1、2022-4-3014.14.1角度測量原理角度測量原理4.24.2經緯儀經緯儀4.34.3角度測量方法角度測量方法4.44.4水平角觀測的誤差和精度水平角觀測的誤差和精度4.54.5經緯儀的檢驗和校正經緯儀的檢驗和校正4.64.6距離測量距離測量4.74.7光電測距的誤差分析光電測距的誤差分析4.84.8全站儀和自動全站儀全站儀和自動全站儀4.94.9三角高程測量三角高程測量第四章第四章 角度、距離測量與全站儀角度、距離測量與全站儀2022-4-302 角度測量包括角度測量包括 水平角測量水平角測量和和豎直角測量豎直角測量。 水平角測量水平角測量用于確定點的平面位置。用于確定點的平面位置。

2、豎直角測量豎直角測量用于測定高差或將用于測定高差或將 傾斜距離改化成水平距離。傾斜距離改化成水平距離。 常用儀器常用儀器 經緯儀經緯儀 全站儀全站儀2022-4-303 水平角：相交的兩直線之間的夾角在水平角：相交的兩直線之間的夾角在水平面上的投影。水平面上的投影。ABOab1O1A1B2O ab 儀器安置的高低及瞄準目標的高低不同部位對水平角的觀測有無影響？角值范圍：03602022-4-304一、水平角測量原理一、水平角測量原理 地面上兩條直線之間的夾角在水平面上的地面上兩條直線之間的夾角在水平面上的投影稱為水平角，角值投影稱為水平角，角值0 0360360。如圖所。如圖所示，示，A A、

3、B B、O O為地面上的任意點，通為地面上的任意點，通OAOA和和OBOB直線各直線各作一垂直面，并把作一垂直面，并把OAOA和和OBOB分別投影到水平投影面分別投影到水平投影面上，其投影線上，其投影線O O1 1A A1 1和和O O1 1B B1 1的夾角的夾角A A1 1O O1 1B B1 1，就是，就是AOBAOB的水平角。的水平角。 4.1 角度測量原理角度測量原理2022-4-305 如果在角頂如果在角頂O O上安上安置一個按順時針注記的置一個按順時針注記的全圓量角器（稱為度全圓量角器（稱為度盤），其度盤中心盤），其度盤中心O O2 2在在通過測站通過測站O O點的鉛垂線上，點的

4、鉛垂線上，設設OAOA和和OBOB兩條方向線在兩條方向線在水平刻度盤上的投影讀水平刻度盤上的投影讀數為數為a a和和b b，則水平角為：，則水平角為： = b-a= b-a2022-4-306二、豎直角測量原理二、豎直角測量原理1.1.豎直角：是在同一豎直面內，傾斜視線與水平線豎直角：是在同一豎直面內，傾斜視線與水平線之間的夾角，簡稱豎角，豎直角也稱傾斜角，用之間的夾角，簡稱豎角，豎直角也稱傾斜角，用表示。表示。 豎直角是由水平線起算量到目標方向的角度。豎直角是由水平線起算量到目標方向的角度。其角值從其角值從0 0- -9090。當視線方向在水平線之上。當視線方向在水平線之上時，稱為仰角，符號

5、為正（時，稱為仰角，符號為正（+ +）；視線方向在水平）；視線方向在水平線之下時，稱為俯角，符號為負（線之下時，稱為俯角，符號為負（- -）如圖）如圖5-25-2所所示。示。 2022-4-3072.2.天頂角：在同一豎直面內，視線與鉛垂線的天天頂角：在同一豎直面內，視線與鉛垂線的天頂方向之間的夾角稱為天頂角，也叫天頂距，用頂方向之間的夾角稱為天頂角，也叫天頂距，用Z Z表示。天頂距的大小由表示。天頂距的大小由0 0-180-180。水平線方向水平線方向天天頂頂方方向向鉛鉛垂垂線線方方向向ZBOZAAB2022-4-3083.3.豎直角測量原理：如果在測站點豎直角測量原理：如果在測站點O O上

6、安置一個上安置一個帶有豎直刻度盤的測角儀器，其豎盤中心通過水帶有豎直刻度盤的測角儀器，其豎盤中心通過水平視線，設照準目標點平視線，設照準目標點A A時視線的讀數為時視線的讀數為n n，水平，水平視線的讀數為視線的讀數為m m，則豎直角為：，則豎直角為： = = n n - - m m 2022-4-309 測定豎直角同水平角一樣，其角值也是度盤測定豎直角同水平角一樣，其角值也是度盤上兩個方向讀數之差，所不同的是兩方向中必須上兩個方向讀數之差，所不同的是兩方向中必須有一個是水平方向。而當視線水平時，其豎盤讀有一個是水平方向。而當視線水平時，其豎盤讀數應為定值，應為數應為定值，應為9090的倍數，

7、因此在測定豎直的倍數，因此在測定豎直角時，只需讀取目標點的豎盤讀數，即可計算出角時，只需讀取目標點的豎盤讀數，即可計算出豎直角。豎直角。2022-4-3010根據水平角和豎直角測量原理，要制造一臺根據水平角和豎直角測量原理，要制造一臺既能夠觀測水平角又能觀測豎直角的儀器，既能夠觀測水平角又能觀測豎直角的儀器，它必須要滿足幾個必要條件：它必須要滿足幾個必要條件： 1.1.儀器的中心必須位于過測站點的鉛垂線上。儀器的中心必須位于過測站點的鉛垂線上。 2.2.照準部設備（望遠鏡）要能上下、左右轉動，照準部設備（望遠鏡）要能上下、左右轉動，上下轉動時所形成的是豎直面。上下轉動時所形成的是豎直面。 3.

