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同济大学版测量学教材-第3章-角度测量_图文

同济大学版测量学教材-第3章-角度测量_图文

第三章第四章

《测量学》
第三章

角 度 测 量

74

1

§3-1 水平角与垂直角观测原理
两种角度:
水平角 用于确定点的平面位置、计算坐标 竖直角 用于两点间高差计算、斜距改成平距

提要一水平角与 垂直角观测原理

测角仪器: 经纬仪、电子全站仪
一. 二.

水平角观测原理 垂直角观测原理
74 2

一.

水平角观测原理
水平度盘 a c B C 水平面 b
74

1.水平角观 测原理

水平角- 过一点到两个目标的方向线,垂直投影

到水平面上所成的夹角,0°< β < 360°

b= c - a
也可看成是包含 BA、BC 视线 的两个铅垂面之间的两面角。

A

b

a

c
3

二. 垂直角观测原理

2.垂直角观测原理

垂直角— 在同一铅垂面内,瞄准目标的倾斜视线与

α
天顶距-

水平视线的夹角(也称竖直角)。 = 0 °~ ±90 ° ,仰角为正,俯角为负。
天顶 A

视线与铅垂线 的夹角 Z
B B

ZC

ZA

?C
铅 垂 线

?A

水平线

Z = 0°~ 180°
74

C
4

§3-2 经纬仪的构造及度盘读数
一. 经纬仪的
等级和用途

提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数

74

5

经纬仪系列的技术参数和用途
技术项目
一测回水平 方向中误差 望远镜有效 孔径不小于 望远镜放大 倍数不小于 水准管 水平度盘 分划值 垂直度盘 主要用途
74

DJ1 ? ±1? 60mm 30× 6?/2mm 10?/2mm
二等平面控制 测量及精密 工程测量

经纬仪等级 DJ2 ? ±2? 40mm 28× 20?/2mm 20?/2mm
三、四等平面 控制测量及 一般工程测量

DJ6 ? ±6? 40mm 26× 30?/2mm 30?/2mm
图根控制测量 及 一般工程测量
6

二. 经纬仪的构造
支架上有横轴和望远镜,望远镜可以在竖直 面内转动。 望远镜 + 竖盘 + 水平度盘指针 = 照准部 水平度盘安置在基座上 基座有水准器和脚螺旋 用于置平仪器

照准部 水平度盘 基座

74

7

光学经纬仪

提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数

DJ6经纬仪
(6″级)

74

8

光学经纬仪
T2 经纬仪 (2″级)

提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数

74

9

电子经纬仪
苏州光学仪器厂 DJD系列电子经纬仪 (2″级和6″级)
? 基本结构与光学经纬仪相同;

操作方法也基本相同。 ? 用微电子技术自动显示度盘 的读数。

74

10

三. DJ6经纬仪的构造
照准部 基座

二. DJ6经纬仪的 构造

基座、照准部、度盘、读数装置、水准器
74 11

(一 )

基座

1.基座

水平度盘旋转轴(纵轴)插 于基座轴套内,基座脚螺旋 用于整平仪器; 照准部 基座底板上有 平盘水准管 螺孔,用连接 水平度盘 螺丝与三脚架 基 座 固连。
脚螺旋
74 12

(二)

照准部

2.照准部

望远镜十字丝

照准部(水平)制、微动螺旋 望远镜(竖直)制、微动螺旋 管水准器 30″/ 2mm 望远镜:倒像,26~30倍 目镜调焦,物镜调焦 粗瞄准器,十字丝 读数显微镜(望远镜旁) 竖盘(与望远镜固连) 光学对点器(安装在纵轴内) 复测扳手或度盘变换器

74

13

(三) 水平度盘和垂直度盘
度盘由光学玻璃高精度刻划而制成

3.水平度盘

水平度盘
顺时针0°~ 360°刻度; 仪器整平,水平度盘水平; 水平度盘与照准部脱离; 改变度盘位置,要使用 复测扳手或 度盘变换手轮。 位置垂直于水平度盘。
74

垂直度盘和水平度盘类似,

水平度盘 270B 180B

0 B

90B
14

(四) 度盘读数装置和读数方法

4.J6经纬仪的 读数装置

J6经纬仪的读数装置
读数光路:
由反光镜采光,经 过一系列棱镜反射, 穿越垂直度盘、水平 度盘和光学分微尺, 最终到达读数显微镜 成像,进行度盘读数。
19 9 17 1 2 16 3 8 7 4 6 5 22 23 18 10 15 14 20

