第四章 经纬仪及角度测量

1、第四章 经纬仪及角度测量经纬仪及角度测量第一节第一节 角度测量的基本概念角度测量的基本概念第二节第二节 光学经纬仪光学经纬仪第三节第三节 水平角观测水平角观测第四节第四节 竖直角观测竖直角观测第五节第五节 角度测量误差角度测量误差第一节第一节 角度测量基本概念角度测量基本概念空间两直线的夹角在水平面上的投影空间两直线的夹角在水平面上的投影。同一竖直面内，某目标方向的视线与水平同一竖直面内，某目标方向的视线与水平线之间的夹角；也称线之间的夹角；也称垂直角垂直角。有正负之分。有正负之分。视线与天顶方向视线与天顶方向( (铅垂线反方向铅垂线反方向) )之间的夹之间的夹角。在大地测量和天文测量中经常用

2、这种表示方法。角。在大地测量和天文测量中经常用这种表示方法。=b-a=b-a =b-a=b-a第二节第二节 光学经纬仪光学经纬仪一、一、 经纬仪的分类经纬仪的分类 二、二、 DJDJ6 6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 三、三、 DJDJ6 6光学经纬仪的读数方法光学经纬仪的读数方法 四、四、 经纬仪的使用经纬仪的使用n按测角精度：按测角精度：分为分为DJDJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6和和DJDJ1515等不同级别。其中等不同级别。其中“D”D”和和“J”J”分别为分别为“大地大地测量测量”和和“经纬仪经纬仪”的汉字拼音第一个字母，的汉字拼音第一个字母，下标数字

3、下标数字0707、1 1、2 2、6 6、1515表示仪器的精度等级，表示仪器的精度等级，即即“一测回方向观测中误差的秒数一测回方向观测中误差的秒数”。光学经纬仪主要由光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和照准部、水平度盘和基座基座三部分组成。如图为北京光学仪器三部分组成。如图为北京光学仪器厂生产的厂生产的DJDJ6 6级光学经纬仪构造示意图。级光学经纬仪构造示意图。n照准部：照准部：照准部为经纬仪上部可照准部为经纬仪上部可绕竖轴旋绕竖轴旋转转的的整体的总称整体的总称，由，由望远镜、竖直度盘、横轴、望远镜、竖直度盘、横轴、支架、竖轴、水平度盘水准器、支架、竖轴、水平度盘水准器、制动及微动制动及微动

4、螺旋（水平、竖直）、螺旋（水平、竖直）、读数显微镜及其光学读数显微镜及其光学读数系统读数系统等组成等组成。 n望远镜：望远镜：望远镜用于精确瞄准目标。它在支望远镜用于精确瞄准目标。它在支架上可绕横轴在竖直面内作仰俯转动，并由架上可绕横轴在竖直面内作仰俯转动，并由望远镜制动扳钮和望远镜微动螺旋望远镜制动扳钮和望远镜微动螺旋（竖直制（竖直制动）动）控制。经纬仪的望远镜与水准仪的望远控制。经纬仪的望远镜与水准仪的望远镜相同，由物镜、调焦镜、十字丝分划板、镜相同，由物镜、调焦镜、十字丝分划板、目镜和固定它们的镜筒组成。目镜和固定它们的镜筒组成。 内调焦望远镜示意图内调焦望远镜示意图n竖直度盘竖直度盘:

5、 :竖直度盘用于测量竖直角，竖竖直度盘用于测量竖直角，竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动。直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动。n水准器：水准器：照准部上有一个管水准器和一个圆照准部上有一个管水准器和一个圆水准器。与脚螺旋配合，用于整平仪器。圆水水准器。与脚螺旋配合，用于整平仪器。圆水准器用作粗略整平，管水准器用作精确整平。准器用作粗略整平，管水准器用作精确整平。n竖轴：竖轴：照准部的旋转轴即为仪器的竖轴，照准部的旋转轴即为仪器的竖轴，竖轴插入竖轴轴套中，照准部可绕竖轴在水竖轴插入竖轴轴套中，照准部可绕竖轴在水平方向旋转，并由水平制动扳钮和水平微动平方向旋转，并由水平制动扳钮和水平

