竖直角测量仪器检校和电子经纬仪

1、竖直角测量方法及经纬仪检校,3.4 竖直角(vertical angle)测量,竖直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角(也叫垂直角)。 =090 ，仰角为正，俯角为负,一、竖直度盘(vertical circle)的构造,1包括:竖盘(vertical circle) 、竖盘指标水准管(vertical index bubble tube)、及其微动螺旋,后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical index compensator)来替代,2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。 若望远镜视线水平，则竖盘读数应为90 或270,3、竖盘的注记

2、形式：有顺时针与逆时针两种,1）顺时针注记,2）逆时针注记,竖直角的观测 1.准备工作 1)做好经纬仪与目标安置工作； 2)根据选定的方向做好对光。 2.盘左观测 1)瞄准目标。望远镜视场目标象的顶面与十字丝象靠近中心的中横丝相切；或目标象的顶面平分十字丝象靠近中心部位的双横丝；或十字丝的单横丝平分目标象的中间位置。 2)精平，即转动微倾旋钮，使竖盘指标水准管气泡居中。 3)读数。 3.盘右观测 观测步骤同上述盘左观测,二、竖直角(vertical angle)的计算公式,1、顺时针注记 左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2,2、逆时针注记,问题：左= ？ 右=,故有

3、:左= L -90 右=270- R 一测回竖直角: =（左+右）/2,竖直角计算公式的判断法则： (1)大致安放望远镜于水平位置，确定起始读数(常数)； (2)抬高望远镜， 若读数增加 则读数常数,若读数减小 则常数读数,若盘左为第一种情况，则盘右为第二种情况，反之亦然,三、竖盘指标差(index error of vertical circle,1、定义 由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负,1)盘左观测的竖直角：= 90- L - x 2)盘右观测的竖直角：=

4、R - 270 + x 3)角度计算,2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。 一般规范规定，指标差变动范围，J625、J215,2、竖盘指标差计算公式,1）指标差,对于顺时针注记的： 正确的竖直角=(90+x) -L=左+x =R-(270+x)=右-x,竖直度盘指标线自动归零原理,指标线归零：竖直度盘水准器气泡居中时，指标线处在垂线方向上。若视准轴处于水平状态，指标线指示是90。 竖直角观测中的精平是属于指标线人工归零操作。 自动归零装置代替竖直度盘水准器，竖直角观测中能自动实现上述的指标线归零，称为指标线自动归零,四、竖直角的观测及记录,3.5经纬仪的检验与校正,经纬仪的主要轴线

5、: 1、竖轴VV(vertical axis) 2、水准管轴LL(bubble tube axis) 3、横轴HH(horizontal axis) 4、视准轴CC(collimation axis) 5 、圆水准器轴LL(circle bubble axis,一、经纬仪轴线应满足的条件 1、VVLL 照准部水准管轴的检校。 2、HH十字丝竖丝十字丝竖丝的检校 3、HHCC 视准轴的检校,4HHVV横轴的检校5竖盘指标差应为零指标差的检校6光学垂线与VV重合光学对中器的检校7. LLVV圆水准器的检验与校正(次 要,经纬仪检验的目的，就是检查上述的各种关系是否满足。如果不能满足，且偏差超过允许

6、的范围时，则需进行校正。检验和校正应按一定的顺序进行，确定这些顺序的原则是： (1) 如果某一项不校正好，会影响其他项目的检验时，则这一项先做。 (2) 如果不同项目要校正同一部位，则会互相影响，在这种情况下，应将重要项目在后边检验，以保证其条件不被破坏。 (3) 有的项目与其他条件无关，则先后均可,二、经纬仪检验的目的与检校顺序的原则,1照准部水准管轴垂直于竖轴的检校 VVLL:仪器整平后，保证竖轴铅直，水平度盘保持水平。 （1）检验：仪器大致整平。用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180，若气泡偏离1格，则需校正。 （2）校正：拨动水准管校正螺丝，使气泡退回偏移量的一半，再调

7、节脚螺旋使气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝,2十字丝竖丝垂直横轴的检校,1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。 （2）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,校正时，旋下目镜护盖，松开压环螺丝，转动十字丝，直至望远镜上下移动时，目标始终沿竖丝移动为止。最后拧紧压环螺丝，盖上护盖,3视准轴垂直于横轴的检校（1/4法,HHCC：横轴水平，望远镜绕横轴旋转，视准轴扫出一个与横轴正交的铅垂面。否则，将扫出一个圆锥面。 用有该项误差的仪器测量同一铅垂面内不同高度的目标时，水平度盘读数不同，产生测角

8、误差。对水平方向目标，两倍照准误差2c即为这项误差,1）检验：在平坦地面上选择一直线AB，约60m100m，在AB中点O架仪，并在B点垂直横置一毫米分划的小尺。盘左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B1；再用盘右瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B2。 角B1OB2=4c,2）校正,为了消除视准轴误差C，只需在尺上定出一点B3，该点与盘右读数B2的距离为四分之一B1B2的长度。用校正针拨动十字丝左右两个校正螺丝，先松开一个，再紧一个，使读数由B2移至B3(即十字丝交点与B3重合)，然后固紧两个螺丝。 此校正需反复进行，直至C值不大于10”为止,4横轴垂直于竖轴的检验与校正,当HHCC，数轴铅直时，横轴应水

