经纬仪及角度测量

3 经纬仪及角度测量3.1 水平角测量原理3.13.2 DJ6型光学经纬仪3.3 水平角测量3.4 竖直角测量353.5 角度测量误差产生的原因及消除方法3 经纬仪及角度测量角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，包括水平角测量和垂直角(竖直角)测量。

测量经纬仪是进行角度测量的主要仪器。

水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。

垂直角同一铅垂面内，目标方向的视线与水平：同铅垂面内，目标方向的视线与水平线间的夹角。

天顶距：视线与铅垂线的夹角。

3.1 水平角测量原理观测水平角的纬仪须具备的条件观测水平角的经纬仪必须具备的条件：1）有能够将度盘的中心安置在，所测角顶点的在所测角顶点的铅垂线方向上；2）有能够在水平方向和竖直方向转动的瞄准设备，以精确瞄准不同方向、不同高度和不同距离的目标；离的目标3）有能够水平安置的刻度圆盘和能够精确读取度盘读数的装置。

的装置3.2 DJ 6型光学经纬仪DJ DJ DJ 等几种类型按测角精度：分DJ 07,DJ 1，DJ 2，DJ 6等几种类型。

D和J代表“大地测量”和“经纬仪”下标数字代表是秒级精度（如6表示一个6,表示个测回的误差为6秒）。

其中型光学经纬仪是最常用的仪器其中,DJ 6型光学经纬仪是最常用的仪器。

321光学经纬仪的构造(照准部/水平3.2.1DJ6度盘/基座)1照准部镜镜是用来精确准目标,和1）望远镜望远镜是用来精确瞄准目标,它和水平轴连接在一起，可以绕水平轴在竖直面内上下任意转动。

包括：物镜，目镜，内调焦镜，十字丝。

内调焦镜十字丝2）竖直度盘用来测量竖直角的度盘装置。

3）照准部水准管照准部上有一个水准管和一个圆水准器。

圆水准器用作粗略整平，个圆水准器。

圆水准器用作粗略整平，水准管用作精确整平仪器。

1照准部光学读数系统系列棱镜和透镜组成, 4）一系列棱镜和透镜组成起改变光路的作用。

5）读数显微镜在4)的基础上,把水平度盘和竖直度盘的读数窗口放大，进行读数。

和竖直度盘的读数窗口放大进行读数内轴仪器竖轴,也是照准部的旋转轴。

6）仪器竖轴也是照准部的旋转轴整个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。

照准部下部装有水平制动扳钮和的旋转照准部下部装有水平制动扳钮和水平微动螺旋。

1.照准部(alidade)1照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动微动1望远镜(竖直)制动、微动1圆水准器1水准管1望远镜目镜调焦，物镜调焦，目镜调焦物镜调焦望远镜十字丝粗瞄准器，十字丝1读数显微镜1竖直度盘1光学对点器1复测扳手或度盘变换器2.水平度盘(horizontal circle)水平度盘由光学玻璃制成0B 1顺时针0B~360B 刻度；水平度盘与照准部相互脱离90B180B 270B 1水平度盘与照准部相互脱离；1改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测扳手。

3(ib h)3.基座(tribrach)脚螺旋用于整平仪器3.2.2 电子经纬仪随着科技发展，近几年电子经纬仪发展迅猛标志着经纬仪发展到一个新的阶展迅猛，标志着经纬仪发展到一个新的阶段，并为测量工作的自动化创造了有利的条件。