8、3.要具有能安置成水平位置和豎直位置并有刻劃要具有能安置成水平位置和豎直位置并有刻劃的圓盤。的圓盤。 4.4.要有能指示度盤上讀數的指標。要有能指示度盤上讀數的指標。 經緯儀就是能同時滿足這幾個必要條件的用于角經緯儀就是能同時滿足這幾個必要條件的用于角度測量的儀器。度測量的儀器。2022-4-3011一、經緯儀的構造及分類一、經緯儀的構造及分類v1 1、經緯儀的構造：照準部、水平度盤和基座、經緯儀的構造：照準部、水平度盤和基座4.2 4.2 經經 緯緯 儀儀2022-4-3012v2 2、經緯儀的分類：游標經緯儀、光學經緯儀和電子經緯儀、經緯儀的分類：游標經緯儀、光學經緯儀和電子經緯儀v3 3

9、、經緯儀的型號：、經緯儀的型號：DJDJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6和和DJDJ15152022-4-3013游標經緯儀1、游標經緯儀：金屬度盤游標經緯儀：金屬度盤2022-4-30142 2、光學經緯儀：、光學經緯儀：通過光學度盤（玻璃度盤）的放大來讀通過光學度盤（玻璃度盤）的放大來讀數數2022-4-30152022-4-3016Wild第一臺電子經緯儀第一臺電子經緯儀(1978年生產年生產)- TC1電子經緯儀電子經緯儀3 3、電子經緯儀：、電子經緯儀：用電子學的方法來讀數的經緯儀。用電子學的方法來讀數的經緯儀。17技術項目技術項目一測回水平一測回水平方向中誤

10、差方向中誤差望遠鏡有效望遠鏡有效孔徑不小于孔徑不小于望遠鏡放大望遠鏡放大倍數不小于倍數不小于水準管水準管分劃值分劃值水平度盤水平度盤垂直度盤垂直度盤主要用途主要用途經緯儀等級經緯儀等級 DJ1 DJ2 DJ6 DJ1 DJ2 DJ6 1 1 2 2 6 6 二等平面控制二等平面控制測量及精密測量及精密工程測量工程測量60mm 40mm 40mm60mm 40mm 40mm3030倍倍 2828倍倍 2626倍倍 6 6 /2mm 20/2mm 20 /2mm 30/2mm 30 /2mm /2mm 10 10 /2mm 20/2mm 20 /2mm 30/2mm 30 /2mm /2mm 三、

11、四等平面三、四等平面控制測量及控制測量及一般工程測量一般工程測量圖根控制測量圖根控制測量 及及一般工程測量一般工程測量技術參數技術參數 表表3-13-1經緯儀系列經緯儀系列技術參數技術參數和用途和用途2022-4-3018二、光學經緯儀（性能穩定）二、光學經緯儀（性能穩定）J J6 6光學光學經緯儀經緯儀2022-4-30192022-4-3020J J2 2光學光學經緯儀經緯儀2022-4-30212022-4-30221 1、主要部件、主要部件v望遠鏡望遠鏡 望遠鏡用于精確瞄準目標。它在支架望遠鏡用于精確瞄準目標。它在支架上可繞橫軸在豎直面內作仰俯轉動，并由望遠鏡上可繞橫軸在豎直面內作仰俯

12、轉動，并由望遠鏡制動扳鈕和望遠鏡微動螺旋控制。經緯儀的望遠制動扳鈕和望遠鏡微動螺旋控制。經緯儀的望遠鏡與水準儀的望遠鏡相同，由物鏡、調焦鏡、十鏡與水準儀的望遠鏡相同，由物鏡、調焦鏡、十字絲分劃板、目鏡和固定它們的鏡筒組成。望遠字絲分劃板、目鏡和固定它們的鏡筒組成。望遠鏡的放大倍率一般為鏡的放大倍率一般為20-4020-40倍。倍。2022-4-3023v水準器水準器 照準部上設有一個管水準器和一個圓照準部上設有一個管水準器和一個圓水準器，與腳螺旋配合，用于整平儀器。和水準水準器，與腳螺旋配合，用于整平儀器。和水準儀一樣，圓水準器用作粗平，而管水準器則用于儀一樣，圓水準器用作粗平，而管水準器則用

13、于精平。精平。2022-4-3024v水平度盤和豎直度盤水平度盤和豎直度盤 水平度盤和豎直度盤都水平度盤和豎直度盤都由玻璃制成，度盤平面的圓周邊緣刻有等間隔的分由玻璃制成，度盤平面的圓周邊緣刻有等間隔的分劃線，相鄰兩分劃線的間隔所對的圓心角稱為度盤劃線，相鄰兩分劃線的間隔所對的圓心角稱為度盤的格值。的格值。0 09090180180270270 J J6 6光學經緯儀的度盤格值為光學經緯儀的度盤格值為1 1 J J2 2光學經緯儀的格值為光學經緯儀的格值為2020 威特威特T T3 3（相當于（相當于J J1 1）經緯儀的的格值為）經緯儀的的格值為44 不足不足1 1個格值的角值采用光學測微器

14、測定個格值的角值采用光學測微器測定2022-4-3025v水平度盤用于觀測水平角，度盤邊緣按順時針水平度盤用于觀測水平角，度盤邊緣按順時針方向刻有方向刻有0 0360360的分劃。水平度盤與一金屬的的分劃。水平度盤與一金屬的空心軸套結合，套在豎軸軸套的外面，并可自由空心軸套結合，套在豎軸軸套的外面，并可自由轉動。轉動。v豎直度盤用于觀測豎直角，安裝在橫軸的一端，豎直度盤用于觀測豎直角，安裝在橫軸的一端，并隨望遠鏡一起轉動。若其豎直度盤同側的支架并隨望遠鏡一起轉動。若其豎直度盤同側的支架上沒有豎盤指標水準管，則在豎盤內部裝有自動上沒有豎盤指標水準管，則在豎盤內部裝有自動歸零裝置，只要將支架上的自

15、動歸零開關轉到歸零裝置，只要將支架上的自動歸零開關轉到“ON”ON”，豎盤指標即處于正確位置。不測豎直角，豎盤指標即處于正確位置。不測豎直角時，將豎盤指標自動歸零開關轉到時，將豎盤指標自動歸零開關轉到“OFF”OFF”，以保，以保護其自動歸零裝置。豎盤的注記方向有順時針和護其自動歸零裝置。豎盤的注記方向有順時針和逆時針兩類。當視線水平，豎盤指標水準管氣泡逆時針兩類。當視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，盤左的讀數為居中時，盤左的讀數為0 0或或9090（如圖（如圖5-45-4）。）。2022-4-3026l 豎盤注記形式豎盤注記形式0901802700901802700901802700901