9、平，横轴扫出一个铅垂面，否则扫出倾斜面。 （1）检验：在2030m处的墙上选一仰角大于30的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P2点,2）校正,方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，固定照准部，抬高望远镜，使十字丝交点移到P点附近（二者不重合）。 打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行,5竖盘指标差的检校,1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360)/2。 J6： x1；J2： x30时，要进行校正。 (2)校正： 盘右照准原

10、目标，用指标水准管微动螺旋，使中丝对准正确值（R- x）位置，再有拨针使指标气泡居中,6光学对中器的检校,目的：光学对中器视准轴和竖轴VV重合。 （1）检验：精密安置仪器后， 在仪器正下方地面上安置一块白色纸板。将光学对点器分划圈中心(或十字丝中心)投影到纸板上，并绘制标志点P。然后将照准部旋转180度，如果P点仍在分划圈内表示条件满足，否则应校正,2）校正：在纸板上画出分划圈中心P与P点之间连线中点P”。调节光学对中器校正螺钉使分划圈中心从P点移至P”点,7圆水准器的检校 (次 要,1）检验：精平（水准管气泡居中）后，若圆水准气泡不居中，则需校正。 （2）校正：用圆水准气泡校正螺丝使其居中,

11、一、仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（CCHH） 盘左盘右观测取平均消除 横轴误差 （HHVV） 盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差 （LLVV） 盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平,二、观测误差 对中误差 瞄准误差 整平误差 估读数误差 三. 外界条件影响,3-6 角度测量误差及注意事项,一、仪器误差,视准轴误差的影响:视准轴不垂直于横轴,盘左盘右观测同一目标，其视准轴误差的影响大小相等，方向相反。即 L L - c ; RR + c。 结论：盘左盘右观测取平均值可以消除视准轴误差的影响,分析： （1） = 0 xi = 0； ，xi ； （2）盘左盘右观测同一目标，其横轴误差的影

12、响，大小相等，方向相反。 结论： 取盘左盘右观测的平均值可以消除横轴误差的影响,横轴误差的影响：横轴与竖轴不垂直,竖轴误差的影响,竖轴误差的影响,分析： （1） = 0 xv = 0； ，xv ； （2）盘左盘右观测同一目标，竖轴倾斜的方向一致。 结论： 竖轴误差的影响不能靠盘左盘右观测取平均值的观测方法予以消除。一般规定，在观测过程中照准部水准管气泡偏离中央不大于1/2格，在山区观测时尤要注意整平精度,照准部偏心差的影响,如图，o为度盘分划中心，o 为照准部旋转中心，则正确的读数应为 L L - x R R + x,结论：取盘左盘右读数的平均值可以消除照准部偏心差的影响,度盘分划不均误差,措

13、施：各测回按,改变度盘位置,二、观测误差,对中误差：与偏心距成正比，与边长成反比 短边测量更应严格对中,目标偏心差：竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部,照准误差,读数误差,三. 外界条件影响,选择有利观测时间，设法避开不利条件； 尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与时间成正比的误差,水平角观测注意事项 (1)仪器安置的高度应合适，脚架应踩实，中心螺旋拧紧，观测时手不扶脚架，转动照准部及使用各种螺旋时用力要轻。 (2)若观测目标的高度相差较大，特别要注意仪器整平。 (3)对中要准确。测角精度要求越高，或边长越短，则对中要求越严格。 (4)观测时要消除视差，尽量用十字丝交点照准目标底部或桩上

14、小钉。 (5)按观测顺序记录水平度盘读数，注意检查限差。发现错误，立即重测。 (6)水准管气泡应在观测前调好，一测回过程中不允许再凋，如气泡偏离中心超过两格时，应再次整平重测该测回,3-7 电子经纬仪,电子经纬仪与光学经纬仪相比较，主要差别在读数系统，其他如照准、对中、整平等装置是相同的。 一、电子经纬仪的读数系统 目前最高精度的电子经纬仪可显示到0.1，测角精度可达0.5。 二、电子经纬仪的特点 由于电子经纬仪是电子计数，通过置于机内的微型计算机，可以自动控制工作程序和计算，并可自动进行数据传输和存储，因而它具有以下特点： 1、读数在屏幕上自动显示，角度计量单位(360六十进制、360十进制、400g、6400密位)可自动换算。 2、竖盘指标差及竖轴的倾斜误差可自动修正,3、有与测距仪和电子手簿连接的接口。与测距仪连接可构成组合式全站仪，与电子手簿连接，可将观测结果自动记录，没有读数和记录的人为错误。 4、可根据指令对仪器的竖盘指标差及轴系关系进行自动检测。 5、如果操作错误，可自动显示错误信息。 6、可单次测量，也可跟踪动态目标连续测量。但跟踪测量的精度较低。 7、有的仪器可预置工作时间，可自动停机,8、根据指令，可选择不同的最小角度单位。 9