經(jīng)緯儀及使用1課件

經(jīng)緯儀及其使用

主要內(nèi)容第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造第二節(jié)水平角測(cè)量第三節(jié)豎直角測(cè)量第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正第五節(jié)水平角度測(cè)量誤差和注意事項(xiàng)第六節(jié)視距測(cè)量

第七節(jié)復(fù)習(xí)思考題1、按精度分為DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。【D—大地測(cè)量?jī)x器；J—經(jīng)緯儀；數(shù)字——測(cè)角精度（一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差，單位為秒）】；2、按讀數(shù)系統(tǒng)分為光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀；3、按性能分為方向經(jīng)緯儀、復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀；4、配電線路測(cè)量中使用較多的是光學(xué)經(jīng)緯儀，一般用DJ6，精度要求較高時(shí)用DJ2。第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造（一）照準(zhǔn)部主要由望遠(yuǎn)鏡、支架、豎直軸、水平軸、豎直制動(dòng)微動(dòng)螺旋、水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋、讀數(shù)設(shè)備、水準(zhǔn)器和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器等組成。⑴望遠(yuǎn)鏡—用于瞄準(zhǔn)目標(biāo)；⑵圓水準(zhǔn)器—用于粗略整平儀器；⑶管水準(zhǔn)器—用于精確整平儀器；⑷光學(xué)對(duì)點(diǎn)器—用于使度盤(pán)中心和測(cè)點(diǎn)在同一鉛垂線上；⑸讀數(shù)裝置—用于讀數(shù)；（二）基座由軸座、腳螺旋、底板、三角壓板等組成；用于連接和整平。（三）度盤(pán)1、包括水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)，由光學(xué)玻璃制成。2、注記：0?~360?3、分劃：20＇、30＇、1?三種注：①水平度盤(pán)順時(shí)針注記，與豎軸不固定，不隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；②水平度盤(pán)有復(fù)測(cè)鈕或變換鈕，用作改變觀測(cè)

方向的角度值；③豎直度盤(pán)順時(shí)針注記或逆時(shí)針注記，與望遠(yuǎn)鏡固定，隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。（四）測(cè)釬、標(biāo)桿和覘牌測(cè)釬、標(biāo)桿和覘牌均為經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)所使用的照準(zhǔn)工具。

讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法

⑴讀數(shù)裝置由棱鏡、透鏡、讀數(shù)顯微鏡組成；⑵用于讀取度盤(pán)讀數(shù)。

二、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法

讀數(shù)方法分測(cè)微尺和測(cè)微器兩種方法。測(cè)微尺測(cè)微器水平讀數(shù)：215?06＇48"豎直讀數(shù)：78?52＇00"豎直讀數(shù)：92?17＇30"水平讀數(shù)：轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪重合讀數(shù)

在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，可以看到水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)的分劃以及相應(yīng)的分微尺像，如圖3-2所示。度盤(pán)最小分劃值為1°，分微尺上把度盤(pán)為1°的弧長(zhǎng)分為60格，所以分微尺上最小分劃值為1′，每10′作一注記，可估讀至0.1′。（一）分微尺測(cè)微器及其讀數(shù)法

經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項(xiàng)基本操作。㈠、對(duì)中、整平1、目的：①使測(cè)點(diǎn)中心與儀器豎軸中心在同一鉛垂線上；②使水平度盤(pán)處于水平位置。2、方法：有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中兩種，由于垂球?qū)χ芯容^低，且使用不便，工程測(cè)量中一般采用光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中。

三經(jīng)緯儀的使用3、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中及整平的步驟：①安置儀器：高度適中，使測(cè)點(diǎn)在視場(chǎng)內(nèi)；②強(qiáng)制對(duì)中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中心與測(cè)點(diǎn)重合；③粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準(zhǔn)氣泡居中；④精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中；⑤精確對(duì)中：移動(dòng)基座，精確對(duì)中（只能前后、左右移動(dòng)，不能旋轉(zhuǎn)）；⑥重復(fù)④、⑤兩步，直到完全對(duì)中、整平。

㈡、調(diào)焦與瞄準(zhǔn)

1目的：視準(zhǔn)軸對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)的中心。

2方法：①調(diào)節(jié)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰；②利用粗瞄器，粗略瞄準(zhǔn)目標(biāo)，固定制動(dòng)螺旋；③調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)成像清晰，注意消除視差；④調(diào)節(jié)制動(dòng)、微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)。㈢、讀數(shù)方法：

