矿山测量学角测量.pptx

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1、1在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量最常在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量最常用的仪器是经纬仪。用的仪器是经纬仪。角度测量的基本原理角度测量的基本原理光学经纬仪的构造及测角方法光学经纬仪的构造及测角方法经纬仪的检验校正经纬仪的检验校正经纬仪测角误差分析和经纬仪测角注意事项经纬仪测角误差分析和经纬仪测角注意事项电子经纬仪的构造。电子经纬仪的构造。第1页/共46页23.1 角度测量原理角度测量原理水水平平角角是是指指地地面面上上一一点点到到两两个个目目标标点点的的方方向向线线垂垂直直投投影影到到水水平平面面上上的的夹夹角角，或或者者是是过过两两条条方方向向线线的的竖

2、竖直直面面所所夹夹的的两两面面角角。如如图图3-3-1 1所示。所示。3.1.1 3.1.1 水平角测量原理水平角测量原理在在过过A A点点的的铅铅垂垂线线上上，水水平平地地安安置置一一个个有有刻刻度度的的圆圆盘盘(称称为为水水平平度度盘盘)，度度盘盘中中心心在在o o点点，过过ABAB、ACAC竖竖直直面面与与水水平平度度盘盘交交线线为为onon、omom，在在水水平平度度盘盘上上读读数数为为n n、m m。则则nomnom为为所所测测得得的的水水平平角角。一一般水平度盘是般水平度盘是顺时针刻划顺时针刻划，则：，则：nom=m-n=(3-1)nom=m-n=(3-1)nom=m-n=(3-1

3、)nom=m-n=(3-1)第2页/共46页33.1 角度测量原理角度测量原理竖竖直直角角是是指指在在同同一一竖竖直直面面内内，某某一一方方向向线线与与水水平平线线的的夹夹角角。测测量量上上又又称称为为倾倾斜斜角角或或竖竖角角，用用表表示示。竖竖角角有有仰仰角角和和俯俯角角之之分分。夹夹角角在在水水平平线线之之上上为为“正正”，称称为为仰仰角角；在在水水平平线线之之下下为为“负负”，称称为为“俯角俯角”。3.1.2 3.1.2 竖直角测量原理竖直角测量原理若若在在竖竖直直面面内内，竖竖直直方方向向与与某某一一方方向向线线的的夹夹角角，称称为为“天天顶顶距距”用用Z Z表表示示。天顶距与竖直角的

4、关系为：天顶距与竖直角的关系为：=90-Z=90-Z(3-2)(3-2)=90-Z=90-Z(3-2)(3-2)竖直度盘竖直度盘视视线线水水平平时时，竖竖盘盘读读数数为为固固定定值值9090或或270270。在在竖竖直直角角测测量量时时，只只需需读目标点一个方向值，便可算得竖直角。读目标点一个方向值，便可算得竖直角。第3页/共46页43.1 角度测量原理角度测量原理根根据据以以上上分分析析，经经纬纬仪仪须须有有一一刻刻度度盘盘和和在在刻刻度度盘盘上上读读数数的的指指标标。观观测测水水平平角角时时，刻刻度度盘盘中中心心应应安安放放在在过过测测站站点点的的铅铅垂垂线线上上，并并能能使使之之水水平平

5、。为为了了瞄瞄准准不不同同方方向向，经经纬纬仪仪的的望望远远镜镜应应能能沿沿水水平平方方向向转转动动，也也能能高高低低俯俯仰仰。当当望望远远镜镜高高低低俯俯仰仰时时，其其视视准准轴轴应应划划出出一一竖竖直直面面，这这样样才才能能使使得得在在同同一一竖竖直直面面内内高高低低不不同同的的目目标标有有相相同同的的水水平平度度盘盘读读数。数。3.1.2 3.1.2 竖直角测量原理竖直角测量原理第4页/共46页53.2 DJ6 DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪1 1、经纬仪概述、经纬仪概述经经纬纬仪仪的的种种类类繁繁多多，如如按按读读数数系系统统区区分分，可可以以分分成成光光学学、游游标标和和电电子子经经

6、纬纬仪仪等等。现现在在使使用用的的大大多多是是光光学学经经纬纬仪仪，它它较较之之游游标标经经纬纬仪仪有有精精度度高高、体体积积小小、重重量量轻轻、密密封封性性能能良良好好等等优优点点。电电子子经经纬纬仪仪将在本章最后一节作简要介绍。将在本章最后一节作简要介绍。我我国国对对经经纬纬仪仪编编制制了了系系列列标标准准，分分别别为为DJ07DJ07、DJ1DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6、DJ15DJ15及及DJ60DJ60等等级级别别。其其中中0707、1 1、2 2、6 6、1515等等数数字字，表表示示该该仪仪器器所所能能达达到到的的精精度度指指标标。如如DJ07DJ07和和DJ6DJ6分分别