16、80270逆時針注記順時針注記盤左盤右2022-4-30272 2、讀數設備、讀數設備（1 1）分微尺測微器：如圖）分微尺測微器：如圖5-55-5圖圖5-55-5分微尺測微器讀數窗分微尺測微器讀數窗水平度盤讀數水平度盤讀數18018006180618豎直度盤讀數豎直度盤讀數7575570657060123465H，Hz, ,水平：均指平盤。水平：均指平盤。V，T，垂直：均指豎盤，垂直：均指豎盤度盤最小分劃值：度盤最小分劃值：1分微尺分劃值：分微尺分劃值： 1估讀至：估讀至： 0.128單平板玻璃測微尺型讀數裝置單平板玻璃測微尺型讀數裝置05107106105595860107106105605

17、9582025讀數時，先轉動測微輪，使度讀數時，先轉動測微輪，使度盤某分劃線夾于雙指標線中間，盤某分劃線夾于雙指標線中間，讀出讀盤度數，再根據單指標讀出讀盤度數，再根據單指標線在測微尺上讀出分和秒數，線在測微尺上讀出分和秒數，相加即為全部讀數。相加即為全部讀數。水平讀盤讀數為：水平讀盤讀數為：595922102210豎直度盤讀數為：豎直度盤讀數為：10631031063103中間為豎直度盤中間為豎直度盤下面為水平讀盤下面為水平讀盤2022-4-3029（2 2）雙平板玻璃測微器：如圖）雙平板玻璃測微器：如圖5-65-62022-4-3030對徑符合測微對徑符合測微v(1) (1) 當讀數窗為左

18、圖時，轉動測微輪控制二個當讀數窗為左圖時，轉動測微輪控制二個光楔同時偏轉，其折光作用使光線相對移動，光楔同時偏轉，其折光作用使光線相對移動，度盤對徑讀數分劃線對稱重合，如右圖。度盤對徑讀數分劃線對稱重合，如右圖。v(2)(2)在讀數窗中讀取視場左側正象度數。在讀數窗中讀取視場左側正象度數。v(3)(3)讀整十分。數正象度數分劃與相應對徑倒象讀整十分。數正象度數分劃與相應對徑倒象度數度數( (相差相差180180) )分劃之間的格數分劃之間的格數n n，得整，得整1010的角值為的角值為n n1010。 v(4)(4)讀取測微窗分、秒的角值。讀取測微窗分、秒的角值。v(5)(5)計算整個讀數結果

19、。計算整個讀數結果。2022-4-3031如圖中整讀數是如圖中整讀數是163163圖中是圖中是3030即即3 31010有的儀器將數格數有的儀器將數格數n n得得整整1010的方法改進為的方法改進為直讀整直讀整n n1010的數字的數字讀取測微窗分、秒的讀取測微窗分、秒的角值。右圖是角值。右圖是816.3816.3。計算整個讀數結果，計算整個讀數結果，得得1631633816.33816.3。2022-4-3032數字化讀數數字化讀數讀數前先轉動測微輪，讀數前先轉動測微輪，使中間窗口度盤對徑使中間窗口度盤對徑刻劃線重合，刻劃線重合，左圖讀數為：左圖讀數為：1231234812.24812.22

20、022-4-30332. 2. 讀數設備讀數設備 水平度盤分劃和豎直度盤分劃經讀數光學系水平度盤分劃和豎直度盤分劃經讀數光學系統，成像在讀數顯微鏡中。統，成像在讀數顯微鏡中。2022-4-3034三、電子經緯儀三、電子經緯儀v它與光學經緯儀根本區別在于用微處理機控制的它與光學經緯儀根本區別在于用微處理機控制的電子測角系統代替光學讀數系統，能自動顯示測電子測角系統代替光學讀數系統，能自動顯示測量數據。量數據。v電子經緯儀測角系統有編碼度盤測角系統、光柵電子經緯儀測角系統有編碼度盤測角系統、光柵度盤測角系統和條碼度盤測角系統。度盤測角系統和條碼度盤測角系統。2022-4-30351 1、編碼度盤測

21、角系統、編碼度盤測角系統 下圖為一個二進制編碼度盤圖。整個度盤圓周均勻地下圖為一個二進制編碼度盤圖。整個度盤圓周均勻地分成分成1616個區間，從里到外有四道環個區間，從里到外有四道環( (稱為碼道稱為碼道) )，黑色部分，黑色部分為非透光區為非透光區( (或稱非導電區或稱非導電區) )，白色部分為透光區，白色部分為透光區( (或導電或導電區區) )。設透光。設透光( (或導電或導電) )為為0 0，不透光，不透光( (或不導電或不導電) )為為1 1。根據兩。根據兩區間的不同狀態，便可測出該兩區間的夾角。區間的不同狀態，便可測出該兩區間的夾角。 區間區間編碼編碼區間區間編碼編碼區間區間編碼編碼

22、區間區間編碼編碼000004010081000121100100015010191001131101200106011010101014111030011701111110111511112022-4-3036 編碼度盤測角的原理：編碼度盤測角的原理： 在度盤的上部為發光二極管，度盤下面的相對位置在度盤的上部為發光二極管，度盤下面的相對位置上是光電二極管。對于碼道的透光區，發光二極管的光上是光電二極管。對于碼道的透光區，發光二極管的光信號能夠通過而使光電二極管接收到這個信號，使輸出信號能夠通過而使光電二極管接收到這個信號，使輸出為為0 0。對于碼道的不透光區，光電二極管接收不到信號，。對于碼道

