工程测量第三章(经纬仪及角度测

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2）单平行玻璃测微器读数 单平行玻璃测微器主要由平板玻璃、测微尺、测微轮、连 接机构组成。 读数窗口显示的是由上、下两排影像组成，下排以o为单 位，上排以′为单位。读数前，转动测微轮，将双指标线 移动到下排分划线的对称两侧。 读数： 下排读数：91o30′； 上排读数：18′30″； 读数为： 91o30′+ 18′30″= 91o48′30″
物镜
准星
目镜
水平微动
TDJ2E TDJ2 （北光）
第四节 水平角观测
读数系统两次在读数刻盘上的读数之差，即为两方向 的水平角。水平角的观测方法有测回法和全圆法。
一、测回法
测回法一般用于观测两个方向间的夹角。如图，要测BC、 BA两方向的水平角β：
概念：
盘左：当目镜对着观测者 时竖盘在望远镜的左边
第三节 经纬仪的基本操作
经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。
一、对中
目的：使经纬仪的竖轴中心与测站点位于同一铅垂线上。
1、垂球对中
2、光学对点器对中
在仪器的竖轴中
安装一个小望远镜，并有一个反光棱镜，
可在水平方向检查是否对中。
❖ 垂球对中
①先使脚架头水平，再移动三脚架（粗略对中）
②在脚架头上移动仪器（精确对中）
二、竖直角观测
由于竖直度盘的注记形式不同，为了确保竖直角的计算正 确，必须首先确定竖直角的计算公式。
顺 时 针 注 记
1、竖直角的计算原则： 1）抬高物镜，如果读数逐渐增加，则：α=读数－始读数 2）抬高物镜，如果读数逐渐减少，则：α=始读数－读数
2、观测竖直角的步骤 ⑴在测站点安置仪器 ⑵判断注记形式，确定计算公式 ⑶观测：
徕卡
拓普康
蔡司
宾得
索佳
尼康NIKON
一、 DJ6型光学经纬仪
主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。
1、照准部 在角度测量过程中，作为一整体可围绕竖轴旋转的部分，
由多个小部分构成，由水平制动螺旋和微动螺旋控制。
1）望远镜 用以瞄准目标，固定在横轴上，可围绕横轴仰俯转动；
2）竖直度盘 与横轴连在一起，用以测量竖直角；
④ 检查 a：△β=β左－β右 ≤±40″ b：计算
测站 盘位 目标
A 左
B
1
A
右
B
A
左
2
B
A
O
B
度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 备注
0 12 12 72 08 48 180 12 00 252 08 30
71 56 36 71 56 33
71 56 30
71 56 36
90 08 42 162 05 24
左
71 56 36
B 72 08 48
1
b：顺时针转动照准部，
右
A B
精确瞄准B目标，读取
A
b左，并记录；
左
2
B
c：计算β左=b左－a左
A 右
B
③下半测回（盘右测回）
a：倒转望远镜，逆时针转动照
准部精确瞄准B目标，读取b右，
并记录；
o
A
B
b：逆时针转动照准部重新瞄准 A读取a右；
c：计算β右=b右－a右
第五节 竖直角测量
在同一竖直平面内，视线与水平方向的夹角称为竖直 角。视线位于水平方向上方时，称为仰角，α为＋，视线 位于水平方向下方时，称为俯角，α为－。
一、竖直度盘与读数系统 竖盘固定在横轴上，随望远镜一起绕横轴转动，竖直度盘 的分划线与分微尺一起成像于读数显微镜内。当望远镜水 平，竖盘指标水准管气泡居中时的读数称为起始读数。
第三章 经纬仪及角度测量
第一节 水平角测量原理
水平角：地面上一点到其它两目标的方向线到同一水平 面上的铅垂投影所形成的夹角。 如图：
①观测BA、BC方向线间的夹角；
A
②将三点沿铅垂方向投影到水平面
B
C
P上得到b、a、c三点；
水平度盘
③ ba、bc 的夹角就是BA、BC方 a
向线之间的夹角；
可以设想在点B处水平有一带刻度
例：H： ①度数180o； ②分数6.4′； ③读数 180o+ 6.4′= 180o6′24″ V： 读数64°53′12″。
例1:
134o00'00"
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0
1
2
3
4
13356源自 例2:133o37'48"
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3
4
5
6
例3:
78o57'06"
79
78
0
1
2
3
4
5
6
例4:
134o04'36"
3）照准部水准管 用以检查仪器是否水平；
4）光学读数系统 由一系列的棱镜和透镜组成，可将水平度盘和竖直度盘的
刻度投影到读数显微镜内进行读数。
5）读数显微镜 用以读取水平度盘和竖直度盘的读数。
6）内轴 是仪器的竖轴，也是照准部的旋转轴。