13

12 11

24

25

74

21

15

J6光学经纬仪读数
两种读数测微装置:分微尺与平行玻璃板测微

J6光学经纬仪读数

1.分微尺测微 - 利用度盘刻度线,在分微尺上读数。
度盘上1度分划的间隔经放大后, 与分微尺全长相等。 分微尺全长分60格, 因此其最小格值为: 1′= 60″ 读数时,估读至0.1格 (6″),因此,估读的 秒数应是6″的倍数。 73 如图所示 1 水平度盘读数: 0 73°04 ? 24″ 74
水平
73
0 1 2 3 4 5 6

72

0

1

2

3

4

5

6

87

86

竖直
16

2. 平行玻璃板测微

b).平行玻璃板测微

利用测微手轮,移动度盘分划像使与指标线重合, 在度盘窗口和测微窗口读数。
平行玻璃测微器: 平行玻璃板与 分微尺由测微 手轮控制。转 动测微手轮, 使度盘像移动, 移动量可在分 微尺上读出。 读数方法为:
度盘窗口读数 + 测微窗口读数

10

15

15

20

94 93 91 90

94 93 92 91 90

7

6

5

4

3

6

5

4

3

(a)

水平度盘读数: 92°17′35″

(b)

74

17

四. DJ2光学经纬仪及其读数
1 2 3 8 9 10 11 18

4 5 6 7

12 13 14 15 16 17

19 5

74

18

光学经纬仪
T2经纬仪

提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数

(2秒级)

74

19

四. DJ2光学经纬仪的读数
主要特点:

DJ2光学经纬仪的 读数

(1)采用度盘对径分划重合法读数,相当于取度盘直径两端相差180° 处两个读数的平均值,可以抵消照准部偏心误差的影响,提高了读数精度。 (2)设置双光楔测微器,分为固定光楔和活动光楔两组楔形玻璃, 活动光楔与测微分划尺相连。活动光楔与固定光楔的两个斜面接触时, 合并成为一块平行玻璃,光线不产生平移;活动光楔移动后,两个光楔斜面 拉开距离,两组光线产生相反方向的平移,可使度盘对径的分划线像重合; 平移量以角值表示,可以从测微分划尺上度出。 (3)在读数显微镜中只能看到水平度盘或垂直度盘一种影像,但可以用 度盘变换轮使其交替出现,而测微器对于水平度盘和垂直度盘可以公用。

水平读盘度数: 142°47′ 15.7″
74

142
4
7 1

143

7

2

20

五.电子经纬仪
? 基本结构与光学经纬仪相同;

操作方法也基本相同。 ? 用微电子技术自动显示度盘 的读数,并可作观测模式改 变。

度盘读数显示屏 电源开关和控制键
74 21

电子经纬仪的显示屏度盘读数和控制键
竖盘读数 (天顶距) 平盘读数 控制键

74

22

§3-3 水平角观测
一.经纬仪的安置 对中 — 整平 — 瞄准 — 读数

水平角观测

掌握对中、整平的方法与要求。 瞄准方法:用竖丝对准竖立于测点的标志中心。 操作:粗瞄,制动,然后用微动螺旋完成 精确瞄准。

二.水平角观测
掌握“测回法”观测水平角的仪器操作方法、 观测程序和记录。 了解“方向观测法”的使用场合、作业程序与 记录计算方法。
74

23

一.经纬仪的安置
(一)对中—将仪器中心安置在

C

A

通过测站点的铅垂线上, 对中误差 <±3 mm 1.垂球对中:

b
B

粗略对中:移动三脚架,使垂球尖 离站中心1~2cm内,踩实脚架; 连接螺旋 精确对中:稍微松开中心连接螺旋, 在脚架头上移动(不要旋转)仪器, 使垂球尖精确对中测站标志中心, 旋紧中心连接螺旋。 注意:脚架头首先要放平,三个脚螺旋 基本等高,脚架适当踩实,调节垂球尖 垂球 高度,使尽量接近标志,便于判断。
74 24

垂球对中
三 脚 架 和 垂 球

74

25

2.用光学对中器对中
光学对中器的结构:

1.反射棱镜 2.水平度盘 3.仪器纵轴
1 2

4. 5. 6. 7. 8.