23、的不透光區，光電二極管接收不到信號，則輸出為則輸出為1 1。 1001-E-E旋轉軸發光二極管光電二極管R2022-4-3037 編碼度盤的角度分辨率編碼度盤的角度分辨率與區間數與區間數s s有關，而有關，而區間數又取決于碼道數區間數又取決于碼道數n n，它們之間的關系為：，它們之間的關系為：ssn360 ,2 由此可見，四碼道編碼度盤的角度分辨率為由此可見，四碼道編碼度盤的角度分辨率為22.522.5。為提高角度分辨率，必須增加碼道數，但受。為提高角度分辨率，必須增加碼道數，但受光電器件尺寸的限制，這種方法是很困難的。故直接光電器件尺寸的限制，這種方法是很困難的。故直接利用該法利用該法精度較

24、低精度較低。2022-4-3038編碼度盤的缺點：編碼度盤的缺點：v直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度。直接利用編碼度盤不容易達到較高的測角精度。 當光電二極管位置緊靠碼區邊緣時，可能會誤當光電二極管位置緊靠碼區邊緣時，可能會誤讀為鄰區的代碼，使讀數發生大錯，后來發明讀為鄰區的代碼，使讀數發生大錯，后來發明了一種循環碼了一種循環碼( (又稱葛萊碼又稱葛萊碼) )，使相鄰碼區間只，使相鄰碼區間只有一個碼不同，減少誤碼的可能性。有一個碼不同，減少誤碼的可能性。 2022-4-30392022-4-30402 2、光柵度盤測角系統、光柵度盤測角系統 在光學玻璃盤上徑向均勻地刻出許多徑向刻在光學

25、玻璃盤上徑向均勻地刻出許多徑向刻線，就形成了光柵度盤。如果光柵度盤與密度相線，就形成了光柵度盤。如果光柵度盤與密度相同的指示光柵同的指示光柵( (相當于度盤的零指標線相當于度盤的零指標線) )疊置，將疊置，將產生莫爾條紋。產生莫爾條紋。2022-4-3041 設設d d是光柵度盤相對于固定光柵的移動量，是光柵度盤相對于固定光柵的移動量，是莫爾條紋在徑向的移動量，兩光柵間的夾角為是莫爾條紋在徑向的移動量，兩光柵間的夾角為，則其關系式為：則其關系式為： 由上式可見，只要兩光柵之間的夾角較小，很小由上式可見，只要兩光柵之間的夾角較小，很小的光柵移動量就會產生很大的條紋移動量。的光柵移動量就會產生很大

26、的條紋移動量。 cot d2022-4-3042 當度盤隨照準部轉動時，由發光管發出的光信當度盤隨照準部轉動時，由發光管發出的光信號通過莫爾條紋落到光電管上。度盤每轉動一條光號通過莫爾條紋落到光電管上。度盤每轉動一條光柵，莫爾條紋就移動一周期。通過莫爾條紋的光信柵，莫爾條紋就移動一周期。通過莫爾條紋的光信號強度也變化一周期，所以光電管輸出的電流就變號強度也變化一周期，所以光電管輸出的電流就變化一周期。化一周期。 在照準目標的過程中，儀器接收元件可累計出在照準目標的過程中，儀器接收元件可累計出條紋的移動量，從而測出光柵的移動量，經轉換最條紋的移動量，從而測出光柵的移動量，經轉換最后得到角度值。后

27、得到角度值。2022-4-30433、條碼度盤、條碼度盤 條碼由一組按一定編碼規則排列的線條、空白符號，用以條碼由一組按一定編碼規則排列的線條、空白符號，用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息，條碼度盤使用條碼表示一定的字符、數字及符號組成的信息，條碼度盤使用條碼信息區分度盤的角度信息。信息區分度盤的角度信息。 測角原理：由發光管發出的光線通過一定光路照亮度盤上測角原理：由發光管發出的光線通過一定光路照亮度盤上的一組條形碼，該條形碼由一線性的一組條形碼，該條形碼由一線性CCD陣列識別，經一個陣列識別，經一個8位位A/D轉換器讀出。轉換器讀出。 采用一次測量包含多組條采用一次測量包含多組條碼，

28、在對徑設置多個條碼探測碼，在對徑設置多個條碼探測裝置，以提高角度讀數精度和裝置，以提高角度讀數精度和消除度盤偏心差。消除度盤偏心差。發光管發光管光路系統光路系統條碼度盤條碼度盤線性線性CCDCCD陣列陣列2022-4-30444.3 4.3 角度觀測方法角度觀測方法一、經緯儀的使用一、經緯儀的使用 1 1、儀器的安置、儀器的安置 儀器的安置包括對中和整平。儀器的安置包括對中和整平。v對中的目的：是使儀器水平度盤的中心與測站對中的目的：是使儀器水平度盤的中心與測站點位于同一條鉛垂線上。點位于同一條鉛垂線上。v整平的目的：是使儀器的水平度盤水平，豎軸整平的目的：是使儀器的水平度盤水平，豎軸豎直。豎

29、直。2022-4-3045對中對中（1 1）利用垂球安置經緯儀：）利用垂球安置經緯儀： 對中對中 張開腳架，調節腳架腿，使其高度適張開腳架，調節腳架腿，使其高度適宜，并通過目估使架頭水平、架頭中心大致宜，并通過目估使架頭水平、架頭中心大致對準測站點。對準測站點。 從箱中取出經緯儀安置于架頭上，旋從箱中取出經緯儀安置于架頭上，旋緊連接螺旋，并掛上錘球。如錘球尖偏離測緊連接螺旋，并掛上錘球。如錘球尖偏離測站點較遠，則需移動三腳架，使錘球尖大致站點較遠，則需移動三腳架，使錘球尖大致對準測站點，然后將腳架尖踩實。對準測站點，然后將腳架尖踩實。 略微松開連接螺旋，在架頭上移動儀器，略微松開連接螺旋，在架

30、頭上移動儀器，直至錘球尖準確對準測站點，最后再旋緊連直至錘球尖準確對準測站點，最后再旋緊連接螺旋。垂球對中誤差不應大于接螺旋。垂球對中誤差不應大于3mm3mm。2022-4-3046 整平整平 旋轉照準部，使水準管平行于任一對腳螺旋旋轉照準部，使水準管平行于任一對腳螺旋 如圖如圖A A 。轉動這兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中。轉動這兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中。 將照準部旋轉將照準部旋轉9090，轉動第三個腳螺旋，使水準管氣，轉動第三個腳螺旋，使水準管氣泡居中泡居中 如圖如圖BB。 按以上步驟重復操作，直至水準管在任何位置氣泡都按以上步驟重復操作，直至水準管在任何位置氣泡都居中為止。居中為止。氣