2、水平度盘部分 主要由水平度盘、度盘变换轮和外轴组成。 1）水平度盘 在度盘上按顺时针方向刻有0o~360o的分划线，度盘上相 邻两分划线所对的圆心角，称为度盘的分划值。 2）度盘变换轮 测量时，有时需要在特定的方向使得 水平度盘的读数为某特定值，打开度 盘变换轮的保险，转动手轮并推进， 到达数据后，关上保险。 3）外轴 用以连接水平度盘部分和基座部分。
第二节 光学经纬仪
经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。
按精度分:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15五个等级。 按技术分:光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪。 D：大地； J：经纬仪； 下标数字：表示每测回方向观测值中误差（″）。
DJ6-2 DJ6-2 （华光）
J2-2 (苏一光)
TDJ2E TDJ2 J6E J6 （北光） （1002厂）
C角，瞄准目标时，望远镜必须左旋转C角，此时读数为
M1， M=M1+C
①；
3）盘右时，瞄准目标，望远镜必须右旋转C角，此时读数
为M2，M±180o=M2－ C ②； 由① ②可得
M
1 2 (M1
M2
180 )
C
1 2
(M1
M2
180 )
71 56 42
71 56 39
β= （β左＋β右）/2
A 270 08 30
右
71 56 36
B 342 05 06
计算水平角度时，总是用右边方向的读数减去左边方
向的读数，若不够减，则右边方向的读数加上360o再减。 若为提高测角精度而施测多个测回，则第一测回后各测回 的起始读数应加上180o/n。各测回值差值不应超过规范要 求。
-8 31 36 +24 -8 30 48
+2 14 36 -8 31 12
第六节 经纬仪的检验
由于长期的使用及运输过程中的震动，可能破坏经纬仪的 轴线间的几何关系。因此，进行重大工程前，应进行检验 和校正。经纬仪的几何轴线应满足如下条件： 1）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴（LL⊥VV）； 2）十字丝的竖丝应垂直于横轴； 3）视准轴应垂直于横轴（CC ⊥ HH）； 4）横轴应垂直于竖轴（HH ⊥ VV）；
B
※光学对中 大致水平、大致对中 先将脚架大致对中、水平；眼睛观察光学对中器，两手抓 住两个脚架进行拖动，使大致对中，垂直放下脚架，并保 持脚架头大致水平，踩实，伸缩架腿，使仪器尽量水平。
二、整平 （仅仅限于已经由伸缩架腿，使仪器基本整平基础上） 目的：是为了使经纬仪的竖轴处于铅垂状态。 1、转动照准部，使水准管平行于两脚螺旋的连线； 2、旋转该连线上的两脚螺旋，使气泡居中； 3、旋转照准部90o； 4、旋转另一脚螺旋使气泡居中； 5、重复前面四步； 6、若照准部旋转一周，气泡始终居中，则说明竖轴处于 铅垂状态。 7、总体检查对中、整平情况。
c
的圆盘（刻度顺时针标记），过方
向线BA、BC的铅垂面在圆盘上的 读数为a、c，则夹角β=c-a。
b
a
c
要具有测量水平角的功能的仪器，必须满足以下条件： 1、经纬仪能够安置水平刻度盘，并能够精确读取刻度盘 上的读数； 2、能够进行水平、竖直旋转，以瞄准空间上不同方向、 不同高度、不同距离的目标； 3、具有使仪器的度盘中心和测点位于同一条铅垂线上的 设备。
5）望远镜视线水平，竖盘指标水准管 气泡居中时，读数多为0o、90o、270o。
一、照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的检验与校正 1、检验 1）安置好经纬仪，转动脚螺旋，使气泡居中； 2）旋转照准部180o，检查气泡是否仍然居中。
二、十字丝的竖丝垂直于横轴的检验和校正 1、检验 1）用十字丝瞄准墙壁，并将交点用明显标志标明； 2）上、下缓慢转动望远镜，检查标志点是否偏离十字丝 的竖丝。
A D
B
O C
上半测回
A D
B
O C
下半测回
2、记录
3、计算 1）计算2倍照准误差2C，2C=左-（右±180o）； 2）计算盘左盘右读数平均值，平均值=[左+(右±
180o)]/2 3）计算起始方向读数平均值； 4）计算归零后方向值； 5）计算各测回归零后方向值的平均值。
4、限差规定 1）归零差 对J2≤12″，对J6≤18″ 2）测回差 对J2不超过± 12″，对J6不超过± 24″ 1）2C互差 对J2不超过± 18 ″，对J6不做要求。 若要求测角的精度高，可以增加测回数。
水平角观测注意事项：
1.仪器高度要与观测者的身高相适应，三脚架要踩实，脚 架螺旋要拧紧，中心连接螺旋要拧紧，操作时不要用手扶 三脚架，使用各螺旋时用力要轻。 2.要精确对中，边长越短，对中误差影响越大。 3.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点附近去瞄准标志 底部。 4.应该边观测、边记录、边计算。发现错误，立即重测。 5.水平角观测过程中，不得再调整照准部水准管。如气泡 偏离中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。