第3章 经纬仪测量

1、 第三章 经纬仪及其角度测量 本 章 主 要 内 容3.1 角度测量原理3.2 光学经纬仪及其构造3.4 水平角测量3.5 竖直角测量3.6 经纬仪检验与校正3.1 角度测量原理水平角测量内容内容: 目的目的: 测定地面点连线之间的空间位置关系,以此来确定点的平面坐标和高程.竖直角测量25678910134CDE34CAB3.1 角度测量原理水平角测量原理CA水平面acb0nmB 空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。=mn范围： 0360水平角测量基本原理：水平角测量基本原理：水平度盘水平角水平角3.1 角度测量原理竖直角测量原理 同一铅垂面内某方向线与指标线之间的夹角。范围：090竖直角测

2、量基本原理：竖直角测量基本原理： 竖直度盘：指标线位置固定，一般处于铅垂位置。水平线：倾角（竖直角 ）铅垂线：水平面OA1水平线铅垂线天顶ZZ= 90- 如何如何区区分？分？2B仰角俯角天顶距（Z）竖直角竖直角3.2 光学经纬仪及其构造一一. 光学经纬仪光学经纬仪型号型号: DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ15,DJ60D:大地测量;J:经纬仪;数字数字:标称测角精度,即野外一测回方向中误差不超过该值, 单位为秒;DJ6-2 DJ6-2 （华光）J2-2 (苏一光)TDJ2E TDJ2 （北光）J6E J6 （1002厂）3.2 光学经纬仪及其构造（一） DJ6光学经纬仪的构造照准部照准

3、部水平度盘水平度盘基座基座二二. DJ6光学经纬仪的基本结构光学经纬仪的基本结构3.2 光学经纬仪及其构造目镜圆水准器粗瞄器物镜脚螺旋读数显微镜目镜照明反光镜物镜对光螺旋光学对中器目镜竖直微动螺旋竖直制动螺旋竖盘指标水准管及反光镜水平制动螺旋水平微动螺旋竖盘水准管微动螺旋度盘配置手轮照准部水准管竖直度盘水平度盘3.2 光学经纬仪及其构造望远镜：望远镜：用于精确瞄准目标，可绕横轴在竖直面内上下转动。竖直度盘：竖直度盘：用于观测竖直角，与望远镜连成一体。盘左：盘左： 竖盘在望远镜的左边，正镜。盘右：盘右： 竖盘在望远镜的右边，倒镜。水准器：水准器：水准管、竖盘指标水准管。照准部照准部3.2 光学经

4、纬仪及其构造光学玻璃，用于观测水平角顺时针方向注记， 0360最小格值一般为1或30 。复测系统：复测系统：复测扳手（拨盘手轮）水平度盘水平度盘松开：水平度盘不随照准部一起动。按下：水平度盘和照准部一起动3.2 光学经纬仪及其构造脚螺旋，连接板，圆水准器。圆水准器：用于粗平仪器。基基 座座3.2 光学经纬仪及其构造（二） DJ6光学经纬仪的读数装置和读数方法 度盘 光路系统 测微器读数设备：读数设备：（1）测微尺读数装置及其读数方法）测微尺读数装置及其读数方法（2）单平板玻璃测微器及其读数方法）单平板玻璃测微器及其读数方法0 1 2 3 4 5 60 1 2 3 4 5 6358786343.

5、2 光学经纬仪及其构造（二） DJ6光学经纬仪的读数装置和读数方法p 测微尺及其读数方法测微尺及其读数方法1.测微尺测微尺：用于读不足1的读数，60个分隔。长度和度盘上1影像的宽度相等。2.读数方法读数方法：度数在度盘上直接读出。分数在测微尺上读出秒数为估读，估读至6秒数为秒数为6秒的整数倍秒的整数倍以测微尺的0分划为指标3.2 光学经纬仪及其构造水平2152147978垂直21507 30”水平：水平：7852 42”竖直：竖直：7857 06”13404 42”3.2 光学经纬仪及其构造p 单平板玻璃测微器及其读数方法单平板玻璃测微器及其读数方法1.单平板玻璃测微器单平板玻璃测微器：2.读