6、微动螺旋控制。照准部上还装有光学对中器，用螺旋控制。照准部上还装有光学对中器，用于仪器的精确对中。于仪器的精确对中。 n基座：基座：用于支撑整个仪器，并通过中心连接螺旋用于支撑整个仪器，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在三脚架上。基座上安有三个脚螺旋将经纬仪固定在三脚架上。基座上安有三个脚螺旋和连接板。转动脚螺旋可使水平度盘水平。在基座和连接板。转动脚螺旋可使水平度盘水平。在基座上还有一个轴座固定螺旋，一般情况下，不可松动上还有一个轴座固定螺旋，一般情况下，不可松动轴座固定螺旋，以免仪器脱出基座而摔坏。轴座固定螺旋，以免仪器脱出基座而摔坏。n水平度盘水平度盘是由光学玻璃制成的圆盘，其边缘按顺时针

7、是由光学玻璃制成的圆盘，其边缘按顺时针方向刻有方向刻有0 0360360的分划，用于测量水平角。的分划，用于测量水平角。 水平度盘与照准部是分离的，照准部转动时，水平水平度盘与照准部是分离的，照准部转动时，水平度盘并不随之转动。有的经纬仪装有复测机构，将复度盘并不随之转动。有的经纬仪装有复测机构，将复测按钮扳下，水平度盘与照准部结合在一起，这时水测按钮扳下，水平度盘与照准部结合在一起，这时水平度盘跟照准部一起转动。不需要一起转动时，将复平度盘跟照准部一起转动。不需要一起转动时，将复测按钮扳上，水平度盘就与照准部脱开。也有的经纬测按钮扳上，水平度盘就与照准部脱开。也有的经纬仪没有复测机构，单独设

8、置一个变换水平度盘位置的仪没有复测机构，单独设置一个变换水平度盘位置的手轮，当需要转动水平度盘时，只要转动手轮即可。手轮，当需要转动水平度盘时，只要转动手轮即可。=b-a=b-anDJDJ6 6级光学经纬仪，在望远镜旁的读数显微级光学经纬仪，在望远镜旁的读数显微镜内读数。由于测微装置的不同，镜内读数。由于测微装置的不同，DJDJ6 6级光级光学经纬仪的读数方法分为下列两种：学经纬仪的读数方法分为下列两种：分微尺分微尺测微器读数法测微器读数法和和单平板玻璃测微器读数法单平板玻璃测微器读数法分微尺测微器读数方法分微尺测微器读数方法n大部分大部分DJDJ6 6经纬仪都采用这种读数设备。经纬仪都采用这

9、种读数设备。n度盘最小分划值为度盘最小分划值为1 1，分微尺上把度盘为，分微尺上把度盘为1 1的弧长分为的弧长分为6060格，所以分微尺上最小分格，所以分微尺上最小分划值为划值为11，每，每1010作一注记，可估读至作一注记，可估读至0.10.1。分微尺测微器读数方法分微尺测微器读数方法n读数时，打开并转动反光镜，使读数窗内亮度适中，读数时，打开并转动反光镜，使读数窗内亮度适中，调节读数显微镜的目镜，使度盘和分微尺分划线清调节读数显微镜的目镜，使度盘和分微尺分划线清晰。晰。“度度”可从分微尺中的度盘分划线上的注字直可从分微尺中的度盘分划线上的注字直接读得，接读得，“分分”则用度盘分划线作为指标

10、，在分微则用度盘分划线作为指标，在分微尺中直接读出，尺中直接读出， 并估读至并估读至0.10.1，两者相加，即得，两者相加，即得度盘读数。度盘读数。分微尺测微器读数方法分微尺测微器读数方法n水平度盘读数水平度盘读数:130:1300130= 1300130=竖盘读数竖盘读数: :87872200= 872200= 8722002200。单平板玻璃测微器的读数方法单平板玻璃测微器的读数方法 n如图所示为单平板玻璃测微器的读数窗视场，读数窗如图所示为单平板玻璃测微器的读数窗视场，读数窗内可以清晰地看到测微盘（上）、竖直度盘（中）和内可以清晰地看到测微盘（上）、竖直度盘（中

