第五章-經(jīng)緯儀及其角度測(cè)量

第一節(jié)角度測(cè)量原理

一、水平角測(cè)量原理地面上兩條直線之間的夾角在水平面上的投影稱為水平角。β=b-a二、豎直角測(cè)量原理

1、在同一豎直面內(nèi)視線和水平線之間的夾角稱為豎直角?？煞譃檠鼋呛透┙恰?、天頂距（z)視線與上方鉛垂線的夾角。

z+α=90°

第二節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀J6光學(xué)經(jīng)緯儀正面反面一、光學(xué)經(jīng)緯儀分類DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60二、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造1、照準(zhǔn)部望遠(yuǎn)鏡豎直度盤水準(zhǔn)器（圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)器分劃格值）讀數(shù)設(shè)備2、水平度盤（0~360）3、基座三、DJ6經(jīng)緯儀測(cè)微裝置及其讀數(shù)0123456第三節(jié)水平角觀測(cè)一、經(jīng)緯儀的技術(shù)操作經(jīng)緯儀的技術(shù)操作包括：—瞄準(zhǔn)—讀數(shù)

對(duì)中—整平經(jīng)緯儀安置（1）大致水平大致對(duì)中眼睛看著對(duì)中器，拖動(dòng)三腳架兩個(gè)腳,使儀器大致對(duì)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——左手大拇指法則氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123a、轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使水準(zhǔn)管與腳螺旋1、2連線平行。b、根據(jù)氣泡位置運(yùn)用法則，對(duì)向旋轉(zhuǎn)腳螺旋1、2。c、轉(zhuǎn)動(dòng)儀器900，運(yùn)用法則，旋轉(zhuǎn)腳螺旋3。氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123（4）架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中

(5)腳螺旋精平

(6)反復(fù)（4）、（5）兩步。對(duì)中的目的:使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)位于同一鉛垂線上.整平的目的:使儀器豎軸鉛直,水平度盤處于水平位置.它包括粗平與精平.二、水平角觀測(cè)方法1.測(cè)回法(適用兩個(gè)方向)盤左位置：

左=b左–a左(上半測(cè)回)盤右位置：

右＝b右–

a左(下半測(cè)回)

測(cè)回角值：

＝（

左+

右）

測(cè)回法測(cè)角記錄表水平角測(cè)回角值半測(cè)回值BA右BA左O備注水平度盤讀數(shù)目標(biāo)盤位測(cè)站如測(cè)n個(gè)測(cè)回,則應(yīng)變換起始度盤度數(shù)180°/n。2.方向觀測(cè)法（方向數(shù)大于3個(gè)）1）選擇起始方向；(如A)2）盤左順時(shí)針觀測(cè)各方向；

(A、B、C、D、A）3）盤右逆時(shí)針觀測(cè)各方向；（A、D、C、B、A）4）在符合各項(xiàng)限差要求后，計(jì)算各方向歸零方向值。方向觀測(cè)法記錄表

等級(jí)：圖根小三角測(cè)區(qū)：108工程小組：儀器：DJ6

天氣：陰觀測(cè)：×××

目期：1978.5.23成像：穩(wěn)定記錄：×××測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo)讀數(shù)左–

（右

±180°）（2C）（左+右

±180°）/2歸零方向值各測(cè)回平均方向值角值盤左盤右方向值°′″°′″″°′″°′″°′″°′″O?（00215）603016743108755014A002001800218-18002090000000000B6032302403224+6603217603002603016C13503483150336+12135034213501271350124D2105342305354-12210534821051332105138A002181800224-600221第四節(jié)豎直角測(cè)量

豎直度盤垂直固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸的一端，隨望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。豎直度盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管、指標(biāo)線三者關(guān)系豎直度盤的刻劃與水平度盤基本相同，但其注字隨儀器構(gòu)造的不同分為順時(shí)針和逆時(shí)針兩種形式。

一、豎直度盤的構(gòu)造

對(duì)于J6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀豎盤與指標(biāo)及指標(biāo)水準(zhǔn)管之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：當(dāng)視準(zhǔn)軸水平，指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)所指的豎盤讀數(shù)值盤左為90°，盤右為270°。指標(biāo)差：X

目前光學(xué)經(jīng)緯儀普遍采用豎盤自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置來(lái)代替豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管。

