第三章 精密测角仪器和水平角观测1.ppt

1、第三章精密测角仪器和水平角观测，一、精密测角仪器经纬仪二、经纬仪三轴误差三、精密测角误差影响四、精密测角方法五、偏心观测和归心纠正，本章中工程控制测量和精密工程测量主要使用精密经纬仪。 精密经纬仪是精度等级的高低，我国的精密光学经纬仪系列分为J07、J1、J2、J6等规格。 在本章中，介绍了精密经纬仪的基本结构和仪器检测，并介绍了使用精密经纬仪完成台站上的水平角观测、获得准确观测值的方法和台站的差距。 一、精密测角器、基本构造：视准部、水准管、水平刻度盘、底座、主要轴：视准轴、横轴、水准管轴、纵轴(旋转轴、垂直轴)、一、精密测角器、一、精密测角器、一、短的复合对象物镜头焦距，得到等效对象物镜头

2、焦距f的大的值。 2、平均边长在3KM以上的三角网，如果各目标和站的距离相差1KM，一次观测中各目标没有再聚焦不会影响照度精度。 与普通经纬仪主要区别在于：一、精密量测仪器、三、读取精度高(量测仪器)，水平仪精度主要通过水平仪的阈值测量。 另一方面，精密测角器，水平仪的灵敏度：当人眼发现气泡具有最小迁移量(约0.2mm )时，水准管轴倾斜的角度值。水准管的区分值有：一、精密测角器、J2、一、精密测角器、425739.0、174072.7、微型盘有1.0个大规格，各大规格又分为6.0个小规格，有600个小规格，相当于拨盘一半的最小规格1.0 二、经纬仪三轴误差，1视准轴误差1 )原因：望远镜交叉

3、线隔板安装不正确，望远镜调焦镜移动时晃动，气温变化引起的仪器零配件膨胀收缩，尤其是仪器热量不均匀引起的视准轴位置变化等。 二、经纬仪三轴误差，二)瞄准轴误差对水平方向观测的影响规律随着目标垂直角的增大而增大，达到最小值。 根据盘左和盘右的观测方向值求平均值，可以消除视准轴误差对水平方向观测的影响，得到正确的方向值。 二、经纬仪三轴误差，计算二c的作用：一次测量中各观测方向二c之差的大小，在一定程度上反映了观测结果的质量。 二、经纬仪三轴误差、二水平轴倾斜误差1 )发生原因：仪器左、右两端斯坦共和国不高，水平轴两端轴径不相等。 2 )水平轴倾斜误差对水平方向观测的影响，3 )水平轴倾斜误差对水平

4、方向观测的影响规则不仅与I有关。 如果从盘左和盘右的观测方向值求平均值，则消除水平轴的倾斜误差对水平方向观测的影响，可以得到正确的方向值。 二、经纬仪的三轴误差、柜左、左高右低、柜右、左低右高、二、经纬仪的三轴误差、视准轴误差和水平轴误差对水平方向观测值的综合影响(反应柜左柜右的读取值差):=0时，L-R=2C，一般来说，随着角变大，角变大4 )水平轴的倾斜误差的检查(高低点法):二、经纬仪的三轴误差，二式加法和减法分别得到c角和I角。 二、经纬仪三轴误差，n个测量时，国家规范规定，J1型仪器，c、I的绝对值全部为1.0对J2型仪器，c、I的绝对值全部小于1.5，二、经纬仪三轴误差，3垂直轴倾

5、斜误差，1 )原因：仪器严密闪烁(2)因为水平轴是倾斜的，所以参考轴也偏离正确的位置，并且误差影响观看方向。二、经纬仪三轴误差，根据垂直角球面三角形式，v和iv小角。 3 )垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响规律，4 )减弱垂直轴倾斜误差对水平方向观测值的影响的对策：()尽可能减小垂直轴的倾斜角。 在()测量次数之间重新制作平坦的机器。 ()在水平方向观测值上加上垂直轴倾斜修正数。 二、经纬仪三轴误差、一外界条件的影响机器误差的影响照度和读取误差的影响、三、精密测量角误差的影响、一外界条件的影响(1)大气密度的变化和大气透明度对目标图像质量的影响、三、精密测量角误差的影响、一) 大气密度的变

6、化是否对目标图像稳定性的影响目标图像稳定主要取决于视线通过近地点大气(简称大气)密度的变化状况，如果大气密度均匀且不变，则大气保持平衡，如果目标图像稳定且大气密度急剧变化，则在营销对象图像中产生上下左右的抖动。 事实上，大气密度始终存在一定的变化，变化程度主要取决于太阳对地面热辐射的强度和地形、地物和地形等的分布特征。 2 )大气的透明度对目标图像的影响是否明确主要取决于大气的透明度，即大气中的光散射作用物质(尘埃、水蒸气等)的量。 尘埃上升到一定高度后，一部分浮游在大气中，下雨后消失，一般回到地面。 水蒸气有可能升上天空形成云，或者被稀释到大气中，所以尘埃和水蒸气对近地点的大气透明度起着决定