条件电子经纬仪测角精度高，能够自动显示角度值，具有光学经纬仪类似的结构特征，其不同点在于读数系统。

光学经纬仪征其不同点在于读数系统光学经纬仪采用光学度盘和人工读数，电子经纬仪则采用光电扫描度盘和自动读数系统。

粗瞄准器物镜水平制动手轮1.粗瞄准器；２．物镜；３．水平制动手轮；４．水平微动手轮；５．液晶显示器水平微动手轮；液晶示器；６．下水平制动手轮；７．通讯接口；８．仪器中心标记；９．光学对点器望远镜；８仪器中心标记９１０．通讯接口；１１．长水准器；１２．底板；１３．手提把；１４．手提把螺丝；１５．望远镜调焦手轮；１４手提把螺丝；１５望远镜调焦手轮；１６．电池；１７．望远镜目镜；１８．垂直制动手轮；１９．垂直微动手轮；垂直制动手轮垂直微动手轮２０．操作键；２１．圆水准器；操作键；圆水准器；２２．安平螺旋3.3 水平角测量3.3.1 仪器的安置3.3.1.1 对中把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。

垂球对中：利用架头中心螺旋固定仪器，挂上垂球使其球尖正对测点B上垂球，使其球尖正对测点。

光学对点器对中：先将脚架插紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中，先将三脚架插紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中，然后通过升降三脚架使圆水准器气泡居中。

通过光学对点器观测测点位置，可稍微松动中螺旋，光学对点器观测测点位置，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中，对中误差小于3mm。

3.3.1.2 整平3312使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。

主要用脚螺旋进行（气泡居中，将照准部旋转90度，再整平，如此反复,使照准部旋转90度再整平如此反复使照准部任意方向均水平。

）331212气泡居中，1、2等高气泡居中，3与1、2等高3.3.1.3 瞄准测站点：仪器所在点照准点：远方目标点照准点远方目标点1）利用准星大致瞄准，拧紧制动螺旋；2）调节目镜，看清十字丝；）调节目镜看清十字丝3）调对光螺旋，目标清晰成像；4）调微动螺旋对准目标。

目标较近成像大可以采用单丝进行平分目标较近，成像大，可以采用单丝进行平分目标。

目标远时，可以用双丝夹住目标。

3.4.1.4 读数和角值计算角值计算终边读数减去始边读数角值计算：终边读数减去始边读数。

a水平度盘c A β=右(终)边c-左(始)边aB当c≥a时β= c – a 当c<a 时β=c+3600a C当c<a 时β= c+360– a aβc例望远镜瞄准A，水平度盘读数为18º15′30″，松开照准部的制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准B 读数顺时针转动照准部，瞄准B，读数118º45′30″，则:∠AOB ＝118º45′30″-18º15′30″＝注如果终边方向读数小于始边方向水平度盘读数100º30′00″注：如果终边方向读数小于始边方向水平度盘读数，则将终边读数加360º进行修正，再减去始边读数。

3.4.2 水平角观测3.4.2.1 测回法观测两个方向的单角(1) 先将经纬仪竖盘放在盘左位置(又称正镜位(1)先将经纬仪竖盘放在置)，顺时针转动照准部，使望远镜大致瞄准A 点上的标杆。

然后，拧紧水平制动扳钮，用微点上的标杆然后拧紧水平制动扳钮用微动螺旋使望远镜精确地瞄准A点，读取水平度盘读数A左。

(2)松开水平制动扳钮，顺时针方向转动照准部，用上述方法精确瞄准B点，读水平度盘读数B左则：β左=B 左－A 左按上述程序测量水平角一次称为按上述程序测量水平角次，称为半测回。

()倒转望远镜使竖盘位于逆时针(3)倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置，逆时针旋转望远镜精确瞄准B点，读水平度盘读数B 右。

(4)逆时针转动照准部，精确瞄准A点，读取水平()逆时针转动照准部，精确瞄准点，读取水平度盘读数A 右，=－则：β右B 右A 右A Ba b A B a b β222β111上下两个半测回组成个测回测站O 测站O 上、下两个半测回，组成一个测回。