7、别表表示示水水平平方方向向测测量量一一测测回回的的方向方向中误差中误差不超过不超过0.70.7和和66的大地测量经纬仪。的大地测量经纬仪。光学游标电子经纬仪第5页/共46页63.2 DJ6 DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪2 2、DJ6DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造各种型号的各种型号的DJ6DJ6级光学经纬仪的构造大致相同。级光学经纬仪的构造大致相同。物镜粗瞄器对光螺旋读数目镜望远镜目镜转盘手轮基座导向板堵盖水准器反光镜自动归零钮第6页/共46页73.2 DJ6 DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪DJ6DJ6型光学经纬仪主要由基座、水平度盘和照准部三部分组成。型光学经纬仪主要由基座、水平

8、度盘和照准部三部分组成。基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部变换手轮、复测器变换手轮、复测器2 2、DJ6DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造第7页/共46页83.3 DJ6 DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用型光学经纬仪读数装置和操作使用2 2、读数方法、读数方法1 1、DJ6DJ6级光学经纬仪分微尺测微器光路图级光学经纬仪分微尺测微器光路图3.3.1 3.3.1 分微尺测微器及读数方法分微尺测微器及读数方法13453.18758.1第8页/共46页93.3 DJ6 DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用型光学经纬仪读数装置和操作使用2 2、读数方法、读数方法1 1、原理原理3.3.2

9、 3.3.2 单平板玻璃测微器及读数方法单平板玻璃测微器及读数方法量程30，分为90格，分划值20。92+d第9页/共46页103.3 DJ6 DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用型光学经纬仪读数装置和操作使用经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤3.3.3 3.3.3 经纬仪的使用经纬仪的使用 对对中中对对中中的的目目的的是是使使仪仪器器的的中中心心与与测测站站点点位位于于同同一一铅铅垂垂线线上上。对对中中可可用用垂垂球球或或光光学学对对点点器器对对中中。垂垂球球对对中中精精度度一一般般在在3mm3mm之内，光学对点器对中可达之内，光学对

10、点器对中可达1mm1mm。整整平平整整平平的的目目的的是是使使仪仪器器竖竖轴轴在在铅铅直直位位置置，而而水水平平度度盘在水平位置。图盘在水平位置。图3-123-12。第10页/共46页113.3 DJ6 DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用型光学经纬仪读数装置和操作使用3.3.3 3.3.3 经纬仪的使用经纬仪的使用 瞄瞄准准瞄瞄准准方方法法同同水水准准仪仪操操作作，只只是是测测量量水水平平角角时时应应使使十字丝纵丝平分或夹准目标，并尽量对准目标底部。图十字丝纵丝平分或夹准目标，并尽量对准目标底部。图3-133-13。读读数数读读数数时时要要先先调调节节反反光光镜镜，使使读读数数窗窗明明亮亮，

11、旋旋转转显显微微镜镜调调焦焦螺螺旋旋，使使刻刻划划数数字字清清晰晰，然然后后读读数数。测测竖竖直直角角时时注注意意调调节节竖竖盘盘水水准准气气泡泡微微动螺旋，使动螺旋，使气泡居中后再读数气泡居中后再读数。第11页/共46页123.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量水平角测量有测回法和方向观测法两种水平角测量有测回法和方向观测法两种 测回法测回法常用于测量两个方向之间的常用于测量两个方向之间的单角单角。图。图3-143-14。盘盘左左(正正镜镜)、L L=b=bL L-a-aL L 、上上半测回半测回(AB)(AB)(3-3)盘盘右右(倒

12、倒镜镜)、R R=b=bR R-a-aR R、下下半测回半测回(BA)(BA)上上、下下半半测测回回合合称称一一测测回回，计算一测回平均角值。计算一测回平均角值。第12页/共46页133.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量水平角测量有测回法和方向观测法两种水平角测量有测回法和方向观测法两种 测回法测回法常用于测量两个方向之间的常用于测量两个方向之间的单角单角。图。图3-143-14。测测回回法法用用盘盘左左、盘盘右右观观测测，可可以以消消除除仪仪器器某某些些系系统统误误差差对对测测角角的的影影响响，校校核核观观测测结结果果和和提提高高观