31、泡居中，氣泡居中，1 1、2 2等高等高123123氣泡居中，氣泡居中，3 3與與1 1、2 2等高等高2022-4-3047（2 2）使用光學對中器安置經緯儀）使用光學對中器安置經緯儀v首先通過目估初步對中（也可利用錘球），首先通過目估初步對中（也可利用錘球），旋轉對中器目鏡看清分劃板上的刻劃圓圈，旋轉對中器目鏡看清分劃板上的刻劃圓圈，再拉伸對中器的目鏡筒，使地面標志點成再拉伸對中器的目鏡筒，使地面標志點成像清晰。轉動腳螺旋使標志點的影像移至像清晰。轉動腳螺旋使標志點的影像移至刻劃圓圈中心。刻劃圓圈中心。v然后，通過伸縮三腳架腿，調節三腳架的然后，通過伸縮三腳架腿，調節三腳架的長度，使經緯儀

32、圓水準器氣泡居中，再調長度，使經緯儀圓水準器氣泡居中，再調節腳螺旋精確整平儀器。節腳螺旋精確整平儀器。v接著通過對中器觀察地面標志點，如偏刻接著通過對中器觀察地面標志點，如偏刻劃圓圈中心，可稍微松開連接螺旋，在架劃圓圈中心，可稍微松開連接螺旋，在架頭移動儀器，使其精確對中，此時，如水頭移動儀器，使其精確對中，此時，如水準管氣泡偏移，則再整平儀器，如此反復準管氣泡偏移，則再整平儀器，如此反復進行，直至對中、整平同時完成。光學對進行，直至對中、整平同時完成。光學對中器的對中誤差可小于中器的對中誤差可小于1mm1mm。圖3-142022-4-3048三腳架架設三腳架架設要求：高度適要求：高度適當，架

33、頭概平，當，架頭概平，大致對中，穩大致對中，穩固可靠。固可靠。儀器架設對中整平對中整平B2022-4-3049(3)(3)激光對中激光對中 先把儀器安置在腳架上，旋緊連接螺旋。然先把儀器安置在腳架上，旋緊連接螺旋。然后旋轉腳螺旋使其位于中間位置。打開激光對中后旋轉腳螺旋使其位于中間位置。打開激光對中器，同時儀器上顯示電子水準器的圖形。然后移器，同時儀器上顯示電子水準器的圖形。然后移動腳架使激光束對準地面點，踩緊腳架，旋轉腳動腳架使激光束對準地面點，踩緊腳架，旋轉腳螺旋使激光束精確對準地面點。之后伸縮腳架腿，螺旋使激光束精確對準地面點。之后伸縮腳架腿，使圓水準器居中，完成粗平。然后旋轉腳螺旋使使

34、圓水準器居中，完成粗平。然后旋轉腳螺旋使電子氣泡居中，進行精平。再平移基座使激光束電子氣泡居中，進行精平。再平移基座使激光束精確對準地面點。反復進行，直至電子氣泡居中，精確對準地面點。反復進行，直至電子氣泡居中，激光束精確對準地面點，最后關閉電子水準器和激光束精確對準地面點，最后關閉電子水準器和激光對中器。激光對中器。2022-4-3050強制對中強制對中在進行特種精密工程測量操作時，在進行特種精密工程測量操作時，由于其精度要求特別高，采用垂球由于其精度要求特別高，采用垂球對中，光學對中或激光對中時對中對中，光學對中或激光對中時對中誤差在總體誤差中會產生顯著的影誤差在總體誤差中會產生顯著的影響

35、，因此采用精密儀器觀測時多采響，因此采用精密儀器觀測時多采用強制對中的方法。用強制對中的方法。2022-4-3051 1 1、對中對中使儀器的中心和測站點的標志中心在使儀器的中心和測站點的標志中心在同一鉛垂線上。（同一鉛垂線上。（垂球對中、光學對點器對中、強垂球對中、光學對點器對中、強制對中、激光對中）制對中、激光對中） 2 2、整平整平使儀器的豎軸豎直。即水平度盤水平使儀器的豎軸豎直。即水平度盤水平。用光學對中器進行對中和整平步驟：用光學對中器進行對中和整平步驟：1 1、粗對中粗對中 固定固定三腳架三腳架一條腿，移動兩條腿；一條腿，移動兩條腿；2 2、精對中精對中 調調腳螺旋腳螺旋；3 3、

36、粗平粗平 升降升降三腳架三腳架使圓水準器氣泡居中；使圓水準器氣泡居中；4 4、精平精平 調調腳螺旋腳螺旋（首先，水準管平行兩個腳螺旋（首先，水準管平行兩個腳螺旋方向，調該兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中，旋轉方向，調該兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中，旋轉9090度使度使水準管垂直該兩個腳螺旋方向，調第三個腳螺旋，使水準水準管垂直該兩個腳螺旋方向，調第三個腳螺旋，使水準管氣泡居中。檢查任何方向氣泡居中。）管氣泡居中。檢查任何方向氣泡居中。）5 5、檢查對中；檢查對中；6 6、反復進行上述操作，直到對中和整平都滿足要求。、反復進行上述操作，直到對中和整平都滿足要求。2022-4-30522 2、瞄準、瞄

37、準 目鏡對光目鏡對光粗略瞄準粗略瞄準制動制動物鏡對光物鏡對光精確瞄準精確瞄準 觀測水平角時，應盡量瞄準目標的基部，當目標寬于十觀測水平角時，應盡量瞄準目標的基部，當目標寬于十字絲雙絲距時，宜用單絲平分，如圖字絲雙絲距時，宜用單絲平分，如圖A A所示；目標窄于雙絲所示；目標窄于雙絲距時，宜用雙絲夾住，如圖距時，宜用雙絲夾住，如圖B B所示；觀測豎直角時，用十字所示；觀測豎直角時，用十字絲橫絲的中心部分對準目標位，如圖絲橫絲的中心部分對準目標位，如圖C C所示。所示。2022-4-30533 3、讀數、讀數 讀數前應調整反光鏡的位置與開合角度，使讀讀數前應調整反光鏡的位置與開合角度，使讀數顯微鏡視