对中器物镜 调焦透镜 调焦环 对中器目镜 对中器分划板
4 5 6

7 8

3
74 26

(二 )

整平

— 使仪器纵轴铅垂,水平度盘与

整平

横轴水平,竖盘位于铅垂面内,整平误差<气泡1格。
3
3

1

2

1

2

气泡向右移动居中

气泡向后移动居中

用左手大拇指法则,转动脚螺旋,调节水准 管气泡居中。一测回观测中,不得再调气泡。
74 27

二. 瞄准 — 用望远镜竖丝精确瞄准目标的
标志中心

瞄准

(各种不同形式的测量标志)

操作步骤:

粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。 用水平微动螺旋完成瞄准,垂直标志尽量瞄准目标下部, 减少由于目标不铅垂而引起的方向误差。 74 28

水平角观测方法
(一) 测回法观测程序:

第1方向 J

第2方向 K

测回法观测水平角

瞄准J,读数j左 b左=k左-j左 瞄准K,读数k左 盘右 瞄准K,读数k右 b右=k右-j右 瞄准J,读数j右 精度要求:β左-β右 < ±40" 取: b=(b左+b右)/2

盘左

b
B 测站

水平角β是从起始方向(即第1方向)顺时针转 到第2方向所成的角度,观测时必须首先确定起始 方向, 然后按照“测回法”的次序观测。 水平角β总是右方向读数减去左方向读数而得。
74 29

水平角观测记录(测回法)
测站
竖盘 目标 水平度盘 读 数 位置 左 B 右 半测回角 一测回 平均角

水平角观测记 录

第1方向 J

第2方向 K

J
K

0°04?18? 74°23?42?

74°19?24? 74°19?15?

b
B 测站

K 254°24?06? 74°19?06? J 180°05?00?

第一个方向读数应设置在0°、180°附近;分数和 秒数的整数应写足二位,例如 04′、06″等。 一测回过程中,不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。
74 30

水平角观测记录(测回法)
测站 竖盘 目标 位置 左 B 右 A C A C

水平角观测记录大 角

第2方向 C b
B

水平度盘 读 数 0°10?30?
214°33?42? 180°11?18? 34°34?12?

半测回角

一测回 平均角

214°23?12? 214°23?03? 214°22?54?

A 第1方向

?表中盘右C读数小于A读数,不够减时,应 加360°后再减。
74 31

(二 )

方向观测法

方向观测法

一个测站观测4个或4个以上方向时,采用 方向观测法。观测从零方向开始,最后再回 到零方向(转一圆周), B 因此方向法也称为 D “全圆测回法”

A

C

E

方向观测法
74 32

全圆方向法水平角观测记录
测 站 水平度盘读数 表3-3 全圆方向法水平角观测记录 测 目 盘 左 盘 右 回 标 数 ′ ″ ′ ″ ° ° 2C ″ 盘左盘右 平均读数 ° ′ ″ 归零方向值 ° ′ ″ 各测回归零 方向平均值 ° ′ ″

1

A B D E A

0 51 131 182 0

02 15 54 02 02

06 42 12 24 12

180 231 311 2 180

02 15 54 02 02

00 30 00 24 06

+6 +12 +12 0 +6

(0 0 51 131 182 0

02 02 15 54 02 02

06) 03 36 06 24 09

0 51 131 182

00 13 52 00

00 30 00 18

C

2

A B D E A

90 141 221 272 90

03 17 55 04 03

30 00 42 00 36

270 321 41 92 270

03 16 55 03 03

24 54 30 54 36

+6 +6 +12 +6 0

(90 90 141 221 272 90

03 03 16 55 03 03

32) 27 57 36 57 36

0 51 131 182

00 13 52 00

00 25 04 25

0 51 131 182

00 13 52 00

00 28 02 22

在一个测回中,同一方向水平度盘的盘左读数与盘右读数(±180°)之差称为“2C”(两倍视准差): 74 33

垂直角观测

§3-4 垂直角观测
一.垂直度盘构造 二.垂直角计算 三.竖盘指标差 四.垂直角观测方法

74

34

垂直角观测原理
A

垂直角观测原理

垂直角 - 在同一铅垂面内,瞄准目标的倾斜视线与
水平视线的夹角(也称竖直角)。α = 0~±90o,仰角为 正,俯角为负。
天顶

垂直度盘
270°





ZC

ZA
水平线

B
180°

90 ° ? A ?C

天顶距 - 视线
与铅垂线的夹角 Z = 0°~180°

180°

铅 垂 线

C
74 35

垂直角的用途
2

垂直角的主要用 途

将斜距化为平距 已知斜距S、垂直角α, 计算平距D: D = S cos a

图3-20 斜距化为平距

2

三角高程测量 已知平距D、垂直角α, 计算A、B两点间高差h:

l

hAB

h' ? D tan ? hAB ? h'?i ? l
74

图3-21 三角高程测量
36

一.垂直度盘构造
1

竖盘构造特点

构造特点:
竖盘随望远镜一起转动 竖盘与读数指标脱离 竖盘水准管与指标相连 竖盘气泡居中,指标应铅垂

2 3
180

270

7 8 9 10

0

4
90

11 12

5 6

图中注记:
1.铅垂线;2.竖盘;3.望远镜物镜;4. 横轴; 5.竖盘水准管微动螺旋;6.支架外壳;7.水准管观察镜; 8.竖盘水准管;9. 望远镜目镜;10. 竖盘水准管支架; 11.竖盘读数棱镜;12.竖盘读数透镜.
74 37

垂直度盘读数
垂直度盘与读数指标
盘 左 (L) 0 270 180 右 盘 (R) 90

竖盘构造特点

180

0

构造特点:

90

270

?竖盘随望远镜一起转动。 ?竖盘与读数指标相互脱离。 ?竖盘气泡居中,指标应铅垂。 ?视线水平、指标铅垂时,竖盘读数为一常数,例如: 上图竖盘,盘左读数 L0= 90 ,盘右读数 R0= 270。 38 74

垂直角观测计算
竖盘逆时针注记
270

竖盘顺时针注记
270

0

180

180

0

90

90
抬高望远镜时,读数减小

抬高望远镜时,读数增大

? L ? L ? 90 ? R ? 270? R
74

? L ? 90 ? L ? R ? R ? 270

39

二. 垂直角的计算
根据竖盘刻度形式(顺时针或逆时针),观测时的 竖盘位置(盘左或盘右)确定垂直角的计算公式:
视线水平
Z
270 O

确定垂直角的计 算公式

视线向上(仰角)
Z
270 180
O

视线向下(俯角)

Z
O

α 盘左
180
O

27

0

O

0

O

0

O

0
90
O

O

90

O


L

0 18

O

90

O

L

L

L = 90 O

α L = 0O

Z L= 90 O
Z

α O α L = 90 - L

Z L= L
Z R

α L = 90 - L

O

-α Z = L L

90 O

R

90

O
O

0
270
O

270

O

27

0

O

Z

R = 270 O

α = 0

O

Z 74 = 90 O

α R = R - 270

O

-α α O O Z R= 360 - R α R = R - 270

Z R= 360 - R

O

O

0

盘右

18
180
O

O

O

0

0

α

90

O

R

Z

18

0



O

40

垂直角计算公式
竖盘顺时针刻度:
盘左 盘右

? L ? 90?-L ? R ? R-270?

垂直角

ZL ? L ZR ? 360?-R

天顶距

竖盘逆时针刻度:
盘左
盘右

? L ? L-90? ? R ? 270?-L
74

垂直角

ZL ? 180?-L ZR ? R-180?
41

天顶距

三. 竖盘指标差
如果水准管气泡居中后指标线偏离标准位置 的角度为
Z
270 O

x,称为垂直度盘的“指标差”。
视线向上(仰角)
Z
270 180
O

视线水平

盘左:

α 盘左
180
O

O

0

O

αL =
0
O

90°- L-

x

90

O

L

90

O

ZL = L + x

x

L = 90 O -x α L = 0O

Z L= 90 O
Z

α O α L = 90 - L - x

x

L

Z L= L + x
Z R

90

O

R

90

O

R = 270 -x α = 0

O

O

0

盘右

0 18

O

α

180

O

0

O

270

O

270

O

盘右: α R= R - 270°+ x ZR = 360°- R - x
盘左盘右x影响相反
42

x
O

x Z

Z = 90

O

α R = R - 270 +x
74

O

α O Z R= 360 - R -x

竖盘指标差(顺时针刻度)