11、）和水平度盘（下）的分划像。度盘凡整度注记，每度分水平度盘（下）的分划像。度盘凡整度注记，每度分两格，最小分划值为两格，最小分划值为3030；测微盘把度盘上；测微盘把度盘上3030弧长弧长分为分为3030大格，一大格为大格，一大格为11，每，每55一注记，每一大格一注记，每一大格又分三小格，每小格又分三小格，每小格2020，不足，不足2020的部分可估读，的部分可估读，一般可估读到四分之一格，即一般可估读到四分之一格，即55。单平板玻璃测微器的读数方法单平板玻璃测微器的读数方法 n读数时，打开并转动反光镜，调节读数显微镜的目镜，然读数时，打开并转动反光镜，调节读数显微镜的目镜，然后转动测微轮，

12、使一条度盘分划线精确地平分双线指标，后转动测微轮，使一条度盘分划线精确地平分双线指标，则该分划线的读数即为读数的度数部分，不足则该分划线的读数即为读数的度数部分，不足3030的部分的部分再从测微盘上读出，并估读到再从测微盘上读出，并估读到55，两者相加，即得度盘，两者相加，即得度盘读数。每次水平度盘读数和竖直度盘读数都应调节测微轮，读数。每次水平度盘读数和竖直度盘读数都应调节测微轮，然后分别读取，两者共用测微盘，但互不影响。然后分别读取，两者共用测微盘，但互不影响。单平板玻璃测微器的读数方法单平板玻璃测微器的读数方法n图图A A中，水平度盘读数为中，水平度盘读数为 494930+2240= 3

13、0+2240= 494952405240； n图图B B中，竖直度盘读数为中，竖直度盘读数为 107107+ 0140= + 0140= 1071070140 0140 。 n经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 对中对中: :对中的目的是使仪器度盘中心与测站点标志对中的目的是使仪器度盘中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。垂球对中操作步骤为：中心位于同一铅垂线上。垂球对中操作步骤为： 1.1.张开脚架，调节脚架腿，使其高度适宜，并通过目估使架张开脚架，调节脚架腿，使其高度适宜，并通过目估使架头水平、架头中心大致对准测站点。头水平、架头中心大致对准

14、测站点。n经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。n对中对中: :对中的目的是使仪器度盘中心与测站点标志对中的目的是使仪器度盘中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。垂球对中操作步骤为：中心位于同一铅垂线上。垂球对中操作步骤为： 2. 2.从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋紧连接螺旋，并挂上从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋紧连接螺旋，并挂上锤球。如锤球尖偏离测站点较远，则需移动三脚架，使锤锤球。如锤球尖偏离测站点较远，则需移动三脚架，使锤球尖大致对准测站点，然后将脚架尖踩实。球尖大致对准测站点，然后将脚架尖踩实。 3.3.略微松开连接螺旋，在架头上移动仪器

15、，直至锤球尖准确略微松开连接螺旋，在架头上移动仪器，直至锤球尖准确对准测站点，最后再旋紧连接螺旋。对准测站点，最后再旋紧连接螺旋。n经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 整平整平 : :调节脚螺旋使水准管气泡居中，其操作步骤调节脚螺旋使水准管气泡居中，其操作步骤: : 1.1.使水准管平行于任一对脚螺旋使水准管平行于任一对脚螺旋 如图如图 A A 。转动这。转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。两个脚螺旋，使水准管气泡居中。 n经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 整平整平 : :调节脚螺旋使水准管气泡居

16、中，其操作步骤调节脚螺旋使水准管气泡居中，其操作步骤: : 2.2.将照准部旋转将照准部旋转9090，转动第三个脚螺旋，使水准管，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中气泡居中 如图如图BB。 经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 整平：整平：调节脚螺旋使水准管气泡居中，其操作步骤调节脚螺旋使水准管气泡居中，其操作步骤: : 3.3.按以上步骤重复操作，直至水准管在这两个位置按以上步骤重复操作，直至水准管在这两个位置上气泡都居中为止。上气泡都居中为止。 使用光学对中器进行使用光学对中器进行对中、整平对中、整平时时: : A:A:首先通过目估初步对中（也