6、数方法读数方法：107106105605958202505107106105595860分数和秒数,每分划20秒估读到1/4格，5度数和整30分度数和整30分测微盘水平度盘竖直度盘平板玻璃、测微盘、测微轮、连接机构读数前先转动测微轮,使度盘分划线精确平分双指标线。3.2 光学经纬仪及其构造107106105605958202505107106105595860分数和秒数度数和整30分度数和整30分测微盘水平度盘竖直度盘5922 15”水平度盘水平度盘10631 00”竖直度盘竖直度盘每分划20秒1.经纬仪的安置2.照准目标3.配置度盘4.读数5.记录及检校成果三三. 经纬仪的使用经纬仪的使用3

7、.2 光学经纬仪及其构造3.2 光学经纬仪及其构造1.经纬仪的安置经纬仪的安置对对 中中目的：目的：方法：方法：垂球对中，光学对中要求：要求：对中偏差不超过3mm使经纬仪的竖轴几何中心线与测站点位于同一条铅垂线上。观测目标近时，对中偏差要更小3.2 光学经纬仪及其构造整整 平平目的：目的：装置：装置：步骤：步骤：使经纬仪的竖轴处于铅直位置，水平度盘处于水平位置。要求：要求：气泡中点不超过中线一格圆水准器，照准部水准管。p初步整平初步整平，使圆水准 气泡居中，调节架腿调节架腿。p精确整平精确整平：利用基座上的三个脚螺旋脚螺旋，使照准部水准管在相相互垂直的两个方向互垂直的两个方向上气泡都居中。反复

8、进行，直至水准管气泡在两个垂直方向都居中为止。平平行行气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123高高气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高1233.2 光学经纬仪及其构造经纬仪安置全过程（光学对中器）经纬仪安置全过程（光学对中器）p摆放三角架，使高度适宜，目估对中，架头大致水平,固定经纬仪；注意：注意：2，3两步相互影响，需反复进行，直至符合要求。p进行光学对中器调焦，使地面标志清晰；寻找测站标志大致位置；p调节脚螺旋使测站地面标志中心影像严格位于对中器中心。p粗平：伸缩架腿，使圆水准气泡居中；p精平：调节脚螺旋使照准部水准管气泡居中；p修正对中：松开中心螺旋，平移仪器，使测站标志影像对中；1

9、233.2 光学经纬仪及其构造2.照准目标照准目标p竖立照准标志：竖立照准标志：标杆：标杆：稍远的目标；尖至于地面标志中心，三股细丝拉住上面有测旗。测钎：测钎：较近的目标。觇牌：觇牌：电子经纬仪等；由基座安置到三角架上。3.2 光学经纬仪及其构造p照准目标：照准目标：目镜对光目镜对光粗瞄目标粗瞄目标物镜对光物镜对光消除视差消除视差水平角：水平角：旋转水平微动螺旋，使十字丝竖丝单丝精确平分目标，或双丝对称夹住目标。注意：照准时尽可能瞄准目标底部。注意：照准时尽可能瞄准目标底部。精确瞄准精确瞄准准星准星目镜目镜水平微动水平微动物镜物镜竖直角：竖直角：旋转竖直微动螺旋，使十字丝中丝精确切准目标的指定

10、部。 本讲小结水平角竖直角 水平角、竖直角水平角、竖直角（天顶距、倾角）、（天顶距、倾角）、角度范围（俯角、仰角度范围（俯角、仰角）角）3.1 角度测量原理角度测量原理3.2 光学经纬仪及其构造光学经纬仪及其构造 经纬仪的构造（盘经纬仪的构造（盘左、盘右）、测微尺读左、盘右）、测微尺读数方法、经纬仪的安置数方法、经纬仪的安置（ 对中整平对中整平 和和 瞄准）瞄准）经纬仪的基本结构读数方法经纬仪的使用3.3 水平角观测1.经纬仪的安置2.照准目标3.配置度盘4.读数5.记录及检校成果经纬仪的使用：经纬仪的使用：CA水平面acb0nmB3.3 水平角观测方法：方法：测回法p 安置仪器（同前），竖立

