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工程测量技术课件之角度测量_图文

第3章 角度测量
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 水平角测量的原理 DJ6经纬仪构造与读数 DJ2经纬仪构造与读数 经纬仪的使用 水平角的观测 竖直角测量原理与观测法 经纬仪的检验与校正 水平角测量误差分析 电子经纬仪简介











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3.1 水平角测量的原理 ※ 水平角(horizontal angle)的概念
b

加 考 试
水平面
o’


B
β
b
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O



顺 时 针 注 记

a β

A

β= b - a

a

水平角:两条相交直线在水平面上的投影之间的夹角。

经纬仪必须具备三个条件:
①有一个能够置于水平位置带刻度的圆盘,圆盘必须安

②有一个能够在上、下、左、右旋转的望远镜,并且能 够指示读数。

③应有一个能指示读数的指标。




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置在角顶点的铅垂线上。



3.2 DJ6光学经纬仪构造与读数
1. 经纬仪的分类 (1)按精度分: DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等5个级。 D表示:大地‘Dadi’,J表示:经纬仪‘Jingweiyi’ 07表示:观测一个方向的中误差为±0.7″

(2)按构造分:

(a)光学经纬仪 (b)电子经纬仪
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6表示:观测一个方向的中误差为±6″







☆光学经纬仪☆ 北光TDJ6型 苏光J2型


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☆电子经纬仪☆
北光DJD2型 南方ET-02/05型


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2. J6级经纬仪的构造
(1)照准部 指经纬仪上部可转动部分, 要包括下列各部件:
③光学读数装置 ⑤水平制、微动螺旋 ⑥望远镜制、微动螺旋 ⑦光学对中器

照准部


①望远镜及其相连的横轴 ②竖盘 ④水准管

试 考


⑧竖轴


水平度盘部分 基座部分 DJ6型经纬仪的构造
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(2)水平度盘

水平度盘用光学玻璃刻制而 成,其上刻有0°~360°分划。 (3 )基座:支撑仪器,设有3个脚螺 旋,作为整平仪器用



TDJ6型光学经纬仪

站 试 加 油 考

望远镜 制动螺旋

望远镜 水准管

望远镜 微动螺旋 转盘螺旋 拨盘螺旋杠杆 脚螺旋

水平制动螺旋 水平微动螺旋

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3 .光学经纬仪的读数法
(1)分微尺测微器(TDJ6型)
H

水平度盘


0 1 2

257
3

256
5 6

油 加
3

4

0


1


2 4

5

6

128 V

竖直度盘

127

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(2)单平板玻璃测微器(DJ6-1型) 水平度盘从 0°~360°,每 度一注记,1° 分成2格每格为 30′。 测微盘1格 20″,可估读至 5″




8989 129 128

测微盘


55

1010

`

15 15

竖盘

8888

8787

8686




水平盘
127

测 微 手 轮

126

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3.3 DJ2级光学经纬仪的构造与读数
望远镜制动螺旋 读数手轮 拨盘螺旋
水平制动螺旋

油 考 试 加


照准部水平微动螺旋
读数窗显示变 换螺旋 TDJ2型 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》

双光锲数字式读数法(北光TDJ2型)
旋转测微手轮使下窗口的上 下度盘分划影象(水平度盘对
径分划影象)对齐后读:

3 代表 30′

74°34′8″

4


0 1 2

站 加
74 3 75
4 4

测 微 手 轮



分数值


秒数值

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双光锲附合读数法(蔡司010)
旋转测微手轮使窗口 上下度盘分划影象 (即度盘对径分划影象) 对齐后读: 163°34′08″。
4

对径分划内有 3 格代表 30′


0 1


163 164




4

测 微 手 轮



4

2

分数值

秒数值
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343

344

3.4 经纬仪的操作
1.经纬仪的测站安置工作:对中、整平
(1)对中:

步骤:

①脚架安置在测站上,高度适中,架头大致平。在连接螺旋下方挂一垂 ②装上经纬仪,旋上连接螺旋,检查对中,若相差不大(1-2cm),稍松开 中误差小于3mm。 ③ 用光学对中器对中。在用垂球大致对中后,粗平仪器,然后用光学对 中器对中,先转其目镜使刻划圆圈清晰,再推拉目镜管使地面点成象清晰,在 架头移动仪器,使地面点位于刻划圈中心,使对中误差达到1mm。
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连接螺旋,双手扶基座,在架头上移动仪器,使垂球尖精确对准测站点,使对



