校正方法

對J2經(jīng)緯儀，i角不超過15″；對J6經(jīng)緯儀，i角不超過20″，可不校正。否則應(yīng)進(jìn)行校正。校正時(shí)，瞄準(zhǔn)P1P2的中點(diǎn)PM，固定照準(zhǔn)部，向上轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，此時(shí)十字絲交點(diǎn)將不對準(zhǔn)P點(diǎn)。抬高或降低橫軸的一端，使十字絲的交點(diǎn)對準(zhǔn)P點(diǎn)。此項(xiàng)檢驗(yàn)校正也要反復(fù)進(jìn)行，直至條件滿足為止。5.豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正

在實(shí)際工作中，如果指標(biāo)差的絕對值太大，對于計(jì)算工作很不方便，因此在工作開始之前應(yīng)對豎盤進(jìn)行檢驗(yàn)。若指標(biāo)差超過限差則必須進(jìn)行校正。具體檢驗(yàn)方法如下：

主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

儀器整平后，以望遠(yuǎn)鏡盤左、盤右兩個(gè)位置瞄準(zhǔn)同一水平的明顯目標(biāo)，讀取豎盤讀數(shù)L和R，讀數(shù)時(shí)豎盤水準(zhǔn)管氣泡務(wù)必居中。以指標(biāo)差計(jì)算公式計(jì)算χ的值，若超過規(guī)定限差則進(jìn)行校正。一般要觀測另一水平的明顯目標(biāo)再檢驗(yàn)一次所算值是否正確。若變化甚微或完全相同，證明觀測讀數(shù)無誤，然后進(jìn)行校正。校正時(shí)即在當(dāng)時(shí)望遠(yuǎn)鏡位置進(jìn)行，不動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使仍照準(zhǔn)原目標(biāo)，若這時(shí)為盤右位置，盤右讀數(shù)為R。豎盤指標(biāo)差也已知，則可計(jì)算出正確的讀數(shù)R′，用豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋使豎盤讀數(shù)為R′

，這時(shí)水準(zhǔn)管氣泡一定偏移了，用校正針撥動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管校正螺釘使氣泡居中。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院6.光學(xué)對中器的檢驗(yàn)與校正

檢驗(yàn)校正光學(xué)對中器的目的是使光學(xué)垂線與儀器旋轉(zhuǎn)軸(豎軸)重合。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

檢驗(yàn)方法安置儀器于三腳架上，大致整平后使光學(xué)對中器對準(zhǔn)點(diǎn)位。然后，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，觀察標(biāo)志點(diǎn)偏離分劃圓圈的情況。對于裝于基座上的光學(xué)對中器，可儀器臥放或側(cè)位，再按上述方法檢驗(yàn)。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院

若標(biāo)志點(diǎn)偏離圓心0.5mm以上，則應(yīng)進(jìn)行校正。校正方法光學(xué)對中器上可以校正的部件隨儀器的類型而異，有的校正轉(zhuǎn)向直角棱鏡，有的校正分劃板，有的則兩者均可校正，工作時(shí)可視具體構(gòu)造進(jìn)行。主講：王騰軍E-mail：wangtj@長安大學(xué)地測學(xué)院水平角觀測手簿作業(yè)日期

成像

天氣___________

開始時(shí)刻

測站

觀測者_(dá)__________

結(jié)束時(shí)刻

儀器

記錄者

__________

方向盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)半測回方向一測回歸零方向各測回平均歸零方向°

′

″°

′

″°

′

″°

′

″°

′

″第一測回

12

18A0010018001180000

000000

000000

00B915406271540091525491524891524542C1533248333324815331361533133153313330D21406123406062140500214045421404570448A001241800118第二測回