经纬仪测量课件.ppt

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1、现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.1 水平角测量原理水平角测量原理4.2 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪4.3 水平角观测水平角观测4.4 竖直角观测竖直角观测4.5 三角高程测量三角高程测量4.6 视距测量视距测量4.7 全站仪简介全站仪简介现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l 角度测量是测量工作的基本内容之一，它包括角度测量是测量工作的基本内容之一，它包

2、括水平角测量水平角测量和和垂直角测量垂直角测量。水平角测量用于求算。水平角测量用于求算点的平面坐标，垂直角测量用于测定点的高程。点的平面坐标，垂直角测量用于测定点的高程。角度测量中最常用的仪器就是光学经纬仪角度测量中最常用的仪器就是光学经纬仪。4-1 4-1 水平角测量原理水平角测量原理 所谓所谓水平角水平角，是指空间两直线的夹角在水平面上，是指空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影的垂直投影。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量地面上一点到两目标点的方向线所夹的水平角，就是过这两

3、方向线所作两竖直面间的二面角 如图，如图，从从C C点观测点观测A、B的水平角在的水平角在Q面上垂直投面上垂直投影所成的影所成的 所谓所谓水平角水平角，是指空间两直线的夹角在水平面上，是指空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影的垂直投影。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量过C点的铅垂线上任意点放置一个有刻度的水平圆盘，其中心位于过C点的铅垂线上。过CA和CB各作一个铅垂面，其与水平圆盘交线读数为a和b现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S

4、u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量所以，所求水平角所以，所求水平角为：为：b b-a a根据这一原理设计的经纬仪要求：根据这一原理设计的经纬仪要求：A：有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标：有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标B：观测水平角时，水平圆盘：观测水平角时，水平圆盘(刻度盘刻度盘)中心应安中心应安放在过测站点的铅垂线上放在过测站点的铅垂线上C：必须有一个瞄准目标用的望远镜，当望远：必须有一个瞄准目标用的望远镜，当望远镜高低变化时，其视准轴应能划出一个铅垂面镜高低变化时，其视准轴应能划出一个铅垂面现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o

5、d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2 4.2 DJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪光学经纬仪优点光学经纬仪优点：体积小、重量轻、密封性好、精度高：体积小、重量轻、密封性好、精度高等。等。精密度分三级精密度分三级：11级、级、22级和级和66级，前两种属精密仪级，前两种属精密仪器，后一种属中等精度仪器，是工程测量中常用的一器，后一种属中等精度仪器，是工程测量中常用的一种种。国产经纬仪编制的标准国产经纬仪编制的标准：DJ07DJ07、DJ1DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6、DJ15DJ15和和DJ60DJ60等级别等级别。其中其中D

6、D和和J J分别表示分别表示“大地测量大地测量”和和“经纬仪经纬仪”两个词汉两个词汉语拼音的第一个字母，后面的数字表示该仪器所能达语拼音的第一个字母，后面的数字表示该仪器所能达到的精度指标。到的精度指标。DJ6DJ6级光学经纬仪属级光学经纬仪属66级仪器级仪器。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量第四章第四章第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量经纬仪测量经纬仪测量北北京京光光学学仪仪器器厂厂生生产产的的D DJ J6 6级级方方向向光光学学经经纬纬仪仪。（如如右右图图）现现代代测测

7、量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量1-1-望远镜制动螺旋望远镜制动螺旋 2-2-望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋 3-3-物镜物镜 4-4-物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋 5-5-目镜目镜 6-6-目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋 7-7-光学瞄准器光学瞄准器 8-8-度盘读数显微镜度盘读数显微镜 9-9-度盘读数显微镜调焦螺旋度盘读数显微镜调焦螺旋 10-10-照准部管水准器照准部管水准器 11-11-光光学对中器学对中器 12-12-度盘照明反光镜度盘照明反光镜 13-13-竖盘指标管水准器竖盘指标管水