13、观测测成成果果精精度度。同同一一测测回回中中，上上、下下半半测测回回角角值值之之差差和和各各测测回回间间角角值值之之差差均均不不应应超超过过相相应应细细则则、规规范范所所规规定定之之容容许许值值(4040)。否否则则应应重重测测，如如各各较较差差合合乎乎要要求求，则则分分别别取平均值。取平均值。当当测测角角精精度度要要求求较较高高时时，往往往往要要观观测测几几个个测测回回，为为也也减减少少度度盘盘分分划划误误差差的的影影响响，各各测测回回间间应应根根据据测测回回数数n n，按按180/n180/n变换水平度盘位置。变换水平度盘位置。第13页/共46页143.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖

14、直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量 方方向向观观测测法法当当一一个个测测站站上上需需要要测测量量的的方方向向数数多多于于两两个个时时，应应采采用用方方向向观观测测法法。当当方方向向数数多多于于三三个个时时，每每半半个个测测回回都都从从一一个个选选定定的的起起始始方方向向(称称为为零零方方向向)开开始始观观测测，在在依依次次观观测测所所需需的的各各个个目目标标之之后后，再再观观测测起起始始方方向向，称称为为归归零零。此此法法也也称称为为全全圆圆方方向向法法或或全圆测回法全圆测回法。上上半半测测回回、下下半半测测回回、几几个个测测回回。如如要要提提高高观观测测精精度度，须须观

15、观测测多多个个测测回回。各各测测回回仍仍按按180/n180/n的的角角度度间隔变换水平度盘的起始位置。间隔变换水平度盘的起始位置。半半测测回回归归零零差差，对对于于DJ6DJ6经经纬纬仪仪，归归零零差差不不应应超超过过1818，否否则则应应重重新观测。新观测。第14页/共46页153.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量 方向观测法方向观测法方向观测法成果计算方向观测法成果计算计算两倍照准差计算两倍照准差(2c)(2c)值值2c=2c=盘左读数盘左读数-(-(盘右读数盘右读数180)(3-4)180)(3-4)对对于于DJ2DJ2经经纬

16、纬仪仪，当当竖竖直直角角小小于于33时时，2c2c不不应应超超过过1818，DJ6DJ6没有限差要求。没有限差要求。计算各方向的平均读数计算各方向的平均读数平均读数平均读数=1/2=1/2盘左读数盘左读数+(+(盘右读数盘右读数180)(3-5)180)(3-5)计计算算的的结结果果称称为为方方向向值值。起起始始方方向向有有两两个个平平均均值值，应应将将此此两两数数再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。平均读数=1/2=1/2盘左读数+(+(盘右读数180)(3-5)180)(3-5)2c=2c=盘左读数-(-(盘右读数180)(3-4)180

17、)(3-4)第15页/共46页163.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量 方向观测法方向观测法计算归零后的方向值计算归零后的方向值将将各各方方向向的的平平均均读读数数减减去去起起始始方方向向的的平平均均读读数数(括括号号内内)，即即得得各方向的各方向的归零方向值归零方向值。同一方向值各测回互差不超过。同一方向值各测回互差不超过2424。起始方向的归零值为零起始方向的归零值为零。计算各测回归零后方向值的平均值计算各测回归零后方向值的平均值取各测回同一方向归零后的方向值的取各测回同一方向归零后的方向值的平均值平均值作该方向的最后结作该方向的

18、最后结果。在取平均值之前，应计算同一方向归零后的方向值各测回之间果。在取平均值之前，应计算同一方向归零后的方向值各测回之间的差数有无超限，如果超限，则应重测。的差数有无超限，如果超限，则应重测。计算各目标间水平角值计算各目标间水平角值将相邻两方向值减即可求得。将相邻两方向值减即可求得。第16页/共46页173.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.1 3.4.1 水平角测量水平角测量各方向平均读数-括号内数2c=2c=盘左读数-(盘右读数180)180)平均读数=1/2=1/2 盘左读数+(+(盘右读数180)180)第17页/共46页183.4 水平角和竖直角测量方法水平角

19、和竖直角测量方法3.4.2 3.4.2 竖直角测量竖直角测量 竖盘结构竖盘结构经经纬纬仪仪竖竖盘盘包包括括竖竖直直度度盘盘、竖竖盘盘指指标标水水准准管管和和竖竖盘盘指指标标水水准准管管微动螺旋微动螺旋。竖竖盘盘固固定定在在横横轴轴的的一一端端，随随望望远远镜镜一起在竖直面内转动。一起在竖直面内转动。测测微微尺尺的的零零分分划划线线是是竖竖盘盘读读数数的的指指标标，可可以以把把它它看看成成是是与与竖竖盘盘指指标标水水准准管管连连成成一一体体的的。指指标标水水准准管管气气泡泡居居中中，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

