工程測量經(jīng)緯儀及使用技術培訓

工程測量經(jīng)緯儀及使用技術培訓第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一主要內(nèi)容第一節(jié)光學經(jīng)緯儀的構造第二節(jié)水平角測量第三節(jié)豎直角測量第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗與校正第五節(jié)水平角度測量誤差和注意事項第六節(jié)視距測量

第七節(jié)復習思考題第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1、按精度分為DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等?！綝—大地測量儀器；J—經(jīng)緯儀；數(shù)字——測角精度（一測回方向觀測中誤差，單位為秒）】；2、按讀數(shù)系統(tǒng)分為光學經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀；3、按性能分為方向經(jīng)緯儀、復測經(jīng)緯儀；4、配電線路測量中使用較多的是光學經(jīng)緯儀，一般用DJ6，精度要求較高時用DJ2。第一節(jié)光學經(jīng)緯儀的構造第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一DJ6光學經(jīng)緯儀的構造

DJ6光學經(jīng)緯儀包括基座、度盤、照準部三大部分。垂直制動水平微動讀數(shù)目鏡

水平度盤轉換輪垂直微動光學對點器補償器轉換鈕望遠鏡圓水準器第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）照準部主要由望遠鏡、支架、豎直軸、水平軸、豎直制動微動螺旋、水平制動微動螺旋、讀數(shù)設備、水準器和光學對點器等組成。⑴望遠鏡—

用于瞄準目標；⑵圓水準器—

用于粗略整平儀器；⑶管水準器—

用于精確整平儀器；⑷光學對點器—

用于使度盤中心和測點在同一鉛垂線上；⑸讀數(shù)裝置—用于讀數(shù)；第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（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1、包括水平度盤和豎直度盤，由光學玻璃制成。2、注記：0?~360?3、分劃：20＇、30＇、1?三種注：①水平度盤順時針注記，與豎軸不固定，不隨望遠鏡轉動；②水平度盤有復測鈕或變換鈕，用作改變觀測

方向的角度值；③豎直度盤順時針注記或逆時針注記，與望遠鏡固定，隨望遠鏡一起轉動。第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（四）測釬、標桿和覘牌測釬、標桿和覘牌均為經(jīng)緯儀瞄準目標時所使用的照準工具。第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

⑴測釬：適用與距測站較近的目標。⑵標桿：適用與距測站較遠的目標。⑶覘牌：固定在三腳架上使用，遠近皆可適用；一般為紅白或黑白相間且常與棱鏡結合，用于電子經(jīng)緯儀或全站儀。⑷有時也可懸掛垂球用垂球線作為瞄準標志。第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

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用于讀取度盤讀數(shù)。

二、DJ6級光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

讀數(shù)方法分測微尺和測微器兩種方法。測微尺測微器水平讀數(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)：轉動測微輪重合讀數(shù)第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，可以看到水平度盤和豎直度盤的分劃以及相應的分微尺像，如圖3-2所示。度盤最小分劃值為1°，分微尺上把度盤為1°的弧長分為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）分微尺測微器及其讀數(shù)法第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）單平板玻璃測微器的讀數(shù)方法

如圖所示讀數(shù)窗內(nèi)可以看到測微盤（上）、豎直度盤（中）和水平度盤（下）的分劃像。度盤凡整度注記，每度分兩格，最小分劃值為30′；測微盤把度盤上30′弧長分為30大格，一大格為1′，每5′一注記，每一大格又分三小格，每小格20″，不足20″的部分可估讀，一般可估讀到四分之一格，即5″。第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

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

三經(jīng)緯儀的使用第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3、光學對點器對中及整平的步驟：①安置儀器：高度適中，使測點在視場內(nèi)；②強制對中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學對點器中心與測點重合；③粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準氣泡居中；④精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使長水準氣泡居中；⑤精確對中：移動基座，精確對中（只能前后、左右移動，不能旋轉）；⑥重復④、⑤兩步，直到完全對中、整平。第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