8、准器 14-14-竖盘指标管水准器观察反射镜竖盘指标管水准器观察反射镜 15-15-竖盘指标管水准器微动螺旋竖盘指标管水准器微动螺旋 16-16-水平方向制动螺旋水平方向制动螺旋 17-17-水平方向微动螺旋水平方向微动螺旋 18-18-水平度盘水平度盘变换螺旋与保护卡变换螺旋与保护卡 19-19-基座圆水准器基座圆水准器 20-20-基座基座 21-21-轴套固定螺旋轴套固定螺旋 22-22-脚螺旋脚螺旋现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2.1 4.2.1 光学经纬仪的构

9、造光学经纬仪的构造 一一般般将将光光学学经经纬纬仪仪分分解解为为基基座座、水水平平度度盘盘和和照照准准部部三三部分。部分。(一一)照准部照准部 (1)(1)望远镜望远镜 作作用用：精精确确瞄瞄准准目目标标的的。它它和和水水平平轴轴连连接接在在一一起起，而而水水平平轴轴则则放放在在支支架架上上，所所以以经经纬纬仪仪上上的的望望远远镜镜可可以以绕绕水水平平轴轴在在竖竖直直面面内内上上下下任任意意转转动动。为为了了控控制制望望远远镜镜上上下下移移动动，设设置置了了望望远远镜镜制制动动扳扳钮钮和和望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋。照准部照准部基座基座水平度盘水平度盘现现代代测测量量技技术术室室M o d

10、e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(2)(2)竖直度盘竖直度盘(竖盘竖盘)由光学玻璃制成由光学玻璃制成。作用作用：观测竖直角。观测竖直角。它和望远镜连成一体并随望远镜一起转动。它和望远镜连成一体并随望远镜一起转动。(3)(3)水准器水准器 照准部上有一个照准部上有一个水准管水准管和一个和一个圆水准器圆水准器。作作用用：圆圆水水准准器器用用作作粗粗略略整整平平仪仪器器，水水准准管管用作精确整平仪器用作精确整平仪器。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代

11、测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 照准部的下部有一个能插在轴座内的照准部的下部有一个能插在轴座内的竖轴竖轴，整个整个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。为了照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。为了控制照准部的转动，照准部下部也装有水平制动扳控制照准部的转动，照准部下部也装有水平制动扳钮和水平微动螺旋钮和水平微动螺旋。(二二)水平度盘水平度盘l 由由光光学学玻玻璃璃制制成成。盘盘上上有有0-3600-360顺顺时时针针注注记记的分划线。的分划线。复复测测扳扳扭扭：扳扳下下时时，水水平平度度盘盘与与照照准准部部可可以以一一起转动。起转动。现现代代测测量量技技术术室室M o d

12、 e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(三三)基座基座 基基座座是是仪仪器器的的底底座座，其其上上有有脚脚螺螺旋旋和和连连接接板板。测测量量时时必必须须将将三三脚脚架架上上的的中中心心螺螺旋旋(连连接接螺螺旋旋)旋旋进进连连接接板板，仪器和三脚架就连接在一起。仪器和三脚架就连接在一起。中中心心螺螺旋旋下下端端挂挂上上垂垂球球，即即指指示示水水平平度度盘盘的的中中心心位位置。置。注注意意：把把轴轴座座固固定定螺螺旋旋和和中中心心螺螺旋旋适适当当地地旋旋紧紧(并并应随时检查应随时检查)，以免发生摔坏仪器事故，以免发生摔坏仪

13、器事故。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2.2 4.2.2 光学经纬仪的读数装置和读数方法光学经纬仪的读数装置和读数方法 (一一)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 度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定。读读数数转动测微轮，转动测微轮，使度盘分划线使度盘分划线精确地平分双精确地平分双指标线指标线度数和整度数和整30数在度数在度盘上读出盘上读出分数和秒数在测分数和秒数在测微盘上读出微盘上读出测微盘每小测微盘每

14、小格为格为20，约，约能估读到五能估读到五分之一格分之一格现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 (一一)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 度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定。测微盘测微盘竖盘读数竖盘读数水平盘读数水平盘读数现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量J6J6光学经纬仪读数光学经纬仪读数Hz

