控制测量技术精密角度测量

对方向观测值影响： 与v、目标垂直角、目标方位有关。 盘左盘右取中数不能消除其对方向观测值的 影响。 不能用2C来判断垂直轴倾斜误差的有无。 措施：测前仔细检校水准器；
测时、测中使气泡严格居中； 测回间重新整平仪器。
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3.4 精密光学经纬仪的检验和校正 检验项目： 检验项目： 照准部旋转正确性的检验 光学测微器行差及隙动差的测定 垂直微动螺旋使用正确性的检验 照准部旋转基座位移误差的检验 水平轴不垂直于垂直轴之差的测定 …………
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3.3.2 水平轴误差 —i 1. 定义及产生原因
定义：水平轴与垂直轴 定义 不正交产生的误差。 产生原因：两端支架不 产生原因 等高；两端轴径不相等。 规定：垂直度盘一侧下 规定 倾为正。
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2. 对方向观测值的影响 •对方向观测值影响： Δi= i×tgα α •如何消除 i 的影响 如何消除 的影响?
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方向观测法水平度盘位置
180 w 1 ( j − 1) + i′( j − 1) + ( j − ) σ= m m 2
m—测回数； j— 测回序号； i/— 水平度盘最小间隔分划值，J1仪器为 4/，J2 仪器为10/； w—测微器分格数，J1仪器w=60格；J2仪器 w=600″
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3.1.2.5 垂直轴系统
照准部旋转轴 水平度盘轴套 滚珠
水平度盘变换螺旋
轴套
水平度盘
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与垂直轴有关的误差： 照准部偏心差 — 照准部的旋转轴与水平度盘中心不重合。 照准部旋转不正确 — 照准部旋转到不同位置，水准管气泡无规 律偏移。 每期作业前，须对有关项目进行检验。
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3.2 J2经纬仪简介 经纬仪简介
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“苏光”与“北光” 苏光” 苏光 北光” 经纬仪度盘读数比较
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3.1.4.2 度盘读数系统 的读数： 图3-8的读数： 的读数 1）转动测微轮，使度盘 对径分划精确重合； 2）读取靠近视场中央左 侧的正像度数(28˚)； 3）数出正像度数与相差180˚的倒像度数所对分划线的 格数，将其乘以10′即得整十分的数（4格 ×10′=40′）； 4）在测微轮上读取不足10′的分数和秒数（0′01″）； 5）最后将度盘上的读数与测微尺上的读数相加，即为 全部读数（28˚ 40′01″）。
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3.1.3 精密经纬仪的主要技术指标
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3.1.4 经纬仪的光路系统与度盘读数系统 3.1.4.1 经纬仪的成像光路
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T D J 2 度 盘 读 数 光 学 系 统
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C
H/
ΔC=C
H
H/
ΔC
H
C
ΔC = C/COSα 1、α=0，ΔC=C； α=0，ΔC=C；
H/
ΔC
H
2、ΔC随着α的增 ΔC随着α 随着 大而急剧增大。 大而急剧增大。
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如何消除ΔC的影响 如何消除ΔC的影响 ΔC
盘左：L0=L-ΔC 盘右：R0=R+ΔC 中数：A=（L+R）/2 结论：视准轴误差对方 向观测值的影响， 可通过取盘左盘 右中数消除。 思考：观测过程可否调 焦？
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3.3 经纬仪三轴误差 3.3.1 视准轴误差 定义：视准轴与横轴不垂直
所产生的误差（C）。 产生原因：十字丝安装不正 确；调焦透镜运行不正确； 仪器受热不均。 规定：视准轴偏向度盘一侧 为正。 对方向观测值影响：
ΔC = C/COSα
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3.1.2.2 水准器 通常经纬仪具有三个水准器
圆水准气泡——用于概略整平 照准部水准器（长水准器）——用于精密整平 垂直度盘指标水准器——用于使垂直度盘指标 处于正确位置。
水准器格值：水准器上相邻两分划线之间的 圆弧所对的圆心角角值。 灵敏度：肉眼发觉气泡最小移动量时水准管 轴倾斜的角度。
盘左：L0=L-Δi 盘右：R0=R+Δi 中数：A=（L+R）/2 结论：水平轴倾斜误差对 方向观测值的影响， 可通过取盘左盘右 中数消除.