7、性的作用。 地面尘埃的上升，主要是由于风的作用，也就是强空气水平的气流和上升对流的结果，大量的水蒸气在水域和植被地区也发生了很强的升温，所以大气的透明度本质上也主要由日照的强度决定。 因此，一般情况下，上午接近正午大气透明度差，下午随着辐射减弱水蒸气减少，尘埃也陆续返回地面，所以下午3h以后一般有大气透明度好的观测时间。 三、精密测角误差的影响结论： 1、为了得到稳定的目标图像，应该在有利于观测的时间进行观测，一般晴天日出1h后的1-2h内和下午3、4点到日落前1h的时间最合适2、夏天的观测时间适当缩短、冬天可以稍微延长3、阴天(2)当水平折射的影响光线通过密度不均匀的空气介质时，经过连续折射

8、形成曲线，向密度大的一方弯曲，当来自目标的光线进入望远镜时，望远镜照射的方向是该曲线在望远镜上的切线方向，该方向明显与该曲线的弦线不一致，存在被称为微分折射的微小交角水平折射的影响也因大气温度的变化而不同。 白天被太阳照射的砂石地面气温上升时，密度小，水面上的气温上升慢，密度大，但夜间砂石地面散热快，水面空气散热慢，因此白天和夜间水平折射的影响正相反。 因为方向的右侧是河流，白天观测时视线转向河流，夜间观测时视线转向河流，所以取白天和夜间观测成果的平均值，可以有效地减弱水平折射的影响。 三、精密测角误差的影响是，视线接近水平方向的实体会产生局部水平折射的影响，如视线接近岩石或通过建筑物附近，岩

9、石等实体比空气热快，热快，岩石等实体附近气温高，密度小，因此视线弯曲。水平折射的影响极为复杂，为了在一定程度上减少对精密测角的影响，一般应该采取必要的措施。 (选点、造标、阴天观测)精密工程测得的水的扁平观测也受到工程现场的一些要素的影响。 (必须根据测量区微气候条件的实际情况，选择最有利的观测时间，将整个观测作业分成几个不同的时间段来完成)、(3)精密测量角误差的影响，(3)基准目标的相位差基准目标为圆柱形实体，例如木棒、标心柱的话，日光照射时有阴影，圆柱明亮如果视线长，则难以清楚地看到圆柱的轮廓线，如果背景暗，则多照射交叉线明亮的部分的中心线；如果背景亮，则交叉线照射暗的部分的中心线，即照

10、射实体目标时，不能正确地照射目标的真正的中心轴线，往往会给观测结果带来误差我们发现，相位差的影响因太阳的方位而异，上午和下午，太阳处于对称位置时，实体目标的亮度和暗的部分正相反，所以相位差的影响符号也相反，所以一半最好在上午观测，一半最好在下午观测。 为了减弱该误差的影响，在三角测量中一般采用微小相位基准圆筒。 三、精密测角误差的影响，(4)温度变化的影响是由于观测时机器受到太阳光的直接照射，机器各部分的热不均匀，膨胀也不同，机器变形，各轴线间的正确关系被保不定，影响观测的精度，所以在观测时必须停止推伞或太阳光直接照射机器然而，尽管设备未直接暴露在太阳光下，周围的空气温度的变化还在设备的各部分

11、处产生微小的相对变形，并且在设备的参考轴位置处产生微小的变化。 基准轴位置的变动用2C表示，该差是根据在相同测量次数照亮相同目标的盘左、盘右的读取值的差而在2倍的基准轴误差上表示的。 如果没有机器变形引起的误差，则在每个观测方向上求得的2C值和真值之间只有偶然的差异。 但经验证明，在连续观测一些测量过程中温度的变化，每次测量所得到的2C值有系统性差异，而且这种系统性差异与观测过程中温度的变化密切相关。 三、假定在一个测量的短时间的观测过程中，空气温度的变化与时间成比例，则精密测角误差的影响可以通过时间对称排列的观测计程仪来减弱。 所谓时间对称排列的观测计程仪程序是指，假定在一次测量的短时间内气

12、温对设备的影响均匀变化，在前半部分的测量中顺时针观测各目标，在后半部分的测量中逆时针观测各目标，使观测各目标的时间间隔接近，由此，在上下测量中各目标时刻的平均值接近， 以此方式，相同的方向上和下半部分的平均观测值被认为受到相同的误差的影响，并且如果从方向获得角度，则可以显着地减小由于气温改变的影响而引起的误差。 三、精密测角误差的影响、(5)在标记上观测到外部条件对标记内架稳定性的影响时，在标记内架的观测台(仪表台)上设置机器，在地面上观测时，通常在三脚架上设置机器，在标记内架或三脚架扭曲时，固定在机器基座和基座上的水平度盘发生变动温度的变化会使木标架和三脚架的木材产生不均匀的膨胀收缩而引起扭