①打開(kāi)反光鏡，使讀數(shù)窗光線均勻；②調(diào)焦使讀數(shù)窗分劃清晰（注意消除視差）；

③按不同的測(cè)微器直接讀取水平、豎直度盤(pán)讀數(shù)（度、分、秒，秒為估讀且為6的倍數(shù)）。

水平角：215?06＇48"豎直角：78?52＇00"Ⅰ.角度測(cè)量包括

水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量。Ⅱ.水平角測(cè)量用于確定點(diǎn)的平面位置。Ⅲ.豎直角測(cè)量用于測(cè)定高差或?qū)A斜距離改化成水平距離。Ⅳ.常用儀器

經(jīng)緯儀一水平角測(cè)量原理1水平角：相交的兩條直線在同一水平面上的投影所夾的角度。2原理：

OA投影在水平度盤(pán)上讀數(shù)為a，OB投影在水平度盤(pán)上讀數(shù)為b。則：角值范圍：0?~360?aABOA1B1O1O2ββb水平面第二節(jié)水平角測(cè)量2記錄與計(jì)算（見(jiàn)表)①盤(pán)左（正鏡）觀測(cè)瞄M，記錄m左=0°00′36″瞄N，記錄n左=68°42′48″上半測(cè)回的角值：β左=n左-m左=68°42′12″②盤(pán)右（倒鏡）觀測(cè)瞄N，記錄n右=248°42′30″瞄M，記錄m右=180°00′24″下半測(cè)回角值：β右=n右-m右=68°42′06″④一測(cè)回角值

③檢核對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測(cè)回角度之差應(yīng)滿足：

否則，應(yīng)重測(cè)。

當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回：①第一測(cè)回度盤(pán)歸零；②其他各測(cè)回間按180?/n（n為測(cè)回?cái)?shù)）的差值，變換度盤(pán)；③各測(cè)回角值之差不得超過(guò)40"；④取各測(cè)回平均值作為最后結(jié)果。測(cè)站?＇"豎盤(pán)目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值各測(cè)回角值備注?＇"?＇"?＇"第一測(cè)回O第二測(cè)回O左左右右MNMNMNMN0003668424868421268420918000242484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221水平角觀測(cè)手簿（測(cè)回法）④歸零后方向值的計(jì)算：各方向平均讀數(shù)分別減起始方向平均讀數(shù)。

2、記錄與計(jì)算(觀測(cè)記錄見(jiàn)表)①歸零差的計(jì)算:分別計(jì)算盤(pán)左、盤(pán)右兩次瞄準(zhǔn)起始方向讀數(shù)之差Δ；（若Δ超限，應(yīng)及時(shí)重測(cè)）②計(jì)算2c值（兩倍視準(zhǔn)誤差）：2c=盤(pán)左讀數(shù)-（盤(pán)右讀數(shù)±180?）若2c超限，應(yīng)及時(shí)重測(cè)。③各方向平均讀數(shù)的計(jì)算：⑤各測(cè)回歸零后平均方向值的計(jì)算：

各測(cè)回歸零后方向值的平均值。⑥

水平角的計(jì)算：相鄰方向值之差，即為相鄰方向所夾的水平角。同一方向各測(cè)回互差"經(jīng)緯儀型號(hào)半測(cè)回歸零差"一測(cè)回內(nèi)2c互差"DJ2DJ6818139方向觀測(cè)法限差的要求二豎直度盤(pán)構(gòu)造豎直度盤(pán)固定在望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸（橫軸）上。主要由豎直度盤(pán)、豎盤(pán)指標(biāo)、（豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管、豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋），目前很多儀器用自動(dòng)補(bǔ)償器代替了水準(zhǔn)管。

根據(jù)度盤(pán)的刻劃順序不同，分為順時(shí)針注記和逆時(shí)針注記兩種。順時(shí)針注記逆時(shí)針注記１、豎直角計(jì)算公式順時(shí)針注記豎盤(pán)刻劃：目鏡0°，物鏡180°

盤(pán)左:

αL=90°－L（上半測(cè)回）盤(pán)右:

αR=R－270°（下半測(cè)回）一測(cè)回豎直角：

α=（αL+αR）/2=（R－L－180°）/2三豎直角觀測(cè)與計(jì)算

逆時(shí)針注記豎盤(pán)刻劃：目鏡180°，物鏡0°

盤(pán)左:

αL=L－90°

（上半測(cè)回）盤(pán)右:

αR=270°－R（下半測(cè)回）一測(cè)回豎直角：

α

=（αL+αR）/2=（L－R+180°）/2

（L、R分別為盤(pán)左、盤(pán)右豎盤(pán)讀數(shù)）豎直角計(jì)算的通用公式：（1）當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰，豎盤(pán)讀數(shù)增加時(shí)：

α=瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)－

視線水平時(shí)的常數(shù)

（２）當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰，豎盤(pán)讀數(shù)減小時(shí)：