竖盘指标差

竖盘指标差 — 竖盘水准管气泡居中时,读数指标线 与铅垂线的夹角( x ) α L = 90°- L- x
270

α R= R - 270°+ x
0

180

垂直角及指标差计算公式:

x
90

盘左盘右观测垂直角取 平均,可消除指标差的 影响。 74

1 ? ? (? L ? ? R) 2 1 x ? (360? ? L ? R) 2
43

竖盘指标差(逆时针刻度)
270L
0

竖盘指标差

竖盘指标差 — 竖盘水准管气泡居中时,读数指 标线与铅垂线的夹角

180

α L = L - 90°+ x αR = R - 270°+ x

1 90 ? ? (? L ? ? R) 2 盘左盘右观测垂直角取 1 平均,可消除指标差的 x ? (L ? R ? 360?) 2 影响。
74 44

x

垂直角及指标差算公式:

垂直角观测记录
竖 测 目 盘 竖盘读数 半 测 回 垂 直 角 站 标 位 置

垂直角观测 记录

2x 一 测 回
垂 直 角

备 注


-22 +22 15 11

J I

左 112 15 00 右 247 44 38

+22 15 00
+22 15 22

盘左
0

270 180

K H

左 118 37 36 右 241 22 02


+28 37 36 +28 37 58

-22 +28 37 47

84 06 10 - 5 53 50

右 275 53 30 - 5 53 30

计算公式 -20 - 5 53 40 ?左=L-90

90

α右=270

-R

垂直角必须具有“+ -”号
74 45

§3-5 经纬仪的检验和校正

经纬仪的检验与校正

目的:使经纬仪各轴线间应保持正确 的几何关系,才能准确地进行 角度观测。

一.经纬仪的轴线及其应满足的条件
二.经纬仪的检验和校正
74 46

一.经纬仪的轴线及其应满足的条件
C

经纬仪的轴线

经纬仪的轴线:
横轴 视准轴 水准管轴 纵轴(竖轴) 圆水准轴 H-H C-C L-L V-V L′-L′
H L
C V

H
L L′

V
74

L′
47

经纬仪轴线间应满足的条件
水准管轴垂直于纵轴
LL ⊥ VV

轴线间应满足的条件

圆水准轴平行于纵轴
L′L′ ∥ V V

C

十字丝纵丝垂直于横轴
纵丝 ⊥ H H

H L C V L’ L’

H
L

视准轴垂直于横轴
CC ⊥ HH

横轴垂直于纵轴
HH ⊥ VV
74

V

48

二.经纬仪的检验和校正
校正项目:
1.平盘水准管的检验和校正 2.圆水准器的检验和校正 3.视准轴的检验和校正 4.横轴的检验和校正 5.十字纵丝垂直于横轴 6.竖盘指标差的检验和校正 7.光学对中器的检验和校正

经纬仪的检验与校正

校正目的:
L L⊥V V L′L′∥ V V C C⊥H H H H⊥V V 纵丝铅垂 竖盘指标差近于零 对中器光轴与纵轴重合

学习目的:掌握各项校正的原理与方法
74 49

二. 经纬仪的检验和校正
1.平盘水准管的检验和校正
目的:使平盘水准管轴垂直于纵轴。LL⊥VV 检验:初步整平仪器,转 动照准部使水准管平行于一 对脚螺旋,相对转动这对脚 螺旋,使水准管气泡居中。

经纬仪的检验与校正

然后将照准部旋转180° ,如果气泡仍居中,说明水 准管轴垂直于纵轴。

74

50

经纬仪的检验和校正
1.平盘水准管的检验和校正(续)
然后将照准部旋转180°,

经纬仪的检验与校正

如果气泡偏离中心,说明水 准管轴不垂直于纵轴,应进 行校正。
设纵轴的倾斜角为α,则照准 部旋转180°后,气泡的偏移 反映水准管轴有 2α 的倾斜 角度。
74 51

经纬仪的检验和校正
1.平盘水准管的检验和校正(续)
相对地转动平行于 水准管的一对脚螺旋, 使气泡向中央移动偏 歪格数的一半; 此时,纵轴已经铅垂, 气泡偏歪为水准管轴 倾斜α角的反映。
74

