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第三章角度测量§3.5经纬仪的检验与校正§3.6角度测量中的误差分析与注意事项§3.7电子经纬仪§3.5经纬仪的检验与校正一、经纬仪检校的目的确保经纬仪各轴线间保持正确的几何关系，使经纬仪处于良好的正常使用状态，能够正确的测角。二、仪器检校原则不受未检校项目的影响不破坏已检校项目的结果三、经纬仪的主要轴线及其应满足的几何条件主要轴线：竖轴VV水准管轴LL横轴HH视准轴CC几何关系：LLVVCCHHHHVV望远镜十字丝竖丝HH•由于仪器在出厂时，已严格保证水平度盘与竖轴的垂直，故当竖轴处于铅垂位置时，水平度盘即处于水平状态。竖轴的铅垂位置是利用照准部水准管气泡居中，即水准管轴水平来实现的。满足了LL⊥VV，就能使竖轴铅垂，水平度盘处于水平位置。•CC⊥HH和HH⊥VV在于保证得到竖直的视准平面。CC⊥HH时，视准面为一平面，否则，视准面成了两个对顶的锥面；HH⊥VV时，视准平面就成为竖直的平面，否则就成为一倾斜的平面。对于DJ6级光学经纬仪除了其主要几何轴线应满足上述要求外，还要对光学对点器是否正确地发挥了效用进行检验和校正，以确保仪器中心和测站点位于同一铅垂线上；还有，为了便于在观测水平角时用竖丝去瞄准目标，还要求十字丝竖丝垂直于横轴。另外，在作垂直角观测时，为了计算上的方便，应使竖盘指标差接近于零。四、经纬仪检验与校正的内容1、光学对点器效用正确性的检校2、水准管轴垂直于竖轴（LL⊥VV）3、十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝⊥HH,十字丝纵丝应处于铅垂面内）4、视准轴垂直于横轴（CC⊥HH）5、横轴垂直于竖轴（HH⊥VV）6、垂直度盘指标差x近于零1、照准部上的光学对点器整置仪器后，旋转照准部于不同位置，并在地面纸上标定十字丝中心照准点1、2…,若各点重合，说明光学对点器正确。否则需调整转向棱镜螺丝，使之照准各点的中心位置。123（一）光学对点器效用正确性的检验与校正2、基座上的光学对点器悬挂垂球，标定垂球尖位置，若十字丝中心和该点重合，说明光学对点器正确。否则需调整转向棱镜螺丝，使之照准该点。（二）水准管轴垂直于竖轴的检验与校正2、检验原理若仪器满足条件，管水准器水准轴与水平度盘平行管水准轴垂直轴水平度盘1、检校目的管水准器水准轴与水平度盘平行支架等高3、检验方法①仪器粗平：圆水准器气泡居中。②水准管平行某两个脚螺旋，使水准管气泡居中。③照准部旋转180°，若气泡仍居中，则满足要求，若气泡偏离，则需校正。e水平面垂直轴水平度盘管水准轴水平度盘水平面垂直轴e/2水平度盘垂直轴管水准轴管水准轴垂直轴水平度盘检校方法4、校正①用脚螺旋调一半；②用水准管校正螺旋调一半。此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中。校正螺丝（三）十字丝竖丝的检验校正1、检验①仪器整平②用十字丝竖丝最上端精确对准远处一明显目标点，固定水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，徐徐转动望远镜微动螺旋，若目标点始终不离开竖丝，说明此条件满足；否则应校正2、校正①用十字丝的交点瞄准P点。②用十字丝的校正螺旋调整。（四）视准轴垂直于横轴（2c）的检验与校正1、检验①盘左瞄准远处一点p，读数为M1，M=M1+c②盘右瞄准p，读数M2,M±180°=M2-c③M=1/2(M1+M2±180°)④c=1/2(M1-M2±180°)当c=0时，此项条件满足。否则，需校正。•视准轴不垂直于横轴，是由于十字丝交点位置不正确引起的。如图所示，K点为十字丝交点的正确位置，视准轴垂直于横轴HH。当经纬仪以盘左位置瞄准同高目标时，水平度盘读数指标在左，读数为M；盘右位置瞄准时，读数指标在右，读数为M′，两读数相差180°，即•M-M′=±180•若视准轴不垂直于横轴，在盘左位置，十字丝交点偏到K′点（比正确的K点偏右），视准轴偏斜了一个小角度c，c称为视准误差。若用此偏斜的视准轴瞄准同一P时，望远镜带着照准部必须沿水平度盘顺时针多旋转一个小角度c，这样，M1读数比正确的读数M就增大了一个c角，即:M1=M+c•在盘右位置，原盘左时的K′点，转到正确的K点左边K点位置，用它瞄准原P点时，望远镜带着照准部必须沿水平度盘逆时针多旋转一个小角度c，此时度盘读数M2比正确读数M′少了一个c角，即M2=M′-c因为M1=M+c，M2=M′-c，M-M′=±180所以M=1/2(M1+M2±180°)c=1/2(M1-M2±180°)由此，可得出结论：（1）盘左和盘右读数不相差180°，即有2倍视准误差存在；（2）在盘右位置进行校正时，需先计算出正确读数M′。（3）用盘左盘右两个位置观测同一目标，取其平均值作为该方向一测回的方向值，可消除视准误差的影响。2、校正①利用盘右位置，根据公式M=1/2(M1+M2±180°)计算正确读数M±180°，转动照准部微动螺旋，使指标线指向正确读数；②此时，十字丝交点偏离目标p点，利用校正针调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准p点即可；（五）横轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验①距墙壁20~30m安置仪器，墙壁上高处选一明显目标P，αΡ≥30°；②盘左：瞄P，望远镜水平，读数P1，标出P1；③盘右：瞄P，望远镜水平，读数P2，标出P2；④若P1、P2重合或位于同一铅垂线上,则满足要求，否则需校正。