20、9090的的整整数数倍倍(即即00、9018090180、270270中中的的一一个个)，这这个个读读数数称称始始读读数数。当当望望远远镜镜转转动动瞄瞄准准不不同同高高度度目目标标时时，竖竖盘盘随随之之转转动动而而指指标标不不动动，因因而而可可读读得得望望远远镜镜不不同同位位置置的的竖盘读数，以计算竖直角。竖盘读数，以计算竖直角。第18页/共46页193.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.2 3.4.2 竖直角测量竖直角测量 竖盘结构竖盘结构竖竖盘盘是是由由光光学学玻玻璃璃制制成成，刻刻划划的的注注记记有有顺顺时时针针方方向向与与逆逆时时针针方方向向两两种种。见见图图3-

21、173-17。不不同同刻刻划划的的经经纬纬仪仪其其竖竖直直角角公公式式不不同同。当当望望远远镜抬高，竖盘读数增加时，竖直角为：镜抬高，竖盘读数增加时，竖直角为：=读数读数-起始读数起始读数=L-90 (3-6)=L-90 (3-6)反之，反之，=起始读数起始读数-读数读数=90-L=90-L (3-7)(3-7)第19页/共46页203.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.2 3.4.2 竖直角测量竖直角测量仪仪器器安安置置在在测测站站点点上上，对对中中、整整平平。盘盘左左位位置置瞄瞄准准目目标标点点，使使十十字字丝丝中中横横丝丝精精确确切切准准目目标标顶顶端端，见见图图3

22、-183-18。调调节节竖竖盘盘指指标标水水准准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读数为管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读数为L L。用用盘盘右右位位置置再再瞄瞄准准目目标标点点，调调节节竖竖盘盘指指标标水水准准管管，使使气气泡泡居居中，读数为中，读数为R R。计算竖直角时，首先判断竖直角计算公式，如图计算竖直角时，首先判断竖直角计算公式，如图3-193-19所示：所示：盘左位置盘左位置 L L=90-L=90-L(3-8)(3-8)盘右位置盘右位置 R R=R-270=R-270(3-9)(3-9)一测回角值为一测回角值为：=1/2(=1/2(L L+R R)=1/2(R-L-18

23、0)(3-10)=1/2(R-L-180)(3-10)竖直角观测与计算L L=90-L=90-L(3-8)(3-8)R R=R-270=R-270 (3-9)(3-9)=1/2(=1/2(L L+R R)=1/2(R-L-180)(3-10)=1/2(R-L-180)(3-10)将将各各观观测测数数据据填填入入竖竖直直角角观观测测手手簿簿(表表3-3)3-3)，利利用用上上列列各各式式逐逐项项计算，得出一测回竖直角。计算，得出一测回竖直角。低处目标的观测、计算方法与此相同。低处目标的观测、计算方法与此相同。第20页/共46页213.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法3.4.2 3

24、.4.2 竖直角测量竖直角测量竖直角观测手簿表3-3=1/2(R+L-360)第21页/共46页223.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正从从测测角角原原理理可可知知，经经纬纬仪仪有有以以下下四四个个轴轴线线(见见图图3-20)3-20)，即即水水准准管管轴轴(LL)(LL)，竖竖轴轴(VV)(VV)，望望远远镜镜视视准准轴轴(CC)(CC)，横横轴轴(HH)(HH)。此此外外望望远远镜镜还还有有十字丝。这些轴系应满足以下条件：十字丝。这些轴系应满足以下条件：LL LL VV VV CC CC HH HH HH HH VV VV 十字丝垂直于横丝十字丝垂直于横丝第22页/共46页233.

25、5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正检检验验目目的的是是使使仪仪器器满满足足照照准准部部水水准准管管垂垂直直仪仪器器竖竖轴轴的的几几何何条条件件。使仪器整平后，保证竖轴铅直，水平度盘保持水平。使仪器整平后，保证竖轴铅直，水平度盘保持水平。检验方法检验方法 校正校正(图图3-21)3-21)3.5.1 3.5.1 照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正第23页/共46页243.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 检验方法检验方法检验目的是使竖丝铅直，保证精确瞄准目标。检验目的是使竖丝铅直，保证精确瞄准目标。用十字丝中点精确瞄准一个清晰目标点用十字丝中点精确瞄准一个清晰目标点P P，然后锁