经纬仪的检验与校正

52

经纬仪的检验和校正
1.平盘水准管的检验和校正(续)
校正:用校正针拨动 水准管一端的校正螺 丝,使气泡完全居中。

经纬仪的检验与校正

这项检验校正需反 复进行几次,直到照准 部旋转180°后水准管 气泡的偏歪在一格以 内。
74 53

用校正针拨转水准管上下一对校正螺丝 使水准管气泡居中。

74

54

经纬仪的检验和校正
(二)圆水准器的检验和校正
目的:使圆水准轴平行于纵轴。 L′ L ′ ∥ V V
检验:根据校正后的平盘水准管 整平仪器,使纵轴铅垂;此时圆 水准器的气泡如果不居中,则需 要校正。 校正:用校正针拨松圆水准器 底下的固定螺丝(3),然后拨转 校正螺丝(4),使气泡居中, 再拨紧固定螺丝。
74

经纬仪的检验与校正

1

1

2

4

3

4
55

经纬仪的检验和校正
(三)十字丝的检验和校正之一

经纬仪的检验与校正

目的:仪器整平后,十字丝的纵丝应在铅垂平面内, 而横丝应水平。 检验:以十字丝的交点 瞄准目标点P,旋转垂直 微动螺旋,如果P点上下 移动的轨迹离开纵丝, 则需要校正。 校正:略松十字松环 固定螺丝,旋转十字 丝环,使纵丝铅垂, 横丝水平,再转紧固 定螺丝。 74
十字丝环固定螺丝
1

P

4

2

3

十字丝环校正螺丝

(a)

(b)

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经纬仪的检验和校正
(三)十字丝的检验和校正之二
目的:使视准轴垂直于横轴 ( C C⊥H H )

经纬仪的检验与校正

检验:盘左照瞄准某点P,水平度盘读数为L;盘右再瞄准 P,读数为R;如果[L-(R±180°)]>±20″,则需要校正。 校正:盘右,水平度盘应有读数: 1 H R? ? [ R ? ( L ? 180?)] 盘 左 2 转动水平微动螺旋 C 竖盘 使读数为R′,转动 H 十字丝左右一对校 正螺丝,对准P点。 (a)
1

盘 右

H

竖盘
2C

C

C1

C
C

C1

水平度盘
H1

(b)
57

74

卸去目镜处的十字丝环 外罩,可以看到十字丝 校正螺丝。

用校正针拨转左右一对 校正螺丝,使纵丝对准 目标 P,使 C C⊥H H

74

58

经纬仪的检验和校正
(四)横轴的检验和校正
目的:使横轴垂直于纵轴 H H⊥V V 检验:在离墙面10~20m处安 置经纬仪,整平仪器后,瞄准 墙面高处一点P,制动照准部, 然后大致放平望远镜,在墙面 定出一点A,再以盘右瞄准P点, 放平望远镜,在墙面定出一点 B,如果A点与B点重合,则横 轴垂直于纵轴;若A,B不重合, 则需要进行校正。
74
H V H1

经纬仪的检验与校正

i

P

A

V1

(a)
i
H1 V
B M A

H
P P

V1

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经纬仪的检验和正
(四)横轴的检验和校正(续)
仪器置平后,横轴的角: AB i? ρ? 2 PM i 角大于15~20″应进 行校正。
经纬仪的检验与校正

H V

H1

i

P

A

V1

(a)

校正:由于横轴校正设 备密封在仪器内部,该 项校正应由仪器维修人 员进行。
74

i

H1 V

H
P P

B

M

A

V1

60

卸去经纬仪支架一侧的密封板,可以看到 横轴一端、轴承和横轴校正偏心轮(黄铜)。

74

61

经纬仪的检验和校正
(五)竖盘指标差的检验和校正
目的:消除指标差

经纬仪的检验与校正

检验:盘左、盘右观测竖直角,计算竖盘指标差 x , 如果x的绝对值大于30″,则需要进行指标差的校正。 校正:以盘右瞄准原目标,转动竖盘水准管微动螺旋, 将原垂直度盘读数调整到指标差校正后的读数(原读 数加或减指标差),拨动竖盘水准管校正螺丝,使气泡 居中;反复检校,直至指标差小于规定的数值为止。 对于有垂直补偿器的经纬仪,则需要校正竖盘补偿器 (由仪器维修专业人员做)。
74 62

旋开竖盘水准管一端的护盖,可看到竖盘水准管校正螺丝

74

63

转动竖盘水准管 微动螺旋,对准 竖盘应有读数, 用校正针拨转水 准管校正螺丝, 使水准管气泡居 中。

74

64

经纬仪的检验和校正
(六)光学对中器的检验和校正
目的:使光学对中器的视准轴 与纵轴重合
经纬仪的检验与校正

检验:地面放一画 十字标志A的白纸, 用光学对中器十字 丝对准A,将照准部 旋转180°得另一点 A′,则需要校正。

4 5 6 1 2 7 8

3

校正:定出 AA′的中点 M, 用对中器校正螺丝使对准M。,
74

4. 5. 6. 7. 8.