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关于 L - R
盘左：L0=L-Δi 盘右：R0=R+Δi 两式相减：L-R=2Δi 实际上，视准轴误差与水平轴倾斜误差同时 存在，所以L-R的严格形式： 2*ΔC+2*Δi 2C/COSα+2i*tgα 2*Δi=2C/COSα L-R = 2*ΔC 2*Δi 2C/COSα 2i*tgα 通常(α接近零)用 L-R=2C 代替上式。 在进行水平方向观测时，要计算2C值。
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3.1.2.6 照准部的制微动机构
由于支撑照准部支杆的反作用弹簧长期处于 受压状态，弹力减弱，当旋出水平微动螺旋 后，微动螺杆顶端出现微小的空隙，不能及 时推动照准部转动，从而给读数带来影响。 为了消除或消弱由于弹簧失效而引起的微动 螺旋作用不正确，使用微动螺旋精密照准目 标时，最后的转动方向必须是旋进方向。
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照准部微动螺旋作用不正确的影响
由于照准部微动螺旋 反作用力弹簧老化， 使得“旋进”与“旋 出”效果不一样。 规定：用微动螺旋瞄 准目标时，旋转方向 必须采用“旋进”。
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3.1.2.7 基座 当照准部旋转时，垂直轴与轴套间的摩擦力 可能使脚螺旋在螺母内移动，从而带动基座 位移。 而水平度盘与基座是安置在一起的，基座的 位移必然会给水平角观测带来系统性的误差 影响。 精密测角中，要求一测回内水平度盘应严格 保待固定不动。 国家规范规定每期观测作业前，应进行由于 照准部旋转而使仪器基座产生位移的检验。
3.1.4.2 度盘读数系统
精密光学经纬仪采用对径分划同时成像，读数方法： 对径重合读数法。 读数方法：照准目标，转动测微螺旋，使度盘对径 分划线作相对移动直至精密接合，并用测微器量取 对径分划的相对移动量，其角度读数为度盘读数与 测微器读数之和。 采用对径分划读数，度盘最小分划20′实际相当于 10′，因此测微器的实际测量范围为10′，测微器有 600小格，则每小格为1″。 不同厂家出产的J2型仪器读数窗形式有所不同。
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3.4.1 照准部旋转是否正确的检验
仪器竖轴、轴套、水平度盘： 仪器竖轴、轴套、水平度盘：
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一、照准部旋转是否正确的检验
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关于2ΔC、2Δi的变化
α° 0 3 6 11 2C/cos α ″ 30.00 30.04 30.15 30.60 2i*tg α ″ 0.00 1.56 3.00 5.80
注：设C=15 ″ 、i=15 ″。
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3.3.3 垂直轴误差 1.定义及产生原因 1.定义及产生原因 定义： 定义：
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2. 光学测微器及测微原理
光线不垂直穿过 平行板玻璃， 光线的平移量为：
Δh
n −1 ∆h = d ⋅ ( ) tan i n
d i
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T D J 2 度 盘 读 数 光 学 系 统
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3.1.2 精密光学经纬仪构造特点
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3.1.2.1 望远镜
放大倍数：24 40 放大倍数：24—40 物镜有效孔径：40—60mm 物镜有效孔径：40 60mm 望远镜长度：20—30cm 望远镜长度：20 30cm 分辨率：与级、 分辨率：与级、质量有关 最短视距： 最短视距：2—5m 5m
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1－竖盘反光镜； 4－光学对中器目镜； 5－水平度盘反光镜； 6－垂直制动螺旋；
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经纬仪基本构造
经纬仪由（ 照准部 ）、（ ）两部分组成 基座 望远镜与垂直度盘（固连 ） 水平轴与垂直轴（正交 ） 水平轴与水准管轴（平行 ） 视准轴与水平轴（正交 ） 水平度盘平面与垂直轴（正交 ） 水平轴通过（ 垂直度盘 ）中心 垂直轴通过（ 水平度盘 ）中心
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管水准器与圆水准器
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3.1.2.3 水平度盘和测微器 1．水平度盘 ． 水平度盘是用玻璃制成的，安置在仪器基座上，当 仪器照准部转动时，水平度盘不得转动。 水平度盘360度刻划，每度再刻若干个小分划，相 邻小分划的间隔就是水平度盘的格值。 J2经纬仪，在每度间隔内刻有三个分格，每个分格 为20′。要精密测角，需要借助“测微器”。 度盘的长周期误差：以360°为周期，在度盘圆周 上有规律地变化。 度盘的短周期误差；以60'为周期，以较短弧长在 度盘圆周上重复出现的误差。 9
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光学测微器工作原理
A A+180 2Δ 控制测量技术
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光学测微器原理： 光学测微器原理： 采用双平行玻璃板（或双光楔），将 对径成像于读数窗的A与A+180 °的度盘分 划线影像，通过相对平移而重合，并通过 测微器测出平移量。
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o
3.1.2.4 垂直度盘 垂直度盘的读数指标与指标水准器相连，当指标水 准器气泡居中时，垂直度盘读数指标呈铅垂状态。 由于垂直度盘与望远镜固连在一起，望远镜俯仰时 可带动垂直度盘转动，而读数指标不随之变动，因 此可读取不同的读数。 望远镜照准目标与视线水平时的垂直度盘读数就可 以得到照准目标的垂直角。 指标水准器气泡居中确定读数指标在垂直度盘上的 正确位置，现代精密光学经纬仪常采用垂直度盘指 标自动归零补偿器替代指标水准器。
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的读数方法： 图3-9的读数方法： 的读数方法 同图3-8
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的读数视场： 图3-11的读数视场： 的读数视场
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图3-10的读数： 的读数： 的读数
“苏光”与“北光” 苏光” 苏光 北光” 经纬仪度盘读数比较
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第三章 精密角度测量
3.1 精密经纬仪的结构特点 3.1.1 经纬仪的基本构造
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精密光学经纬仪基本构造
7－光学瞄准器； 8－测微手轮； 9－垂直微动螺旋； 10－换像手轮； 11－水平微动螺旋； 12－水平度盘变换手转； 13－中心锁紧螺旋； 14－水平制动螺旋； 15－照准部水准管； 16－读数显微镜； 18－脚螺旋
竖轴与垂线夹角
产生原因： 产生原因：
1、水准器矫正 不完善； 2、单向受热； 3、整平不完善； 4、脚架位移。
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2. 对方向观测值的影响
垂直轴倾斜可归 结为水平轴倾斜。 水平轴任意方向 倾斜量为： 对方向观测值影响：
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关于垂直轴误差的讨论
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规范规定： 规范规定 1. 方向观测中，一测站内禁止二次调焦。 2. 一测回中各方向2C互差不得超过13秒。
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关于 L-R=2C
盘左：L0=L-ΔC 盘右：R0=R+ΔC L-R = 2ΔC（观测中的检核项目） 当α较小时，C=ΔC，所以：L-R = 2C。 2C。 实际观测中，2C值的变化反映了观测质量， 2C较差限差规定： 2C较差限差规定：J1（9″）；J2（13 较差限差规定 J 13″）。