26、紧望远镜制动螺，然后锁紧望远镜制动螺旋。慢慢转动望远镜微动螺旋，使望远镜上、下移动。如旋。慢慢转动望远镜微动螺旋，使望远镜上、下移动。如P P点沿竖点沿竖丝移动，则满足条件，否则需校正。丝移动，则满足条件，否则需校正。3.5.2 3.5.2 十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正 校正校正其其校正方法如同水准仪校正方法如同水准仪校正。校正。第24页/共46页253.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 检验方法检验方法检验目的当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，检验目的当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，其视准面应是与横轴正交的铅垂面。若视准轴与横轴不垂直，望远其视准面应是与横轴正交的铅垂面。若视准轴与

27、横轴不垂直，望远镜将扫出一个圆锥面。用该仪器测量同一铅垂面内不同高度目标时，镜将扫出一个圆锥面。用该仪器测量同一铅垂面内不同高度目标时，所测水平度盘读数不一样，产生测角误差。仪器检验常用四分之一所测水平度盘读数不一样，产生测角误差。仪器检验常用四分之一法。图法。图3-233-23，在平坦地区选择距离，在平坦地区选择距离60m60m的的A A、B B两点两点3.5.3 3.5.3 视准轴垂直于横轴的检验与校正BB1 1OBOB2 2=4C=4C，为，为4 4倍照准差。由此算得：倍照准差。由此算得：(3-11)对于对于DJ6DJ6型经纬仪，当型经纬仪，当c60c60时必须校正。时必须校正。第25页

28、/共46页263.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 校正校正在盘右位置，保持在盘右位置，保持B B尺不动，在尺不动，在B B尺上定出尺上定出B B3 3点，使点，使3.5.3 3.5.3 视准轴垂直于横轴的检验与校正OBOB3 3便与横轴垂直。用校正便与横轴垂直。用校正针拨十字丝校正螺旋针拨十字丝校正螺旋(左、右左、右)，见图，见图3-243-24，一松一紧，平移，一松一紧，平移十字丝分划板，直到十字丝交十字丝分划板，直到十字丝交点与点与B B3 3点重合，最后旋紧螺丝。点重合，最后旋紧螺丝。第26页/共46页273.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 检验检验此项检验是保证当竖

29、轴铅直时，横轴应水平；否此项检验是保证当竖轴铅直时，横轴应水平；否则，视准轴绕横轴旋转轨迹不是铅垂面，而是一个倾斜面。则，视准轴绕横轴旋转轨迹不是铅垂面，而是一个倾斜面。3.5.4 3.5.4 横轴垂直于竖轴的检验与校正在距墙在距墙30m30m处安置经纬仪，在盘左位置处安置经纬仪，在盘左位置瞄准墙上一个明显高点瞄准墙上一个明显高点P P，见图，见图3-253-25。要求仰。要求仰角应大于角应大于3030。固定照准部，将望远镜大致。固定照准部，将望远镜大致水平。在墙上标出十字丝中点对应位置水平。在墙上标出十字丝中点对应位置P P1 1。再用盘右瞄准再用盘右瞄准P P点，同法在墙上标出点，同法在墙

30、上标出P P2 2点。若点。若P P1 1与与P P2 2重合，表示横轴垂直于竖轴。不重合，重合，表示横轴垂直于竖轴。不重合，则条件不满足，对水平角测量影响为则条件不满足，对水平角测量影响为i i角，可角，可用下式计算：用下式计算：(3-12)对于对于DJ6型经纬仪，若型经纬仪，若I20则需则需校正。校正。第27页/共46页283.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 校正校正用望远镜瞄准用望远镜瞄准P P1 1P P2 2直线的中点直线的中点P PM M，固定照准部。然，固定照准部。然后抬高望远镜使十字丝交点移到后抬高望远镜使十字丝交点移到P P点。由于点。由于i i角的影响，角的影响，

31、P P与与P P不不重合。校正时应打开支架抗病，放松支架内的校正螺丝，使横轴一重合。校正时应打开支架抗病，放松支架内的校正螺丝，使横轴一端升高或降低，直到十字丝交点对准端升高或降低，直到十字丝交点对准P P点。注意，由于经纬仪横轴点。注意，由于经纬仪横轴密封在支架内，该项校正应由专业维修人员进行。密封在支架内，该项校正应由专业维修人员进行。3.5.4 3.5.4 横轴垂直于竖轴的检验与校正第28页/共46页293.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正竖盘指标差竖盘指标差望远镜视线水平、竖盘水准管气泡居中时，其望远镜视线水平、竖盘水准管气泡居中时，其指标不恰好在指标不恰好在9090或或270