球,调节线长,以便于垂球对准测站点。







目的:使度盘的中心与测站点在同一条铅垂线上。对中的误差应小于3 mm。

正确使用垂球线调节板
连接螺旋 垂球线调节板



油 试
脚架伸缩腿
注 意 连 接 法


测站


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用光学对中器对中的步骤:
1.架面要基本平,悬挂垂球大致对中: 安三角架时,架面要基本上平,并调节基座螺旋大致等高。悬 挂垂球对中。。 2.粗平: 光学对中器对准地面测站点时,仪器的竖轴必须竖直,因此应 调脚螺旋使圆水准器气泡居中。 3.操作光学对中器: (1)旋转光学对中器的目镜使分划板的刻划圈清晰,再推进或拉 出对中器的目镜管,使地面点标志成象清晰。 (2)稍微松开中心连接螺旋,在架头上平移仪器(尽量做到不 转动仪器),直到地面标志中心与刻划中心重合,最后旋紧连接螺 旋。检查圆水准器是否居中,检查对中情况,反复进行调整,从而 保证对中误差不超过1mm。











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光学对中器对中原理图示
对中器物镜 对中器 瞄准视线 对中器目镜 分划板 支架 直角棱镜


垂球


(b)粗平后

水平度盘 脚螺旋 中心螺旋

(a)未粗平




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(2)整平
整平的目的是使水平度盘处于水平位置。首先使圆水 准管使仪器大致水平,然后用水准管使仪器精确整平。


照准部旋转90?
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左手大拇指的运动的方向是 气泡运动的方向。



(3)瞄准

瞄准目标是用十字丝的竖丝,单丝平分目 标,双丝夹住目标。


P 1.旋转目镜螺旋使十字丝成象清晰; 2.转动照准部,用粗瞄准器瞄准目标; 3.旋转对光螺旋消除视差; 4.用水平微动螺旋精确瞄准目标。


P




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3.5 水平角的测量方法
1.测回法
O

A

① 将经纬仪安置在测站点 O 上,进行对中和整平。 ② 盘左位置,瞄准左方目标,用拨盘螺旋转水平度盘对准0° 或比0°大点,得读数为a。 β左= b- a

③ 盘右位置,先瞄右方目标,读数 b’。 逆时针转动照准部,再瞄左目标,读数a’。 β右= b’ – a’ 完成下半测回观测。
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完成上半测回观测。



顺时针转动照准部,瞄准右目标,得读数 b。







B

A

0 B
上半测回:盘左:A→B(顺时针) 下半测回:盘右:B→A(逆时针) β左= b- a β右= b’ – a’





一个测回

此法适用于只有两个目标时的测角。 为了减少度盘的刻划误差的影响,各个测回的起始方向读数 应该改变 180°/ n (n为测回数) 各测回角度之差,不大于 24″。
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上、下半测回角度之差应小于 40″。



测回法测角记录表

B 右 A A 左

68 该改变 180°/ n 。 248 49 30 180 02 24



O (1)

B

68 49 18





测 站

上、下半测回角度之 各测回角度之差,不大于24″ ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ 差应小于 40″ 0 02 06 A 为了减少度盘的刻划误差,各个测回的起始读数应 68 47 12 左
47 09 68 47 06 68 47 06 68 47 06 68 47 03 68 47 00 270 01 48
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目 标

竖盘 位置

水平度盘 读 数

半测回角值

一测回角值

各测回角 值



90 01 36



O (2)

B B 右 A

158 48 42 338 48 48

A

o
B

☆水平角角值的计算应注意☆
(1)
″ 8′ 42

(2)
A
″ 5 ′4 8 A 3

?3

站 油
?1 2

0 270 β 180 90
115

2 33

?

32

2 70





β=第2个目标读数b - 第1个目标读数a

β= 115?12 ′22 ″ - 32?38 ′42″
= 82?33 ′40 ″



当b<a时,b应加360°后再减

β= (55?12 ′25 ″ +360?)-
332?38 ′45 ″=82?33 ′40 ″

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90

′ 22 ″ B

β
180

0
5 5 ?1 2 ′25 ″

B

2.方向观测法(全圆测回法)
此法适用于多于两个目标的测角。
① 将经纬仪安置在测站点 O 上,进行对中和整平。 ② 盘左位置,瞄准起始目标 A ,用拨盘螺旋转水平度盘对