38、場內亮度適當，然后轉動讀數顯微鏡目數顯微鏡視場內亮度適當，然后轉動讀數顯微鏡目鏡進行對光，使讀數窗成像清晰，再按上節所述方鏡進行對光，使讀數窗成像清晰，再按上節所述方法進行讀數。法進行讀數。盤左觀測盤左觀測盤右觀測盤右觀測2022-4-3054二、水平角觀測二、水平角觀測常用的水平角測量方法有測回法和方向觀測法。常用的水平角測量方法有測回法和方向觀測法。1 1、測回法、測回法 豎盤在望遠鏡視準軸的左側，稱為盤左，也稱正鏡；豎豎盤在望遠鏡視準軸的左側，稱為盤左，也稱正鏡；豎盤在視準軸方向的右側則稱盤右，也叫倒鏡。盤在視準軸方向的右側則稱盤右，也叫倒鏡。（1 1）適用性：適用于觀測兩個方向之間的單

39、個水平角。）適用性：適用于觀測兩個方向之間的單個水平角。 如圖所示，欲測出地面上如圖所示，欲測出地面上OAOA、OBOB兩方向間的水平角兩方向間的水平角，可，可按下列步驟進行觀測：按下列步驟進行觀測： 2022-4-3055（2 2）觀測與計算：）觀測與計算： 在角頂在角頂O O點安置經緯儀，在點安置經緯儀，在A A、B B點上分別點上分別豎立花桿。豎立花桿。 盤左觀測：以盤左位置照準左邊目標盤左觀測：以盤左位置照準左邊目標A A，得水平度盤讀數得水平度盤讀數a aL L，記入表，記入表5-15-1。松開照準部和望。松開照準部和望遠鏡制動螺旋，順時針轉動照準部，瞄準右邊目遠鏡制動螺旋，順時針轉

40、動照準部，瞄準右邊目標標B B，得水平度盤讀數，得水平度盤讀數b bL L，記入觀測手簿相應欄內。，記入觀測手簿相應欄內。則盤左所測的角值為：則盤左所測的角值為： L L=b=bL L-a-aL L 盤右觀測松開照準部和望遠鏡制動螺旋，盤右觀測松開照準部和望遠鏡制動螺旋，縱轉望遠鏡成盤右位置，先瞄準右邊目標縱轉望遠鏡成盤右位置，先瞄準右邊目標B B，得水，得水平度盤讀數平度盤讀數b bR R，記入手簿；逆時針方向轉動照準，記入手簿；逆時針方向轉動照準部，瞄準左邊目標部，瞄準左邊目標A A，得水平度盤讀數，得水平度盤讀數a aR R，記入手，記入手簿，完成了下半測回，其水平角值為：簿，完成了下半

41、測回，其水平角值為： R R=b=bR R-a-aR R 2022-4-3056 上、下兩個半測回合稱為一測回。用上、下兩個半測回合稱為一測回。用J6J6級經緯級經緯儀觀測水平角時，上、下兩個半測回所測角值之差儀觀測水平角時，上、下兩個半測回所測角值之差（稱不符值）應（稱不符值）應4040。達到精度要求取平均值。達到精度要求取平均值作為一測回的結果。作為一測回的結果。 = (= (L L+R R) /2) /2v若兩個半測回的不符值超過若兩個半測回的不符值超過4040時，則該水平時，則該水平角應重新觀測。角應重新觀測。v當測角精度要求較高時，須觀測當測角精度要求較高時，須觀測n n 個測回。每

42、個個測回。每個測回應按測回應按180180/n/n差值變換度盤起始位置。差值變換度盤起始位置。 觀測數據的記錄格式及計算，見表觀測數據的記錄格式及計算，見表5-15-1。2022-4-3057 測測 回回 法法 測測 角角 記記 錄錄 表表水平角水平角一測回角值一測回角值半測回值半測回值B BA A右右B BA A左左O O備注備注水平度盤水平度盤讀數讀數目目標標盤盤位位測測站站42100 030560 0310180 0305240 609460 009460 309460 2022-4-3058ACB水平角觀測記錄（測回法）水平角觀測記錄（測回法）表中盤右表中盤右C C讀數小于讀數小于A

43、A讀數，不夠減時，應加讀數，不夠減時，應加360360 后后再減。再減。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303測站測站豎盤豎盤位置位置目標目標水平度盤水平度盤 讀數讀數半測回角半測回角一測回一測回平均角平均角18011183434122022-4-30592 2、方向觀測法、方向觀測法（1 1）適用性：在一個測站上，當觀測方向在三個以）適用性：在一個測站上，當觀測方向在三個以上時，一般采用全圓方向觀測法。上時，一般采用全圓方向觀測法。2022-4-3060（2 2）觀測步驟：）觀測步驟： 盤左位置：將度盤配置在盤左位置：將度盤配置在0 00000或

44、稍大的讀或稍大的讀數處，從起始方向（零方向）數處，從起始方向（零方向）A A，按順時針方向依，按順時針方向依次觀測次觀測B B、C C、D D各方向，并將各方向水平度盤讀數各方向，并將各方向水平度盤讀數記入觀測手薄，最后再回到起始方向記入觀測手薄，最后再回到起始方向A A，讀數并記，讀數并記錄。這一步驟稱為錄。這一步驟稱為“歸零歸零”。 其半測回歸零差不其半測回歸零差不應超過限差規定（方向觀測法限差規定見表應超過限差規定（方向觀測法限差規定見表5-25-2），），否則應重測。上述工作稱為盤左半測回或上半測否則應重測。上述工作稱為盤左半測回或上半測回。回。 盤右位置：縱轉望遠鏡，用盤右位置按逆時

