建筑工程测量第七讲经纬仪.ppt

3.5 减小角度测量误差的措施 3.6 经纬仪的检验及校正 3.7 精密经纬仪与电子经纬仪 建筑工程测量 第七讲 经纬仪 课 题 (章.节 ) 名 称 本 次 授 课 目 的 与 要 求 本 次 授 课 重 点 与 难 点 掌握减小角度测量误差的措施 掌握经纬仪的检验及校正 经纬仪各主要轴线间必须满 足的几何条件 -5角度测量误差分析 一仪器误差（包括校正后的残余误差及仪器加工不完善 引起的误差） 误差名称误差原因改善方法 视视准轴误轴误 差视准轴不垂直于横轴盘左、盘右法消除 横轴误轴误 差横轴与竖轴 不垂直盘左、盘右法消除 竖轴倾竖轴倾 斜误误差水准管轴不垂直竖轴 严格校正仪器，仔细整平仪器， 保持气泡居中 度盘盘偏心差度盘加工或安置不完善盘左、盘右法减少 度盘盘刻划不均匀度盘加工不完善 变换 各测回的初始读数，减少误 差 竖盘竖盘指标标差仪器受损或加工不完善盘左、盘右法消除 二观测误差 外界条件的影响 误差名称误差原因改善方法 对对中误误差 仪器中心与测站点不在同一 铅垂线上 仔细对 中，短边测 量时 更要严格对中 目标标偏心误误差 标杆倾斜引起标杆要垂直，并尽量瞄准 底部 照准误误差 人眼通过望远镜 瞄准目标 产生的误差，原因很多 读读数误误差与仪器的读数系统精度有关 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 本课程需要同学们掌握经纬仪应满足 的几何条件有哪些经纬仪的检验和校 正，重点是经纬仪的检验 3.6经纬仪的检验与校正 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 由测角原理可知，观测角度时，经纬仪水平 度盘必须水平，竖盘必须铅直，望远镜上下 转动的视准轴应在一个铅垂面内。 经纬仪应满足下列条件： 经纬仪的检验与校正 1.水准管轴应垂直于竖轴(llvv)； 2.十字丝纵丝应垂直于水平轴； 仪器出厂前都经过严格检查，均能满足条件，但经过 长期使用或某些震动，轴线间的关系会受到破坏。为 此，测量之前必须对经纬仪进行检验校正 3.视准轴应垂直于水平轴(cchh)； 4.水平轴应垂直于竖轴(hh上vv)； 5.竖盘指标差应为0。 6.光学对中器的视准轴应与仪器竖轴重合。 经纬仪的检验与校正 1.照准部水准管轴的检验与校正 2.十字丝纵丝的检验校正 3.视准轴的检验校正 4.水平轴应垂直于竖轴的检验校正 5.竖盘指标差的检验与校正 6.光学对中器的检验与校正 经纬仪的检验与校正 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 照准部水准管轴的检验与校正 满足条件llvv，气泡居中时，竖轴应铅直， 水平度盘应水平。 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 将仪器大致整平，转动照准部使水准管与两个 脚螺旋连线平行。 转动脚螺旋使水准管气泡居中，此时水准管轴水平。 将照准部旋转180，若气泡仍然居中，表明条件 满足；若气泡不居中，则需进行校正。 校正： 转动与水准管平行的两个脚螺旋，使气泡向中央移 动偏离值的一半。 用校正针拨动水准管校正螺丝（注意应先放松一个，再 旋紧另一个），使气泡居中，此时水准管轴处于水平位置， 竖轴处于铅直位置，即llvv。 此项检验校正需反复进行，直至照准部旋转到任何位置， 气泡偏离最大不超过半格时为止。 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 十字丝纵丝的检验校正 满足纵丝垂直于水平轴 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 整平仪器，用纵丝照准任一点p。 将望远镜上下微动，如该点始终不离开纵丝，则 说明纵丝垂直于水平轴。否则，需进行校正。 校正： 卸下目镜处的十字丝护盖，如图右 松开四个十字丝环固定螺丝，微微转动十字丝还， 使纵丝与p点重合，直到望远镜上下微动时，该点始终 在纵丝上为止。 