土木工程測(cè)量-第三章 角度測(cè)量

第三章角度測(cè)量土木工程測(cè)量教學(xué)課件在確定地面點(diǎn)的位置時(shí)，常常要進(jìn)行角度測(cè)量。角度測(cè)量最常用的儀器是經(jīng)緯儀。角度測(cè)量的基本原理光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及測(cè)角方法經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正經(jīng)緯儀測(cè)角誤差分析和經(jīng)緯儀測(cè)角注意事項(xiàng)電子經(jīng)緯儀的構(gòu)造?！?.1水平角測(cè)量原理水平角是指地面上一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的方向線垂直投影到水平面上的夾角，或者是過兩條方向線的豎直面所夾的兩面角。如圖3-1所示。3.1.1水平角測(cè)量原理在過A點(diǎn)的鉛垂線上，水平地安置一個(gè)有刻度的圓盤(稱為水平度盤)，度盤中心在o點(diǎn)，過AB、AC豎直面與水平度盤交線為on、om，在水平度盤上讀數(shù)為n、m。則∠nom為所測(cè)得的水平角。一般水平度盤是順時(shí)針刻劃，則：∠nom=m-n=β(3-1)∠nom=m-n=β(3-1-1)§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀1、經(jīng)緯儀概述經(jīng)緯儀的種類繁多，如按讀數(shù)系統(tǒng)區(qū)分，可以分成光學(xué)、游標(biāo)和電子經(jīng)緯儀等?，F(xiàn)在使用的大多是光學(xué)經(jīng)緯儀，它較之游標(biāo)經(jīng)緯儀有精度高、體積小、重量輕、密封性能良好等優(yōu)點(diǎn)。電子經(jīng)緯儀將在本章最后一節(jié)作簡(jiǎn)要介紹。我國(guó)對(duì)經(jīng)緯儀編制了系列標(biāo)準(zhǔn)，分別為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60等級(jí)別。其中07、1、2、6、15等數(shù)字，表示該儀器所能達(dá)到的精度指標(biāo)。如DJ07和DJ6分別表示水平方向測(cè)量一測(cè)回的方向中誤差不超過±0.7″和±6″的大地測(cè)量經(jīng)緯儀。光學(xué)游標(biāo)電子經(jīng)緯儀§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀2、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造各種型號(hào)的DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造大致相同。物鏡粗瞄器對(duì)光螺旋讀數(shù)目鏡望遠(yuǎn)鏡目鏡轉(zhuǎn)盤手輪基座導(dǎo)向板堵蓋水準(zhǔn)器反光鏡自動(dòng)歸零鈕§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀主要由基座、水平度盤和照準(zhǔn)部三部分組成。⒈基座⒉水平度盤⒊照準(zhǔn)部變換手輪、復(fù)測(cè)器2、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用2、讀數(shù)方法1、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀分微尺測(cè)微器光路圖3.2.1分微尺測(cè)微器及讀數(shù)方法134°53′.187°58′.1§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用2、讀數(shù)方法1、原理3.2.2單平板玻璃測(cè)微器及讀數(shù)方法量程30′，分為90格，分劃值20″。92°+d§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)四個(gè)步驟3.2.3經(jīng)緯儀的使用⑴對(duì)中——對(duì)中的目的是使儀器的中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上。對(duì)中可用垂球或光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中。垂球?qū)χ芯纫话阍?mm之內(nèi)，光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中可達(dá)1mm。⑵整平——整平的目的是使儀器豎軸在鉛直位置，而水平度盤在水平位置。圖3-12。§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.2.3經(jīng)緯儀的使用⑶瞄準(zhǔn)——瞄準(zhǔn)方法同水準(zhǔn)儀操作，只是測(cè)量水平角時(shí)應(yīng)使十字絲縱絲平分或夾準(zhǔn)目標(biāo)，并盡量對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)底部。