17、可利用锤球），旋转首先通过目估初步对中（也可利用锤球），旋转对中器目镜看清分划板上的刻划圆圈，再拉伸对中对中器目镜看清分划板上的刻划圆圈，再拉伸对中器的目镜筒，使地面标志点成像清晰。器的目镜筒，使地面标志点成像清晰。 使用光学对中器进行使用光学对中器进行对中、整平对中、整平时时: : B:B:如果测站点偏离光学对中器如果测站点偏离光学对中器刻画刻画圆圆圈圈较远，不用垂较远，不用垂球对中，可根据地形安置好三脚架一条腿，两手分别球对中，可根据地形安置好三脚架一条腿，两手分别持其它两条腿并作移动，使测站点标志位于对中器持其它两条腿并作移动，使测站点标志位于对中器刻刻画圆圈画圆圈左右位置，踩实三脚架架

18、腿。左右位置，踩实三脚架架腿。 使用光学对中器进行使用光学对中器进行对中、整平对中、整平时时: : C:C:转动转动脚螺旋脚螺旋使标志点的影像移至使标志点的影像移至对中器对中器刻划圆圈中心。刻划圆圈中心。1次次调节脚螺旋：调节脚螺旋：水准管气泡水准管气泡居中居中 使用光学对中器进行使用光学对中器进行对中、整平对中、整平时时: : D:D:然后通过伸缩三脚架腿，调节三脚架的长度，使经纬然后通过伸缩三脚架腿，调节三脚架的长度，使经纬仪圆水准器气泡居中，再调节仪圆水准器气泡居中，再调节脚螺旋脚螺旋精确整平仪器。精确整平仪器。2次次 使用光学对中器进行使用光学对中器进行对中、整平对中、整平时时: :

19、E:E:通过对中器观察地面标志点，如偏离刻划圆圈中心，可稍通过对中器观察地面标志点，如偏离刻划圆圈中心，可稍微松开连接螺旋，平移（微松开连接螺旋，平移（不可旋转不可旋转）基座，使其精确对中，）基座，使其精确对中，此时，如水准管气泡偏移，则再此时，如水准管气泡偏移，则再调节调节脚螺旋脚螺旋精精平仪器，如此平仪器，如此反复进行，直至对中、整平同时完成。反复进行，直至对中、整平同时完成。3次次 经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 瞄准：瞄准：瞄准目标的步骤如下：瞄准目标的步骤如下： 1.1.目镜对光：将望远镜对向明亮背景，转动目镜对目镜对光：将望远镜对

20、向明亮背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。光螺旋，使十字丝成像清晰。 2.2.粗略瞄准：松开照准部制动螺旋与望远镜制动螺粗略瞄准：松开照准部制动螺旋与望远镜制动螺旋，转动照准部与望远镜，通过望远镜上的瞄准旋，转动照准部与望远镜，通过望远镜上的瞄准器对准目标，然后旋紧制动螺旋。器对准目标，然后旋紧制动螺旋。 经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。 瞄准：瞄准：瞄准目标的步骤如下：瞄准目标的步骤如下： 3.3.物镜对光：转动位于镜筒上的物镜对光螺旋，使物镜对光：转动位于镜筒上的物镜对光螺旋，使目标成像清晰并检查有无视差存在，如果发现有目标成像清晰并

21、检查有无视差存在，如果发现有视差存在，应重新进行对光，直至消除视差。视差存在，应重新进行对光，直至消除视差。 瞄准瞄准：瞄准目标的步骤如下：瞄准目标的步骤如下：4 4. .精确瞄准：旋转微动螺旋，使十字丝准确对准目标。观测精确瞄准：旋转微动螺旋，使十字丝准确对准目标。观测水平角时，应尽量瞄准目标的基部，当目标宽于十字丝双水平角时，应尽量瞄准目标的基部，当目标宽于十字丝双丝距时，宜用单丝平分，如图丝距时，宜用单丝平分，如图A A所示；目标窄于双丝距时，所示；目标窄于双丝距时，宜用双丝夹住，如图宜用双丝夹住，如图B B所示；观测竖直角时，用十字丝横所示；观测竖直角时，用十字丝横丝的中心部分对准目标