32、270，而与正确位置差一个小角，而与正确位置差一个小角，称为竖，称为竖盘指标差。见图盘指标差。见图3-263-26。3.5.5 3.5.5 竖盘指标差及其检校此时进行竖直角测此时进行竖直角测量，盘左读数为量，盘左读数为90+90+。正确的竖直角为：。正确的竖直角为：=(90+)-L=(90+)-L (3-13)(3-13)=(90+)-L=(90+)-L (3-13)(3-13)第29页/共46页303.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正盘右读数为盘右读数为270+270+。3.5.5 3.5.5 竖盘指标差及其检校正确的竖直角为：正确的竖直角为：=R-(270+)=R-(270+)(3

33、-14)(3-14)=R-(270+)=R-(270+)(3-14)(3-14)将式(3-8)(3-8)、(3-9)(3-9)两式代入(3-13)(3-13)、(3-14)(3-14)得=L L+(3-15)+(3-15)=R R-(3-16)-(3-16)=L L+(3-15)+(3-15)=R R-(3-16)-(3-16)将式 (3-15)(3-15)、(3-16)(3-16)相加除以2 2，得：此式与 (3-10)(3-10)相同，可见在竖直角观测中，用正倒镜观测取其均值可以消除竖盘指标差的影响，提高成果精度。第30页/共46页313.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正指标差可用

34、于检查观测质量。在同一测站上，观测不同目标时，指标差可用于检查观测质量。在同一测站上，观测不同目标时，DJ6DJ6型经纬仪指标差变化范围为型经纬仪指标差变化范围为2525。此外，在精度要求不高或不。此外，在精度要求不高或不便纵转望远镜时，可先测定指标差便纵转望远镜时，可先测定指标差，在以后观测时只作，在以后观测时只作正镜正镜观测，观测，求求L L，按式，按式(3-15)(3-15)求竖直角求竖直角。3.5.5 3.5.5 竖盘指标差及其检校指标差若超出指标差若超出11应校正应校正。校正校正时，应用盘右位置照准原目标。转动竖盘指标水准管微动时，应用盘右位置照准原目标。转动竖盘指标水准管微动螺旋，

35、使竖盘读数为正确值螺旋，使竖盘读数为正确值(R R-)-)。此时气泡不再居中，再用校。此时气泡不再居中，再用校正针拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中。这项工作应反复进行，正针拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中。这项工作应反复进行，直至直至在规定范围之内。在规定范围之内。(3-17)对图对图3-193-19中型式的竖盘，指标差可用下式求得：中型式的竖盘，指标差可用下式求得：第31页/共46页323.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正检验检验校正的目的是使光学对点器的视准轴与仪器竖轴线校正的目的是使光学对点器的视准轴与仪器竖轴线重合。重合。3.5.6 3.5.6 光学对点器的检校校正校正第3

36、2页/共46页333.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项仪器误差仪器误差仪器误差包括仪器校正之后的残余误差及仪器仪器误差包括仪器校正之后的残余误差及仪器加工不完善引起的误差。加工不完善引起的误差。3.6.1 3.6.1 角度测量误差源视视准准轴轴误误差差望望远远镜镜视视准准轴轴不不垂垂直直于于横横轴轴时时，其其偏偏离离垂垂直直位位置置的的角角值值C C称称为为视视准准误误差差或或照照准准差差。由由于于盘盘左左、盘盘右右观观测测时时符符号号相反，故水平角测量时，相反，故水平角测量时，可采用盘左、盘右取平均的方法加以消除可采用盘左、盘右取平均的方法加以消除横轴误差横轴误差(支

37、架差支架差)是由于支承横轴的支架有误差，造成是由于支承横轴的支架有误差，造成横轴与竖轴不垂直。盘左、盘右观测时对水平角影响为横轴与竖轴不垂直。盘左、盘右观测时对水平角影响为i i角误差，角误差，并且方向相反，并且方向相反，也可采用盘左、盘右取平均的方法加以消除也可采用盘左、盘右取平均的方法加以消除。竖轴倾斜误差竖轴倾斜误差 是由于水准管轴不垂直于竖轴，以及竖轴是由于水准管轴不垂直于竖轴，以及竖轴水准管不居中引起的误差。这时，竖轴偏离竖直方向一个小角度，水准管不居中引起的误差。这时，竖轴偏离竖直方向一个小角度，从而引起横轴倾斜及度盘倾斜，造成测角误差。此误差与正、倒镜从而引起横轴倾斜及度盘倾斜，

38、造成测角误差。此误差与正、倒镜观测无关，并且随望远镜瞄准不同方向而变化，观测无关，并且随望远镜瞄准不同方向而变化，不能用正、倒镜取不能用正、倒镜取平均的方法消除平均的方法消除。因此，。因此，测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平，测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平，并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格。第33页/共46页343.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项仪器误差仪器误差3.6.1 3.6.1 角度测量误差源度盘偏心差度盘偏心差是由于度盘加工是由于度盘加工及安装不完善引起的。使照准部旋转中及安装不完善引起的