对中器物镜 调焦透镜 调焦环 对中器目镜 对中器分划板
65

§3-6水平角观测的误差分析
一. 经纬仪照准部偏心差的影响
度盘刻度中心C与照准部旋转中心C′不重合称为照准部 偏心差。照准部在度盘不同的方向时, A 180° 此误差对读数的影响也不同。

度盘对径读数 盘左盘右观测
取度盘对径读数的平均 数,或用盘左和盘右测量 水平角或垂直角,取其平 均数,均可以抵消此误差 74 的影响。

b2 b2

xb
90°

xa

a1 a1

C C1

β β

270°

xb
b1 b1

a2 a2

xa


B
66

二.经纬仪轴系误差的影响
经纬仪的视准轴,横轴,纵轴之间的几何关系 C 不正确对水平角观测的影响。

(一)视准轴误差的影响 (二)横轴误差的影响 (三)纵轴误差的影响

H

H1

L

V C1

L1

L

V
74

L
67

(一)视准轴误差的影响
视准轴不垂直于横轴, 在绕横轴旋转时视准轴画 出圆锥面。从而给方向带 c 来误差为:
C H

A 2(盘右) A A 1 (盘左) a2 a ΔC a1

cos ? O ? 1 1 ? Δ b i ? ?c1 ? ?c2 ? c? ? cos ? ? cos ? ? ? 1 2 ? ?

ΔC ?

α

H1

C 不垂直H 的误差,垂直角越大,影响水平方 向也越大。用盘左和盘右测量水平角取平均数 可抵消影响。两个目标高度相等亦可抵消影响。
74 68

(二)横轴误差的影响
如果存在横轴误差 i,对水平方向 读数的影响为:

M 2(盘右) M

M 1 (盘左)

MM 1 i? ?? mM

Δ i ? i ? tan?

mm1 ?i ? ? ??? Om

m2
H H H i O

i i

α
Δi i H1 H1 H1

m m1

对水平角的影响为:

?bi ? ?i1 ? ?i2 ? i(tan ?1 ? tan ? 2 )
H 不垂直V 对水平方向的影响随垂直角的增大而 增大;用盘左和盘右观测取平均值,其影响得到抵 消。观测水平角的两个目标高度相等影响也抵消。
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(三)纵轴误差的影响
纵轴倾角

V′ V

δ

纵轴不铅垂对水平角观测产生影响。 产生原因是水准管轴不垂直于纵轴, 或仪器未严格置平。称为纵轴误差。
V V

δ
Z1 Z1 H

Z1 δ δ K O θ i δ Z
70

H1

H1 Z

H Z
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横轴误差的影响
纵轴误差使横轴的倾角i随水平方向而改变:

tan i ? sin ? sin ?

i ? ? sin ?

δ为纵轴的倾角,θ为水平方向角。 按横轴倾斜对水平度盘读数的影响,纵轴倾斜 对水平方向的影响随方向而改变:

?i ? ? sin ? tan ?

且这种影响不会因盘左、盘右而改变其符号。 因此,纵轴误差对水平角的影响无法用盘左盘 右观测的操作方法消除。

角度观测时必须精确置平仪器!
74 71

三.仪器对中误差和目标偏心误差的影响 (一)仪器对中误差的影响
A

偏心距 e 偏心角θ

D1 δ1

δ1 θ

β B

δ2 eβ

D2 δ2

C

sin ? ?1 ? e ? D1

B

sin( b ? ? ? ) ?2 ? e ? D2

sin ? sin( b ? ? ? ) ?b ? ?1 ? ? 2 ? e ? ?e ? D1 D2

仪器对中误差对水平角观测的影响与偏心距成 正比,与角度的两边长成反比。
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(二)目标偏心差的影响
设A为测站点,B为目标点,照准标志在B’点。e1为 目标偏心距,θ1为偏心角。对水平角观测的影响为:

e1 sin ?1 ?b ? ? D
Δβ A D
1

B θ e1
1

B

目标偏心误差误差对水平角观测的影响与偏心距成正比, 与角度的边长成反比。垂直于瞄准方向的偏心影响最大。
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第三章

角度观测与经纬仪
放映结束

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