C等,分别读数得b,c等,最后又回到 A 点,读数 a’。





准0°或比0°大点,得读数为a。顺转照准部,依次瞄准目标B、
A



过程,称为归零。两次瞄准目标 A 的读 数差称为归零差?, ?= a- a′。 J6级经纬仪,归零差不得大于 18″。 以上过程称为上半测回。 O



盘左从 瞄准目标A 到又回到 A 的
B



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C

③ 盘右位置,先瞄 A 目标,读数 a。 ④ 逆时针转动照准部,依次瞄准目标C、B 等,分别读数得c,b 等,最后又回到A A 点,读数 a’。





以上过程称为下半测回。





B

注意检查下半测回归零差也不

O



得大于 18″

上半测回:盘左:A→B→C→A 一个测回 下半测回:盘右:A→C→B→A

C

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全圆测回法记录表
水平度盘读数 测 目 站 标 ° 盘左 ′ ″ ° 盘右 ′ ″ 2C ″ 盘左、盘 右平均值 ° ′ ″ ° 归零方 向 值 ′ ″ 各测回归 零方向平 均 值 ° ′ ″ 水平角值 ° ′ ″

A

0 01 06

180 01 12 -6


0 01 09

(00 01 12) O B 62 48 36 242 48 30 +6 (1) C 151 20 24 331 20 24 0 A 0 01 12 180 01 18 -6



0 00 00 62 47 21

0 00 00 62 47 19



62 47 19 88 31 54 208 40 47

62 48 33



151 20 24 0 01 15 (90 01 10) 90 01 06 152 48 27 241 20 24 90 01 15

151 19 12 151 19 13

A



A
0 00 00 62 47 17 151 19 14

O B 152 48 30 333 48 24 +6 (2) C 241 20 30 61 20 18 +12 A 90 01 18 270 01 12 +6

90 01 06

270 01 06 0

B O C

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各测回同一方向归零后的方向值不相等,其差不

起始方向,这样的观测方法称为方向观测法。
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不作归零校核,即照准部依次瞄各方向后,不再瞄准



若一个测站上观测的方向不多于三个,观测时可





向的最后结果。



大于24″。符合要求,则取平均值作为各测回归零方

3.水平角观测注意事项
(1)脚架高度要调合适,目估架面大致水平,调脚螺旋高度大致等 高,脚架踩实,中心螺旋拧紧,观测时手不要扶脚架,转动照准 部及使用各种螺旋时,用力要轻。 (2)对中时,先用垂球对中,然后再用光学对中器精对中。测角精 度要求越高,或边长越短,则要求对中要越准确。

(4)要消除视差,并用十字丝交点照准目标底部或桩上小钉。 (6)水准管气泡应在观测前调好,一测回过程中不允许再调,如气 泡偏离中心超过一格时,应再次整平重测该测回。 (7)全圆测回法观测时,应注意选择清晰目标作为起始方向。
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(5)按观测顺序记录水平度盘读数,边测边检查,限差超限重测。





(3)整平时,先粗平后精平。若观测目标的高度相差较大时,要特 别注意仪器整平。





3.6 竖直角测量原理与观测法
1.竖直角(vertical angle)测量原理
竖直角定义:是在同一竖直面内倾斜视线与水平视线的夹角。 竖直角:0 ° ~90° 天顶距 铅 垂 线

天顶距定义:从测站铅垂线的天顶至观测目标视线所组成的夹角。 天顶距: 0 ° ~180°
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仰角+α 俯角-α







水平线

☆竖直角测量原理演示☆


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水平




α





2.竖直度盘、读数指标和望远镜三者的关系演示
竖直度盘固定在望远镜横轴一端,随望远镜在竖直面内一起俯 仰转动。读数指标与竖盘、望远镜不相连 ,而与水准管相连,可 微动。

油 加
180 0 180180 18 180



270 70 2 70 2
0 0 0

270

0


90



读数指标

DJ6-1

OFF

ON

浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 TDJ6

90

90 90 90

0

3.竖盘指标差概念
当望远镜视线水平时,如果竖盘指标归零开关巳打开,则 指标线所指的读数理论上应为9O°或27O°,但实际上并非严格理 标线顺着度数增加方向超过90 °(或27O° ) x为正,反之,x为 负。
270




270

180

0


物镜

论值,与理论值之差称为竖盘指标差x。指标差x有正负之分。指



180

0
90



物镜

90

目镜

目镜

x

x X为负
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x为正

不论什么竖盘类型竖角α,指标差x的通用公式
a = x = 1 (a L + a 2 1 (L + R 2
R

) 360o)