39、。使照准部旋转中心心C1C1与水平度盘圆心与水平度盘圆心C C不重合引起读数误不重合引起读数误差，见图差，见图3-283-28。可用盘左、盘右读数取可用盘左、盘右读数取平均的方法予以减小平均的方法予以减小。度盘刻划不均匀误差度盘刻划不均匀误差 是由于仪器加工不完善引起的。这是由于仪器加工不完善引起的。这项误差很小。高精度测量时，为了提高测角精度，项误差很小。高精度测量时，为了提高测角精度，可利用度盘位置可利用度盘位置变换手轮在各测回间变换度盘位置，减小这项误差的影响变换手轮在各测回间变换度盘位置，减小这项误差的影响。竖盘指标差竖盘指标差 可以用盘左、盘右取平均的方法消除。可以用盘左、盘右取平均

40、的方法消除。第34页/共46页353.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项观测误差观测误差3.6.1 3.6.1 角度测量误差源对中误差对中误差在测角时，若经纬仪对中有误差，将使仪器中在测角时，若经纬仪对中有误差，将使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上，造成测角误差。如图心与测站点不在同一铅垂线上，造成测角误差。如图3-293-29对中引起测角误差为对中引起测角误差为=+(1 1+2 2)(3-18)(3-18)=+(+(1 1+2 2)(3-18)(3-18)(3-19)(3-20)从上式可见，这项误差与偏心距成正比，与边长成反比，不能从上式可见，这项误差与偏心距成正比，与

41、边长成反比，不能通过观测方法消除，通过观测方法消除，所以测水平角时要仔细对中，在短边测量时更所以测水平角时要仔细对中，在短边测量时更要严格对中要严格对中。第35页/共46页363.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项观测误差观测误差3.6.1 3.6.1 角度测量误差源目标偏心误差目标偏心误差 是由于标杆倾是由于标杆倾斜引起的。如标杆倾斜，又没有瞄准底斜引起的。如标杆倾斜，又没有瞄准底部，则产生目标偏心误差，见图部，则产生目标偏心误差，见图3-303-30。O O为测站，为测站，A A为地面目标点，为地面目标点，AAAA为为标杆，杆长标杆，杆长d d，杆倾角，杆倾角。目标偏

42、心差。目标偏心差为：为：e=dsin (3-21)e=dsin (3-21)e=dsin (3-21)e=dsin (3-21)目标偏斜对观测方向影响为：目标偏斜对观测方向影响为：(3-22)从上式可见，目标偏心误差对水平方向影响与从上式可见，目标偏心误差对水平方向影响与e e成正比，与边长成正比，与边长成反比。为减少这项误差，成反比。为减少这项误差，测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部。第36页/共46页373.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项观测误差观测误差3.6.1 3.6.1 角度测量误差源对于对于DJ6DJ6型经纬仪，型经纬仪，

43、v=28,mv=28,mv v=2.2=2.2。照准误差照准误差 测角时由人眼通过望远镜瞄准目标产生的误差测角时由人眼通过望远镜瞄准目标产生的误差称为照准误差。影响照准误差的因素很多，如望远镜放大倍数、人称为照准误差。影响照准误差的因素很多，如望远镜放大倍数、人眼分辨率、十字丝的粗细、标志形状和大小、目标影像亮度、颜色眼分辨率、十字丝的粗细、标志形状和大小、目标影像亮度、颜色等。人眼分辨两个点的最小视角约为等。人眼分辨两个点的最小视角约为6060，通常以此作为眼睛的鉴，通常以此作为眼睛的鉴别角。当使用放大倍率为别角。当使用放大倍率为V V的望远镜瞄准目标时，鉴别能力可提高的望远镜瞄准目标时，鉴

44、别能力可提高V V倍，这时该仪器的瞄准误差为倍，这时该仪器的瞄准误差为 m mv v=60/V=60/V照准误差无法消除，只有从目标的形状、大小、颜色、亮度照准误差无法消除，只有从目标的形状、大小、颜色、亮度m mv v=60/V=60/V读数误差读数误差读数误差主要取决于仪器读数设备。对于采用读数误差主要取决于仪器读数设备。对于采用分微尺测微器读数系统的经纬仪，读数中误差为测微器最小分划值分微尺测微器读数系统的经纬仪，读数中误差为测微器最小分划值的的1/101/10，即，即0.1=60.1=6。第37页/共46页383.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项外界条件的影响外