11、照准目标（一）一测回观测水平角（一）一测回观测水平角3.3 水平角观测瞄准A目标指定位置，读数aL;顺时针旋转照准部,瞄准B目标指定位置,读数bL; L= bL-aL。ABO测测 站站测回测回竖盘竖盘位置位置目目 标标水平度盘水平度盘读数读数水水 平平 角角半测回值半测回值一测回角值一测回角值O1左A B 右BA0 02 24 81 14 36 81 12 12p 盘左观测盘左观测: L3.3 水平角观测ABO测测 站站测回测回竖盘竖盘位置位置目目 标标水平度盘水平度盘读数读数水水 平平 角角半测回值半测回值一测回角值一测回角值O1左A B 右B A 纵转望远镜。瞄准B目标指定位置，读数bR;

12、逆时针旋转照准部,瞄准A目标指定位置,读数aR;R= bR-aR。 261 14 36180 02 36 81 12 000 02 24 81 14 36 81 12 12p盘右观测：盘右观测：R3.3 水平角观测ABO测测 站站测回测回竖盘竖盘位置位置目目 标标水平度盘水平度盘读数读数水水 平平 角角半测回值半测回值一测回角值一测回角值O1左A B 右B A 81 12 06p 一测回水平角一测回水平角 （R L)/2前提前提:半测回差半测回差 R- L 36261 14 36180 02 36 81 12 000 02 24 81 14 36 81 12 123.3 水平角观测p 测回法观

13、测水平角的优点：测回法观测水平角的优点： 消除视准轴与仪器水平轴不垂直带来的误差，提高测量精度。上下半测回限差：上下半测回限差： R- L 363.3 水平角观测（二）多测回观测水平角（二）多测回观测水平角测 站 测回竖盘位置目 标水平度盘读数水 平 角半测回值 一测回角值O1左A 0 02 2481 12 1281 12 06B 81 14 36右B 261 14 3681 12 00A 180 02 36O2左A 90 03 1281 12 2481 12 15B 171 15 36右B 351 15 3681 12 06A 270 03 00各测回平均角值81 12 11配置度盘配置度盘

14、起始方向度盘读数变更数值：起始方向度盘读数变更数值： 180/n 3.3 水平角观测配置度盘配置度盘目的：目的：减弱度盘分划不均匀产生的误差影响。方法：方法： 精确照准起始方向目标后，转动度盘变换手轮或复测板钮，使度盘读数调整至设定的“起始读数”；之后在整个测回观测过程中不能再动变换手轮或复测按钮。3.3 水平角观测测 站 测回竖盘位置目 标水平度盘读数水 平 角半测回值 一测回角值O1左A 0 02 2481 12 1281 12 06B 81 14 36右B 261 14 3681 12 00A 180 02 36O2左A 90 03 1281 12 2481 12 15B 171 15

15、36右B 351 15 3681 12 06A 270 03 00各测回平均角值81 12 113.3 水平角观测注意事项注意事项p正倒镜观测的目的正倒镜观测的目的：pb-a,出现负数时,将b加上360度再减,切勿用a-bp为提高精度,可做n测回,需配置度盘,各测回起始读数间隔 (180/n).消除视准轴与仪器水平轴不垂直产生的误差（c）观测时应注意观测时应注意p三角架踏实,仪器连接牢固,螺旋用力要轻,手不要扶三角架;p观测过程中不要调整照准部水准管;若气泡偏离超过两格,则要重新整平仪器,重测,阳光强时要打伞;p若观测目标高差较大,观测时更应注意调平仪器;p目标标志要铅直,照准时尽可能瞄准目标

