第三章角度測量3-1角度測量原理水平角測量原理豎直角測量原理一.水平角測量原理水平角是地面上一點到兩目標的方向線投影到水平面上的夾角，也就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。經緯儀須有一刻度盤和在刻度盤上讀數的指標。觀測水平角時，刻度盤中心應安放在過測站點的鉛垂線上，并能使之水平。為了瞄準不同方向，經緯儀的望遠鏡應能沿水平方向轉動，也能高低俯仰。當望遠鏡高低俯仰時，其視準獨應劃出一豎直面，這樣才能使得在同一豎直面內高低不同的目標有相同的水平度盤讀數。二.豎角測量原理豎直角是同一豎直面內視線與水平線間的夾角。其角值為0°~90°。視線上傾斜，豎直角為仰角，符號為正。視線向下傾斜，豎直角為俯角，符號為負。豎直角與水平角一樣，其角值也是度盤上兩個方向讀數之差。不同的是豎直角的兩個方向中必有一個是水平方向。任何類型的經緯儀，制作上都作要求當豎直指標水準管氣泡居中，望遠鏡視準軸水平時，其豎盤讀數是一個固定值。因此，在觀測豎直角時，只要觀測目標點一個方向并讀取豎盤讀數便可算得該目標點的豎直角，而不必觀測水平方向。

3-2DJ6級光學經緯儀3.2.1經緯儀概述1．按讀數系統區分類：光學經緯儀、游標經緯儀、電子經緯儀2．按編制了標準分類：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15

3.2.2光學經緯儀的基本構造一.一般構造1．照準部照準部上有望遠鏡、橫軸、支架、豎軸、水準管、水平制微動、豎直制微動及讀數裝置等。2．水平度盤水平度盤是玻璃制成的圓環，在其上刻有分劃，從0°~360°，順時針方向注記，用來測量水平角。度盤軸套套在豎軸軸套的外面，繞軸套旋轉。在水平度盤下方的度盤軸套上，有些儀器裝有金屬圓盤，用于復測，稱為復測盤。3．基座基座用來支承整個儀器，并借助中心螺旋使經緯儀與腳架結合其上有三個腳螺旋，用來整平儀器。豎軸軸套與基座連在一起。軸座連接螺旋擰緊后，可將照準部固定在基座上，使用儀器時，切勿松動該螺旋，以免照準部與基座分離而墜落。

光學經緯儀構造二.測微裝置3.2.2讀數設備和讀數方法(1)測微尺讀數裝置和讀數方法(2)對徑分劃影像符合讀數設置㎝1.分微尺裝置分微尺測微器結構簡單，讀數方便，具有一定的讀數精度，廣泛應用于J6級光學經緯儀。這類儀器的度盤分劃度為1°，按順時針方向注記。其讀數設備是由一系列光學零件組成的光學系統。讀數的主要設備為讀數窗上的分微尺，水平度盤與豎盤上1°的分劃間隔，成象后與分微尺的全長相等。上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象，下面的窗格里是豎盤和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估讀到0.1′。讀數時，以分微尺上的零線為指標。度數由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出，小于1′的數值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由分微尺上讀出。

2.單平板玻璃測微器測微器主要由平板玻璃、測微尺、測微輪和傳動裝置等組成。三、豎盤裝置豎盤裝置包括豎盤、豎盤指標、指標水準管等。豎盤的分劃經緯儀的安置瞄準目標讀數3-3經緯儀的操作(1)垂求對中及整平方法(2)光學對中器對中及整平方法(1)對中及整平方法（2）照準目標（３）讀數（４）置零１．復測經緯儀度盤置零２．方向經緯儀度盤置零

3-4角度觀測

一.水平角觀測方法測回法方法觀測法一.測回法這種方法用于觀測兩個方向之間的單角。當測角精度要求較高時，往往要測幾個測回，為了減少度盤分劃誤差的影響，各測回間應根據測回數n按180°／n變換水平度盤位置。二.方法觀測法適用于觀測兩個以上的方向。當方向多于三個時，每半測回都從一個選定的起始方向（零方向）開始觀測，在依次觀測所需的各個目標之后，應再次觀測起始方向（稱為歸零）稱為全圓方向法。方法觀測法觀測手薄二.豎直角觀測

１.豎直角計算公式２.豎盤指標差當視線水平時，盤左豎盤讀數為90°，盤右為270°。但指標不恰好指在90°或270°，而與正確位置相差一個小角度x，x稱為豎盤指標差。３.豎直角觀測記錄BA3-5經緯儀的檢驗和校正