圖3-13。⑷讀數(shù)——讀數(shù)時(shí)要先調(diào)節(jié)反光鏡，使讀數(shù)窗明亮，旋轉(zhuǎn)顯微鏡調(diào)焦螺旋，使刻劃數(shù)字清晰，然后讀數(shù)。測(cè)豎直角時(shí)注意調(diào)節(jié)豎盤水準(zhǔn)氣泡微動(dòng)螺旋，使氣泡居中后再讀數(shù)。3.2.4水平角測(cè)量水平角測(cè)量有測(cè)回法和方向觀測(cè)法兩種⑴測(cè)回法——常用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向之間的單角。圖3-14。①盤左(正鏡)、βL=bL-aL

、上半測(cè)回(A→B)②盤右(倒鏡)、βR=bR-aR

、下半測(cè)回(B→A)③上、下半測(cè)回合稱一測(cè)回，計(jì)算一測(cè)回平均角值?！?.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.2.4水平角測(cè)量水平角測(cè)量有測(cè)回法和方向觀測(cè)法兩種⑴測(cè)回法——常用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向之間的單角。圖3-14。測(cè)回法用盤左、盤右觀測(cè)，可以消除儀器某些系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)角的影響，校核觀測(cè)結(jié)果和提高觀測(cè)成果精度。同一測(cè)回中，上、下半測(cè)回角值之差和各測(cè)回間角值之差均不應(yīng)超過相應(yīng)細(xì)則、規(guī)范所規(guī)定之容許值(±40″)。否則應(yīng)重測(cè)，如各較差合乎要求，則分別取平均值。當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，往往要觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回，為也減少度盤分劃誤差的影響，各測(cè)回間應(yīng)根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)n，按180°/n變換水平度盤位置?！?.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.2.4水平角測(cè)量⑵方向觀測(cè)法——當(dāng)一個(gè)測(cè)站上需要測(cè)量的方向數(shù)多于兩個(gè)時(shí)，應(yīng)采用方向觀測(cè)法。當(dāng)方向數(shù)多于三個(gè)時(shí)，每半個(gè)測(cè)回都從一個(gè)選定的起始方向(稱為零方向)開始觀測(cè)，在依次觀測(cè)所需的各個(gè)目標(biāo)之后，再觀測(cè)起始方向，稱為歸零。此法也稱為全圓方向法或全圓測(cè)回法。上半測(cè)回、下半測(cè)回、幾個(gè)測(cè)回。如要提高觀測(cè)精度，須觀測(cè)多個(gè)測(cè)回。各測(cè)回仍按180°/n的角度間隔變換水平度盤的起始位置。半測(cè)回歸零差，對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀，歸零差不應(yīng)超過±18″，否則應(yīng)重新觀測(cè)?！?.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.2.4水平角測(cè)量⑵方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法成果計(jì)算①計(jì)算兩倍照準(zhǔn)差(2c)值

2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)(3-4)對(duì)于DJ2經(jīng)緯儀，當(dāng)豎直角小于3°時(shí)，2c不應(yīng)超過±18″，DJ6沒有限差要求。②計(jì)算各方向的平均讀數(shù) 平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}(3-5)計(jì)算的結(jié)果稱為方向值。起始方向有兩個(gè)平均值，應(yīng)將此兩數(shù)再次平均，作為起始方向的方向值，并括以括號(hào)。平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}(3-5)2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)(3-4)§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.2.4水平角測(cè)量⑵方向觀測(cè)法③計(jì)算歸零后的方向值將各方向的平均讀數(shù)減去起始方向的平均讀數(shù)(括號(hào)內(nèi))，即得各方向的歸零方向值。同一方向值各測(cè)回互差不超過±24″。起始方向的歸零值為零。④計(jì)算各測(cè)回歸零后方向值的平均值取各測(cè)回同一方向歸零后的方向值的平均值作該方向的最后結(jié)果。在取平均值之前，應(yīng)計(jì)算同一方向歸零后的方向值各測(cè)回之間的差數(shù)有無超限，如果超限，則應(yīng)重測(cè)。⑤計(jì)算各目標(biāo)間水平角值將相鄰兩方向值減即可求得?！?.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用§3.2

DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置和操作使用3.4.1水平角測(cè)量各方向平均讀數(shù)-括號(hào)內(nèi)數(shù)2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)平均讀數(shù)=1/2{盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±180°)}§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀⑴儀器誤差——儀器誤差包括儀器校正之后的殘余誤差及儀器加工不完善引起的誤差。3.2.5水平角測(cè)量誤差分析①視準(zhǔn)軸誤差——望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸時(shí)，其偏離垂直位置的角值C稱為視準(zhǔn)誤差或照準(zhǔn)差。由于盤左、盤右觀測(cè)時(shí)符號(hào)相反，故水平角測(cè)量時(shí)，可采用盤左、盤右取平均的方法加以消除②橫軸誤差(支架差)——是由于支承橫軸的支架有誤差，造成橫軸與豎軸不垂直。盤左、盤右觀測(cè)時(shí)對(duì)水平角影響為i角誤差，并且方向相反，也可采用盤左、盤右取平均的方法加以消除。③豎軸傾斜誤差——是由于水準(zhǔn)管軸不垂直于豎軸，以及豎軸水準(zhǔn)管不居中引起的誤差。這時(shí)，豎軸偏離豎直方向一個(gè)小角度，從而引起橫軸傾斜及度盤傾斜，造成測(cè)角誤差。此誤差與正、倒鏡觀測(cè)無關(guān)，并且隨望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)不同方向而變化，不能用正、倒鏡取平均的方法消除。因此，測(cè)量前應(yīng)嚴(yán)格檢校儀器，觀測(cè)時(shí)仔細(xì)整平，并始終保持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中，氣泡不可偏離一格。⑴儀器誤差④度盤偏心差——是由于度盤加工及安裝不完善引起的。使照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心C1與水平度盤圓心C不重合引起讀數(shù)誤差，見圖3-28?？捎帽P左、盤右讀數(shù)取平均的方法予以減小。⑤度盤刻劃不均勻誤差——是由于儀器加工不完善引起的。這項(xiàng)誤差很小。高精度測(cè)量時(shí)，為了提高測(cè)角精度，可利用度盤位置變換手輪在各測(cè)回間變換度盤位置，減小這項(xiàng)誤差的影響。⑥豎盤指標(biāo)差——可以用盤左、盤右取平均的方法消除?！?.2光學(xué)經(jīng)緯儀⑵觀測(cè)誤差①對(duì)中誤差——在測(cè)角時(shí)，若經(jīng)緯儀對(duì)中有誤差，將使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)不在同一鉛垂線上，造成測(cè)角誤差。如圖3-29對(duì)中引起測(cè)角誤差為β=β’+(ε1+ε2)(3-18)β=β’+(ε1+ε2)

(3-2-1)從上式可見，這項(xiàng)誤差與偏心距成正比，與邊長(zhǎng)成反比，不能通過觀測(cè)方法消除，所以測(cè)水平角時(shí)要仔細(xì)對(duì)中，在短邊測(cè)量時(shí)更要嚴(yán)格對(duì)中。§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀⑵觀測(cè)誤差②目標(biāo)偏心誤差——是由于標(biāo)桿傾斜引起的。如標(biāo)桿傾斜，又沒有瞄準(zhǔn)底部，則產(chǎn)生目標(biāo)偏心誤差，見圖3-30。O為測(cè)站，A為地面目標(biāo)點(diǎn)，AA’為標(biāo)桿，桿長(zhǎng)d，桿傾角α。目標(biāo)偏心差為：e=dsinα(3-21)e=dsinα

