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1、 3.1水平角和竖直角的测量原理水平角和竖直角的测量原理 3.2 光学经纬仪光学经纬仪 3.3 经纬仪的使用经纬仪的使用 3.4 水平角的测量水平角的测量 3.5竖直角的测量竖直角的测量 3.6 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 3.7 角度测量的误差及注意事项角度测量的误差及注意事项 学习目标学习目标 1.了解角度测量的基本原理。2.了解光学经纬仪的基本检验和校正方法，掌握其构造和作用。3.了解角度测量误差及注意事项，掌握水平角和竖直角的测量方法。3 3.1.1.1 1水水平平角角的的测测量量原原理理n 要具有一个有刻划的度盘，并能安置成水平位置；n 度盘的中心必须位于角顶的铅垂线上；n
2、 照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所形成的是竖直面；n要有读数设备，读取投影方向的读数。3 3.1.1.2 2竖竖直直角角的的测测量量原原理理 在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或垂直角。视线在水平线之上称为仰角，符号直角或垂直角。视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。竖直角的测量原理 光学经纬仪主要由照准部光学经纬仪主要由照准部(包括望远镜、竖直包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部、水平度盘、基座三部
3、分组成。分组成。3 3.2 2.1 1DJDJ6 6型型经经纬纬仪仪结结构构水平制动螺旋水平制动螺旋水平微动螺旋水平微动螺旋管气泡管气泡采光镜采光镜竖直度盘竖直度盘3 3.2 2.2 2DJDJ2 2型型经经纬纬仪仪结结构构测微手轮测微手轮竖直度盘采光镜竖直度盘采光镜度盘换向度盘换向手轮手轮水平度盘水平度盘采光镜采光镜3 3.2 2.2 2DJDJ2 2型型经经纬纬仪仪结结构构2.2.换像手轮换像手轮 在读数显微镜内一次只能看到水平度盘或竖直度盘的影像，若要读取水平度盘的读数，要转动换像手轮，使轮上指标红线呈水平状态，并打开水平度盘反光镜，此时显微镜成水平度盘的影像。若打开竖直度盘反光镜，转动
4、换像手轮，使轮上指标线竖直，则可看到竖直度盘影像。3 3.2 2.2 2DJDJ2 2型型经经纬纬仪仪结结构构4.4.半数字化的读数方法半数字化的读数方法DJ2型光学经纬仪读数窗 对中的目的是使仪器的中心与测站的标志中心位于同一铅垂线上。对中方法如下。（1）将仪器安置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平。使光学对中器大致位于测站上，将三脚架踩牢。（2）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上的圆圈，拉或推动对中目镜使测站点影像清晰。（3）移动脚架或旋转脚螺旋使光学对中器精确对准测站点。3 3.3 3.1 1仪仪器器的的安安置置1.1.对中对中3 3.3 3.1 1仪仪器器的的安安置置2.
5、2.整平整平 （1 1）打开三脚架，使架头中心粗略对准地面点，装）打开三脚架，使架头中心粗略对准地面点，装上经纬仪，调节脚螺旋处于中间位置；上经纬仪，调节脚螺旋处于中间位置；（2 2）调节光学对点器，使其十字丝分划板清晰，地）调节光学对点器，使其十字丝分划板清晰，地面影像清晰；面影像清晰；（3 3）固定三脚架一脚，双手持脚架另二脚并不断调）固定三脚架一脚，双手持脚架另二脚并不断调整其位置，同时观察光学对点器十字分划，使其对准测整其位置，同时观察光学对点器十字分划，使其对准测站标志，踩实脚架站标志，踩实脚架；（然后调解角螺旋对中）；（然后调解角螺旋对中）（4 4）伸缩三脚架腿，调平仪器，使圆气泡
6、居中；）伸缩三脚架腿，调平仪器，使圆气泡居中；（5 5）转动脚螺旋，调节水准管气泡居中）转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复反复)；（6 6）观察对中情况，未完全对中，松开连接螺旋，）观察对中情况，未完全对中，松开连接螺旋，在架头上平移仪器，使对中器十字丝中心完全对准地面在架头上平移仪器，使对中器十字丝中心完全对准地面点；点；（7 7）重复以上）重复以上、步骤，直到完全对中整平为止。步骤，直到完全对中整平为止。3 3.3 3.2 2调调焦焦和和瞄瞄准准 经纬仪安置好后，用望远镜瞄准目标，首经纬仪安置好后，用望远镜瞄准目标，首经纬仪安置好后，用望远镜瞄准目标，首经纬仪安置好后，用望远镜瞄准目标，
7、首先将望远镜照准远处，调节对光螺旋使十字丝先将望远镜照准远处，调节对光螺旋使十字丝先将望远镜照准远处，调节对光螺旋使十字丝先将望远镜照准远处，调节对光螺旋使十字丝清晰；然后旋松望远镜和照准部制动螺旋，用清晰；然后旋松望远镜和照准部制动螺旋，用清晰；然后旋松望远镜和照准部制动螺旋，用清晰；然后旋松望远镜和照准部制动螺旋，用望远镜的光学瞄准器照准目标。转动物镜对光望远镜的光学瞄准器照准目标。转动物镜对光望远镜的光学瞄准器照准目标。转动物镜对光望远镜的光学瞄准器照准目标。转动物镜对光螺旋使目标影像清晰；而后旋紧望远镜和照准螺旋使目标影像清晰；而后旋紧望远镜和照准螺旋使目标影像清晰；而后旋紧望远镜和照