望远镜水平时
270


α'

α′=水平视线读数90° -倾斜视线读数 L
望远镜倾斜时


0
° 90


18 0
90

(1)当望镜向上时,竖盘读数减少的情况,近似竖角α′为



180

90

L

0

对于TDJ6型,盘左,当望镜向上时,竖盘读数减少的情况 αL=90 °-L


270

从上列公式可知:计算α及x,关键在于求算αL及αR。,方法是:

° 90

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(2)当望镜向上时,竖盘读数增加的情况,近似竖角α′为

α′=倾斜视线读数 R– 水平视线读数270°
盘右视线水平时
90
27 0

盘右视线倾斜时


90


R 270

18 0

α'

0

180



270

对于TDJ6型,盘右,当望镜向上时,竖盘读数增加的情况

αR=R - 270°
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0

0 27

竖角及指标差通用公式的推导
盘左
180
270 270

180

90+x

0

90+x

0
90

物镜

90

目镜

油 加
180



物镜

目镜

x x为正

x x为负

盘左时,无论指标线偏向何方,起始读数均为(90°+X)
90

270+x

0


物镜 盘右观测时,视线水平时的起 始读数为(270°+X)
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盘右

目镜

270

x



望远镜水平时
270



(1)当望镜向上时,竖盘读数增加的情况(例如Dj6-1盘左) 望远镜向上时
0


180


α



0


90
MO

根据竖角测角原理可知:竖角就是望远镜视线倾斜时读数 和水平时的读数的差数。 水平视线读数理论值应为9O°或27O°,实际水平视线读 数为MO,视线倾斜时的读数设为L(或R)。因此,竖角α就等于 MO 与L(或R) 两者之差。

27 0

90
MO

L
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竖角α为

α=倾斜视线读数L – 水平视线读数MO

18 0

(2)当望镜向上时,竖盘读数减少的情况(例如TDJ6): 望远镜水平时
270 α

望远镜向上时

180


90

90
MO=90+x



L
MO

盘左时

α =90°+ x –L 令αL= 90? – L ∴ α= αL+ x --------------------------(1)
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竖角α为

α=水平视线读数MO -倾斜视线读数L



x

0



180

27 0

α

0

盘右时,当望远镜向,竖盘读数增加的
盘右视线水平时
90
27 0+

盘右视线倾斜时

90


18 R 0 270 +x
27 0

α

0

180

270 x

加 考 试


0

x

x

竖角α为

α=倾斜视线读数R -水平视线读数(270?+x)

α=R –(270?+x)=R – 270? – x 令αR=R – 270? ∴ α= αR – x -------------------(2)
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盘左:α= αL+x

--------------------(1)

盘右: α= αR – x -------------------(2)


L

竖角

a =

1 (a 2


+ a
R

由(1)式加(2)式得:

1 x = ( L + R - 360 o ) 2



1 x= (α R - α L ) 2



由(1)式减(2)式得指标差:


)

----------------(3)

--------------(4)

对于DJ6-1型经纬仪也适合。(3)、(4)两式是通用的公式。 (反时针刻划)
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6.竖角观测步骤 望远镜
1. 经纬仪安置于测站A上,对中、整
竖盘

平。盘左位置瞄准目标,要用十字丝的横
指标自动归零开关 丝切于目标的顶端,如右图所示。
ON
OF F

2. 把竖盘指标自动归零开关打开,即转螺旋使其ON对准支架 上的红点。此时即可读竖盘读数(读数窗中V窗口)。例如,瞄准目

3.盘右位置,再瞄准目标B,注意仍用十字丝的横丝瞄准目标 顶端,此时读竖盘读数R为281°42′00″,记入表格。
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标B盘左读数L为78°18′18″,记入表格。









竖角观测记录表
180

270





竖盘为顺时针刻划如右图: 盘左近似竖角αL= 90? - L 竖角测回值,即 90 αL= (北光TDJ6型) 90? - 78°18′18″ 物镜 1 a = (a L + a R ) = 11°41′42″ 2
竖角值α 测回值 测站 目标 盘位 竖盘读数 指标 差 x



近似竖角
11°41′42″



盘右近似竖角αR=R -270? L αR= 281 ° 42 ′0078° - ″ 18′18″ 270? =11 ° 42 ′ 00 ″ A B



11 41 51
11 42 -6 32 -6 00 48

0

+9

R L A C R

281 42 96 32

00 48

指标差x
x= 1 ( L 32 360o -6 + R -34 ) 2

+14

263 27 40

32 20

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3.7 经纬仪的检验与校正
经纬仪轴系间应该满足的条件:
(LL ⊥ VV) (2)圆水准器轴平行于竖轴 (L′L′∥VV)