目標(biāo)偏斜對(duì)觀測(cè)方向影響為：(3-2-2)從上式可見，目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平方向影響與e成正比，與邊長(zhǎng)成反比。為減少這項(xiàng)誤差，測(cè)角時(shí)標(biāo)桿應(yīng)豎直，并盡可能瞄準(zhǔn)底部。§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀⑵觀測(cè)誤差對(duì)于DJ6型經(jīng)緯儀，v=28,mv=±2.2″。③照準(zhǔn)誤差——測(cè)角時(shí)由人眼通過望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)產(chǎn)生的誤差稱為照準(zhǔn)誤差。影響照準(zhǔn)誤差的因素很多，如望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)、人眼分辨率、十字絲的粗細(xì)、標(biāo)志形狀和大小、目標(biāo)影像亮度、顏色等。人眼分辨兩個(gè)點(diǎn)的最小視角約為60″，通常以此作為眼睛的鑒別角。當(dāng)使用放大倍率為V的望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，鑒別能力可提高V倍，這時(shí)該儀器的瞄準(zhǔn)誤差為mv=±60″/V照準(zhǔn)誤差無法消除，只有從目標(biāo)的形狀、大小、顏色、亮度…mv=±60″/V④讀數(shù)誤差——讀數(shù)誤差主要取決于儀器讀數(shù)設(shè)備。對(duì)于采用分微尺測(cè)微器讀數(shù)系統(tǒng)的經(jīng)緯儀，讀數(shù)中誤差為測(cè)微器最小分劃值的1/10，即0.1′=6″?！?.2光學(xué)經(jīng)緯儀⑶外界條件的影響觀測(cè)在一定的外界條件下進(jìn)行，外界條件對(duì)觀測(cè)質(zhì)量有直接影響，如松軟的土壤和大風(fēng)影響儀器的穩(wěn)定；日曬和溫度變化影響水準(zhǔn)管氣泡的運(yùn)動(dòng)；大氣層受地面熱輻射的影響會(huì)引起目標(biāo)影象的跳動(dòng)等。這些才會(huì)給觀測(cè)水平角帶來誤差。因此，要選擇目標(biāo)成象清晰穩(wěn)定的有利時(shí)間觀測(cè)，設(shè)法克服或避開不得條件的影響，以提高觀測(cè)成果的質(zhì)量。§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀3.2.6水平角觀測(cè)注意事項(xiàng)⑴儀器安置的高度應(yīng)合適，腳架應(yīng)踩實(shí)，中心螺旋擰緊，觀測(cè)時(shí)手不扶腳架，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部及使用各種螺旋時(shí)，用力要輕。⑵若觀測(cè)目標(biāo)的高度相差較大，特別要注意儀器整平。⑶對(duì)中要準(zhǔn)確。測(cè)角精度要求越高，或邊長(zhǎng)越短，則對(duì)中要求越嚴(yán)格。⑷觀測(cè)時(shí)要消除視差，盡量用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)底部或樁上小釘。⑸按觀測(cè)順序記錄水平度盤讀數(shù)，注意檢查限差。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即重測(cè)。⑹水準(zhǔn)管氣泡應(yīng)在觀測(cè)前調(diào)好，一測(cè)回過程中不允許再調(diào)，如氣泡偏離中心超過兩格時(shí)，應(yīng)再次整平重測(cè)該測(cè)回。§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀§3.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正從測(cè)角原理可知，經(jīng)緯儀有以下四個(gè)軸線(見圖3-20)，即水準(zhǔn)管軸(LL)，豎軸(VV)，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸(CC)，橫軸(HH)。此外望遠(yuǎn)鏡還有十字絲。這些軸系應(yīng)滿足以下條件：⑴LLVV⑵CCHH⑶HHVV⑷十字絲垂直于橫絲§3.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)?zāi)康氖鞘箖x器滿足照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管垂直儀器豎軸的幾何條件。使儀器整平后，保證豎軸鉛直，水平度盤保持水平。⑴檢驗(yàn)方法⑵校正(圖3-21)3.3.1照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正§3.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正⑴檢驗(yàn)方法——檢驗(yàn)?zāi)康氖鞘关Q絲鉛直，保證精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。