第三章 经纬仪与角度测量

第三章经纬仪与角度观测第一节角度测量原理第二节DJ6级光学经纬仪第三节水平角观测第四节竖直角观测第五节经纬仪的检验第六节角度观测的误差来源及其消减方法角度测量：测定水平角和竖直角。水平角:地面上两相交直线间的夹角在水平面上的投影。范围：β=0~360竖直角：在同一竖直面内倾斜视线与水平线的夹角。范围：=090，仰角为正，俯角为负。第一节角度测量原理第二节DJ6级光学经纬仪按读数系统分类：游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪。按精度分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60。一、DJ6级光学经纬仪的构造由照准部、水平度盘、基座等部分组成。1．照准部照准部上有望远镜、竖直度盘、读数显微镜、照准部水准管等。2．水平度盘水平度盘是玻璃制成的圆盘，在其上刻有分划，从0°-360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。附有照准部制微动、微动，用来控制照准部和水平度盘的相对转动。控制水平度盘转动的装置为变换手柄。3．基座基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与三脚架结合。其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。光电测角直接测角、距、高差，并可获得三维坐标，打印成图二、DJ6级光学经纬仪的读数方法第三节电子经纬仪用光电测角代替光学测角新型仪器。可直接测角距高。在外业观测时，可配数据采集装置，自动将数据记录，室内作业与计算机系统联接，进行数据处理。能获得点的三维坐标，并打印与绘图。结构和测法与光学的相近。最主要不同在于读数系统。第四节水平角观测一、经纬仪的安置1、对中2、整平3、瞄准步骤很简单操作很复杂（2）松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右方目标，读取水平度盘读数B左。以上称上半测回。β上=B左-A左。（3）松开水平制动螺旋和竖直制动螺旋，盘右瞄准右方目标，读取水平度盘读数B右，再瞄准左方目标A右。以上称下半测回。β下=B右-A右。（4）上、下半测回合称一测回。二、水平角测量1．测回法用于观测两个方向之间的单角。（1）盘左位置精确瞄准左目标A基部，调整水平度盘为略大于零度，读数A左。BA两半测回之差小于36”两测回之差小于24”2．方向观测法适用于观测两个以上的方向。当方向多于三个的时候，每半测回都从一个选定的起始方向开始观测，在依次观测所需的各个目标之后，应再次观测起始方向。2C小于60”归零误差小于18”两测回之差小于24”3、水平角观测注意事项(1)、仪器安置的高度要合适，脚架要踩实，观测时手不得触摸三角架和基座，走动时要防止碰动脚架。(2)、对中要严格，对中误差≤2mm,整平误差在1格以内。(3)、应选择目标清晰，背景明亮，宜于照准的目标点作起始方向。(4)、目标要竖直，每次照准应尽量瞄准目标花杆下脚。(5)、观测结束后应立即进行手薄计算，并检查有无漏测方向及各项观测误差是否在限差内。确认本站工作已经全部结束无误后，方可离开测站，以免造成不必要的返工重测。1、仪器安置于测站点A上，对中整平，盘左瞄准目标点B。2、调节竖盘水准管气泡居中，读数L。3、盘右再瞄准B点并调节竖盘水准管气泡居中，读数R。4、计算竖直角α。第五节竖直角观测盘左盘右竖盘指标差：当视线水平时，盘左竖盘读数为90°，盘右为270°。但指标不恰好指在90°或270°，而与正确位置相差一个小角度x，x称为竖盘指标差。经纬仪的主要轴线:竖轴VV、水准管轴LL、横轴HH、视准轴CC经纬仪轴线应满足以下条件：1、水准管轴LL⊥竖轴VV2、十字丝纵丝⊥横轴HH3、视准轴CC⊥横轴HH4、横轴HH⊥竖轴VV5、竖盘水准管轴⊥竖盘读数指标线第六节经纬仪的检验校正一、水准轴垂直于竖轴的检验与校正检验：照准部水准管平行于任意一对脚螺旋，整平仪器，再将照准部旋转180°，若气泡仍居中（气泡偏离小于半格），说明此条件满足，否则需要校正。校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。二、十字丝纵丝垂直于横轴的检验与校正检验：用十字丝竖丝一端瞄准一清晰小点转动望远镜微动螺旋，使其移至竖丝另一端，若目标点始终在竖丝上移动，说明此条件满足，否则需要校正。校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。三、视准轴垂直于横轴的检验与校正检验：盘左瞄准远处与仪器同高点A，读取水平度盘读数α左，倒转望远镜盘右再瞄准A点，读取水平度盘读数α右。若α左=α右±180°，说明此条件已满足，若差值超过2′，则需要校正。校正：由专业人员进行。四、横轴垂直于竖轴的检验与校正检验：在离建筑物25m处安置仪器，盘左瞄准墙上高目标点P，将望远镜放平，十字丝交点投在墙上定出P1点。盘右瞄准P点同法定出P2点。若P1P2点重合，则说明此条件满足，若P1P2＞5mm，则需要校正。校正：该项校正应由专业维修人员进行。五、竖盘水准管轴垂直于竖盘读数指标线的检验与校正检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，观测L与R，L+R=360不校正，计算指标差x=(L+R-360°)/2。｜x︳30’’时，要进行校正。校正：用竖盘水准管微动螺旋，使中丝对准（R-x）位置，再调校正螺丝，使竖盘水准管气泡居中。第七节角度观测的误差来源及其消减方法一、仪器误差通常是仪器质量问题和仪器校正问题。1．视准轴误差望远镜视准轴不垂直于横轴时，其偏离的角值称视准差。2．横轴误差当竖轴铅垂时，横轴不水平，而有一偏离值称横轴误差。3．竖轴误差观测水平角时，仪器竖轴不处于铅垂方向，而偏离一个角度称竖轴误差。二、观测误差1．对中误差观测时，对中不准确，使得仪器中心与测站点的中心不在同一铅垂线上造成误差称为对中误差，偏的距离称为偏心距。2．整平误差测完一个测回要重新整平，再测下一测回。3．照准误差人眼分辩力为60″，照准误差为4．读数误差用分微尺读数，可估读到最小格值十分之一。以此作为读数误差。读数时要消除读数显微镜的视差。三、外界条件的影响1、松软的土壤和大风影响仪器的稳定；2、日晒和温度变化影响水准管气泡的运动；3、大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等。