22、位，如图丝的中心部分对准目标位，如图C C所示。所示。经纬仪的基本操作为：经纬仪的基本操作为：对中对中、整平整平、瞄准瞄准和和读数读数。读数：读数：读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读数显微镜视场内亮度适当，然后转动读数显微读数显微镜视场内亮度适当，然后转动读数显微镜目镜进行对光，使读数窗成像清晰，再按上节镜目镜进行对光，使读数窗成像清晰，再按上节所述方法进行读数所述方法进行读数 。第三节第三节 水平角观测水平角观测n竖盘在望远镜视准轴的左侧，称为竖盘在望远镜视准轴的左侧，称为盘左盘左，也称，也称正镜正镜；竖盘；竖盘在视准轴方向的右侧则称在视准轴方向的

23、右侧则称盘右盘右，也叫，也叫倒镜倒镜。测回法适用于。测回法适用于观测两个方向之间的单个水平角。如图所示，欲测出地面观测两个方向之间的单个水平角。如图所示，欲测出地面上上OAOA、OBOB两方向间的水平角两方向间的水平角，可按下列步骤进行观测：，可按下列步骤进行观测：十字丝交点和物镜光心的连线称为视准轴，是人们通过望远十字丝交点和物镜光心的连线称为视准轴，是人们通过望远镜观测目标时的视线。镜观测目标时的视线。 1 1在角顶在角顶O O点安置经纬仪，在点安置经纬仪，在A A、B B点上分别竖立花杆点上分别竖立花杆（测钎）（测钎）。2 2以盘左位置照准左边目标以盘左位置照准左边目标A A（花杆底部花

24、杆底部），设置设置水水平度盘读数平度盘读数a a左左略大于零略大于零（如为（如为0 000120012），记），记入表（观测手簿）第入表（观测手簿）第4 4栏相应位置。栏相应位置。 3.3.松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右边目标瞄准右边目标B B，得水平度盘读数，得水平度盘读数b b左左（如为（如为12012020362036），记入观测手簿相应栏内。），记入观测手簿相应栏内。 则盘左所测的角值为则盘左所测的角值为: : 左左=b=b左左-a-a左左 =120=1202036- 02036- 00012=1200012=1202

25、0242024 n以上完成了上半个测回。为了检核及消除仪器误以上完成了上半个测回。为了检核及消除仪器误差对测角的影响，差对测角的影响，并校核观测中有无错误，并校核观测中有无错误，应该应该以盘右位置再作下半个测回观测。以盘右位置再作下半个测回观测。4.4. 先瞄准右边目标先瞄准右边目标B B，得水平度盘读数，得水平度盘读数b b右右（如如30030021062106），），记入手簿；逆时针方向转动照准部，瞄准左边目标记入手簿；逆时针方向转动照准部，瞄准左边目标A A，得度盘读，得度盘读数数a a右右（如为（如为18018000480048），记入手薄），记入手薄, ,完成了下半测回，其完成了下半

26、测回，其水平角水平角 右右=b=b右右-a-a右右= 300= 3002106- 1802106- 1800048=1200048=12020182018 上下半测回合称一测回。上下半测回合称一测回。测测站站竖盘竖盘位置位置目目标标水平度盘读数水平度盘读数半测回角值半测回角值一测回平均值一测回平均值备注备注O左左A000121202024120 20 21B1202036右右A18000481202018B3002106上下半测回角值差不大于上下半测回角值差不大于4040时：时： = =（ 左左+ + 右右）/2 /2 测测站站竖盘竖盘位置位置目目标标水平度盘读数水平度盘读数半测回角值半测回角

27、值一测回平均值一测回平均值备注备注O左左A9001181202036120 20 24B2102142右右A27002121202012B302224 为提高为提高测角精度，须观测测角精度，须观测n n个测回。为了消除度盘刻划个测回。为了消除度盘刻划不均匀的误差，不均匀的误差，各测回起始方向的度盘读数应均匀变各测回起始方向的度盘读数应均匀变换，其大小为换，其大小为=(i-1) =(i-1) 180180/ n n/ n n为总测回数，为总测回数，i=1i=1，2 2，n n为测回顺序数。为测回顺序数。实习实习 水平角观测（测回法）水平角观测（测回法）一、目的和要求一、目的和要求 1.1.掌握测