㈡、調(diào)焦與瞄準

1目的：視準軸對準觀測目標的中心。

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，粗略瞄準目標，固定制動螺旋；③調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標成像清晰，注意消除視差；④調(diào)節(jié)制動、微動螺旋，精確瞄準。第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一測水平角用雙絲夾粗目標測豎直角用橫絲切目標頂部第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一㈢、讀數(shù)方法：

①打開反光鏡，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按不同的測微器直接讀取水平、豎直度盤讀數(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"第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Ⅰ.角度測量包括

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

經(jīng)緯儀第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一水平角測量原理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投影在水平度盤上讀數(shù)為a，OB投影在水平度盤上讀數(shù)為b。則：角值范圍：0?~360?aABOA1B1O1O2ββb水平面第二節(jié)水平角測量第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）測回法（只有兩個方向）OMN1操作步驟①安置儀器于O點，對中整平；②正鏡（盤左）瞄準M點，度盤歸零；③順時針轉動儀器，瞄準N點讀數(shù)；④倒鏡（盤右），瞄準N點讀數(shù)；⑤逆時針轉動儀器，瞄準M點讀數(shù)。二水平角的測量方法第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2記錄與計算（見表)①盤左（正鏡）觀測瞄M，記錄m左=0°00′36″瞄N，記錄n左=68°42′48″上半測回的角值：β左=n左-m左=68°42′12″②盤右（倒鏡）觀測瞄N，記錄n右=248°42′30″瞄M，記錄m右=180°00′24″下半測回角值：β右=n右-m右=68°42′06″第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一④一測回角值

③檢核對于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測回角度之差應滿足：

否則，應重測。

當測角精度要求較高時，需觀測多個測回：①第一測回度盤歸零；②其他各測回間按180?/n（n為測回數(shù)）的差值，變換度盤；③各測回角值之差不得超過40"；④取各測回平均值作為最后結果。第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一測站?＇"豎盤目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回角值備注?＇"?＇"?＇"第一測回

O第二測回

O左左右右MNMNMNMN00036684248

6842126842091800024

2484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221水平角觀測手簿（測回法）第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）全圓方向觀測法（目標多于兩個）

1、操作步驟①安置儀器于測站點O，對中、整平；②正鏡（盤左），選擇零方向

C，順時針依次照準目標

D、A、B、C（歸零），讀數(shù)；③倒鏡（盤右），瞄準零方向C，逆時針依次照準目標B、A、D、C（歸零），讀數(shù)；DCABO第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一④歸零后方向值的計算：各方向平均讀數(shù)分別減起始方向平均讀數(shù)。

2、記錄與計算(觀測記錄見表)①歸零差的計算:分別計算盤左、盤右兩次瞄準起始方向讀數(shù)之差Δ；（若Δ超限，應及時重測）②計算2c值（兩倍視準誤差）：2c=盤左讀數(shù)-（盤右讀數(shù)±180?）若2c超限，應及時重測。③各方向平均讀數(shù)的計算：第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一⑤各測回歸零后平均方向值的計算：

各測回歸零后方向值的平均值。⑥

水平角的計算：相鄰方向值之差，即為相鄰方向所夾的水平角。同一方向各測回互差"經(jīng)緯儀型號半測回歸零差"一測回內(nèi)2c互差"DJ2DJ6818139方向觀測法限差的要求第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一角值123456789?＇"全圓方向觀測法觀測手簿測站覘點水平度盤讀數(shù)盤左盤右2c平均讀數(shù)一測回歸零方向值各測回平均方向值?＇"?＇"?＇"?＇"?＇""OO第1測回第2測回CDBACΔΔCABDC0005479274814231182884630

0004218000242592730322310010846061800018-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24

000397927391423109288461800030（00034）

0000079270514230352884544

0000079265914230292884547

90010616927542323130184648900100

2700048349273642310019846362700036

90005716927452323115184642900048

0000079265314230232884550

（900052）792659

6303301461518

711413-6-12第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一豎直角測量原理1、定義：在同一豎直面內(nèi)，儀器中心至目標的傾斜視線與水平視線所加的銳角。角值范圍：-90~