α=視線水平時(shí)的常數(shù)－瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)

對(duì)不同注記形式的度盤(pán)

，首先應(yīng)正確判讀視線水平時(shí)的常數(shù)，且同一儀器盤(pán)左、盤(pán)右的常數(shù)差為180?。2觀測(cè)、記錄與計(jì)算

豎直角觀測(cè)

①安置儀器，對(duì)中、整平；

②盤(pán)左瞄準(zhǔn)目標(biāo)某一位置，讀取豎盤(pán)讀數(shù)L；

③盤(pán)右瞄準(zhǔn)原目標(biāo)位置，讀取豎盤(pán)讀數(shù)R。（以上盤(pán)左、盤(pán)右觀測(cè)構(gòu)成一個(gè)測(cè)回）記錄與計(jì)算(見(jiàn)表3.3)①分別計(jì)算盤(pán)左、盤(pán)右半測(cè)回豎直角，②計(jì)算盤(pán)左盤(pán)右的平均值作為一測(cè)回豎直角。測(cè)站目標(biāo)豎盤(pán)位置豎盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回豎直角指標(biāo)差"一測(cè)回豎直角

?＇"備注OPP＇左右左右?＇"?＇"71123628847009618422634100-12-9+184712-61851+184724+184700-61842-61900豎直角觀測(cè)手簿

αL=90°－LαR=R－270°

x=（

αR－αL）/2α=（αL+αR）/2四豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)差讀數(shù)指標(biāo)與正確位置之間的小夾角x，稱(chēng)為豎盤(pán)指標(biāo)差。XX如圖：盤(pán)左位置，望遠(yuǎn)鏡上仰，讀數(shù)減小，豎盤(pán)讀數(shù)為L(zhǎng)。則正確的豎直角為：α＝90°－L＋x＝αL＋x（1）

指標(biāo)差計(jì)算如圖：盤(pán)右位置，望遠(yuǎn)鏡上仰，讀數(shù)增大，豎盤(pán)讀數(shù)為R。則正確的豎直角為：α＝R－270°－x=αR－x（2）（1）、（2）兩式聯(lián)立得：

通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右豎直角取平均值，可以消除指標(biāo)差；對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀，同一測(cè)站上不同目標(biāo)的指標(biāo)差互差或同方向各測(cè)回指標(biāo)差互差，不應(yīng)超過(guò)25"。一經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件

主要軸線：豎軸VV

水準(zhǔn)管軸LL

橫軸HH

視準(zhǔn)軸CC幾何關(guān)系：

LLVV

CCHH

HHVV

望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲垂直于橫軸第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正二檢驗(yàn)與校正（一）水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn)①儀器粗平：圓水準(zhǔn)器氣泡居中。②水準(zhǔn)管平行某兩個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。③照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，則滿足要求，若氣泡偏離，則需校正。

2、校正①用腳螺旋調(diào)一半；②用水準(zhǔn)管校正螺旋調(diào)一半。此項(xiàng)檢校需反復(fù)進(jìn)行，直至儀器旋轉(zhuǎn)到任意方向氣泡都居中。校正螺絲（二）十字絲豎絲的檢驗(yàn)校正

1、檢驗(yàn)①儀器整平②豎絲瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點(diǎn)，豎直方向移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，看P點(diǎn)是否在豎絲上移動(dòng)

2、校正①用十字絲的交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn)。②用十字絲的校正螺旋調(diào)整。（三）視準(zhǔn)軸垂直于橫軸（2c）的檢驗(yàn)與校正

1、檢驗(yàn)①平地選DAB=20m左右,安置儀器于中點(diǎn)O；A點(diǎn)設(shè)瞄準(zhǔn)標(biāo)志，B點(diǎn)橫一毫米刻劃標(biāo)（注意標(biāo)志、標(biāo)尺與儀器同高）。②盤(pán)左：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B1③盤(pán)右：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B2④若B1=B2，則滿足要求若B1≠B2，則存在c角，當(dāng)c超過(guò)1＇時(shí)，需校正。2、校正

①在標(biāo)尺上定出B1、B2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)B；

②定出B、B2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)B3；③調(diào)節(jié)十字絲校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)B3；（四）橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正1、檢驗(yàn)①距墻壁D=30m安置儀器，墻壁上選一明顯目標(biāo)P，αΡ≥30°；②盤(pán)左：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平，讀數(shù)P1，標(biāo)出P1；③盤(pán)右：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平，讀數(shù)P2，標(biāo)出P2；④若P1=P2,則滿足要求，若P1≠P2,則存在i角，需校正。2、校正①墻上定出P1、P2的中點(diǎn)PM；②調(diào)節(jié)水平微動(dòng)，瞄準(zhǔn)PM，將望遠(yuǎn)鏡上仰（十字絲交點(diǎn)必偏離P點(diǎn)，至P＇點(diǎn)；③校正橫軸一端支架上的偏心環(huán)，使橫軸一端升高或降低，移動(dòng)十字絲，精確瞄準(zhǔn)P；④反復(fù)檢校，直至i角小于1＇；（五）豎盤(pán)指標(biāo)差的檢驗(yàn)與矯正1、檢驗(yàn)①儀器整平，用盤(pán)左、盤(pán)右分別瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點(diǎn)，讀數(shù)為L(zhǎng)，R。②計(jì)算豎直角和指標(biāo)差