如右圖的豎盤注記形式，其豎直角計(jì)算公式為：

α左

=90°–

L

α右=R–

270°豎直角α=（α左+

α右）

=（R–L

–180°）二、豎直角的計(jì)算公式推導(dǎo)豎直角計(jì)算公式的具體做法如下：1.盤左位置把望遠(yuǎn)鏡大致置水平位置，這時(shí)豎盤讀數(shù)值約為90°（若置盤右位置約為270°），這個(gè)讀數(shù)稱為始讀數(shù)。2.慢慢仰起望遠(yuǎn)鏡物鏡，觀測(cè)豎盤讀數(shù)（盤左時(shí)記作L，盤右時(shí)記作R），并與始讀數(shù)相比，是增加還是減少。3.以盤左為例，若L＞90°，則豎角計(jì)算公式為：α左

=L–

90°α右

=270°–R豎直角α=（

α左+α右）=（L–

R+180°）三、豎直角指標(biāo)差的計(jì)算

當(dāng)指標(biāo)偏離正確位置時(shí)，這個(gè)指標(biāo)線所指的讀數(shù)就比始讀數(shù)增大或減少一個(gè)角值Ｘ，此值稱為豎盤指標(biāo)差，也就是豎盤指標(biāo)位置不正確所引起的讀數(shù)誤差。指標(biāo)差計(jì)算公式：

X=（

α左–

α右）

=（R+L-360°）四、豎直角的觀測(cè)方法

1.盤左位置：瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L，并記入豎直角觀測(cè)記錄表中。稱為上半測(cè)回觀測(cè)。

2.盤右位置：仍照準(zhǔn)原目標(biāo)，使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)值R，并記入記錄表中。稱為下半測(cè)回觀測(cè)。

3.上、下半測(cè)回合稱一測(cè)回觀測(cè)。

4.在豎直角觀測(cè)記錄表中進(jìn)行豎直角和指標(biāo)差的計(jì)算。右左MO備注一測(cè)回豎直角指標(biāo)差半測(cè)回豎直角豎盤讀數(shù)盤位目標(biāo)測(cè)站第五節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正一、經(jīng)緯儀主要軸系應(yīng)滿足下述幾何條件:1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸(LL⊥VV)；2、十字絲縱絲應(yīng)垂直于橫軸；3、視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸(CC⊥HH)；4、橫軸應(yīng)垂直于儀器豎軸(HH⊥VV)；5、豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零；6、光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器豎軸重合。

二、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正目的：當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，應(yīng)使水平度盤水平，豎軸鉛垂。檢驗(yàn)方法：將儀器安置好后，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管平行于一對(duì)腳螺旋的連線，轉(zhuǎn)動(dòng)這對(duì)腳螺旋使氣泡居中。再將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，說(shuō)明條件滿足，即水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸，否則應(yīng)進(jìn)行校正。校正方法：轉(zhuǎn)動(dòng)平行于水準(zhǔn)管的兩個(gè)腳螺旋使氣泡退回偏離零點(diǎn)的格數(shù)的一半，再用撥針撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。三、十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正目的：使十字絲豎絲垂直橫軸。當(dāng)橫軸居于水平位置時(shí)，豎絲處于鉛垂位置。檢驗(yàn)方法：用十字絲豎絲的一端精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處某點(diǎn)，固定水平制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋。如果目標(biāo)不離開(kāi)豎絲，說(shuō)明此項(xiàng)條件滿足，即十字絲豎絲垂直于橫軸，否則需要校正。校正方法：要使豎絲鉛垂，就要轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲板座或整個(gè)目鏡部分。四、視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正目的：使望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸垂直于橫軸。視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸的傾角c稱為視準(zhǔn)軸誤差，也稱為2c誤差，它是由于十字絲交點(diǎn)的位置不正確而產(chǎn)生的。檢驗(yàn)：選與視準(zhǔn)軸近于水平的一點(diǎn)作為照準(zhǔn)目標(biāo)，盤左照準(zhǔn)目標(biāo)的讀數(shù)為α左，盤右再照準(zhǔn)原目標(biāo)的讀數(shù)為α右，如與不相差180°，則表明視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸，視準(zhǔn)軸應(yīng)進(jìn)行校正。校正：以盤右位置讀數(shù)為準(zhǔn)，計(jì)算兩次讀數(shù)的平均數(shù)a，即a=?（α右+（α左+180°））轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋將度盤讀數(shù)值配置為讀數(shù)a，此時(shí)視準(zhǔn)軸偏離了原照準(zhǔn)的目標(biāo)，然后拔動(dòng)十字絲校正螺絲，直至使視準(zhǔn)軸再照準(zhǔn)原目標(biāo)為止，即視準(zhǔn)軸于橫軸相垂直。五、橫軸的檢驗(yàn)與校正目的：使橫軸垂直于儀器豎軸。檢驗(yàn)方法：將儀器安置在一個(gè)清晰的高目標(biāo)附近，其仰角為30°左右。盤左位置照準(zhǔn)高目標(biāo)M點(diǎn)，固定水平制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡大致放平，在墻上或橫放的尺上標(biāo)出m1點(diǎn)，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置仍然照準(zhǔn)M點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上標(biāo)出m2點(diǎn)。如果m1和m2相重合，則說(shuō)明此條件滿足，即橫軸垂直于儀器豎軸，否則需要進(jìn)行校正。六、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正目的：使豎盤指標(biāo)差X為零，指標(biāo)處于正確的位置。檢驗(yàn)方法：安置經(jīng)緯儀于測(cè)站上，用望遠(yuǎn)鏡在盤左、盤右兩個(gè)位置觀測(cè)同一目標(biāo)，當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中后，分別讀取豎盤讀數(shù)L和R，計(jì)算出指標(biāo)差X。如果X超過(guò)限差，則須校正。校正方法：求得正確的豎直角后，不改變望遠(yuǎn)鏡在盤右所照準(zhǔn)的目標(biāo)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，根據(jù)豎盤刻劃注記形式，在豎盤上配置豎角為α值時(shí)的盤右讀數(shù)R′(R′=270°+α)，此時(shí)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡必然不居中，然后用拔針拔動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管上、下校正螺絲使氣泡居中即可。七、光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正目的：使光學(xué)對(duì)中器視準(zhǔn)軸與儀器豎軸重合一、儀器誤差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稱視準(zhǔn)差或照準(zhǔn)差。對(duì)水平角的影響Xc=Csecα,取盤左、盤右平均值可消除其影響。