DctgPPi2212、校正（专业人员进行）①墙上定出P1、P2的中点PM；②利用盘右位置，调节水平微动，瞄准PM，将望远镜上仰（十字丝交点必偏离P点，至P＇点；③校正横轴一端支架上的偏心环，使横轴一端升高或降低，移动十字丝，精确瞄准P；（六）竖盘指标差的检验与矫正1、检验①仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水平方向的P点，读数为L，R。②计算竖直角和指标差α=（R－L－180°）/2X=(L＋R－360°)/2DJ6:若X≤60″，满足要求，若X60″，需要校正。2、校正①盘右瞄准P点；②调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为：R＝α＋x＋270°③调节指标水准管校正螺丝，使气泡居中。§3.6角度测量中的误差分析与注意事项一.仪器误差主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、加工不完善所引起的误差。1、视准轴误差（2c值，盘左、盘右取平均可消除）2、横轴倾斜误差（i角，盘左、盘右取平均可消除）3、度盘偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合，盘左、盘右取平均可消除）4、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱）5、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平可减弱）二、观测误差1、仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近180˚时影响最大；精确对中可减弱）2、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不能超过2格，否则，测回间重新整平）3、目标偏心差（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部可减弱）4、照准误差（消除视差，精确瞄准）5、读数误差（消除视差，认真读数）三、外界条件的影响外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。1、温度的影响（打伞遮阳）2、大气折光的影响（选择良好的天气观测）§3.7电子经纬仪电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。特点：1、采用电子测角系统，自动显示测量结果；2、可与测距仪组成全站仪；3、测量数据处理自动化。电子经纬仪采用光电扫描度盘和自动显示系统，根据光电扫描度盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪的测角系统也不同，主要有以下三种：（1）编码度盘测角系统（2）光栅度盘测角系统（3）动态测角系统其中光栅度盘测角方法使用较为广泛。一、光栅度盘测角系统的测角原理1、光栅：均匀地刻有许多等间隔细线的直尺或圆盘。★光栅的基本参数：刻线密度（每毫米的刻线纹数）和栅距。2、栅距：栅线宽度a与缝隙宽度b之和d（d=a+b）。通常a=b栅线为不透光区，缝隙为透光区，在圆形光栅盘上下对应位置装上光源和接收器，并可随照准部相对于光栅盘移动，由计数器累积移动的栅距数，从而求得所转动的角度值。因为光栅盘上没有绝对度数，而是累计之数，因而称光栅盘为增量式度盘，此读数系统为增量式读数系统。3、莫尔条纹将两块密度相同的光栅重叠，并使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，此时便会出现明暗相间的条纹，该条纹称为莫尔条纹。特点（1）两光栅间的夹角越小，条纹越粗，明暗条纹间隔也越大；（2）条纹的亮度成呈周期变化。设X为光栅编码盘相对移动量，Y为莫尔条纹移动量，则有：其中，或其中w为纹距，d为栅距。莫尔条纹的位移放大作用：当光栅相对移动一个栅距d时，条纹移动一个宽度周期w。ctg/YXX3438(/)d光栅度盘的下面放置一个发光二极管，上面是一个与光栅度盘形成莫尔条纹的指示光栅，指示光栅的上面是光电接收器。发光二极管、指示光栅和光电接收器的位置不动，光栅度盘随望远镜一起转动。随着莫尔条纹的移动，发光二极管将产生按正弦规律变化的电信号，将此信号整形，可变成矩形脉冲信号，对矩形脉冲信号计数，即可求得度盘旋转的角度。特点：自动读数、记录、计算。二、电子经纬仪显示屏及操作键盘三、电子经纬仪的使用用电子经纬仪进行角度测量时，其操作方法与光学DJ6经纬仪的操作方法基本一致。现以ET-02型电子经纬仪来说明仪器的使用。1、在测站上安置仪器，对中、整平与光学经纬仪相同。2、开机，按ON/OFF键，水平转动照准部和上下转动望远镜，使仪器初始化，显示屏自动显示水平度盘和竖直度盘以及电池容量信息。3、选择角度增量方向为顺时针方向Hr（R/L）；选择角度单位为360°，即度、分、秒（UNIT）；选择竖直角测量模式为天顶距Vz（V/﹪）。4、瞄准第一个目标，将水平角设置为0°00′00″（0SET）。转动照准部瞄准另一个目标，则显示屏上直接显示水平读盘角值读数并记录。5、进行下一步测量工作。6、结束测量，按ON/OFF键关机。