用十字絲中點(diǎn)精確瞄準(zhǔn)一個(gè)清晰目標(biāo)點(diǎn)P，然后鎖緊望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋。慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，使望遠(yuǎn)鏡上、下移動(dòng)。如P點(diǎn)沿豎絲移動(dòng)，則滿足條件，否則需校正。3.3.2十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正⑵校正——其校正方法如同水準(zhǔn)儀校正?！?.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正⑴檢驗(yàn)方法——檢驗(yàn)?zāi)康漠?dāng)橫軸水平時(shí)，望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)，其視準(zhǔn)面應(yīng)是與橫軸正交的鉛垂面。若視準(zhǔn)軸與橫軸不垂直，望遠(yuǎn)鏡將掃出一個(gè)圓錐面。用該儀器測(cè)量同一鉛垂面內(nèi)不同高度目標(biāo)時(shí)，所測(cè)水平度盤讀數(shù)不一樣，產(chǎn)生測(cè)角誤差。儀器檢驗(yàn)常用四分之一法。圖3-23，在平坦地區(qū)選擇距離60m的A、B兩點(diǎn)…3.3.3視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正∠B1OB2=4C，為4倍照準(zhǔn)差。由此算得：對(duì)于DJ6型經(jīng)緯儀，當(dāng)c>60″時(shí)必須校正?！?.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正⑵校正在盤右位置，保持B尺不動(dòng)，在B尺上定出B3點(diǎn)，使3.3.3視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正OB3便與橫軸垂直。用校正針撥十字絲校正螺旋(左、右)，見圖3-24，一松一緊，平移十字絲分劃板，直到十字絲交點(diǎn)與B3點(diǎn)重合，最后旋緊螺絲?！?.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正⑴檢驗(yàn)——此項(xiàng)檢驗(yàn)是保證當(dāng)豎軸鉛直時(shí)，橫軸應(yīng)水平；否則，視準(zhǔn)軸繞橫軸旋轉(zhuǎn)軌跡不是鉛垂面，而是一個(gè)傾斜面。3.3.4橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正在距墻30m處安置經(jīng)緯儀，在盤左位置瞄準(zhǔn)墻上一個(gè)明顯高點(diǎn)P，見圖3-25。要求仰角應(yīng)大于30°。固定照準(zhǔn)部，將望遠(yuǎn)鏡大致水平。在墻上標(biāo)出十字絲中點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置P1。再用盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，同法在墻上標(biāo)出P2點(diǎn)。若P1與P2重合，表示橫軸垂直于豎軸。不重合，則條件不滿足，對(duì)水平角測(cè)量影響為i角，可用下式計(jì)算：對(duì)于DJ6型經(jīng)緯儀，若I>20″則需校正?！?.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正⑵校正——用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)P1P2直線的中點(diǎn)PM，固定照準(zhǔn)部。然后抬高望遠(yuǎn)鏡使十字絲交點(diǎn)移到P’點(diǎn)。由于i角的影響，P’與P不重合。校正時(shí)應(yīng)打開支架抗病，放松支架內(nèi)的校正螺絲，使橫軸一端升高或降低，直到十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)P點(diǎn)。注意，由于經(jīng)緯儀橫軸密封在支架內(nèi)，該項(xiàng)校正應(yīng)由專業(yè)維修人員進(jìn)行。3.3.4橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正⑴檢驗(yàn)——校正的目的是使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的視準(zhǔn)軸與儀器豎軸線重合。3.3.5光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢校⑵校正§3.3經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正豎直角是指在同一豎直面內(nèi)，某一方向線與水平線的夾角。測(cè)量上又稱為傾斜角或豎角，用α表示。豎角有仰角和俯角之分。