15、HzV VHzHz 2131224 2131224V？现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(二二)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 采用测微尺读数装置。采用测微尺读数装置。度盘上每一格为度盘上每一格为11。测微尺的总长度等于度盘每格测微尺的总长度等于度盘每格(1)(1)的宽度，而的宽度，而 测微尺分成测微尺分成6060个小格，故每一小格代表个小格，故每一小格代表11。读读数数以测微尺以测微尺的零分划的零分划线为起始线为起始线线度数在度盘度数在度盘上读出上读出不

16、足不足11的的读数，在测读数，在测微尺上读出微尺上读出测微尺分成测微尺分成60个小格，每一个小格，每一小格代表小格代表1现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测微尺的总长度等于度盘每格测微尺的总长度等于度盘每格(1)(1)的宽度，而测微尺分成的宽度，而测微尺分成6060个小格，故每一小格个小格，故每一小格代表代表11。水平盘读数水平盘读数竖盘读数竖盘读数现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章

17、 经纬仪测量经纬仪测量4.2.3 4.2.3 光学经纬仪应满足的几何条件光学经纬仪应满足的几何条件 一台完善的经纬一台完善的经纬仪，其各条轴线之间仪，其各条轴线之间应满足以下主要几何应满足以下主要几何条件，即条件，即三轴相互垂三轴相互垂直直条件：条件：水平度盘的水平度盘的水准管轴水准管轴(LL)(LL)应垂直应垂直于竖轴于竖轴(VV)(VV)；视准轴视准轴(CC)(CC)应垂直于水平轴应垂直于水平轴(HH)(HH)；水平轴水平轴(HH)(HH)应垂直于竖轴应垂直于竖轴(VV)(VV)。水准管轴水准管轴竖轴竖轴V视准轴视准轴水平轴水平轴现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o

18、d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4-34-3 水平角观测水平角观测水平角观测水平角观测 如图如图,欲测欲测BABA、BCBC两方向间的水平角两方向间的水平角ABC,ABC,则则安置仪器于安置仪器于B B点点(该点称为测站点或测站该点称为测站点或测站)进行观测。进行观测。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.3.1 4.3.1 经纬仪的安置经纬仪的安置 经纬仪的安置，包括经纬仪的安置，包括对中对中和和整平整平两个内容

19、。两个内容。1 1、对中、对中 目的：目的：是把仪器中心安置在测站点是把仪器中心安置在测站点O O的铅垂线上。的铅垂线上。做法：做法：lA A：先张开三脚架，挂上垂球：先张开三脚架，挂上垂球(垂球线打活结垂球线打活结)，将，将三脚架的一条腿插稳于三脚架的一条腿插稳于B B点附近的适当位置。点附近的适当位置。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量lB B：再用两手握住三脚架的另外两条腿移动，再用两手握住三脚架的另外两条腿移动，使垂球尖大致对准使垂球尖大致对准B B点木桩上的小钉，并使

20、三点木桩上的小钉，并使三脚架头大致放平，同时，将这两条腿也插稳。脚架头大致放平，同时，将这两条腿也插稳。l C C：然后安上仪器，拧上中心螺旋然后安上仪器，拧上中心螺旋(暂不完暂不完全拧紧全拧紧)，适当移动基座使垂球尖精确对准，适当移动基座使垂球尖精确对准B B点。点。在一般的测量工作中，要求对中误差不应大于在一般的测量工作中，要求对中误差不应大于3mm3mm。l D D：最后将中心螺旋适当上紧，以防仪器从最后将中心螺旋适当上紧，以防仪器从三脚架上摔下来。三脚架上摔下来。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章

21、第四章 经纬仪测量经纬仪测量 2 2、整平、整平 目的：目的：使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。做法：做法：l (1)(1)转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，进行仪器转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，进行仪器的初步整平。的初步整平。l (2)(2)转动照准部，使水平度盘上的水准管平行于转动照准部，使水平度盘上的水准管平行于任意两个脚螺旋的连线，按照左手拇指规则以相反方任意两个脚螺旋的连线，按照左手拇指规则以相反方向旋转两脚螺旋，使气泡居中向旋转两脚螺旋，使气泡居中(如图如图a a)。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e