(4)望远镜视准轴垂直于横轴 (CC ⊥ HH) (HH ⊥ VV) (6)竖盘指标差应接近于零
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(5)横轴垂直于竖轴





(3)十字丝竖丝应垂直于横轴







(1)水准管轴垂直于竖轴

1.照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正
(1)目的:照准部水准管轴 ⊥ 竖轴 当照准部水准管轴垂直于仪器竖轴时,仪器整 平后,则竖轴铅直,水平度盘保持水平。

将仪器大致整平,转动照准部,使水准管平行于 任一对脚螺旋。调节两脚螺旋,使水准管气泡居中。 将照准部旋转180?,此时,若气泡仍然居中,则说明 满足条件。若气泡偏离量超过一格,应进行校正。
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(2)检验方法:





☆照准部水准管轴垂直于竖轴的检校原理☆
如下图(a)所示,若水准管轴与竖轴不垂直,之间误差 角为α 。当水准管轴水平时,竖轴倾斜,它与铅垂线夹角为 α 。当照准部旋转180°,基座和竖轴位置不变,水准管调 头,如下图(b) ,气泡不居中了,水准管轴与水平面夹角 为2α,这个夹角将反映在气泡偏离居中的格值。

校正时,可用校正针调整水准管校正螺丝,使气泡退回偏 移量的一半(即α),见上图(c),此时水准管轴巳垂直于竖 轴。最后,调整脚螺旋使水准管气泡居中,如上图(d)。这 时,水准管轴水平,并且竖轴处于竖直位置。这项工作要反复 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 检验直到满足要求。











2.圆水准器轴平行于竖轴
(1)检验
行。如缺少此项检校,以后就无法使用圆水准器作粗略 整平。检验的方法是,首先用已检校的照准部水准管, 把仪器精确整平,此时再看圆水准器的气泡是否居中, 如不居中,则需校正。 检验的目的是检查圆水准器轴是否与仪器的竖轴平

在仪器精确的整平的条件下,用校正针直接拨动圆水 准器底座下的校正螺丝使气泡居中即可,校正时注意: 校正螺丝一松一紧。 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》



(2)校正









3.十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正
(1)目的:十字丝竖丝垂直于横轴,最终使十字丝 竖丝
铅直。

(2)检验:



用十字丝中点精确瞄准一个清晰目标点P,然后锁紧 望远镜制动螺旋。慢慢转动望远镜微动螺旋,使望远镜上、 下移动,如P点沿 竖丝移动,则满足 条件,否则需要校正。








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(3)校正:
旋下目镜十字丝分划板的护盖,松开4个压环螺丝, 如下图所示,慢慢转动十字丝分划板座,使竖丝重新与目 标点A重合,反复检验,直至条件完全满足。最后旋紧4 个压环螺丝,旋上十字丝分划板护盖。


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4.视准轴垂直于横轴的检校
当横轴水平时,望远镜绕横轴旋转,其视准面应是铅垂面

(2)检验:

(B)四分之一法



(A)盘左盘右读数法(正倒镜取中法)



方法有两种:


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(1)目的:视准轴 ⊥ 横轴

(A)盘左盘右读数法(正倒镜取中法)
①经纬仪整平后,盘左位置,望远镜水 平方向瞄准远方一清晰目标或瞄准白墙上 某一标志,读取水平度盘读数L。 假设十字丝交点偏右,使视淮轴偏向 左侧C角,因此盘左水平度盘读数L比正 确盘左读数L0大了C值,即 L=L0+C --------------------------(1)
P P



c

c



公式(1)-(2)得:



②倒转望远镜成盘右位置,仍瞄准同一目标 ,读水平度盘读数为R。由于倒镜后视准轴 偏向右侧C角,因此盘右水平度盘读数R 比 正确盘右读数R0小了C值,即 R= R0-C --------------------------(2)
2c=L-R+ R0- L0= L-R±180°
C = L- R 2
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盘 左

盘 右

180o

因此视准轴误差C为 如果C>±1′ 应校正

(B)四分之一法
如右图,在平坦地区选择 距离60m的A、B两点。在其中 点O安置经纬仪。A点设标志。 B点横放一根刻有毫米分划的 直尺。尺与OB垂直,并使A点、 B尺和仪器的高度大致相同。 盘左位置瞄准A点,固定 照准部,纵转望远镜,在B尺 上读数为B1。然后用盘右位置 照准A点,再纵转望远镜,在B 尺上读数为B2。若B1和B2重 合,表示视准轴垂直于横轴, 否则条件不满足。






