1、精密測(cè)角測(cè)量第1頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二上一講應(yīng)掌握的內(nèi)容一、精密光學(xué)經(jīng)緯儀的主要特點(diǎn)有光學(xué)測(cè)微器 對(duì)徑重合讀數(shù) 可讀數(shù)至0.1二、精密電子經(jīng)緯儀的主要特點(diǎn)光電度盤：編碼度盤、光柵度盤微處理機(jī)：控制測(cè)量程序、自動(dòng)改正（豎軸傾斜改正、氣象改正、地球曲率改正等）、自動(dòng)記錄與計(jì)算有些有自動(dòng)觀測(cè)功能三、測(cè)角儀器的主要誤差 視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差 、垂直軸傾斜誤差 、光學(xué)測(cè)微器行差第2頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二一、精密測(cè)角的誤差來源及影響 （一）外界條件的影響1、大氣層密度的變化和大氣透明度 對(duì)目標(biāo)成像質(zhì)量的影響(1)大氣層密度的變化對(duì)目

2、標(biāo)成像穩(wěn)定性的影響早晨太陽(yáng)升起時(shí)，目標(biāo)成像也僅有輕微的波動(dòng)； 日出以后，有一段時(shí)間，大約13h，成像較穩(wěn)定；1215 h，成像波動(dòng)較大；日落前有一段成像穩(wěn)定而有利于觀測(cè)的時(shí)間；夜間大氣層一般是平衡的。 (2)大氣透明度對(duì)目標(biāo)成像清晰的影響(霧、煙、塵) 第3頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二2、水平折光的影響 （旁折光）光線通過密度不均勻的空氣介質(zhì)時(shí)，經(jīng)過連續(xù)折射后形成一條曲線，并向密度大的一方彎曲，當(dāng)來自目標(biāo)B的光線進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡時(shí)，望遠(yuǎn)鏡所照準(zhǔn)的方向?yàn)檫@條曲線在望遠(yuǎn)鏡A處的切線方向，弦線與切線交角，稱為微分折光。微分折光可以分解為縱向和水平兩個(gè)分量，由于大氣溫度的梯度主要

3、發(fā)生在垂直面內(nèi)，所以微分折光的縱向分量是微分折光的主要部分。微分折光的水平分量影響著視線的水平方向。 第4頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二旁折光(續(xù)) 第5頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二3、照準(zhǔn)目標(biāo)的相位差第6頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二4、溫度變化對(duì)視準(zhǔn)軸的影響 假定在一個(gè)測(cè)回的短時(shí)間觀測(cè)過程中，空氣溫度的變化與時(shí)間成比例，那么可以采用按時(shí)間對(duì)稱排列的觀測(cè)程序來削弱這種誤差對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。5、外界條件對(duì)覘標(biāo)內(nèi)架穩(wěn)定性的影響 假定在一測(cè)回的觀測(cè)過程中，覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的扭轉(zhuǎn)是勻速發(fā)生的，因此采用按時(shí)間對(duì)稱排列的觀測(cè)

4、程序也可以減弱這種誤差對(duì)水平角的影響。 第7頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二（二）儀器誤差的影響水平度盤位移的影響 在半測(cè)回中向一個(gè)方向傳動(dòng)； 上半測(cè)回順轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，下半測(cè)回逆轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)不正確的影響 偏心差和行差，需對(duì)經(jīng)重合讀數(shù)，合理測(cè)行差。照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋作用不正確的影響 最后照準(zhǔn)時(shí)旋進(jìn)微動(dòng)螺旋垂直微動(dòng)螺旋作用不正確的影響 在水平角觀測(cè)時(shí)不使用垂直微動(dòng)螺旋照準(zhǔn)三軸誤差的影響第8頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二（三）照準(zhǔn)和讀數(shù)誤差的影響照準(zhǔn)誤差受外界因素的影響較大。例如目標(biāo)影像的跳動(dòng)會(huì)使照準(zhǔn)誤差增大好幾倍；又如目標(biāo)的背景不好，有時(shí)也會(huì)增