1.經緯儀的主要軸系及應滿足的條件LL⊥VV望遠鏡十字絲應垂直于儀器橫軸HHCC⊥HHHH⊥VV豎盤指標差為零2.經緯儀的檢驗與校正LL⊥VV的檢驗與校核豎絲⊥HH檢驗與校核CC⊥HH的檢驗與校核HH⊥VV的檢驗與校核豎盤指標差的檢驗與校核光學對中器的檢驗與校正LL⊥VV的檢驗與校核檢驗先整平儀器，照準部水準管平行于任意一對腳螺旋，轉動該對角螺旋使氣泡居中，再將照準部旋轉180°，若氣泡仍居中，說明此條件滿足，否則需要校正。校正用校正針撥動水準管一端的校正螺絲，先松一個后緊一個，使氣泡退回偏離格數的一半，再轉動腳螺旋使氣泡居中。重復檢驗校正，直到期水準管在任何位置時氣泡偏離量都在一格以內。豎絲⊥HH檢驗與校核檢驗用十字絲豎絲一端瞄準細小點狀目標轉動望遠鏡微動螺旋，使其移至豎絲另一端，若目標點始終在豎絲上移動，說明此條件滿足，否則需要校正。校正旋下十字絲分劃板護罩，用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲，微微轉動十字絲分劃板，使豎絲端點至點狀目標的間隔減小一半，再返轉到起始端點。生復上述檢驗校正，直到無顯著誤差為止，最后將固定螺絲擰緊。CC⊥HH的檢驗與校核檢驗在平坦場地選擇相距100m的A、B兩點，儀器安置在兩點中間的O點，在A點設置和經緯儀同高的點標志（或在墻上設同高的點標志），在B點設一根水平尺，該尺與儀器同高且與OB垂直。檢驗時用盤左瞄準A點標志，固定照準部，倒罷望遠鏡，在B點尺上定出B1點的讀數，再用盤右同法定出B2點讀數。若B1與B2重合，說明此條件滿足，否則需要校正。校正在B1、B2點間1/4處定出B3讀數，使B3=B2－(B2－B1)/4。撥動－十字絲左、右校正螺旋，使十字絲交點與B3點重合。如此反復檢校，直到B1B2≤2cm為止。最后旋上十字絲分劃板護罩。HH⊥VV的檢驗與校核在離建筑物10m處安置儀器，盤左瞄準墻上高目標點標志P（垂直角大于30），將望遠鏡放平，十字絲交點投在墻上定出P1點。盤右瞄準P點同法定出P2點。若P1P2點重合，則說明此條件滿足，若P1P2＞5mm，則需要校正。由于儀器橫軸是密封的，故該項校正應由專業維修人員進行豎盤指標差的檢驗與校核3-6水平角測量的誤差誤差儀器誤差觀測操作誤差外界條件……照準部偏心差視準軸誤差對中誤差照準誤差與讀數誤差目標偏心差橫軸誤差豎軸誤差1.儀器誤差照準部誤差

照準部旋轉中心與水平度盤中心不重合視準軸誤差

望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時，其偏離垂直位置的角值C稱視準差或照準差。橫軸誤差

當豎軸鉛垂時，橫軸不水平，而有一偏離值I，稱橫軸誤差或支架差。豎軸誤差

觀測水平角時，儀器豎軸不處于鉛垂方向，而偏離一個δ角度，稱豎軸誤差。

2.觀測操作誤差對中誤差觀測水平角時，對中不準確，使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一鉛垂線上即是對中誤差，也稱測站偏心。2.觀測操作誤差目標偏心誤差當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時，兩點位置的差異稱目標偏心或照準點偏心。其影響類似對中誤差，邊長越短，偏心距越大，影響也越大。照準誤差和讀數誤差3.外界條件的影響

觀測在一定的條件下進行，外界條件對觀測質量有直接影響，如松軟的土壤和大風影響儀器的穩定；日曬和溫度變化影響水準管氣泡的運動；大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等，這此都會給觀測水平角帶來誤差。因此，要選擇目標成象清晰穩定的有利時間觀測，設法克服或避開不利條件的影響，以提高觀測成果的質量。3-7DJ2級光學經緯儀3-8電子經緯儀安置儀器及打開電源自檢水平角觀