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? B1OB2

4c

B1 B2 r 为4倍照准差。由此计算得: c = 4D

对于DJ6型经纬仪,当c>30″时必须校正。

OB3便与横轴垂直。用校正针拨十字丝校正螺旋(左、 右),一松一紧,平移十字丝分划板,直到十字丝交点与B3 点重合,最后旋紧螺丝。





在盘右位置,保持B尺不动,在B尺上定出B3点,使

1 B2 B3 = B1 B2 4





ρ″ =206265″ 。


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式中:D--O点到B尺之间的水平距离。

(2)校正:
①盘右位置,旋转照准部使水平度盘对准盘左盘右读数的平 均值(当然R应±180°后平均)。 ②此时由望远镜纵丝偏离目标,调整十字丝环左右螺丝,首 先要先松上下校正螺丝中一个,再一松一紧左右校正螺丝,使十 字丝分划板左右移动。


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5.横轴垂直于竖轴的检校
检验时,在距墙30M处安置经纬 仪,在盘左位置瞄准墙上一个明显 高点P,见右图。要求仰角应大于 30°。固定照准部,将望远镜大致 放平,在墙上标出十字丝中点所对 位置P1。


C H V C
盘右

H i P' P i





D 再用盘右瞄准P点,同法在墙上 标出P2点。若P1与P2重合,表示横 轴垂直于竖轴。若两点不重合,表 示条件不满足,两轴不垂直的误差 为i角,可用下式计算: 式中:D为仪器到墙的距离 1 AB i= 醋 r α为P点的竖角 2 D tan a 对于DJ6型经纬仪,当i>±20″时必须校正。 V
α

P1

Pm P 2





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横轴校正步骤:
用望远镜瞄准P1、P2直线的中点Pm,固定照准部。 然后抬高望远镜使十字丝交点处于Pˊ点。由于i角的 影响, Pˊ与P不重合。

点。由于经纬仪横轴密封在支架内,该项校正应由专 业维修人员进行。
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丝,使横轴一端升高或降低,直到十字丝交点对准P



校正时应打开支架护盖,放松支架内的校正螺







6.竖盘指标差及其检校
1. 检验 用正倒镜观测远处大约水平一清晰目标3个 测回,或对3个清晰目标各测一测回。然后,按下 列公式算出指标差x:

三测回取平均,如果x大于±1′,则需校正
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1 x = ( L + R - 360 o ) 2









2、 校正: 先计算盘右瞄准目标的正确的竖盘读数(R-x),旋转 竖盘指标水准管的微动螺旋对准竖盘读数的正确值,此 管的校正螺丝使气泡居中。校正后再复查。 对于有竖盘指标自动归零的经纬仪(如TDJ6),仍 用改锥拧下螺钉,取下长形指标差盖板,可见到仪器内 部有两个校正螺钉,松其中一螺钉紧另一个螺钉,使垂 直光路中一块平板玻璃转动,从而改变竖盘读数对准正 确值便可。
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会有指标差存在,检验方法同上。校正方法不同,首先







时,水准管气泡必偏歪,打开护盖,用校正针拨动水准

7.光学对中器的检校
1. 检验 检验时目的检查光学对中器的视准轴与仪器竖轴是否重合。检验的方法是: (1)经纬仪粗略整平,将一张白纸板放在仪器的正下方地面上,使白纸板在对中 器的视场中心,压上重物,使其固定。 (2)转照准部使对中器目镜位于一个脚螺旋方向,将对中器刻划中心投绘在白纸 板上,得a点,如图所示。 (3)再转照准部使对中器目镜位于另一个脚螺旋方向,将对中器刻划中心投绘 在白纸板上,得b点。 (4) 再转照准部使对中器目镜位于第三个 脚螺旋方向,将对中器刻划中心投绘在白 纸板上,得c点。如果a、b、c三点重合,说 明条件满足。否则需校正。 2. 校正 如图3所示,找出a、b、c三角形的重 心O。用校正针调节对中器四个校正螺丝 (一松一紧),使对中器刻划圆圈对准O点。 反复检验与校正,直至条件满足要求。
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经纬仪检校项目总结
1.照准部水准管轴垂直于竖轴的检校 2. 圆水准器轴平行于竖轴的检校 3.十字丝竖丝垂直于横轴的检校 4.视准轴垂直于横轴的检校 5.横轴垂直于竖轴的检校 6.竖盘指标差的检校 7.光学对中器的检校











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3.8 角度测量误差分析

由于盘左、盘右观测时(c)″符号相反,故水平角观测时, 可采用盘左、盘右取平均值的方法加以消除。
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的误差。 (1)视准轴误差:由视准轴不垂直于横轴引起的,对水平 视准轴误差 方向观测值的影响为: c?