5、大照準(zhǔn)誤差甚至照準(zhǔn)錯(cuò)誤。因此除了選擇有利的觀測(cè)時(shí)間外，作業(yè)員認(rèn)真負(fù)責(zé)地進(jìn)行觀測(cè)，是提高精度的有效措施。光學(xué)經(jīng)緯儀按接合法讀數(shù)時(shí)，讀數(shù)誤差主要表現(xiàn)為接合誤差，讀數(shù)精度主要取決于光學(xué)測(cè)微器的質(zhì)量；采光的位置不適當(dāng)，會(huì)影響讀數(shù)顯微鏡正倒像的照明，使接合誤差增大；若測(cè)微器的目鏡調(diào)節(jié)不佳也會(huì)增大接合誤差。此外，對(duì)于具有偶然性質(zhì)的讀數(shù)誤差和照準(zhǔn)誤差，還可以用多余觀測(cè)的辦法來削弱其影響。如多于一個(gè)測(cè)回的觀測(cè)和接合讀數(shù)兩次、連續(xù)照準(zhǔn)兩次，取讀數(shù)的平均數(shù)。第9頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二二、精密角度測(cè)量方法方向觀測(cè)法注意：零方向：在方法觀測(cè)法中，觀測(cè)者根據(jù)邊長(zhǎng)適中、通視良好、成像清晰

6、的原則確定的起始方向。 歸零：半測(cè)回閉合到起始方向。儀器二等三等四等測(cè)回?cái)?shù)J1J21591269限 差 項(xiàng) 目J1型J2型兩次重合讀數(shù)差半測(cè)回歸零差一測(cè)回2c互差測(cè)回互差169638139第10頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二方向觀測(cè)法還有：三方向法、全組合測(cè)角法第11頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo) 讀 數(shù)2cL+（R180）/2歸零后的方向值各測(cè)回平均方向值 水平 角值盤左（L)盤右（R) O1 A 0 00 00 80 19 12B 80 19 12120 1056C 200 30 08 80 10 02D280 40 10A

7、 O2(90 05 24)A 90 05 18270 05 2406 90 05 21 0 00 00B170 24 42350 24 3606170 24 39 80 19 15C290 35 30110 35 1812290 35 24200 30 00D 10 45 42190 45 3606 10 45 39280 40 15A 90 05 36270 05 1818 90 05 27 18 060 05 1280 24 36 12200 35 36280 45 24 0 05 24 18180 05 2420 35 30100 45 18180 05 06260 24 12 0024

8、060606 80 24 24 0 05 24280 45 21200 35 33 0 05 090 05 16 0 00 0080 19 08200 30 17280 40 05第12頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二三、精密測(cè)角的一般原則 觀測(cè)應(yīng)在目標(biāo)成像清晰、穩(wěn)定的有利于觀測(cè)的時(shí)間進(jìn)行，以提高照準(zhǔn)精度和減小旁折光的影響。 觀測(cè)前應(yīng)認(rèn)真調(diào)好焦距，消除視差。在一測(cè)回的觀測(cè)過程中不得重新調(diào)焦，以免引起視準(zhǔn)軸的變動(dòng)。 各測(cè)回的起始方向應(yīng)均勻地分配在水平度盤和測(cè)微分劃尺的不同位置上，以消除或減弱度盤分劃線和測(cè)微分劃尺的分劃誤差的影響。 在上、下半測(cè)回之間倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，以消除和減

9、弱視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差等影響，同時(shí)可以由盤左、盤右讀數(shù)之差求得兩倍視準(zhǔn)誤差2 c ，借以檢核觀測(cè)質(zhì)量。第13頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二 上、下半測(cè)回照準(zhǔn)目標(biāo)的次序應(yīng)相反，并使觀測(cè)每一目標(biāo)的操作時(shí)間大致相同，即在一測(cè)回的觀測(cè)過程中，應(yīng)按與時(shí)間對(duì)稱排列的觀測(cè)程序，其目的在于消除或減弱與時(shí)間成比例均勻變化的誤差影響，如覘標(biāo)內(nèi)架或三腳架的扭轉(zhuǎn)等。 為了克服或減弱在操作儀器的過程中帶動(dòng)水平度盤位移的誤差，要求每半測(cè)回開始觀測(cè)前，照準(zhǔn)部按規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)方向先預(yù)轉(zhuǎn)12周。 使用照準(zhǔn)部微動(dòng)螺旋和測(cè)微螺旋時(shí)，其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進(jìn)。 為了減弱垂直軸傾斜誤差的影響，觀測(cè)過程中應(yīng)保