上、下半测回角值差不大于±36″时，取下半测回角值差不大于时取平均值作为最后结果。

如果超限，则重新观测新观测。

β=（β左+β右）/2水平角观测手簿（测回法）测竖盘目一测回平均值站位置标水平度盘读数半测回角值测回平均值备注°′″°′″°′″A 302848O左57544857 54 43B 882336右A 2102836575438B 2682314注意：为了提高观测精度，往往需要观测多个测回。

为减少度盘分划不均匀所带来的误差，各为减少度盘分划不均匀所带来的误差各测回应根据测回数n，按180/n变换水平度盘的位置。

盘的位置各测回的角值之差称为测回差应不大于各测回的角值之差称为“测回差”应不大于36″。

当测回差满足限差要求时，取各测回的平均值作为本测站的水平角观测结果。

回的平均值作为本测站的水平角观测结果作业：1）角度测量原理及使用经纬仪条件？用光学纬仪行测法测水2）DJ6 型光学经纬仪进行测回法测量水平角，其观测数据见下表，试计算水平角值并说明盘左与盘右角值之差是否符合值，并说明盘左与盘右角值之差是否符合要求。

3.4.2.23.4.2.2 全圆测回法（方向观测法）一个测站上要观测的方向数大于2个。

BACODBC1、盘左位置AOD零方向在测站O安置经纬仪，用盘左位置瞄准A，利用度盘变换手轮使度盘读数略大于零，读取度盘读数。

顺时针转动照准部，依次瞄准B，C，D各点，读出相应读数。

最后，顺时针转动照准部再次准读取读数称为归零准部再次瞄准A，读取读数，称为。

2次OA方向的读数差为归零差。

归零差应在规定的范围之内，否则重新观测。

此过程称为上定的范围之内否则重新观测此过程称为半测回。

BC2、盘右位置A O零方向D倒转望远镜，利用盘右位置，首先瞄准A ，然后逆时针方向转动照准部依次瞄准后逆时针方向转动照准部，依次瞄准D ，C ，B 各方向，分别读取各方向值。

最后逆时针归零差应小于允转动照准部归零回到点A ，归零差应小于允许值。

此过程为下半测回。

2个半测回组成个测回。

当精度上、下个半测回组成一个测回。

当精度要求较高时，可根据要求多测几个测回，每个测回按180/n的整倍数改变起始°方向的水平度盘读数，方法与测回法相同。

角度测量结束，计算应满足以下要求：1）半测回归零差不得超过限差规定。

2）2C互差应满足要求。

C值为照准误差，主要是由于望远镜的视准轴不垂于横轴产的是由于望远镜的视准轴不垂直于横轴产生的，互差是指各方向值的2C值之差。

3）计算归零后方向值。

各测回起始方向盘左和盘右的平均数的平均值，写在第一个平均数的上方，然后用各方向盘左／盘右的平均读书减去该值，得到各方向归零方向值。

4）各测回同方向归零值的互差，不得超过限）各测回同一方向归零值的互差不得超过限差规定。

计算步骤1)半测回归零差小于24’’盘左上半测回01’18’’-01’12’’=6’’<24’’盘右下半测回01’06’’-01’02’’=4’’<24’’0142）C值为照准误差，互差是指各方向值的2C 值各值值之差OB方向的2C＝L-R+180o= 9（蓝框）OB方向的2C＝L R+180=9’’OC方向的2C=3’’OB方向与OC方向的互差为9’’－3’’＝6’’3)计算归零后的方向值零各测回起始方向盘左、盘右的平均数有2个，取其平均数为初始值，写在第个个，取其平均数为初始值，写在第一个平均数上方（红框），然后用各方向盘左、盘右平均值（绿框）减去初始值，左盘右平均值（）减去初始值得到各方向归零后方向值（黄框）。

4)各测回同一方向归零值互差两个测回OC方向归零后方向值之差：0’’’－1510’’’’’<24’’15134521513441＝11< 245）角值计算取各测回归零后方向值的平均值（紫框），相邻各测回归零后平均值之差即为各相邻方向之间的水平角。