旋紧四个十字丝环固定螺丝，装上十字丝护盖 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 视准轴的检验校正 满足条件cchh，使望远镜视准轴绕水平轴 旋转时扫出的面是一竖直平面而不是圆锥面 。 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 选择一平坦场地，如图3.15所示，在a、b两点(相距约100m) 的中点o安置仪器，在a点竖立一标志，在b点横放一根水准尺 或毫米分划尺，使其尽可能与视线oa垂直。标志与水准尺的 高度大致与仪器同高。 于盘左位置照准a点，固定照准部，然后纵转望远镜成盘右 位置，在b尺上读数，得bl，见图3.15(a)。 (3)盘右位置再照准a点，固定照准部，纵望远镜成盘左位置， 在b尺上读数，得b2，见图3.15(b)。若b1、b2两点重合，表明 条件满足；否则需校正。 校正 ： 转动与水准管平行的两个脚螺旋，使气泡向中央移 动偏离值的一半。 用校正针拨动水准管校正螺丝（注意应先放松一个，再 旋紧另一个），使气泡居中，此时水准管轴处于水平位置， 竖轴处于铅直位置，即llvv。 此项检验校正需反复进行，直至照准部旋转到任何位置， 气泡偏离最大不超过半格时为止。 视准轴不垂直于水平轴而相差一个c角，称为视准误差。b1 反映了盘左2c误差，b2反映了盘右2c误差，b1、b2为4c误差。 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 经纬仪的检验与校正 校正： 如图3.15，由b2点向b点量取b1b2/4的长度，定出b3 点。 用校正针拨动图3.14中左右两个校正螺丝，使十字 丝交点与b3点重合。 此项检验校正需反复进行，直至满足条件为止。 视准轴的检验校正 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 水平轴应垂直于竖轴的检验校正 满足条件hhvv，使视准轴绕水平轴旋转时 扫出的面是一铅垂面而不是倾斜面。 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 如图3.16，在离墙1030m处安置经纬仪。 盘左瞄准高处一点p（30），旋紧照准部制动 螺旋。然后，将望远镜放至大致水平位置，用十字丝 交点在墙上定出一点p1。 倒镜，用盘右位置再瞄准高处p点，同法在墙上 又定得一点p2；如果pl、p2两点重合，说明条件满 足；若不重合，则需要校正。 校正： 光学经纬仪的横轴是密封的，测量人员只需进行检 验，校正则由仪器检修人员进行。 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 竖盘指标差的检验与校正 满足指标差为0，当指标水准管气泡居中时， 指标处于正确位置。 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 仪器整平后，用横丝盘左、盘右瞄准同一目标，在竖盘指 标水准管气泡居中时分别读取竖盘读数l、r。 用式 计算出指标差x。对于dj6级经纬仪，若指标 差超过1时，则需进行校正。 校正： 计算盘右的正确读数：根据分析，无论盘左还是盘右的正 确读数都应等于读得的竖盘读数减去指标差。即盘右的正确 读数r0为：r0rx。 在盘右位置转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数对 准正确读数r0此时，指标水准管气泡不再居中。 拨动指标水准管的校正螺丝，使气泡居中即可。此项检验 也应反复进行，直到满足要求为止。 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 光学对中器的检验与校正 使光学对中器的视准轴与仪器竖轴重合。 目的： 检验： 经纬仪的检验与校正 在平坦的地面上严格整平仪器，在脚架的中央地面上固定 一张白纸。对中器调焦，将刻划圆圈中心投影于白纸上得p1。 转动照准部180，得刻划圆圈中心投影p2，若p1与p2重合， 则条件满足；否则，需校正。 