22、 y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (3)(3)再旋转照准部，使水准管转动再旋转照准部，使水准管转动9090，再旋转，再旋转另一脚螺旋，使水准管气泡居中另一脚螺旋，使水准管气泡居中(如图如图b)b)。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (4)(4)反反复复几几次次，直直到到水水准准管管在在两两个个位位置置气气泡泡都都 居中为止。居中为止。一般要求气泡偏离中点不超过一格即可。一般要求气泡偏离中点不超过一格即可。有的光学经纬仪装有光学对中器，使对中比有的

23、光学经纬仪装有光学对中器，使对中比较精确。与垂球相比，可使对中精度从较精确。与垂球相比，可使对中精度从3mm3mm提高到提高到0.5mm0.5mm。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量光学对中的方法光学对中的方法：A A：用上述方法将三脚架插紧；：用上述方法将三脚架插紧；B B：装装上上仪仪器器用用脚脚螺螺旋旋进进行行对对中中，再再通通过过升降三脚架使圆水准器气泡居中；升降三脚架使圆水准器气泡居中；现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u

24、 r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 D：用用仪仪器器上上的的水水准准管管及及光光学学对对中中器器，进进行行精精确确整整平平和和对对中中(这这时时因因移移动动量量已已很很小小，可可稍稍微微转转动动脚脚螺旋，使水准管气泡居中螺旋，使水准管气泡居中)。C C：这这时时，仪仪器器可可能能又又不不对对中中了了，稍稍微微松松动动中中心心螺螺旋旋，在在架架头头上上平平移移仪仪器器，使使仪仪器器对对中中。反反复复一一、二二次次，直直到到在在光光学学对对中中器器目目镜镜中中见见到到地面上的测站点在对中器的圆圈内为止。地面上的测站点在对中器的圆圈内为止。现现代代测测量量技技术术

25、室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.3.2 4.3.2 测回法测水平角测回法测水平角 l 水平角的观测方法，根据观测条件、精度要求和水平角的观测方法，根据观测条件、精度要求和使用仪器的不同，分为使用仪器的不同，分为测回法测回法、复测法复测法、全圆测回全圆测回法法和和方向观测法方向观测法。这里只介绍常用而简便的测回法。这里只介绍常用而简便的测回法。测回法：测回法：l (1)(1)在在A A、B B两目标点上立好标杆两目标点上立好标杆(测钎测钎)，将经纬，将经纬仪安置于测站点仪安置于测站点O O处。处

26、。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (2)(2)盘左照准盘左照准(即正镜位置：观测时竖盘在望即正镜位置：观测时竖盘在望远镜的左边远镜的左边)，用望远镜大致瞄准，用望远镜大致瞄准A A点上的标杆；点上的标杆；然后，用微动螺旋使望远镜精确地瞄准然后，用微动螺旋使望远镜精确地瞄准A A点，读点，读取水平度盘读数取水平度盘读数a a。l (3)(3)松开水平制动扳钮，按顺时针方向转动松开水平制动扳钮，按顺时针方向转动照照 准部，用上述方法精确瞄准准部，用上述方法精确瞄准B B点，读

27、取水平度点，读取水平度盘读数盘读数b b。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 望远镜视准轴从望远镜视准轴从OAOA方向转到方向转到OBOB方向时，指标线在水平度方向时，指标线在水平度盘上所走的角值盘上所走的角值，就是所要测量的水平角，得：，就是所要测量的水平角，得：左左=b ba a按上述程序测量水平角一次，称为半测回半测回。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量

28、为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得到更精确的角值，要用到更精确的角值，要用盘右位置盘右位置(又称倒镜位又称倒镜位置，即在观测时，竖盘在望远镜的右边置，即在观测时，竖盘在望远镜的右边)再观再观测一次，即测一次，即：l (4)(4)倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。这次，用望远镜先精确瞄准这次，用望远镜先精确瞄准B B点，读取水平度点，读取水平度盘读数盘读数b b。l (5)(5)松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照准部，用望远镜精确瞄准准部，用望远镜精确瞄准A A点，读取水平度盘点，读取水平度