夾角在水平線之上為“正”，稱為仰角；在水平線之下為“負(fù)”，稱為“俯角”。3.4.1豎直角測(cè)量原理豎直度盤視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)為固定值90°或270°。在豎直角測(cè)量時(shí)，只需讀目標(biāo)點(diǎn)一個(gè)方向值，便可算得豎直角?！?.4豎直角測(cè)量§3.4豎直角測(cè)量根據(jù)以上分析，經(jīng)緯儀須有一刻度盤和在刻度盤上讀數(shù)的指標(biāo)。觀測(cè)水平角時(shí)，刻度盤中心應(yīng)安放在過測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上，并能使之水平。為了瞄準(zhǔn)不同方向，經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡應(yīng)能沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，也能高低俯仰。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡高低俯仰時(shí)，其視準(zhǔn)軸應(yīng)劃出一豎直面，這樣才能使得在同一豎直面內(nèi)高低不同的目標(biāo)有相同的水平度盤讀數(shù)。3.4.1豎直角測(cè)量原理§3.4水平角和豎直角測(cè)量方法3.4.2豎直角測(cè)量⑴豎盤結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀豎盤包括豎直度盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。豎盤固定在橫軸的一端，隨望遠(yuǎn)鏡一起在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。測(cè)微尺的零分劃線是豎盤讀數(shù)的指標(biāo)，可以把它看成是與豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管連成一體的。指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，指標(biāo)即處于正確位置，此時(shí)，如望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平，豎盤讀數(shù)則應(yīng)為90°的整數(shù)倍(即0°、90°180°、270°中的一個(gè))，這個(gè)讀數(shù)稱始讀數(shù)。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)瞄準(zhǔn)不同高度目標(biāo)時(shí)，豎盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng)而指標(biāo)不動(dòng)，因而可讀得望遠(yuǎn)鏡不同位置的豎盤讀數(shù)，以計(jì)算豎直角?！?.4水平角和豎直角測(cè)量方法3.4.2豎直角測(cè)量⑴豎盤結(jié)構(gòu)豎盤是由光學(xué)玻璃制成，刻劃的注記有順時(shí)針方向與逆時(shí)針方向兩種。見圖3-17。不同刻劃的經(jīng)緯儀其豎直角公式不同。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡抬高，豎盤讀數(shù)增加時(shí)，豎直角為：

α=讀數(shù)-起始讀數(shù)=L-90°反之，α=起始讀數(shù)-讀數(shù)=90°-L §3.4水平角和豎直角測(cè)量方法3.4.2豎直角測(cè)量①儀器安置在測(cè)站點(diǎn)上，對(duì)中、整平。盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，使十字絲中橫絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)頂端，調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)為L(zhǎng)。②用盤右位置再瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管，使氣泡居中，讀數(shù)為R。③計(jì)算豎直角時(shí)，首先判斷豎直角計(jì)算公式，如圖3-4-3所示：盤左位置

αL=90°-L (3-4-3)盤右位置

αR=R-270° (3-4-4)一測(cè)回角值為：

