第五章 2精密测角仪器.ppt

1、第五章精密测角仪、精密光学经纬仪简介精密电子式经纬仪结构精密电子式经纬仪测量原理精密光学经纬仪仪器误差及其检测、上次应掌握的内容一、国家平面大地控制网建设方法常规尺寸：三角测量法、导线测量法、 三边测量及角点同测法天体测量法(测量拉普拉斯点)现代定位新技术：主要为GPS(GNSS )测量，还包括超长地面线干扰作用测量系统(VLBI )、激光测量卫星(SLR )等二项建设国家平面大地控制网的基本原则大地控制网逐步版结构， 分阶段控制大地控制网一盏茶的精度大地控制网一定的密度大地控制网需要统一的技术规范和要求，三、国家平面大地控制网的版结构方案是一等三角摇滾乐，二等全面网的网包括一等三角摇滾乐系、

2、二等三角网、一部分三等网，共有约5万个大地测量控制点，网的四、利用现代测量技术建立的国家大地测量控制网92中国GPS大会战(27分，地心坐标定位精度优于0.1m ) 96 GPS a级网(33主站，23从站，优于0.1m )国家高精度GPS B级网(818分，精度优于0.1m中误差2cm ) 中国地壳运动观测网络(25站连续基准网络和1 000站区域网络)共同构成中国坐标信息帧(三次元地心坐标系) 2000国家大地坐标系(极接近WGS84坐标系)，之前应掌握的内容有：五、国家平面大地调控网络的版结构， 包括以下工作在内的外业测量(主要是角度测量，还有天体测量、重力测量、基线测量)、平均化补正算

3、(初期分区平均化，最后是整体平均化，用椭圆球平均化，变换为6个坐标和新的54北京牌坐标系)等。 上次需要掌握的内容是，全国天文大地网的整体均衡，全国天文大地网整体均衡于1982年完成。 网包括一等、二等、部分三等三角网和导线网，约有5万个大地测量控制点，约有31万方向观测值，包括467条始边和458个拉普拉斯方位角。 这是在1980年的大地坐标系的参照椭球体上进行的，方向观测值和边的长度都计算在参照椭球体上。 根据两个完全独立的方案进行平均化纠正算法。 区分坐标残奥仪表平整法和条件联络平整法。 两平均化结果基本一致(坐标最大差为4.8cm )，离网最大点最远的点的误差为0.84m。 所有网点平

4、均后，换算大地纬度和经度的6乐队和3乐队的高斯平面垂直角坐标。 作为新的54北京牌坐标系的坐标进行修正。 天文大地网有三种坐标系的坐标值(l，b； x80、y80； x新54，y新54 )、精密测角仪经纬仪、一、精密经纬仪的分类根据刻度盘结构分为光学经纬仪和电子经纬仪。 在测角精度中，一测回方向上误差的大小分为1、高精度经纬仪： 1、一、二等三角测量一等三角测量北光J07、Wild T4二等三角测量北光J1、Wild T3、苏光DJ1等2、中精度经纬仪： 2，用于三的苏光J2、西光DJ2等普通经纬仪(和全站仪):5 DJ6、J6、J15等D:大地、J:经纬仪，右侧数值表示精度等级。 T:是德意

5、志字Theodolit的第一个字母。 二、精密角度量测仪器的特点，一、精密光学经纬仪的主要特征(与普通经纬仪相比)角度标准设备拨盘及其读取系统均由光学玻璃构成，水平拨盘和垂度盘(纵盘)与望远镜筒旁附着的读取显微镜共享光学螺旋测微器，实现双面(对径)通常会给出目标的倒像，而现代望远镜大多给出目标正像的一般刹车器与微动螺杆的分离设置，现代的正朝着共轴发展。 设置了强制回归机构的精密光学点和中心杆以及快速安平机构等，有些经纬仪设置了垂度盘指标自动回归补偿器，提高了仪器的精度和测量效率，2、精密电子经纬仪的主要特征(与光学经纬仪相比)、角度标准设备：采用查询密码刻度盘及查询密码螺旋测微器的绝对式刻度盘