α=（R－L－180°）/2

X=(L＋R－360°)/2 DJ6:若X≤60″，滿足要求， 若X>60″，需要校正。2、校正①盤(pán)右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)；

②調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤(pán)讀數(shù)為：R＝α＋x＋270°

③調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。（六）光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)與校正

1、檢驗(yàn)①安置儀器精確整平，在儀器正下方放一白色紙板；②將對(duì)點(diǎn)器中心投影到紙板上，并做標(biāo)志P1；③旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180?，將對(duì)點(diǎn)器中心投影到紙板上，并做標(biāo)志P2；若P1、P2重合，滿足要求，否則需校正。2、校正①取P1、

P2的中點(diǎn)P；②調(diào)節(jié)對(duì)點(diǎn)器校正螺絲，使對(duì)點(diǎn)器中心投影與P重合。P1P2P一儀器誤差

主要包括儀器檢校后的殘余誤差和儀器制造、加工不完善所引起的誤差。1、視準(zhǔn)軸誤差（2c值，盤(pán)左、盤(pán)右取平均可消除）2、橫軸傾斜誤差（i角，盤(pán)左、盤(pán)右取平均可消除）3、度盤(pán)偏心差（照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤(pán)分劃中心不重合，盤(pán)左、盤(pán)右取平均可消除）4、度盤(pán)刻劃誤差（度盤(pán)刻劃不均勻，測(cè)回間變換度盤(pán)可減弱）5、豎軸傾斜誤差（盤(pán)左、盤(pán)右取平均不可消除，精確整平可減弱）第五節(jié)水平角測(cè)量的誤差和注意事項(xiàng)二觀測(cè)誤差1、儀器對(duì)中誤差（與偏心距成正比，與視線邊長(zhǎng)成反比，當(dāng)水平角接近180?時(shí)影響最大；精確對(duì)中可減弱）2、目標(biāo)偏心差（與偏心距成正比，與視線邊長(zhǎng)成反比；瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部可減弱）3、儀器整平誤差（精確整平，一測(cè)回內(nèi)氣泡偏離不能超過(guò)2格，否則，測(cè)回間重新整平）4、照準(zhǔn)誤差（消除視差，精確瞄準(zhǔn)）5、讀數(shù)誤差（消除視差，認(rèn)真讀數(shù)）三外界條件的影響外界條件的影響比較復(fù)雜，應(yīng)選擇有利的觀測(cè)條件，盡量避免不利因素對(duì)測(cè)量的影響。

1、溫度的影響（打傘遮陽(yáng)）2、大氣折光的影響（選擇良好的天氣觀測(cè)）

四水平角觀測(cè)的注意事項(xiàng)儀器安置的高度要合適，腳架要踩實(shí)；對(duì)中、整平要準(zhǔn)確；如觀測(cè)的目標(biāo)之間高低相差較大時(shí)，更應(yīng)注意儀器整平；如同一測(cè)回內(nèi)發(fā)現(xiàn)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡偏離居中位置，不允許重新調(diào)整水準(zhǔn)管使氣泡居中；若氣泡偏離中央超過(guò)一格時(shí)，則需重新整平儀器，重新觀測(cè)；標(biāo)桿要立直于測(cè)點(diǎn)上，盡可能用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測(cè)釬的基部；豎角觀測(cè)時(shí)，宜用十字絲中絲切于目標(biāo)的指定部位；記錄要清楚，并當(dāng)場(chǎng)計(jì)算校核，若誤差超限應(yīng)查明原因并重新觀測(cè)；同一個(gè)測(cè)回里不能轉(zhuǎn)動(dòng)度盤(pán)變換手輪或按水平度盤(pán)復(fù)測(cè)扳鈕。返回第六節(jié)視距測(cè)量一視距測(cè)量原理視距測(cè)量是利用視距絲配合標(biāo)尺讀數(shù)來(lái)完成的。望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)視距絲對(duì)于倒像望遠(yuǎn)鏡：下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為a，上絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為b，視距間隔l（l=a-b），則水平距離D有：h2

固定值（約34°23′）l2l1