28、回法测量水平角的操作方法、记录和计算。掌握测回法测量水平角的操作方法、记录和计算。 2.2.每位同学对同一角度观测两测回，上、下半测回角值每位同学对同一角度观测两测回，上、下半测回角值之差不超过之差不超过4040。二、仪器和工具二、仪器和工具 DJ6DJ6经纬仪经纬仪1 1台，测钎台，测钎2 2只，记录板只，记录板1 1块，伞块，伞1 1把。把。三、方法与步骤三、方法与步骤 1.1.在测站点安置经纬仪，对中、整平。在测站点安置经纬仪，对中、整平。实习实习 水平角观测（测回法）水平角观测（测回法）三、方法与步骤三、方法与步骤 2.2.盘左位置，瞄准左手方向的目标，读取水平度盘读数，盘左位置，瞄准

29、左手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后松开照准部制动螺旋，顺时针转动记入观测手簿；然后松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右手目标，读取水平度盘读数，记入观测照准部，瞄准右手目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿。手簿。 3.3.盘右位置，倒转望远镜成盘右位置，瞄准原右手方向盘右位置，倒转望远镜成盘右位置，瞄准原右手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后松开的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准原左手方向照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准原左手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿。的目标，读取水平度盘读数，记

30、入观测手簿。实习实习 水平角观测（测回法）水平角观测（测回法） 四、注意事项四、注意事项 1.1.目标不能瞄错，并尽量瞄准目标下端。目标不能瞄错，并尽量瞄准目标下端。 2.2.立即计算角值，如果超限，应重测。立即计算角值，如果超限，应重测。 五、应交成果五、应交成果 测回法水平角观测记录簿测回法水平角观测记录簿, ,并附有相关计算并附有相关计算: : 1. 1.上、下半测回校核计算；上、下半测回校核计算；2.2.按测回数水平度盘配置计算；按测回数水平度盘配置计算；3.3.半测回、一测回、各测回平均值计算半测回、一测回、各测回平均值计算 组别：组别： 仪器号码：仪器号码： 年年 月月 日日n在一

31、个测站上，当观测方向在三个以上时，一般采用方向在一个测站上，当观测方向在三个以上时，一般采用方向观测法，即从起始方向顺次观测各个方向后，最后要回测观测法，即从起始方向顺次观测各个方向后，最后要回测到起始方向，最后一步称为到起始方向，最后一步称为“归零归零”， 其目的是为了检其目的是为了检验仪器度盘位置是否变动，上述工作称为盘左半测回或上验仪器度盘位置是否变动，上述工作称为盘左半测回或上半测回。如图中半测回。如图中OAOA为起始方向，也称零方向。为起始方向，也称零方向。OBCAD实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 一一. .目的目的掌握用掌握用DJ6DJ6光学经纬仪按方向观测法测水平角光

32、学经纬仪按方向观测法测水平角的方法及记录、计算方法，了解各项限差。的方法及记录、计算方法，了解各项限差。二二. .仪器及用具仪器及用具每组借每组借J6J6经纬仪经纬仪l l台，记录板台，记录板1 1块，测伞块，测伞1 1把。把。实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 三三. .实验步骤提要实验步骤提要在一个测站上对在一个测站上对4 4个目标作两测回的方向法观测。个目标作两测回的方向法观测。1.1.一测回操作顺序为：一测回操作顺序为：上半测回，盘左上半测回，盘左，零方向水平度盘读数应配置在，零方向水平度盘读数应配置在比比0 0稍大的读数处，从零方向开始，顺时针依次照准稍大的读数处，从零方向开

33、始，顺时针依次照准各目标，读数，归零并计算归零差。若归零差不超过各目标，读数，归零并计算归零差。若归零差不超过限差规定，则计算零方向平均值。限差规定，则计算零方向平均值。下半测回，盘右从零方向开始下半测回，盘右从零方向开始，逆时针依次照准，逆时针依次照准各目标，读数，归零并计算归零差。若归零差不超过各目标，读数，归零并计算归零差。若归零差不超过限差规定，则计算零方向平均值。限差规定，则计算零方向平均值。计算半测回方向值及一测回平均方向值。计算半测回方向值及一测回平均方向值。实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 2.2. 进行第二测回观测时，操作方法和步骤与上述进行第二测回观测时，操作方法