α=1/2(αL+αR)=1/2(R-L-180°)⑵豎直角觀測(cè)與計(jì)算αL=90°-L (3-4-3)αR=R-270° (3-4-4)α=1/2(αL+αR)=1/2(R-L-180°)將各觀測(cè)數(shù)據(jù)填入豎直角觀測(cè)手簿(表3-4-1)，利用上列各式逐項(xiàng)計(jì)算，得出一測(cè)回豎直角。低處目標(biāo)的觀測(cè)、計(jì)算方法與此相同?！?.4水平角和豎直角測(cè)量方法3.4.2豎直角測(cè)量豎直角觀測(cè)手簿表3-4-1x=1/2(R+L-360)指標(biāo)差可用于檢查觀測(cè)質(zhì)量。在同一測(cè)站上，觀測(cè)不同目標(biāo)時(shí)，DJ6型經(jīng)緯儀指標(biāo)差變化范圍為25″。此外，在精度要求不高或不便縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡時(shí)，可先測(cè)定指標(biāo)差X，在以后觀測(cè)時(shí)只作正鏡觀測(cè)，求αL，按式(3-4-5)求豎直角。3.4.3豎盤指標(biāo)差及其檢校指標(biāo)差若超出±1′應(yīng)校正。校正時(shí)，應(yīng)用盤右位置照準(zhǔn)原目標(biāo)。轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為正確值(αR-X)。此時(shí)氣泡不再居中，再用校正針撥動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。這項(xiàng)工作應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，直至X在規(guī)定范圍之內(nèi)。(3-4-7)對(duì)圖3-4-3中型式的豎盤，指標(biāo)差可用下式求得：§3.4水平角和豎直角測(cè)量方法豎盤指標(biāo)差——望遠(yuǎn)鏡視線水平、豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，其指標(biāo)不恰好在90°或270°，而與正確位置差一個(gè)小角X，稱為豎盤指標(biāo)差。見圖3-4-3。3.4.3豎盤指標(biāo)差及其檢校此時(shí)進(jìn)行豎直角測(cè)量，盤左讀數(shù)為90°+X。正確的豎直角為：

α=(90°+X)-L(3-4-5)§3.4水平角和豎直角測(cè)量方法盤右讀數(shù)為270°+X。3.4.5豎盤指標(biāo)差及其檢校正確的豎直角為：α=R-(270°+δ)(3-14)α=R-(270°+X)(3-4-6)將式(3-8)、(3-9)兩式代入(3-13)、(3-14)得α=αL+δ(3-15)α=αR-δ(3-16)α=αL+X(3-4-5)α=αR-X(3-4-6)將式(3-4-5)、(3-4-6)相加除以2，得：此式與一測(cè)回計(jì)算相同，可見在豎直角觀測(cè)中，用正倒鏡觀測(cè)取其均值可以消除豎盤指標(biāo)差的影響，提高成果精度?！?.4水平角和豎直角測(cè)量方法§3.5電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用微機(jī)控制的電子測(cè)角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：⑴使用電子測(cè)角系統(tǒng)，能將測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示出來，實(shí)現(xiàn)了讀數(shù)的自動(dòng)化和數(shù)字化。⑵采用積木式結(jié)構(gòu)，可和光電測(cè)距儀組合成全站型電子速測(cè)儀，配合適當(dāng)?shù)慕涌?，可將電子手簿記錄的?shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖。電子經(jīng)緯儀自1968年面世以來，發(fā)展很快，有不同的設(shè)計(jì)原理和眾多的型號(hào)。精度已達(dá)0.5″以內(nèi)，堪稱方便、快捷、精確，但價(jià)格較昂貴。電子經(jīng)緯儀測(cè)角系統(tǒng)主要有以下三種：編碼度盤測(cè)角系統(tǒng)——是采用編碼度盤及編碼測(cè)微器的絕對(duì)式測(cè)角系統(tǒng)；光柵度盤測(cè)角系統(tǒng)——是采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術(shù)的增量式讀數(shù)系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)——采用計(jì)時(shí)測(cè)角度盤及光電動(dòng)態(tài)掃描絕對(duì)式測(cè)角系統(tǒng)?！?.5電子經(jīng)緯儀3.5.1電子經(jīng)緯儀主要功能圖3-5-1是瑞士WILD廠生產(chǎn)的T2000電子經(jīng)緯儀。該儀器測(cè)角精度為±0.5″。其豎直角測(cè)量采用硅油液體補(bǔ)償器，可實(shí)現(xiàn)豎盤自動(dòng)歸零。補(bǔ)償器工作范圍為±10′，補(bǔ)償精度為±0.1″。測(cè)角模式有兩種：一種是單次測(cè)量，精度較高。另一種是跟蹤測(cè)量，它將隨著經(jīng)緯儀的轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)測(cè)角。這種方式精度較低，適合