校正： 取p1、p2的中点p，校正直角棱镜或分划板，使刻划圆圈中 心对准p点。 重复检验校正的步骤，直到照准部旋转180后对中器刻 划圆圈中心与地面点无明显偏离为止。 经纬仪应满足 的几何条件 经纬仪的检验 与校正 3.7精密经纬仪和电子经纬仪 精密经纬仪和电子经纬仪 j2级光学经纬仪 图右是dj2型光学经纬 仪的外形图。它的各个部件的 名称均注在图上。j2仪器读数 设备与j6比较有两个特点：一 是，j2级光学经纬仪采取度盘 对径重合读数取平均值，消除 了照准部偏心的影响，提高了 读数精度；二是在j2级光学经 纬仪读数显微镜中，只能看到 水平度盘或竖盘的一种影像， 要读另一种时，需转动换像手 轮。 光学经纬仪读数方法 j2光学经纬仪对径读数的规则： 旋进测微手轮，使度盘正倒像精确重合， 1、读度，找具备下列三个条件的分划线： 正倒像相差180度； 正像在左，倒像在右； 正倒像的对径（度）分划相距最近，以正像的（度）分划 线为准读度数。 2、读十位分数，将正倒像相应的分划线间所夹的格数乘以度 盘分划的一半（j2为10分），就是十位分数。 3、在测微器（盘）读取个位的分数及秒数。 一、精密测角仪器的基本构造 精密经纬仪和电子经纬仪 如上图为苏光j2光学经纬仪的读数窗图，当照准后，转动测微手轮7，使主像(正字注 记)与副像、倒字注记的分划线对合好，提出具备下列三个条件而且注有度数的相对分 划线。 (1)相差180； (2)主像在左侧，副像在右侧； (3)相距最近。 则该对分划线中的主像所注的度数就是需要读数的度数。主像分划线与副像 分划线间的所夹的格数的一半，即为度盘上应读取的整10数不足10，的分，秒数 。在右边的测微尺读出。故其窗口读数为： 度盘上的度数163 度盘上的整10数210=20 测微尺上的分秒数736“ 全部读数为1632736 j2 一、精密测角仪器的基本构造 425739.01740302.7 测微盘上共有10个大格，每一大格又分60小格，共有600个小格 ，相当于度盘的半个最小分格10，所以一大格代表1，一小格 代表1。 *dj2光学经纬仪的读数方法 2.dj2光学经纬仪的读数方法 读数：77度58分38秒读数：166度03分02秒 *dj2光学经纬仪的读数方法 2.dj2光学经纬仪的读数方法 数字化读数方法 读数：74度47分16秒 读数：25度36分16秒 电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别在 于它用微机控制的电子测角系统代替光学 读数系统。其主要特点是： 使用电子测角系统，能将测量结果自动显示 出来，实现了读数的自动化和数字化。 采用积木式结构，可和光电测距仪组合成全站 型电子速测仪，配合适当的接口，可将电子手簿记 录的数据输入计算机，以进行数据处理和绘图。 电子经纬仪简介 电子经纬仪测角系统主要有以下三种： 编码度盘测角系统是采用编码度盘及编 码测微器的绝对式测角系统； 光栅度盘测角系统是采用光栅度盘及莫 尔干涉条纹技术的增量式读数系统。 动态测角系统采用计时测角度盘及光电 动态扫描绝对式测角系统。 一、电子经纬仪的测角系统 编码度盘测角系统 光栅度盘测角原理 光栅度盘测角原理 播放中 圆弧莫尔条纹 单击准备演示播放动画 光闸莫尔条纹 播放动画播放中 环形莫尔条纹 播放动画播放中 单击准备演示 单击准备演示 辐射形莫尔条纹 播放动画 长光栅莫尔条纹 播放动画 长光栅光闸莫尔条纹 播放动画 如下图是一种格区式玻璃度盘。度盘上刻有明暗 的间隔，间隔的宽度和数目视设计要求而定。度盘上还设 有光阑lr、ls，光阑上装配有发光二级发电二极管。当度 盘转动时，不动的光阑中的光电二级管将接收在发光二级 管送来的格区明暗信号，明暗信号多少将是度盘转动大小 的标志。 格区式度盘动态测角原理 电子经纬仪图片 电子经纬仪图片 测角模式有两种：一种是单次测量，精度较高。 另一种是跟踪测量，它将随着经纬仪的转动自动测 角。这种方式精度较低，适合于放样及跟踪活动目标。 测角显示可以设置到0.1、1、10或1。 若将电子经纬仪与光电测距仪联机，即构成电子速 测仪。 激光电子经纬仪 激光电子经纬仪是在电子经纬仪的基 础上，增加激光(激光部分采用半导