16、底部;p记录要复述,直接记录,不得造数,当场计算,错误则重测.3.4 竖直角观测一一.竖直角观测的用途竖直角观测的用途p高程测量高程测量p视距测量视距测量二二.竖盘装置的构造竖盘装置的构造p竖直度盘竖直度盘p竖盘指标竖盘指标p竖盘指标水准管竖盘指标水准管p竖盘指标水准管微动螺旋竖盘指标水准管微动螺旋3.4 竖直角观测 竖盘、竖盘指标及指标水准管竖盘、竖盘指标及指标水准管之间应满足的关系：之间应满足的关系： 当视准轴水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所指的竖盘读数为一固定值（初始读数初始读数）竖直角的大小：竖直角的大小： 视线方向的竖直度盘读数与初始读数之差.注意：注意：每次读取竖盘读数之

17、前，必须先 使竖盘指标水准管气泡居中。3.4 竖直角观测竖盘注记竖盘注记:p范围范围:0360度度p全圆式顺时针注记和全圆式逆时针注记全圆式顺时针注记和全圆式逆时针注记p如图如图:正镜水平状态竖盘指标读书位置正镜水平状态竖盘指标读书位置,以以(a)为最常见为最常见.3.4 竖直角观测 竖直角（倾角）竖直角（倾角）:同一竖直平面目标方向与水平方向的夹角。三三.竖直角的计算公式竖直角的计算公式水平面OA1水平线铅垂线2B 确定始读数确定始读数顺时针刻划顺时针刻划初始读数：初始读数： 盘左90 盘右2703.4 竖直角观测p盘左盘左(正镜正镜) L90Lp盘右盘右(倒镜倒镜)270900180R27

18、0900180指标 RR270 =( L + R )/2 =(RL)-180/2 竖角计算公式竖角计算公式3.4 竖直角观测四四.竖盘指标差的计算竖盘指标差的计算p竖盘指标差竖盘指标差:p 产生原因产生原因:270900180指标xL0L 竖盘、竖盘指标和指标水准管的位置关系不正确. 竖盘、竖盘指标及指标水准管竖盘、竖盘指标及指标水准管之间应满足的关系：之间应满足的关系： 当视准轴水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所指的竖盘读数为一固定值（初始读数初始读数）。 当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标线往往与正确初始位置相差一个小角度x.3.4 竖直角观测p竖盘指标差计算竖盘指标差计算: L

19、 = (90+x)L L= 90LL始=90+x盘左盘左(正镜正镜)3.4 竖直角观测盘右盘右(倒镜倒镜) RR270 R R(270+x)L始=270+x L = (90L)+ x= L + x3.4 竖直角观测 R R(270+x) L = (90+x)L =( L + R )/2 =( L + R )/2 =(RL)-180/2 L= 90L RR270 R = (R 270) x= R - xp结论结论:正倒镜观测法观测竖直角可以消除竖盘指标差的影响p计算式计算式:x= (R+L)- 360 /2 = ( R - L)/2 同一测回不同方向上指标同一测回不同方向上指标差的变动范围不超过

20、差的变动范围不超过25秒！秒！3.3 竖直角观测四四.竖直角外业观测竖直角外业观测p安置仪器（同前），竖立照准目标，量仪器高和觇标高，p盘左瞄准目标M,使十字丝中丝精确切准目标的指定位置;p纵转望远镜，盘右瞄准目标M,方法同前;读出盘右读数R;p转动竖盘指标水准管微动螺旋,使指标水准管气泡居中,读数L;p计算竖直角和指标差.测测站站名名测站测站仪器仪器高高m目目标标名名竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数半测回半测回竖直角竖直角指标差指标差x一测回一测回竖直角竖直角OM左左 右右 左左右右OM1水平线铅垂线59 29 48300 29 48测站名测站仪器高m目标名竖盘位置竖盘读数（ ）半测回竖直角（ ）指标差x一测回竖直角OA左 59 29 48 右 300 2