29、盘读数读数a a，则：则：现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 右右=b=b2 2a a2 2按正镜先测的叫按正镜先测的叫上半测回上半测回，按倒镜后测的叫，按倒镜后测的叫下半下半测回测回，上、下两个半测回合在一起，称为，上、下两个半测回合在一起，称为一个测回一个测回。l 按按城市测量规范城市测量规范(下称下称规范规范)规定，当用规定，当用66级经纬仪观测时，如两个半测回所测水平角的角度级经纬仪观测时，如两个半测回所测水平角的角度差值不超过差值不超过4040时，可取其平均值作为时，

30、可取其平均值作为角的观测结角的观测结果，如不符合要求，应重测。果，如不符合要求，应重测。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4-4 4-4 竖直角观测竖直角观测 4.4.1 4.4.1 竖直角测量原理竖直角测量原理 竖竖直直角角：同同一一竖竖直直面面内内视视线线与与水水平平线线间间的的夹夹角角。其角值为其角值为 0 09090。

31、视视线线在在水水平平线线之之上上，竖竖直直角角为为 “正正”，称称仰仰角角；视视线线在在水水平平线线之之下下，竖竖直直角角为为“负负”，称称俯角俯角。竖竖直直角角测测量量的的角角值值是是度度盘盘上上两两个个方方向向读读数数之差。之差。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 与水平角不同的是与水平角不同的是竖直角的两个方向中，必有竖直角的两个方向中，必有一个是水平方向一个是水平方向。在观测竖直角时，只观测目标点一个方向并读在观测竖直角时，只观测目标点一个方向并读数就可算得该目标点的竖

32、直角数就可算得该目标点的竖直角。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.4.24.4.2 竖盘装置的构造竖盘装置的构造竖盘装置构造竖盘装置构造竖直度盘（竖盘）竖直度盘（竖盘）指标水准管指标水准管指标水准管微动指标水准管微动螺旋螺旋 固固定定在在望望远远镜镜旋旋转转轴轴(横横轴轴)的的一一端端，随随望望远远镜镜一一起起在在竖竖直直面面内内转转动动玻玻璃璃制制成成，刻刻划划的的注注记记有有顺顺时时针针方方向向和和逆逆时时针针方方向向两两种种，一一般般为为全全圆圆式注记式注记指指标标水

33、水准准管管气气泡泡居居中中后后，指指标标即即处处于于正正确确位位置置；此此时时，如如望望远远镜镜视视准准轴轴水水平平，竖竖盘盘读读数数则则应应为为9090的的整整数数倍倍(即即00、9090、180180、270270中中的一个的一个)现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 作为竖盘读数用的的指标装置指标装置，和指标水和指标水准管、指标水准管微动螺旋连在一起的，准管、指标水准管微动螺旋连在一起的，它们不随望远镜一起转动它们不随望远镜一起转动。指标水准管。指标水准管气泡居中后，指标即

34、处于正确位置。观气泡居中后，指标即处于正确位置。观测时，必须用竖盘指标微动螺旋，使指测时，必须用竖盘指标微动螺旋，使指标水准管气泡居中，然后才能读数。标水准管气泡居中，然后才能读数。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量竖盘刻画注记有顺时针方向竖盘刻画注记有顺时针方向(图图a)a)和逆时和逆时针方向针方向(图图b)b)现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l 竖盘指标自

35、动归零装置竖盘指标自动归零装置(即即自动补偿自动补偿装置装置)。它取消了指标水准管和指标水准。它取消了指标水准管和指标水准管微动螺旋，而增加了一个补偿器。把管微动螺旋，而增加了一个补偿器。把仪器整平后就可以读得相当于指标处于仪器整平后就可以读得相当于指标处于正确位置的竖盘读数。正确位置的竖盘读数。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.4.3 4.4.3 竖直角的观测和计算竖直角的观测和计算 用盘左和盘右各观测一次，称为用盘左和盘右各观测一次，称为一个测回一个测回。这样。这样可

36、以减小误差、提高观测精度。可以减小误差、提高观测精度。竖直角的观测和计算方法：竖直角的观测和计算方法：l (1)(1)安置经纬仪安置经纬仪，用，用盘左瞄准目标点盘左瞄准目标点B B，使十字丝，使十字丝横丝切于目标顶端（如图），转动竖盘指标水准管横丝切于目标顶端（如图），转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，进行读数进行读数。设盘左读数设盘左读数L L 记入竖直角观测记录手。记入竖直角观测记录手。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测