8、准螺旋使目标影像清晰；而后旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，通过旋转望远镜和照准部的微部的制动螺旋，通过旋转望远镜和照准部的微部的制动螺旋，通过旋转望远镜和照准部的微部的制动螺旋，通过旋转望远镜和照准部的微动螺旋使十字丝交点对准目标，并观察有无视动螺旋使十字丝交点对准目标，并观察有无视动螺旋使十字丝交点对准目标，并观察有无视动螺旋使十字丝交点对准目标，并观察有无视差。如有视差，应予以消除，具体方法与水准差。如有视差，应予以消除，具体方法与水准差。如有视差，应予以消除，具体方法与水准差。如有视差，应予以消除，具体方法与水准仪相同，即仔细转动物镜对光螺旋，直至尺像仪相同，即仔细转动物镜对光螺旋，直至尺
9、像仪相同，即仔细转动物镜对光螺旋，直至尺像仪相同，即仔细转动物镜对光螺旋，直至尺像与十字丝平面重合为止。与十字丝平面重合为止。与十字丝平面重合为止。与十字丝平面重合为止。3 3.3 3.3 3读读数数 打开读数反光镜，调节视场亮度，转动读打开读数反光镜，调节视场亮度，转动读数显微镜对光螺旋，使读数窗影像清晰可见。数显微镜对光螺旋，使读数窗影像清晰可见。读数时，除分微尺型直接读数外，凡在支架上读数时，除分微尺型直接读数外，凡在支架上装有测微轮的，均应先转动测微轮，使中间窗装有测微轮的，均应先转动测微轮，使中间窗口对径分划线重合后方能读数，最后将度盘读口对径分划线重合后方能读数，最后将度盘读数和分
10、微尺读数或测微尺读数相加所得的结果数和分微尺读数或测微尺读数相加所得的结果才是最终的读数值。才是最终的读数值。3 3.4 4.1 1测测回回法法测回法观测水平角 设O为测站点，A、B为观测目标，AOB为观测角。先在O点安置仪器，进行整平、对中，然后按以下步骤进行观测。3 3.4 4.1 1测测回回法法盘右位置盘右位置盘左位置盘左位置上、下半测回合起来称为一测回上、下半测回合起来称为一测回（1 1）（2 2 2 2）（3 3 3 3）3 3.5 5.1 1竖竖直直度度盘盘的的构构造造 竖直度盘部分主要由竖直度盘和竖直度盘读数指标组成；竖盘固定在望远镜横轴一端，并随望远镜一起绕横轴旋转。3 3.5
11、 5.2 2竖竖直直角角的的计计算算与与观观测测1.1.竖直角的计算竖直角的计算其竖直角计算公式为：其竖直角计算公式为：左左=90=90 L L 右右=R R 270270 竖直角竖直角:=（左左+右）右）3 3.5 5.2 2竖竖直直角角的的计计算算与与观观测测2.2.竖直角的观测竖直角的观测盘左盘左盘左盘左位置位置位置位置 瞄准目标后，用十字丝横丝卡准目标的固定位置，打开竖盘自动归零按钮，读取竖盘读数L，并记入竖直角观测记录表中。用所推导好的竖直角计算公式计算出盘左时的竖直角，上述观测称为上半测回观测。盘右盘右盘右盘右位置位置位置位置 仍照准原目标，读取竖盘读数，并记入记录表中。用所推导好
12、的竖直角计算公式计算出盘右时的竖直角，称为下半测回观测。上、下半测回合称一测回。3 3.6 6.2 2经纬经纬仪主仪主要补要补间的间的检验检验和校和校正正1.1.照准部水准管的检校照准部水准管的检校 目的目的：当照准部水准管气泡居中时，应使水平度盘：当照准部水准管气泡居中时，应使水平度盘水平，竖轴铅垂。水平，竖轴铅垂。检验方法检验方法：将仪器安置好后，先使照准部水准管平：将仪器安置好后，先使照准部水准管平行于一对脚螺旋的连线，转动这对脚螺旋使气泡居中；行于一对脚螺旋的连线，转动这对脚螺旋使气泡居中；再将照准部旋转再将照准部旋转180180，若气泡仍居中，说明条件满足，若气泡仍居中，说明条件满足
13、，即水准管轴垂直于仪器竖轴，否则应进行校正。即水准管轴垂直于仪器竖轴，否则应进行校正。校正方法校正方法：转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡：转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡退回偏离零点的格数的一半，再用拨针拨动水准管的校退回偏离零点的格数的一半，再用拨针拨动水准管的校正螺丝，使气泡居中。正螺丝，使气泡居中。3 3.6 6.2 2经纬经纬仪主仪主要补要补间的间的检验检验和校和校正正2.2.十字丝竖丝的检校十字丝竖丝的检校 目目的的：使使十十字字丝丝竖竖丝丝垂垂直直横横轴轴。当当横横轴轴居居于于水水平平位位置时，竖丝处于铅垂位置。置时，竖丝处于铅垂位置。检检验验方方法法：用用十十字字丝丝竖竖丝丝
14、的的一一端端精精确确瞄瞄准准远远处处某某点点，固固定定水水平平制制动动螺螺旋旋和和望望远远镜镜的的制制动动螺螺旋旋，慢慢慢慢转转动动望望远远镜镜的的微微动动螺螺旋旋。如如果果目目标标不不离离开开竖竖丝丝，说说明明此此项项条条件件满满足，即十字丝竖丝垂直于横轴，否则需要校正。足，即十字丝竖丝垂直于横轴，否则需要校正。校正方法校正方法：要使竖丝铅垂，就要转动十字丝板座或整：要使竖丝铅垂，就要转动十字丝板座或整个目镜部分。校正时，首先旋松固定螺丝，转动十字丝个目镜部分。校正时，首先旋松固定螺丝，转动十字丝板座，直至竖丝铅垂，然后再旋紧固定螺丝。板座，直至竖丝铅垂，然后再旋紧固定螺丝。3 3.6 6.