6、微处理器是全站仪的中心零配件，其主要功能是实现控制各种测量计程仪程序进行检测的电子测角，修正纵轴倾斜引起的水平角和垂直角的修正，大多实现双面表示的电子测距和修正，对测量的距离进行地球曲率和气象修正，得到水平距离、高低差、坐标增量的2 .精密电子经纬仪的主要特征(续)包括在显示器上显示观测值和校正结果或在电子记事本或存储器中自动记录。 纵轴倾斜自动测量和修正系统是由于用于机器的自动调整和调整的剩馀误差引起的水平盘读取值和纵盘读取值的自动修正。 现代电子式经纬仪具有自动观测功能(具有电机伺服装置和CCD通用相机镜头，可以自动搜索目标，精密对照，按程序测量、记录)。 三、电子测角原理、查询密码化拨盘

7、测角系统、增量式拉星空卫视测角系统和动态星空卫视测角系统1 .查询密码化拨盘测角系统属于绝对测角系统的光栅盘干涉条纹效果光栅盘的角度测量原理、干涉条纹效果，一组黑(光如果重叠相同密度的两个直线光栅，使它们的划线相互以小角度倾斜，则出现明暗相同的条纹。 这就是波纹干扰作用条纹。 两晶格间的倾斜角越小，条纹越粗。 拉星空卫视水平移动时，波纹上下移动。 只要晶格的夹角小，小的晶格迁移量就会产生大的条纹迁移量。 晶格刻度盘利用莫尔条纹效应实现测角。 另外，光栅旋钮的测角原理，经纬仪旋钮创建主光栅，并且将相同栅距的光栅作为指示光栅，可以利用干扰作用条纹来实现测角。 拨盘与校准部一起旋转时，波纹掉在接收管

8、上。 刻度盘每旋转光栅一周，波纹就在接收管上移动一周，流过接收管的电流变化一周。 当机器照射零方向时，机器的计数器设为零，拨盘随着对照部的旋转照射某个目标时，流过接收管的电流的周期数是夹在两个方向之间的拉星空卫视数。 由于光栅之间的夹角是已知的，所以计数器计数的电流周期的数量可以经过处理来显示角度值。 如果在电流波形的每个期间内均匀地内插n个脉冲，则补正机对脉冲进行计数，所得到的脉冲数成为夹在2个方向之间的格子数的n倍，相当于将格子划线增加n倍，角分辨率也提高了n倍。 3 .动态光栅刻度盘的角度测量原理，在动态光栅刻度盘上刻有1024条男同性恋线，包括男同性恋线和缝隙，相应地是不透光和透光区域

9、，其男同性恋间距为1265.625秒，设定为0 盘上有2个计数格子，r是固定格子，位于拨盘的外缘的s是可动格子，是随着校准部的旋转，照射到拨盘的内缘有定径套的方向后的r和s之间的角度。 读取角度后，旋钮开始旋转，可以通过计算通过2个格子间的关男同性恋字数来求出角度值。 n0，即角等于n个周期0和小于整个周期的划分值的和，并且分别通过粗测和精测获得。四、测角机器的主要误差，一、由于参考轴误差机器的参考轴不与水平轴正交所产生的误差，称为参考轴误差。 由于对准轴的误差，对准面变成圆锥面。 用c表示，经常使用2C值检查。 产生视准轴误差的主要原因是望远镜的十字切线板的配置不正确。望远镜的聚焦镜运转时晃

10、动的气温变化引起机器零配件的膨胀收缩，特别是机器的热不均使视准轴位置变化。 另外，由于视差轴误差c对左、右水平方向的观测值的影响的大小相等，符号相反，所以通过取左、右盘的实际读取值的中数，能够消除视差轴误差的影响。 望远镜的聚焦反射镜的运行不正确，也就是说，在运行中有晃动时会引起瞄准轴位置的变化，因此，在一次测量中规定为再聚焦使不得。 四、测角仪器的主要误差(续)、二、水平轴倾斜误差(常用I角表示)仪器的水平轴与垂直轴不垂直，所产生的误差称为水平轴倾斜误差。 水平轴的倾斜误差为准直面倾斜的面。 的双曲馀弦值。 发生水平轴(倾斜)误差的主要原因是机器左右两端的包围曝光不高，如果水平轴两端的轴径不