45、界条件的影响3.6.1 3.6.1 角度测量误差源观测在一定的外界条件下进行，外界条件对观测质量有直接影观测在一定的外界条件下进行，外界条件对观测质量有直接影响，如响，如松软的土壤松软的土壤和和大风大风影响仪器的稳定；影响仪器的稳定；日晒日晒和和温度温度变化影响水变化影响水准管气泡的运动；准管气泡的运动；大气层受大气层受地面热辐射的影响会引起目标影象的跳地面热辐射的影响会引起目标影象的跳动等。这些才会给观测水平角带来误差。动等。这些才会给观测水平角带来误差。因此，要选择目标成象清晰稳定的有利时间观测，设法克服或因此，要选择目标成象清晰稳定的有利时间观测，设法克服或避开不得条件的影响，以提高观测

46、成果的质量。避开不得条件的影响，以提高观测成果的质量。第38页/共46页393.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项3.6.2 3.6.2 水平角观测注意事项仪器安置的高度应合适，脚架应踩实，中心螺旋拧紧，观测仪器安置的高度应合适，脚架应踩实，中心螺旋拧紧，观测时手不扶脚架，转动照准部及使用各种螺旋时，用力要轻。时手不扶脚架，转动照准部及使用各种螺旋时，用力要轻。若观测目标的高度相差较大，特别要注意仪器整平。若观测目标的高度相差较大，特别要注意仪器整平。对中要准确。测角精度要求越高，或边长越短，则对中要求对中要准确。测角精度要求越高，或边长越短，则对中要求越严格。越严格。观

47、测时要消除视差，尽量用十字丝交点照准目标底部或桩上观测时要消除视差，尽量用十字丝交点照准目标底部或桩上小钉。小钉。按观测顺序记录水平度盘读数，注意检查限差。发现错误，按观测顺序记录水平度盘读数，注意检查限差。发现错误，立即重测。立即重测。水准管气泡应在观测前调好，一测回过程中不允许再调，如水准管气泡应在观测前调好，一测回过程中不允许再调，如气泡偏离中心超过两格时，应再次整平重测该测回。气泡偏离中心超过两格时，应再次整平重测该测回。第39页/共46页403.7 电子经纬仪电子经纬仪电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别在于它用微机控制的电子电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别在于它用微机控制的电子测角系统

48、代替光学读数系统。其测角系统代替光学读数系统。其主要特点主要特点是：是：使用电子测角系统使用电子测角系统，能将测量结果自动显示出来，实现了读，能将测量结果自动显示出来，实现了读数的自动化和数字化。数的自动化和数字化。采用积木式结构采用积木式结构，可和光电测距仪组合成全站型电子速测仪，可和光电测距仪组合成全站型电子速测仪，配合适当的接口，可将电子手簿记录的数据输入计算机，以进行数配合适当的接口，可将电子手簿记录的数据输入计算机，以进行数据处理和绘图。据处理和绘图。电子经纬仪自电子经纬仪自19681968年面世以来，发展很快，有不同的设计原理年面世以来，发展很快，有不同的设计原理和众多的型号。精度

49、已达和众多的型号。精度已达0.50.5以内，堪称方便、快捷、精确，但以内，堪称方便、快捷、精确，但价格较昂贵。价格较昂贵。电子经纬仪测角系统主要有以下三种：电子经纬仪测角系统主要有以下三种：编码度盘测角系统编码度盘测角系统是采用编码度盘及编码测微器的绝对式是采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统；测角系统；光栅度盘测角系统光栅度盘测角系统是采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的是采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式读数系统。增量式读数系统。动态测角系统动态测角系统采用计时测角度盘及光电动态扫描绝对式测采用计时测角度盘及光电动态扫描绝对式测角系统。角系统。第40页/共46页413.7 电子经纬仪电

50、子经纬仪3.7.1 3.7.1 电子经纬仪主要功能图图3-313-31是瑞士是瑞士WILDWILD厂生产的厂生产的T2000T2000电子经纬仪。该仪器电子经纬仪。该仪器测角精度测角精度为为0.50.5。其竖直角测量采用。其竖直角测量采用硅油液体补偿器硅油液体补偿器，可实现竖盘，可实现竖盘自动自动归零归零。补偿器工作范围为。补偿器工作范围为1010，补偿精度为，补偿精度为0.10.1。测角模式有两种：一种是测角模式有两种：一种是单次测单次测量量，精度较高。，精度较高。另一种是另一种是跟踪测量跟踪测量，它将随着经，它将随着经纬仪的转动自动测角。这种方式精度纬仪的转动自动测角。这种方式精度较低，适