34、和步骤与上述相同，仅是盘左零方向要变换水平度盘位置，应配相同，仅是盘左零方向要变换水平度盘位置，应配置在比置在比9090稍大的读数处。稍大的读数处。3.3. 若同一方向各测回方向值互差不超过限差规定，若同一方向各测回方向值互差不超过限差规定，则计算各测回平均方向值。所有读数均应当场记入则计算各测回平均方向值。所有读数均应当场记入水平角观测手簿中。水平角观测手簿中。 4.4. DJ6 DJ6经纬仪方向法观测的各项限差如下：半测经纬仪方向法观测的各项限差如下：半测回归零差：回归零差：1818；上、下半测回同一方向值之差；上、下半测回同一方向值之差: : 2424；各测回同一方向的方向值之差：；各测

35、回同一方向的方向值之差：2424。实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 5.5. 注意事项注意事项1 1）仪器安置的高度要合适，三脚架要踩牢，仪器与脚仪器安置的高度要合适，三脚架要踩牢，仪器与脚架连接要牢固；观测时不要手扶或碰动三脚架，转动架连接要牢固；观测时不要手扶或碰动三脚架，转动照准部和使用各种螺旋时，用力要轻。照准部和使用各种螺旋时，用力要轻。 2 2）应选择距离稍远、易于照准的清晰目标作为起始方应选择距离稍远、易于照准的清晰目标作为起始方向（零方向）。向（零方向）。3 3）为避免发生错误，在同一测回观测过程中，切勿碰为避免发生错误，在同一测回观测过程中，切勿碰动水平度盘变换手轮

36、，注意关上保护盖。动水平度盘变换手轮，注意关上保护盖。 实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 5.5. 注意事项注意事项4 4）记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观测员默许后方可记入手簿，以防听错而记错。测员默许后方可记入手簿，以防听错而记错。 5 5）手簿记录、计算一律取至秒。手簿记录、计算一律取至秒。 6 6）在水平角观测过程中，如同一测回内发现照准部水在水平角观测过程中，如同一测回内发现照准部水准管气泡偏离居中位置，不允许重新调整水准管使气准管气泡偏离居中位置，不允许重新调整水准管使气泡居中；若气泡偏离中央超过一格时，则需重新整平

37、泡居中；若气泡偏离中央超过一格时，则需重新整平仪器，重新观测。仪器，重新观测。 实习实习 方向法观测水平角方向法观测水平角 5.5. 注意事项注意事项 7 7）测回间盘左零方向的水平度盘读数应变动测回间盘左零方向的水平度盘读数应变动180180/n(n/n(n为测回数为测回数) )。本实验测。本实验测2 2测回，故测回，故n=2n=2。6 6上交资料上交资料每人上交一份合格的二测回方向观测记录及每人上交一份合格的二测回方向观测记录及计算成果计算成果( (表格表格) )。 第四节第四节 竖直角观测竖直角观测一、竖直度盘（竖盘）的构造一、竖直度盘（竖盘）的构造二、竖直角计算二、竖直角计算三、竖盘指

38、标差三、竖盘指标差四、竖直角观测四、竖直角观测n竖直度盘简称竖盘，如图所示为竖直度盘简称竖盘，如图所示为D DJ J6 6级经纬仪竖盘级经纬仪竖盘构造示意图，主要包括构造示意图，主要包括竖盘、竖盘指标、竖盘指竖盘、竖盘指标、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。 n竖盘竖盘固定在横轴的一侧，随望远镜在竖直面内同固定在横轴的一侧，随望远镜在竖直面内同时上、下转动；时上、下转动；n竖盘读数指标竖盘读数指标不随望远镜转动，它与不随望远镜转动，它与竖盘指标水竖盘指标水准管准管连接在一个微动架上，转动竖盘指标水准管连接在一个微动架上，转动竖盘指标水准管微动螺旋，可使竖