11、相等，就会发生水平轴倾斜误差。 水平轴倾斜误差将在水平方向上的观测值与目标高度相关，并且随着角度变大而变大。 用盘左、盘右读取值的平均值抵消。 机器的视准轴误差和水平轴倾斜误差存在于云同步中，它们的影响反映在盘左和盘右的读取值差中。 四、测角仪器的主要误差(续)、三、垂直轴倾斜误差(常用v角表示)为：基准轴与水平轴正交，水平轴垂直于垂直轴，仪器不严格平整，垂直轴与测角铅垂线成微小角度，这就是垂直轴倾斜误差。 由于垂直轴的倾斜引起的水平轴的倾斜方向在望远镜的反转前后也相同，因此对于任何观测方向，都无法通过盘左、盘右的观测结果的平均值来消除该误差的影响。 垂直轴倾斜误差对水平方向的观测值的影响，不

12、仅因垂直轴倾斜角v，也因对准目标的垂直角和对准目标的方位而不同。 在观测时，通过尽可能减小垂直轴的倾斜角v的值、尽可能减小垂直轴的倾斜角v的值，来削减该误差，这是通常的测定房间对再调整机器的水平方向的观测值加上垂直轴倾斜修正数。 四、测角仪的主要误差(续)、四、光学螺旋测微器的行差(常用r表示)，当微分划线盘从0划线移动到最后的n0划线时，即当微分划线盘旋转了n0划线时，拨号划线必须正好移动到半划线。 这是能够正确测量螺旋测微器的最小划线，如果读取显微镜的物镜光学组的位置不正确，则读取显微镜的中等程度的盘部分的宽度不能正确扩大。 此时，当拨盘的直线移动一半段时，测量微分盘正好不旋转n0段，而旋

13、转n0和n的差就是光学量测仪器的行差。 使用中定期测量光学量测仪器的行差。 行差r相对于J1型测角器小于1，相对于J2型测角器小于2，在超过上述规定的情况下，对观测结果加上行差修正数。 五、液状二轴补偿系统、垂直轴的倾斜误差不能用光学经纬仪消除，而电子式经纬仪可以用液状二轴补偿系统进行补偿。 机器倾斜时，倾斜传感器的液体形成光楔，导致光路的差异和光束的位移。 位移的大小被引导到CCD阵列的x方向和y方向，微处理器根据位移的大小修正机器的倾斜量。 另外，计算水平方向和天顶距离观测值的修改数，将它们与观测值相加，输出修改后的水平方向和天顶距离观测值。 测量回归法、导线测量多采用测量回归法进行观察。

14、 进行2次重叠时，读取限制严格，测定次数多。 实验每人观测一下，相互差为9 (弛豫13 )，结束，再见，双平行玻璃板光学螺旋测微器的螺旋测微器原理，双平行玻璃板光学螺旋测微器是基于该光学原理制作的。在两个平行玻璃板光学螺旋测微器中，当通过两个平行玻璃板向相反方向等量倾斜时，线段a和(a 180 )的像分别通过这两个平行玻璃板，线段a和(a-180 )的像相对移动，线段a和(a 180 )的像通过读取器显微镜上下接合的迁移量为了达到螺旋测微器的目的，有必要使光学螺旋测微器分析盘的旋转和2块平行玻璃板的倾斜动作同步。 莫尔条纹效应、一组黑(不透光)白(不透光)相间的平行条纹称为直线光栅。 如果重叠

15、相同密度的两个直线光栅，使它们的划线相互以小角度倾斜，则出现明暗相同的条纹。 这就是波纹干扰作用条纹。 两晶格间的倾斜角越小，条纹越粗。 拉星空卫视水平移动时，波纹上下移动。 只要晶格的夹角小，小的晶格迁移量就会产生大的条纹迁移量。 晶格刻度盘利用莫尔条纹效应实现测角。 波纹干扰作用条纹、精密角度量测仪器的主要零配件、1、 垂直水平仪观测棱镜项目2 .直角度盘照明镜3 .望远镜的焦点调节螺旋4 .十字丝校正螺旋5 .直角度盘水平仪微动螺旋6 .望远镜目镜7 .对准部刹车器间谍拉尔8 .器械箱装按钮9 .水平刻度盘照明镜10 .望远镜的刹车器螺杆11 .十字丝照明转轮12 .妈咪测量微间谍螺旋13 .改变间谍螺旋14 .望远镜微动螺旋15、瞄准部水平仪16、螺旋测微器读取目镜17、瞄准部微动螺旋18、水平刻度盘的位移螺旋的保护罩19、脚丫子螺钉调节螺钉20、脚丫子的螺旋； 21、基础平板，另一种情况，