2．橫軸誤差當(dāng)豎軸鉛垂時(shí)，橫軸不水平，而有一偏離值i，稱橫軸誤差或支架差。Xi=itanα,取盤左、盤右平均值可消除其影響。

3．豎軸誤差觀測(cè)水平角時(shí)，儀器豎軸不處于鉛垂方向，而偏離一個(gè)δ角度，稱豎軸誤差。取盤左、盤右平均值不可消除其影響。

4、度盤偏心差水平度盤刻劃中心與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心不相重合產(chǎn)生的誤差。取盤左、盤右平均值可消除其影響第六節(jié)角度測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)二、對(duì)中誤差與目標(biāo)偏心觀測(cè)水平角時(shí)，對(duì)中不準(zhǔn)確，使得儀器中心與測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心不在同一鉛垂線上即是對(duì)中誤差，也稱測(cè)站偏心。當(dāng)照準(zhǔn)的目標(biāo)與其它地面標(biāo)志中心不在一條鉛垂線上時(shí)，兩點(diǎn)位置的差異稱目標(biāo)偏心或照準(zhǔn)點(diǎn)偏心。其影響類似對(duì)中誤差，邊長(zhǎng)越短，偏心距越大，影響也越大。三、觀測(cè)誤差1．瞄準(zhǔn)誤差人眼分辯兩個(gè)的最小視角約為60″，瞄準(zhǔn)誤差為

2．讀數(shù)誤差用分微尺測(cè)微器讀數(shù)，可估讀到最小格值十分之一。以此作為讀數(shù)誤差。四、外界條件的影響1、風(fēng)2、溫度3、霧、大氣折光五、注意事項(xiàng)1.儀器要穩(wěn)定2.對(duì)中要準(zhǔn)確3.整平要仔細(xì)4.目標(biāo)要照準(zhǔn)5.操作要規(guī)范6.估讀要準(zhǔn)確7.觀測(cè)要校核J2光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀正面反面讀數(shù)設(shè)備：采用對(duì)徑分劃線影象符合讀數(shù)裝置讀數(shù)規(guī)則：轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，使度盤正、倒像分劃線精密重合。由靠近視場(chǎng)中央讀出上排正像左邊分劃線的度數(shù)，即30°。數(shù)出上排的正像30°與下排倒像210°之間的格數(shù)再乘以10′，就是整十分的數(shù)值，即20′。在旁邊小窗中讀出小于10′的分、秒數(shù)。測(cè)微尺分劃影像左側(cè)的注記數(shù)字是分?jǐn)?shù)，右側(cè)的注記數(shù)字1、2、3、4、5是秒的十位數(shù)，即分別為10″、20″、30″、40″、50″。將以上數(shù)值相加就得到整個(gè)讀數(shù)。故其讀數(shù)為：度盤上的度數(shù)30°