15、2 2经纬经纬仪主仪主要补要补间的间的检验检验和校和校正正4.4.横横轴的检校轴的检校 目的：使横轴垂直于仪器竖轴。检验方法：将仪器安置在一个清晰的高目标附近，其仰角为30左右。盘左位置照准高目标M点，固定水平制动螺旋，将望远镜大致放平，在墙上或横放的尺上标出m1点，如图312所示。纵转望远镜，盘右位置仍然照准M点，放平望远镜，在墙上标出m2点。如果m1和m2重合，则说明此条件满足，即横轴垂直于仪器竖轴，否则需要进行校正。校正方法：此项校正一般应由厂家或专业仪器修理人员进行。3 3.6 6.2 2经纬经纬仪主仪主要补要补间的间的检验检验和校和校正正5.5.竖盘指标水准管的检校竖盘指标水准管的检
16、校 目的目的：使竖盘指标差：使竖盘指标差X X为零，指标处于正确的位为零，指标处于正确的位 检验方法检验方法：安置经纬仪于测站上，用望远镜在盘左、：安置经纬仪于测站上，用望远镜在盘左、盘右两个位置观测同一目标，当竖盘指标水准管气泡居中盘右两个位置观测同一目标，当竖盘指标水准管气泡居中时，分别读取竖盘读数，计算出指标差。如果指标差超过时，分别读取竖盘读数，计算出指标差。如果指标差超过限差，则须校正。限差，则须校正。校正方法校正方法：求得正确的竖直角后，不改变望远镜在盘：求得正确的竖直角后，不改变望远镜在盘右所照准的目标位置，转动竖盘指标水准管微动螺旋，根右所照准的目标位置，转动竖盘指标水准管微动
17、螺旋，根据竖盘刻划注记形式，在竖盘上配置相应的盘右读数，此据竖盘刻划注记形式，在竖盘上配置相应的盘右读数，此时竖盘指标水准管气泡必然不居中，只需用拨针拨动竖盘时竖盘指标水准管气泡必然不居中，只需用拨针拨动竖盘指标水准管上、下校正螺丝使气泡居中即可。对带补偿器指标水准管上、下校正螺丝使气泡居中即可。对带补偿器的经纬仪仅需调节补偿装置。的经纬仪仅需调节补偿装置。3 3.6 6.2 2经纬经纬仪主仪主要补要补间的间的检验检验和校和校正正（1 1）装置在照准）装置在照准部上的光学对中部上的光学对中器的检验。器的检验。6.6.光学对中器光学对中器的检校的检校（2 2）装置在基）装置在基座上的光学对座上的
18、光学对中器的检验。中器的检验。3 3.7 7.1 1仪仪器器误误差差（1 1）视准轴不垂直）视准轴不垂直横轴的误差横轴的误差（5 5）度盘）度盘刻划误差刻划误差（2 2）横轴横轴不垂直不垂直竖轴的竖轴的误差误差（4 4）度盘）度盘偏心误差偏心误差（3 3）竖轴倾斜竖轴倾斜误差误差Text3 3.7 7.2 2观观测测误误差差（2）目标偏心目标偏心误差误差（1）测站偏心测站偏心误差误差（3）照准及照准及读数误差读数误差3 3.7 7.3 3外外界界条条件件的的影影响响 观测是在一定的条件下进行的，外界条件对观测质量会有直接的影响，如松软的土壤和大风影响仪器的稳定，日晒和温度变化影响水准管气泡的运动，大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等，这些都会给观测结果带来误差。因此，要选择目标成像清晰稳定的有利时间进行观测，设法克服或避开不利条件的影响，以提高观测成果的质量。