(c )?



c o sα





角度测量误差来源有仪器误差、观测误差、外 界环境造成的误差。 1.误差包括仪器校正之后的残余误差及仪器加工不完善引起

(2)横轴误差:由于支承横轴的支架有误差,造成横轴与竖轴不 横轴误差 垂直。盘左、盘右观测时对水平角影响为(i)″其值为:

(i )?

i tanα

(3)竖轴倾斜误差: 竖轴倾斜误差

竖轴应处于铅垂位置,但是由于水准管整平不够精确,造成竖轴 倾斜,从而引起横轴不水平,给角度测量带来误差,其误差大小随 瞄准不同方向、横轴处于不同位置而变化,根据推导得知竖轴倾斜 角v,对水平度盘读数的影响(v),其关系如下:

(v ) = v 鬃 b tg a cos
式中β为竖轴倾斜最大时的视准轴方向与瞄准目标方向的夹 角,α为目标的竖角。 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》









盘左、盘右符号相反,所以也可以采用正倒镜观测取平均值的方法 消除。



正倒镜瞄准同一目标,竖轴倾斜角v与β角都是相同的,即(v) 符号不变。因此,正倒镜的平均值不能消除竖轴倾斜对水平方向的 影响。 测量前应严格检校仪器,观测时仔细整平,并始终保持照准部水

(6)竖盘指标差:可用盘左、盘右取平均值的方法消除。 竖盘指标差
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(5)度盘刻划不均匀误差:由于仪器加工不完善引起的。 度盘刻划不均匀误差 可用不同度盘位置观测,削弱此误差的影响。



(4)度盘偏心差:主要是度盘加工及安装不完善引起的。 度盘偏心差 可以用盘左、盘右读数取平均值的方法予以减少。





准管气泡居中,气泡不可偏离一格。



2.观测误差

e = e1 + e2 = r e[



e1 ?

r e sin q D1

sin q sin(b '- q) + ] D1 D2


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b = b '+ (e1 + e2 )



如下图,O点为测站点,A、B为目标点,Oˊ为仪器中心在地 面上的投影。O Oˊ为偏心距,用e表示。则对中引起的测角误 差为





(1)对中误差:在观测时,若经纬仪对中有误差,将使仪 对中误差 器中心与测站点不在用一铅垂线上,造成测角误差。

sin q sin ( b '- q ) e = e1 + e 2 = r e[ + ] D1 D2
从上式可见,对中误差的影响ε 与偏心距成 正比,与边长成反比。当βˊ=180°,θ = 90°时, ε角值最大。当e=3mm, D1=D2=60m 时,对中误差为 1 1 e = r e( + ) = 2 0 .6 " D1 D2 这种误差不能通过观测方法消除,所以在测 水平角时要仔细对中,在短边测量时更要严格对 中。











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目标偏斜对观测方向影响为:

从上式可见,目标偏心误差对水平方向影响与e成正 比,与边长成反比。 为了减少这项误差,测角时标杆应竖直,并尽可能瞄准底部。
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e d sin a e= r= r D D





e = d sin a



(2)目标偏心差:由于标杆倾斜引起的。如标杆倾斜, 目标偏心差 又没有瞄准底部,则产生目标偏心误差,见下图, O 为测站,A为地面目标,AAˊ为标杆,杆长d,杆倾角 α 。目标偏心差为

对于DJ6型经纬仪,v=28,



mv =




60" v

(3)照准误差:测角时由人眼通过望远镜瞄准目 照准误差 标产生的误差称为照准误差。影响照准误差的因 素很多,如望远镜放大倍数、人眼分辨率、十字 丝的粗细、标志形状和大小、目标影像亮度、颜 色等,通常以人眼最小分辨视角(60″)和望远 镜放大率v来衡量仪器的照准精度,为:




mv =

2.2"

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(3)读数误差 读数误差与观测者技术熟练程度、读数窗的

差m0 为

对于Dj6经纬仪,t=1′则读数误差 m0=±0.1′=±6″
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m0 =±0.1t