37、量 十字丝横丝切于目标顶端十字丝横丝切于目标顶端现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 (2)(2)倒转望远镜倒转望远镜，用盘右位置再瞄准，用盘右位置再瞄准B B点，使竖点，使竖盘指标水准管气泡居中后，盘指标水准管气泡居中后，进行盘右读数进行盘右读数R R。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (3)(3)计算竖直角计算竖直角。竖直角竖直角是观测目标的是观测目标的读

38、数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数读数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数(即即00、9090、180180、270)270)之差。但哪个是被减数，之差。但哪个是被减数，哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来确定。哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来确定。竖直角计算：竖直角计算：1 1）在观测之前，将望远镜大致放平，读取）在观测之前，将望远镜大致放平，读取竖盘读数。竖盘读数。2 2）然后将望远镜上仰：）然后将望远镜上仰：若读数增大，则竖直角等于瞄准目标若读数增大，则竖直角等于瞄准目标时的读数减去视线水平时的读数；时的读数减去视线水平时的读数；现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e

39、 r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量若若读读数数减减小小，则则竖竖直直角角等等于于视视线线水水平平时时的的 读数减去瞄准目标时的读数。读数减去瞄准目标时的读数。如如果果在在一一个个测测站站上上观观测测多多个个方方向向的的竖竖直直角角，则则在在盘盘左左顺顺时时针针依依次次照照准准各各目目标标，而而在在盘盘右右时时，逆逆时时针依次照准各目标，读数、记录方法同上针依次照准各目标，读数、记录方法同上。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量

40、4.4.4 4.4.4 竖盘指标差竖盘指标差 上上述述竖竖直直角角的的计计算算，基基于于假假设设：当当竖竖盘盘指指标标水水准准管管气气泡泡居居中中时时，指指标标应应处处于于正正确确位位置置。此此时时，竖竖盘盘读数应为读数应为9090或或270270。竖竖盘盘指指标标差差（x x）：当当竖竖盘盘指指标标水水准准管管气气泡泡居居中中时时，指指标标并并不不恰恰好好指指向向9090或或270270，而而与与正正确确位位置置相差一个小角度相差一个小角度x x。指标差产生的原因指标差产生的原因指标水准管未校正完善。指标水准管未校正完善。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r

41、 n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l以顺时针注记的竖盘为例以顺时针注记的竖盘为例当视准轴水当视准轴水平、指标水准管气泡居中时，由于指标差平、指标水准管气泡居中时，由于指标差x x的的存在，竖盘盘左读数为存在，竖盘盘左读数为9090 x x，则正确的竖则正确的竖直角应为：直角应为：（9090 x)x)L=L=x x同样，盘右时正确的竖直角应为同样，盘右时正确的竖直角应为：（270 x)=x现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量用正倒镜观

42、测取平均数可以消除竖盘指标的影响。用正倒镜观测取平均数可以消除竖盘指标的影响。将上两式相加并除以将上两式相加并除以2 2，得，得：=(）/2现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4-5 4-5 三角高程测量三角高程测量 三角高程测量三角高程测量：根据两点间的水平距离：根据两点间的水平距离(或或倾斜距离倾斜距离)和竖直角计算两点间的高差。和竖直角计算两点间的高差。已知已知A点高程为点高程为H，欲测定，欲测定B点点高程高程H。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o

43、 d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 在在A A点安置经纬仪，在点安置经纬仪，在B B点竖立标杆，用望远点竖立标杆，用望远镜中丝瞄准标杆的顶点，测得竖直角镜中丝瞄准标杆的顶点，测得竖直角；量取量取经纬仪的经纬仪的水平轴到水平轴到A A点的高度点的高度，称为称为仪器高仪器高（i）；量取量取标杆顶部到标杆顶部到B B点的高度点的高度，称为称为觇觇杆高杆高（v）。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量距离大于300m时，考虑地球曲