10、持照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。 三、精密測(cè)角的一般原則 （續(xù)）第14頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二重測(cè)一般應(yīng)在基本測(cè)回（即規(guī)定的全部測(cè)回）完成以后，對(duì)全部成果進(jìn)行綜合分析，作出正確的取舍，并盡可能分析出影響質(zhì)量的原因，切忌不加分析，片面、盲目地追求觀測(cè)成果的表面合格，以至最后得不到良好的結(jié)果。因?qū)﹀e(cuò)度盤、測(cè)錯(cuò)方向、讀錯(cuò)記錯(cuò)、碰動(dòng)儀器、氣泡偏離過大、上半測(cè)回歸零差超限以及其他原因未測(cè)完的測(cè)回都可以立即重測(cè)，并不計(jì)重測(cè)數(shù)。一測(cè)回中2C互差超限或化歸同一起始方向后，同一方向值各測(cè)回互差超限時(shí)，應(yīng)重測(cè)超限方向并聯(lián)測(cè)零方向（起始方向的度盤位置與原測(cè)回相同）。因測(cè)回互差超限重測(cè)時(shí)，除明

11、顯值外，原則上應(yīng)重測(cè)觀測(cè)結(jié)果中最大值和最小值的測(cè)回。四、重測(cè)和取舍觀測(cè)成果應(yīng)遵循的原則第15頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二一測(cè)回中超限的方向數(shù)大于測(cè)站上方向總數(shù)的1/3時(shí)（包括觀測(cè)3個(gè)方向時(shí)，有一個(gè)方向重測(cè)），應(yīng)重測(cè)整個(gè)測(cè)回。若零方向的2c互差超限或下半測(cè)回的歸零差超限，應(yīng)重測(cè)整個(gè)測(cè)回。在一個(gè)測(cè)站上重測(cè)的方向測(cè)回?cái)?shù)超過測(cè)站上方向測(cè)回總數(shù)的1/3時(shí)，需要重測(cè)全部測(cè)回。 測(cè)站上方向測(cè)回總數(shù)=(n-1)m，式中m為基本測(cè)回?cái)?shù)， n為測(cè)站上的觀測(cè)方向總數(shù)。 重測(cè)方向測(cè)回?cái)?shù)的計(jì)算方法是：在基本測(cè)回觀測(cè)結(jié)果中，重測(cè)一方向，算作一個(gè)重測(cè)方向測(cè)回；一個(gè)測(cè)回中有2個(gè)方向重測(cè)，算作2個(gè)重

12、測(cè)方向測(cè)回；因零方向超限而全測(cè)回重測(cè)，算作（n-1）個(gè)重測(cè)方向測(cè)回。 設(shè)n=6，m=9，方向測(cè)回總數(shù)=（n-1）m=45，該測(cè)站重測(cè)方向測(cè)回?cái)?shù)應(yīng)小于15。 四、重測(cè)和取舍觀測(cè)成果應(yīng)遵循的原則第16頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二五、偏心觀測(cè)與歸心改正偏心觀測(cè)與歸心改正的概念在進(jìn)行角度觀測(cè)時(shí)，要求儀器中心、設(shè)站點(diǎn)目標(biāo)中心與標(biāo)石中心位于同一垂線上，即所謂“三心”一致。若儀器偏離標(biāo)石中心進(jìn)行觀測(cè)，這種偏離稱為測(cè)站偏心。若照準(zhǔn)的目標(biāo)偏離標(biāo)石中心，這種偏離稱為照準(zhǔn)偏心。為了將偏心觀測(cè)的成果歸算到測(cè)站的標(biāo)石中心，必須加歸心改正數(shù)。歸心元素的測(cè)定方法測(cè)站偏心距、測(cè)站偏心角、照準(zhǔn)點(diǎn)偏心

13、距、照準(zhǔn)點(diǎn)偏心角有圖解法、直接法和解析法，其中以圖解法應(yīng)用得最為廣泛。歸心改正數(shù)計(jì)算 （自 學(xué)） 另外, 記簿、測(cè)站限差、測(cè)站平差、分組方向觀測(cè)法等內(nèi)容自學(xué)。 第17頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二結(jié)束下次課實(shí)習(xí)，每班分成4組，上課前在實(shí)驗(yàn)大樓集合。第18頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二另外一種情況第19頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二數(shù)字化讀數(shù)方法第20頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)48分，星期二雙平行玻璃板光學(xué)測(cè)微器測(cè)微原理雙平行玻璃板光學(xué)測(cè)微器中由兩塊平行玻璃板作相反方向等量?jī)A斜時(shí)，對(duì)徑分劃線a和（a+180）的像分別通過這兩塊平行玻璃板，使對(duì)徑分劃線a和（a+180）的像產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，使對(duì)徑分劃線a和（a+180）