45、盤右位置：縱轉望遠鏡，用盤右位置按逆時針方向依次瞄準針方向依次瞄準A A、B B、C C、D D、A A，讀數并記錄。此，讀數并記錄。此為盤右半測回或下半測回。其半測回歸零差不應為盤右半測回或下半測回。其半測回歸零差不應超過限差規定。超過限差規定。 上、下半測回合為一測回。上、下半測回合為一測回。2022-4-3061表表5-2 5-2 方向觀測法各項限差（方向觀測法各項限差（）經緯儀經緯儀型號型號光學測微器兩次光學測微器兩次重合讀數差重合讀數差半測回半測回歸零差歸零差一測回內一測回內2C2C較差較差同一方向值同一方向值各測回較差各測回較差DJ1DJ11 16 69 96 6DJ2DJ23 3

46、8 813139 9DJ6DJ6- -1818- -2424（參見（參見城市測量規范城市測量規范（CJJ 899CJJ 899）歸零差歸零差的計算的計算: :分別計算盤左、盤右兩次瞄準起始方向讀數之差分別計算盤左、盤右兩次瞄準起始方向讀數之差；（若；（若超限，應及時重測）超限，應及時重測）2022-4-3062（3 3）方向觀測法的計算和限差：）方向觀測法的計算和限差：v計算兩倍照準誤差計算兩倍照準誤差2c2c值：二倍照準誤差是同一值：二倍照準誤差是同一臺儀器觀測同一方向盤左、盤右讀數之差，簡稱臺儀器觀測同一方向盤左、盤右讀數之差，簡稱2c2c值。值。 2c=2c=盤左讀數盤左讀數- -（盤右

47、讀數（盤右讀數180180）v一測回內各方向平均讀數的計算：一測回內各方向平均讀數的計算： 同一方向的平均讀數同一方向的平均讀數=盤左讀數盤左讀數+ +（盤右讀數（盤右讀數180180） 起始方向有兩個平均讀數，應再取其平均值，起始方向有兩個平均讀數，應再取其平均值，將算出的結果填入同一欄的括號內。將算出的結果填入同一欄的括號內。2022-4-3063v一測回歸零方向值的計算：將各個方向（包一測回歸零方向值的計算：將各個方向（包括起始方向）的平均讀數減去起始方向的平均括起始方向）的平均讀數減去起始方向的平均讀數，即得各個方向的歸零方向值。讀數，即得各個方向的歸零方向值。v各測回平均方向值的計算

48、：每一測回各個方各測回平均方向值的計算：每一測回各個方向都有一個歸零方向值，當各測回同一方向的向都有一個歸零方向值，當各測回同一方向的歸零方向值之差不大于歸零方向值之差不大于2424（針對（針對DJ6DJ6級經緯級經緯儀），則可取其平均值作為該方向的最后結果。儀），則可取其平均值作為該方向的最后結果。v水平角值的計算：將右方向值減去左方向值水平角值的計算：將右方向值減去左方向值即為該兩方向的夾角。即為該兩方向的夾角。 64表表5-3 5-3 方向觀測法記錄方向觀測法記錄 等級：圖根小三角等級：圖根小三角 測區：測區：108工程工程 小組：小組： 儀器：儀器：DJ6 天氣：陰天氣：陰 觀測：觀測

49、： 目期：目期：1978.5.23 成像：穩定成像：穩定 記錄：記錄： 測測站站測測回回數數目目標標讀讀 數數左左 （右（右 180）（2C）（左（左+右右 180）/2歸零方向歸零方向值值各測回平均各測回平均方向值方向值角值角值盤左盤左盤右盤右方向值方向值O（0 02 15）60 30 1674 31 0875 50 14A0 02 00180 02 18-180 02 090 00 000 00 00B60 32 30240 32 24+660 32 2760 30 1260 30 16C135 03 48315 03 36+12135 03 42135 01 27135 01 24D21

50、0 53 4230 53 54-12210 53 48210 51 33210 51 38A0 02 18180 02 24-60 02 2165方向觀測法觀測手簿測測站站覘覘點點水平度盤讀數水平度盤讀數盤左盤左盤右盤右2c平均讀數平均讀數一測回歸一測回歸零方向值零方向值各測回平各測回平均方向值均方向值 OO第1測回第2測回CDBACCABDC0 00 5479 27 48142 31 18288 46 30 0 00 42180 00 24259 27 30322 31 00108 46 06180 00 18-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24 0 00

51、39 79 27 39142 31 09288 46 18 0 00 30 （0 00 34） 0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44 0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47 90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00 270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36 90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48 0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50 （90

52、00 52）-6-122022-4-3066v野外記簿之規定野外記簿之規定 野外觀測成果是計算點位坐標的原始數據，是長期保存、使用的野外觀測成果是計算點位坐標的原始數據，是長期保存、使用的重要資料。故必須遵守以下規定：重要資料。故必須遵守以下規定： 記錄真實記錄真實、注記明確、整飾清潔美觀、格式統一。、注記明確、整飾清潔美觀、格式統一。 一切原始觀測值和記事項目，必須在現場用鉛筆記錄在規定格式的外一切原始觀測值和記事項目，必須在現場用鉛筆記錄在規定格式的外業手簿中，業手簿中，嚴禁憑記憶補記嚴禁憑記憶補記。 外業手簿中每一頁都必須編號，任何情況下都不允許撕毀手簿中的任外業手簿中每一頁都必須編號，

53、任何情況下都不允許撕毀手簿中的任何一頁。何一頁。 一切數字、文字記載應正確、清楚、整齊、美觀。凡更正錯誤，均應一切數字、文字記載應正確、清楚、整齊、美觀。凡更正錯誤，均應將錯字整齊劃去，在其上方注記正確的數字或文字，禁止涂、擦、字上將錯字整齊劃去，在其上方注記正確的數字或文字，禁止涂、擦、字上改字。對超限劃去的成果須注明原因和重測結果所在頁數。點名必須記改字。對超限劃去的成果須注明原因和重測結果所在頁數。點名必須記載正確，同一點名在各種資料中應嚴格一致。載正確，同一點名在各種資料中應嚴格一致。對原始記錄的對原始記錄的秒值不得做任何修改秒值不得做任何修改。原始記錄的度、分確屬讀、記錯，。原始記錄