44、率和大气折光影响现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 三角高程测量一般应进行三角高程测量一般应进行往返观测往返观测（对向观测对向观测），由），由A A向向B B观测观测(直觇直觇)，由，由B B向向A A观测观测(反觇反觇)。对向观测作用对向观测作用：消除地球曲率和大：消除地球曲率和大气折光的影响。气折光的影响。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4-6 4-6 视

45、距测量视距测量 视距测量视距测量：利用望远镜内的视距丝和视距尺：利用望远镜内的视距丝和视距尺,同时测定同时测定两点间的水平距离和高差。两点间的水平距离和高差。优点优点：操作简便、速度快、不受地形起伏的限制等操作简便、速度快、不受地形起伏的限制等。缺点缺点：精度低，一般仅能达到：精度低，一般仅能达到1/3001/300的精度。的精度。应用范围应用范围：能满足测定碎部点位置的精度要求，广泛应用：能满足测定碎部点位置的精度要求，广泛应用于于地形测量地形测量及其他及其他低精度距离测量中。低精度距离测量中。主主要要仪仪器器和和工工具具：经经纬纬仪仪和和视视距距尺尺(或或水水准准尺尺)；视视距距尺的刻划与

46、水准尺基本相同尺的刻划与水准尺基本相同。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.6.1 4.6.1 视距测量原理视距测量原理 1 1、视线水平时的视距公式、视线水平时的视距公式如图，测定如图，测定A A、B B两点间的水平距离两点间的水平距离l l和高差和高差h h。在。在A A点安置点安置经纬仪，在经纬仪，在B B点立视距尺。使望远镜视线水平，瞄准点立视距尺。使望远镜视线水平，瞄准B B点视距点视距尺，视线与视距尺垂直。尺，视线与视距尺垂直。现现代代测测量量技技术术室室M o

47、 d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量-仪器中心到物镜的距离；仪器中心到物镜的距离；f-f-物镜焦距；物镜焦距；l l-焦点焦点F F至视距尺距离；至视距尺距离；S S-上下两视距丝上下两视距丝m m、n n(即望远镜纵十字丝上的上下即望远镜纵十字丝上的上下两根短横刻划线两根短横刻划线)在视距尺上的尺间隔。在视距尺上的尺间隔。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量现现代代测测量量技技术术室室M o d

48、e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 2 2、视线倾斜时、视线倾斜时(如下图如下图)的视距公式的视距公式现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.6.2 4.6.2 视距测量方法视距测量方法 测测A A、B B两点间的水平距离和高差，两点间的水平距离和高差，测量步骤如下测量步骤如下：l (1)(1)在在A A点点安安置置经经纬纬仪仪，进进行行对对中中、整整平平，并并量量取取仪仪器器高高i i;l (2)(

49、2)用用望望远远镜镜瞄瞄准准B B点点上上的的视视距距尺尺，读读取取上上丝丝、中中丝丝(v v)和和下下丝丝读读数数，然然后后用用微微动动螺螺旋旋使使指指标标水水准准管管气气泡泡居居中中，再读取竖盘读数。再读取竖盘读数。l(3)(3)计计算算尺尺间间隔隔S S及及竖竖直直角角，按按求求水水平平距距离离的的公公式式和和用用视视距表示的三角高差计算公式距表示的三角高差计算公式计算水平距离和高差。计算水平距离和高差。现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4-7 4-7 全站仪简介全站仪简

50、介 全站仪又名电子速测仪全站仪又名电子速测仪工工作作原原理理：利利用用望望远远镜镜瞄瞄准准目目标标，然然后后借借助助某某种种形式的度盘读取方向值。形式的度盘读取方向值。新特点新特点：A A：小小型型光光电电测测距距装装置置与与经经纬纬仪仪相相结结合合，构构成了三维测量系统成了三维测量系统；B B：用光电扫描度盘替代光学玻璃度盘；：用光电扫描度盘替代光学玻璃度盘；C C：运运用用微微处处理理机机对对测测量量过过程程和和测测量量数数据据的的现场处理实施控制现场处理实施控制；现现代代测测量量技技术术室室M o d e r n M o d e r n S u r v e y现现代代测测量量学学第四章第