39、盘读数指标在竖直面内作微小微动螺旋，可使竖盘读数指标在竖直面内作微小移动。移动。当竖盘指标水准管气泡居中时，指标应处当竖盘指标水准管气泡居中时，指标应处于竖直位置，即在正确位置。于竖直位置，即在正确位置。一个校正好的竖盘，一个校正好的竖盘，当望远镜视准轴水平、指标水准管气泡居中时，当望远镜视准轴水平、指标水准管气泡居中时，读数窗上指标所指的读数应是读数窗上指标所指的读数应是9090或或270270，此读，此读数即为视线水平时的竖盘读数。数即为视线水平时的竖盘读数。 n竖盘竖盘的刻划注记形式很多，常见的光学经纬仪竖盘都为全圆的刻划注记形式很多，常见的光学经纬仪竖盘都为全圆式刻划，分为式刻划，分为

40、顺时针顺时针和和逆时针逆时针两种注记，两种注记，盘左位置视线水平盘左位置视线水平时，竖盘读数均为时，竖盘读数均为9090，盘右位置水平视线时竖盘读数均为，盘右位置水平视线时竖盘读数均为270270。多数多数J J6 6级经纬仪采用的是顺时针注记的竖盘，如图级经纬仪采用的是顺时针注记的竖盘，如图A A nDJDJ6 6经纬仪中最常见的顺时针竖盘注记形式：计算经纬仪中最常见的顺时针竖盘注记形式：计算方法见下页。方法见下页。 n现以现以J J6 6经纬仪中最常见的竖盘顺时针注记形式（如图所示）经纬仪中最常见的竖盘顺时针注记形式（如图所示）来说明竖直角的计算方法。由图可知来说明竖直角的计算方法。由图可

41、知, ,在盘左在盘左，视线水平时视线水平时读数为读数为9090，当望远镜上倾时读数减小；在盘右、视线水，当望远镜上倾时读数减小；在盘右、视线水平时读数为平时读数为270270，当望远镜，当望远镜上倾时读数增加。上倾时读数增加。 n如以如以“L”L”表示盘左时瞄准目标时的读数，表示盘左时瞄准目标时的读数，“R”R”表示盘右表示盘右时瞄准目标时的读数，则竖直角的计算公式为时瞄准目标时的读数，则竖直角的计算公式为 ：n L L= 90= 90- L - L R R= R - 270= R - 270 n最后，取盘左、盘右的竖直角平均值作为观测结果，即最后，取盘左、盘右的竖直角平均值作为观测结果，即

42、=1/2=1/2（L L+R R）=1/2=1/2（R-LR-L）-90-90 观测竖直角时，用观测竖直角时，用十字丝横丝的中心十字丝横丝的中心部分对准目标位置部分对准目标位置三三 n当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向9090或或270270，而与正确位置相差一个小角度，而与正确位置相差一个小角度x, xx, x称为称为竖盘指标差竖盘指标差。竖盘指标差有正、负之分，当指标偏移方向与竖盘注记方竖盘指标差有正、负之分，当指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，会使竖盘读数中增大一个向一致时，会使竖盘读数中增大一个x x值，即值，即x x为正；反之，为

43、正；反之，当指标偏移方向与竖盘注记方向相反时，则使竖盘读数中当指标偏移方向与竖盘注记方向相反时，则使竖盘读数中减小了一个减小了一个x x值，故值，故x x为负。下图为负。下图D DJ J6 6经纬仪指标偏移方向和经纬仪指标偏移方向和竖盘注记方向一致，竖盘注记方向一致，x x为正值。见示意图为正值。见示意图。DJDJ6 6经纬仪由于指标差经纬仪由于指标差x x的存在，盘左、盘右读数的存在，盘左、盘右读数均增加一个均增加一个x x，因此，若用盘左读数计算竖直角，因此，若用盘左读数计算竖直角 ，则则 （9090 x x)-L= )-L= （90 90 -L-L）x x = = L L+ +x x若用盘右读数计算竖直角时，应为：若用盘右读数计算竖直角时，应为： R R(270(270 x x)= )= （R R270270）x x = =R Rx x 两