+90°視線向上傾斜，稱仰角，α為正值；視線向下傾斜，稱俯角，α為負值。2、原理：α=目標視線讀數(shù)—水平視線讀數(shù)Z—天頂距α1α2第三節(jié)豎直角測量第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二豎直度盤構造豎直度盤固定在望遠鏡的旋轉軸（橫軸）上。主要由豎直度盤、豎盤指標、（豎盤指標水準管、豎盤指標水準管微動螺旋），目前很多儀器用自動補償器代替了水準管。

第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)度盤的刻劃順序不同，分為順時針注記和逆時針注記兩種。順時針注記逆時針注記第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一１、豎直角計算公式順時針注記豎盤刻劃：目鏡0°，物鏡180°

盤左:

αL=90°－L（上半測回）盤右:

αR=R－270°（下半測回）一測回豎直角：

α=（αL+αR）/2=（R－L－180°）/2三豎直角觀測與計算第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

逆時針注記豎盤刻劃：目鏡180°，物鏡0°

盤左:

αL=L－90°

（上半測回）盤右:

αR=270°－R（下半測回）一測回豎直角：

α

=（αL+αR）/2=（L－R+180°）/2

（L、R分別為盤左、盤右豎盤讀數(shù)）第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一豎直角計算的通用公式：（1）當望遠鏡視線往上仰，豎盤讀數(shù)增加時：

α=瞄準目標時的讀數(shù)－視線水平時的常數(shù)

（２）當望遠鏡視線往上仰，豎盤讀數(shù)減小時：

α=視線水平時的常數(shù)－瞄準目標時的讀數(shù)

對不同注記形式的度盤

，首先應正確判讀視線水平時的常數(shù)，且同一儀器盤左、盤右的常數(shù)差為180?。第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2觀測、記錄與計算豎直角觀測

①安置儀器，對中、整平；

②盤左瞄準目標某一位置，讀取豎盤讀數(shù)L；③盤右瞄準原目標位置，讀取豎盤讀數(shù)R。（以上盤左、盤右觀測構成一個測回）記錄與計算(見表3.3)①分別計算盤左、盤右半測回豎直角，②計算盤左盤右的平均值作為一測回豎直角。第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一測站目標豎盤位置豎盤讀數(shù)半測回豎直角指標差

"一測回豎直角

?＇"備注OPP＇左右左右?＇"?＇"

7112362884700

961842

2634100-12-9+184712-61851+184724+184700-61842-61900豎直角觀測手簿

αL=90°－LαR=R－270°

x=（

αR－αL

）/2α=（αL+αR）/2第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一四豎盤讀數(shù)指標差讀數(shù)指標與正確位置之間的小夾角x，稱為豎盤指標差。XX第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一如圖：盤左位置，望遠鏡上仰，讀數(shù)減小，豎盤讀數(shù)為L。則正確的豎直角為：α＝90°－L＋x＝αL＋x（1）

指標差計算第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一如圖：盤右位置，望遠鏡上仰，讀數(shù)增大，豎盤讀數(shù)為R。則正確的豎直角為：α＝R－270°－x=αR－x（2）第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（1）、（2）兩式聯(lián)立得：通過盤左、盤右豎直角取平均值，可以消除指標差；對于DJ6經(jīng)緯儀，同一測站上不同目標的指標差互差或同方向各測回指標差互差，不應超過25"。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一經(jīng)緯儀應滿足的幾何條件

主要軸線：豎軸VV

水準管軸LL

橫軸HH

視準軸CC幾何關系：

LLVV

CCHH

HHVV

望遠鏡十字絲豎絲垂直于橫軸第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗與校正第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二檢驗與校正（一）水準管軸垂直于豎軸的檢驗與校正

1、檢驗①儀器粗平：圓水準器氣泡居中。②水準管平行某兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中。③照準部旋轉180°，若氣泡仍居中，則滿足要求，若氣泡偏離，則需校正。

第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、校正①用腳螺旋調(diào)一半；②用水準管校正螺旋調(diào)一半。此項檢校需反復進行，直至儀器旋轉到任意方向氣泡都居中。校正螺絲第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）十字絲豎絲的檢驗校正