清晰度和读数系统构造本身有关。对于采用分微 尺读数系统而言,分微尺最小格值为t,则读数误



3.外界条件的影响
外界环境对测角精度有直接影响,如大风、 日晒、土质情况对仪器稳定性的影响及对气泡 居中的影响,大气热辐射、大气折光对瞄准目 标影响等。所以应选择微风多云、空气清晰度 好,大气流不严重的条件下进行。











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3.9 电子经纬仪简介

角值(水平角、竖直角)。 测角精度有:6″、5″、2″、1″等多种。







扫描度盘、电子传感器和微处理机组成的,在微处 理器的控制下 ,按度盘位置信息,自动以数字显示



电子经纬仪是由精密光学器件、机械器件、电子



1.电子经纬仪简介

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南 方 02 05 电 子 经 纬 仪

站 加 考 试 油

光学对中器 操作键盘

ET-

望远镜制微螺旋

水平制微动螺旋

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ET-02/05电经键盘与显示屏


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(1)电经测回法测量水平角步骤:
例如,测量∠AOB水平角,测量内角:在HR状态下,盘左位 置,瞄准A目标,按2次【0 SET】键,A方向水平度盘读数置0,顺 时针旋转照准部瞄准B方向读数,即为半测回内角值。纵转望远镜 后成盘右位置,瞄B读数,逆时针转瞄A读数即完成下半测回的内 角测量。

(2)电经测量竖角步骤: 竖角观测前应进行初始始化设置,即设置水平方向为0°还是 90°,后一种设置观测结果为天顶距。普通测量一般采用观测竖角。 当显示屏显示“V 0 SET”时 , 即提示竖盘指标应归零。操作法是, 在盘左位置将望远镜在水平方向上转动1~2次,当望远镜通过水平 视线时,仪器自动将竖盘指标归零,并显示出当时望远镜视线方向 的竖角值。竖角具体观测步骤与光学经纬仪相同。
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2.电子测角原理
(1)编码度盘测角原理:

编码度盘是类似于普通光学度盘的玻璃码盘,有许多 同心圆环,每一同心圆环称为码道,每圆环又刻成若干等 长的透光与不透光的区,以透光表示二进制代码“1”,不 透光表示“0”,因此,当照准某一方向时,通过光电扫描 而获得方向代码,所以一般又称为绝对式读数系统。











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(2)光栅度盘测角原理
在光学玻璃上均匀地刻许多等间隔的细线就构成了光栅,这 种度盘称光栅度盘。相邻条纹之间的距离,称为栅距。在度盘的 盘与光线产生相对移动(转动)时,可利用光电接收管的计数 器,累计求得所移动的栅距数,从而得到转动角度值。这种累计 计数而无绝对刻度读数系统,称为增量式读数系统。 光栅度盘的栅距就相当于光学度盘的分划,栅距越小测角精 (50/mm),栅距分划值为1′44″。要想提高测角精度,必须进 一步细分,这就需要采用莫尔条纹技术,就可以对纹距进一步细 分,达到提高测角精度的目的。
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度越高。在80mm直径的光栅度盘上,刻有12500条细线









一侧安置恒定的光源,另一侧有一固定的光电接收管。当光栅度

(3)格区式度盘动态测角原理
度盘为玻璃圆盘,测角时由微型马达代动而旋转。度盘分成 1024个分划,每个分划由一对黑白条纹组成。固定光栏固定在基 座上,相当于光学度盘零分划。活动光栏在度盘内侧随照准部转 动,相当于光学度盘的指标线,它们之间的夹角即为要测得角度 值。所以这种方法称为绝对测角系统。 光栏上装有发光二极管和光电二极管,分别处于度盘上、下 侧。发光二极管发射红外光线,通过光栏孔隙照到度盘上。度盘 按一定速度旋转,因度盘上明暗条纹而形成透光亮的不断变化, 这些光信号被设置在度盘另一侧的光电二极管接收,转换成正弦 波的电信号输出,用以测角。
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TOPCON电子经纬仪
1、测角精度:5″,2″

进行数据传输



4、通过RS_232C端口


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测量精度高



3、带有倾斜传感器,



2、测距精度: 2mm+2ppm·D



☆激光电子经纬仪☆
测量方式: 光栅增量 测角精度: 2″~5 ″ 激光管类型: 半导体激光管 波长:635nm 激光光轴与视准轴同轴 误差:≦5″











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