54、的度、分確屬讀、記錯，可在現場更正，但同一方向的盤左、盤右觀測值不得同時更改一常數。可在現場更正，但同一方向的盤左、盤右觀測值不得同時更改一常數。讀數中的讀數中的分、秒用兩位數表示分、秒用兩位數表示。用用J J6 6級經緯儀觀測水平角，記錄和計算的小數均取至整秒。級經緯儀觀測水平角，記錄和計算的小數均取至整秒。2022-4-3067豎直度盤：豎直度盤： 0 0-360-360順、逆時針注記順、逆時針注記讀數指標線：應處于鉛垂位置讀數指標線：應處于鉛垂位置指標水準管及其微動螺旋指標水準管及其微動螺旋三個部分：三個部分：三、豎直角觀測三、豎直角觀測1 1、豎角的計算、豎角的計算（1 1）豎盤的構造

55、：）豎盤的構造：目前很多儀器用自目前很多儀器用自動補償器代替了水動補償器代替了水準管準管。2022-4-3068構造特點：構造特點：v 豎盤指標水準管與讀數指標線可看成是連在一起豎盤指標水準管與讀數指標線可看成是連在一起v 豎盤裝有讀數指標，但二者分離豎盤裝有讀數指標，但二者分離v 望遠鏡與豎盤固連望遠鏡與豎盤固連, ,固定于橫軸的一端，且豎盤中心固定于橫軸的一端，且豎盤中心位于橫軸上位于橫軸上2022-4-3069（2 2）豎盤注記形式：）豎盤注記形式： 根據度盤的刻劃順序不同，分為根據度盤的刻劃順序不同，分為順時針順時針 注記和逆時針注記兩種。注記和逆時針注記兩種。順時針注記順時針注記逆時

56、針注記逆時針注記2022-4-3070一般情況下：豎盤是和望遠鏡固連在一起的。一般情況下：豎盤是和望遠鏡固連在一起的。注記的形式多為盤左順時針。注記的形式多為盤左順時針。0090180270090270180豎盤指標水準管豎盤指標水準管豎盤指標自動歸零豎盤指標自動歸零2022-4-3071推導豎直角計算公式的具體做法如下：推導豎直角計算公式的具體做法如下：v 盤左位置把望遠鏡大致置水平位置，這時豎盤左位置把望遠鏡大致置水平位置，這時豎盤讀數值約為盤讀數值約為9090（若置盤右位置約為（若置盤右位置約為270270），），這個讀數稱為始讀數。這個讀數稱為始讀數。 v 慢慢仰起望遠鏡物鏡，觀測豎盤

57、讀數（盤左慢慢仰起望遠鏡物鏡，觀測豎盤讀數（盤左時記作時記作L L，盤右時記作，盤右時記作R R），并與始讀數相比，），并與始讀數相比，是增加還是減少。是增加還是減少。v 以盤左為例，若以盤左為例，若L L9090，則豎角計算公式，則豎角計算公式為：為： 順時針注記順時針注記: :218027090000LRRLRL2022-4-3072v 豎直角計算的通用公式：豎直角計算的通用公式：v (1)當望遠鏡視線往上仰，豎盤讀數增加時：當望遠鏡視線往上仰，豎盤讀數增加時：v =瞄準目標時的讀數視線水平時的常數瞄準目標時的讀數視線水平時的常數v (2)當望遠鏡視線往上仰，豎盤讀數減小時：當望遠鏡視線往

58、上仰，豎盤讀數減小時：v =視線水平時的常數瞄準目標時的讀數視線水平時的常數瞄準目標時的讀數v 對不同注記形式的度盤對不同注記形式的度盤 ，首先應正確判讀，首先應正確判讀v 視線水平時的常數，且同一儀器盤左、盤右視線水平時的常數，且同一儀器盤左、盤右v 的常數差為的常數差為180。2022-4-30732 2、豎盤指標差、豎盤指標差 由于豎盤指標偏離了正確位置（如圖由于豎盤指標偏離了正確位置（如圖5-125-12），使視），使視線水平時豎盤讀數增大或減小了一個數值線水平時豎盤讀數增大或減小了一個數值x x，這個偏差值，這個偏差值x x稱為豎盤指標差。稱為豎盤指標差。 當豎盤存在指標差當豎盤存在

59、指標差x x時：時：23602180)270()90(0000LRxLRxRLx2022-4-3074如圖：盤左位置，望如圖：盤左位置，望遠鏡上仰，讀數減小，遠鏡上仰，讀數減小，豎盤讀數為豎盤讀數為L。則正。則正確的豎直角為：確的豎直角為： 90LxLx （1） 指標差計算如圖：盤右位置，望遠鏡如圖：盤右位置，望遠鏡上仰，讀數增大，豎盤讀上仰，讀數增大，豎盤讀數為數為R。則正確的豎直角。則正確的豎直角為為： R 270 x=Rx（2）2022-4-3075豎盤指標差的計算公式豎盤指標差的計算公式： 18021(21270)90 LRxRxL）（右左右左 36021 RLx1 1、通過盤左、盤右

60、豎直角取平均值，可以消、通過盤左、盤右豎直角取平均值，可以消除指標差；除指標差；2 2、對于、對于DJ6DJ6經緯儀，同一測站上不同目標的指經緯儀，同一測站上不同目標的指標差互差或同方向各測回指標差互差，不應超標差互差或同方向各測回指標差互差，不應超過過2525。2022-4-30763 3、豎直角的觀測、豎直角的觀測 豎直角的觀測方法有兩種：中絲法和三絲法豎直角的觀測方法有兩種：中絲法和三絲法（1 1）中絲法）中絲法 v在測站在測站O O點上安置經緯儀。點上安置經緯儀。v以盤左位置用望遠鏡的十字絲中絲，瞄準目標上某以盤左位置用望遠鏡的十字絲中絲，瞄準目標上某一點一點M M（如為標尺，則讀出中