13、曲，钢标在阳光下向阳温度高，阴影温度低，由于温度的不同，在标架的不同部分产生不均匀的膨胀而引起扭曲。假设在一次测量的观测过程中，间谍的内架和三脚架的扭转等速度发生，采用时间对称排列的观测计程仪，可以减轻该误差对水平角的影响。 三、精密测角误差的影响、二机器误差的影响(一)水平刻度盘位移的影响，在使基准部旋转时，由于轴面的摩擦力，机器的底座部分产生弹性的扭转，因此，固定在底座上的水平刻度盘也产生微小的方位变动，该扭转主要在基准部开始旋转的瞬间产生基准部开始旋转后，在使基准部旋转的过程中，只要克服小的轴面摩擦力，旋转停止后，就不再有任何力作用于机器的基座部分，在弹力的作用下逐渐向相反方向扭转，恢复

14、到原来的平衡状态。 因此，在观测时，当白基准部向顺时针方向旋转时，拨盘也沿着基座旋转微小的角度，拨盘的读取值变小，相反地，在使白基准部反转的情况下，增大拨盘的读取值会给所测定的方向的值带来系统误差。 另外，关于精密测角的误差的影响，根据这样的误差的性质，认为如果在用半测电路照射目标时基准部旋转到单向式，则各方向具有的误差的符号相同，如果从方向形成角度，则能够削减该误差的影响，即使各方向误差的大小不同，在组成角度中也只包含残留误差的影响如果在一次测定中，在上半部分的测定中，在正方向的测定部进行正方向测定，在下半部分的测定中，在反方向的测定部进行正方向测定，则在相同角度上、下半部分的测定的平均值中

15、，能够很好地消除该误差的影响。 三、精密测角误差的影响、(2)基准部的旋转不正确的影响基准部的垂直轴和衬套之间的间隙过小的话，基准部旋转时变得过紧，过大的话，基准部旋转时垂直轴在衬套中歪斜或平行移动的现象被称为基准部旋转不正确。 如果照度部的旋转不正确，则会引起照度部的偏心和量测仪器的行差的变化，因此为了消除这些个的误差的影响，若采用聚合法的读取值，则能够在读取值中消除照度部的偏心的影响。 测量千分尺的行差时，请不要旋转基准部的位置，而旋转水平旋钮的位置。 测量的行差的数值受基准部的旋转不正确的影响，根据该行差修正测微计的读数是合理的。 三、精密测量角误差的影响、(3)基准部水平微动螺旋作用不

16、正确的影响进入基准部水平微动螺旋时，用螺丝的压力推一推基准部转动照明部的微动线圈，用反作用力弹簧的弹力按压照明部。 因油污损害或弹簧老化等弹力变弱时，微动线圈露出后，对准部不能立即旋转，在微动螺钉的前端产生微小的间隙，在读取中弹簧伸长消除间隙，此时，对准轴偏离对准方向引起观测误差为了避免这种误差的影响，规定在观测时向微动螺旋(与弹力相反的方向)转动，在进行每个观测方向的最终对准的同时，使用水平微动螺旋的中间部分。 三、精密测量角误差的影响，(4)垂直微动螺旋作用不正确的影响，在器械平坦的情况下旋转垂直微动螺旋，望远镜必须在垂直面内俯仰。 但是，由于水平轴和套筒之间有间隙，垂直微动螺旋的运动方向

17、和反作用力弹簧的弹力作用方向不在一条直线上，产生附加力矩，水平轴的一端位移，视准轴变动，水平方向的方向观测值带来误差，是垂直微动螺旋作用不正确的影响。 如果垂直微动螺旋的作用不正确，在水平角观察时使用垂直微动螺旋，不能直接用手将望远镜旋转到所希望的位置。三、精密测角误差的影响、三照度和读取误差的影响照度误差受外在因素的影响较大。 例如，营销对象图像的抖动会使基准误差增大几倍、营销对象背景差、增大基准误差、增大基准误差、减小基准误差。 因此，不仅要选择有利的观测时间，工作人员认真进行观测，是提高精度的有效措施。 当光学经纬仪取得合法读取值时，读取值的误差主要表现为接合误差，读取值的精度主要取决于光学量测仪器的质量，其受外界条件的影响小。 水平度盘对径分区接合一次的误差可以用实验的方法测定，关于J1型经纬仪关于J2型经纬仪。 经验证明，采光位置不合适宜时，影响读取显微镜正逆像的照明，增大接合误差，千分尺目镜调整差时增大接合误差。 此外