1、檢驗①儀器整平②豎絲瞄準大致水平方向的P點，豎直方向移動望遠鏡，看P點是否在豎絲上移動

2、校正①用十字絲的交點瞄準P點。②用十字絲的校正螺旋調(diào)整。第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（三）視準軸垂直于橫軸（2c）的檢驗與校正

1、檢驗①平地選DAB=20m左右,安置儀器于中點O；A點設瞄準標志，B點橫一毫米刻劃標（注意標志、標尺與儀器同高）。②盤左：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B1③盤右：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c超過1＇時，需校正。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、校正

①在標尺上定出B1、B2兩點連線的中點B；

②定出B、B2兩點連線的中點B3

；③調(diào)節(jié)十字絲校正螺絲，使十字絲交點對準B3

；第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（四）橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正

1、檢驗①距墻壁D=30m安置儀器，墻壁上選一明顯目標P，αΡ≥30°；②盤左：瞄P，望遠鏡水平，讀數(shù)P1，標出P1

；③盤右：瞄P，望遠鏡水平，讀數(shù)P2，標出P2

；④若P1=P2,則滿足要求，若P1≠P2,則存在i角，需校正。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、校正①墻上定出P1、P2的中點PM

；②調(diào)節(jié)水平微動，瞄準PM，將望遠鏡上仰（十字絲交點必偏離P點，至P＇點；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，移動十字絲，精確瞄準P；④反復檢校，直至i角小于1＇；第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（五）豎盤指標差的檢驗與矯正1、檢驗①儀器整平，用盤左、盤右分別瞄準大致水平方向的P點，讀數(shù)為L，R。②計算豎直角和指標差

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盤右瞄準P點；

②調(diào)節(jié)指標水準管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為：R＝α＋x＋270°

③調(diào)節(jié)指標水準管校正螺絲，使氣泡居中。第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（六）光學對點器的檢驗與校正

1、檢驗①安置儀器精確整平，在儀器正下方放一白色紙板；②將對點器中心投影到紙板上，并做標志P1

；③旋轉照準部180?，將對點器中心投影到紙板上，并做標志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P；②調(diào)節(jié)對點器校正螺絲，使對點器中心投影與P重合。P1P2P第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一儀器誤差

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、視準軸誤差（2c值，盤左、盤右取平均可消除）

2、橫軸傾斜誤差（i角，盤左、盤右取平均可消除）

3、度盤偏心差（照準部旋轉中心與水平度盤分劃中心不重合，盤左、盤右取平均可消除）

4、度盤刻劃誤差（度盤刻劃不均勻，測回間變換度盤可減弱）

5、豎軸傾斜誤差（盤左、盤右取平均不可消除，精確整平可減弱）第五節(jié)水平角測量的誤差和注意事項第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二觀測誤差1、儀器對中誤差（與偏心距成正比，與視線邊長成反比，當水平角接近180?時影響最大；精確對中可減弱）2、目標偏心差（與偏心距成正比，與視線邊長成反比；瞄準目標底部可減弱）3、儀器整平誤差（精確整平，一測回內(nèi)氣泡偏離不能超過2格，否則，測回間重新整平）

4、照準誤差（消除視差，精確瞄準）

5、讀數(shù)誤差（消除視差，認真讀數(shù)）第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三外界條件的影響外界條件的影響比較復雜，應選擇有利的觀測條件，盡量避免不利因素對測量的影響。

1、溫度的影響（打傘遮陽）

2、大氣折光的影響（選擇良好的天氣觀測）

第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一四水平角觀測的注意事項儀器安置的高度要合適，腳架要踩實；對中、整平要準確；如觀測的目標之間高低相差較大時，更應注意儀器整平；如同一測回內(nèi)發(fā)現(xiàn)照準部水準管氣泡偏離居中位置，不允許重新調(diào)整水準管使氣泡居中；若氣泡偏離中央超過一格時，則需重新整平儀器，重新觀測；標桿要立直于測點上，盡可能用十字絲交點瞄準標桿或測釬的基部；豎角觀測時，宜用十字絲中絲切于目標的指定部位；記錄要清楚，并當場計算校核，若誤差超限應查明原因并重新觀測；同一個測回里不能轉動度盤變換手輪或按水平度盤復測扳鈕。返回第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第六節(jié)