08测角原理及光学经纬仪使用解析
光学经纬仪构造及使用方法
光学经纬仪构造及使⽤⽅法§3.2 精密光学经纬仪的构造及使⽤⽅法控制测量中，需⽤经纬仪进⾏⼤量的⽔平⾓和垂直⾓观测。
使⽤经纬仪进⾏⾓度观测，最重要的环节是：仪器整平、照准和读数。
我们围绕这三个环节，对光学经纬仪的构造和使⽤⽅法作如下介绍。
3.2.1 ⽔准器由前节可知，测⾓时必须使经纬仪的垂直轴与测站铅垂线⼀致。
这样，在仪器结构正确的条件下，才能正确测定所需的⾓度。
要满⾜这⼀要求，必须借助于安装在仪器照准部上的⽔准器，即照准部⽔准器。
照准部⽔准器⼀般采⽤管状⽔准器。
管⽔准器是图3-3 ⽔准轴与⽔准器轴⽤质量较好的玻璃管制成，将玻璃管的内壁打磨成光滑的曲⾯，管内注⼊冰点低，流动性强，附着⼒较⼩的液体，并留有空隙形成⽓泡，将管两端封闭，就成为带有⽓泡的⽔准器，如图3-3所⽰。
1. ⽔准轴与⽔准器轴为了便于观察⽔准器的倾斜量，在⽔准管的外壁上刻有若⼲个分划，分划间隔⼀般为2mm，其中间点称为零点。
⽔准器安置在⼀个⾦属框架内，并安装在经纬仪照准部⽀架上，所以把这种管状⽔准器称为照准部⽔准器。
照准部⽔准器框架的⼀端有⽔准器校正螺旋，通过校正螺旋，使照准部⽔准器的⽔准器轴与仪器垂直轴正交。
所谓⽔准器轴，就是过⽔准器零点O ，⽔准管内壁圆弧的切线，如图3-3所⽰。
另外，由于⽔准管内的液体⽐空⽓重，当液体静⽌时，管内⽓泡永远居于管内最⾼位置，如图3-3中的'O 位置。
显然，过'O 作圆弧的切线，此切线总是⽔平的，我们称此切线为⽔准轴由此可知，使其⽔准轴与⽔准器轴相重合，即⽓泡最⾼点'O 与⽔准器分划中⼼O 重合，这时经纬仪的垂直轴与测站铅垂线重合，这个过程称为整置仪器⽔平。
2. ⽔准器格值我们知道，当⽔准器倾斜时，⽔准管内的⽓泡便会随之移动。
不同的⽔准器，虽然倾斜的⾓度完全相同，各⾃的⽓泡移动量不会完全相同。
这是因为不同的⽔准器，它们的灵敏度不同。
灵敏度以⽔准器格值表⽰。
所谓⽔准器格值，就是当⽔准⽓泡移动⼀格时，⽔准器轴所变动的⾓度，也就是⽔准管上的⼀格所对应的圆⼼⾓。
光学经纬仪的原理
光学经纬仪的原理首先，光学原理是光学经纬仪实现测量的基础。
光学经纬仪主要利用望远镜的光学性质来传达视觉信息。
该仪器包括了一个望远镜和一个垂直的刻度柱状装置，用于读取望远镜在垂直方向上的位置。
望远镜通过光学透镜将光聚焦在视网膜上，使用户可以观测观察物。
透镜通过调节使瞄准物在地平线上的指向方向。
光学经纬仪的工作原理利用视角的变化来确定地球上不同位置的经纬度，使得用户可以测量不同位置上的物体在地平面上的角度。
测角原理是光学经纬仪进行精确测量的关键。
在仪器上，望远镜通过水平铅丝固定，可以观测物体的水平角度。
用户通过观察望远镜的水平位置，使用刻度盘上的刻度来测量物体与地平线之间的角度。
这种角度测量是通过将水平线与地球上的标准水平线进行比较来完成的。
用户通过旋转仪器上的刻度盘来调整指向，并读取刻度盘上的数值以获取测量结果。
测距原理是光学经纬仪进行测量距离的基础。
为了测量与仪器所在位置的水平距离，仪器上配备了一个测高仪。
用户通过读取测高仪上的刻度，可以确定仪器位置与水平线之间的距离。
测距的精度取决于测高仪的精度。
通常，光学经纬仪使用了精密光电传感器来测量仪器上测高仪的位置，将数据传递给计算机进行处理，并给出测量结果。
总体来说，光学经纬仪利用光学原理、测角原理和测距原理来实现对地球经纬度的测量。
通过仪器上的望远镜来观察物体的角度并使用刻度盘来测量角度，通过测高仪来测量与仪器位置的距离。
将这些信息传递给计算机进行处理后，可以得到测量结果。
光学经纬仪的应用非常广泛，包括地理勘探、建筑测量、航海导航等领域。
这种仪器的精度和准确性使得它成为测量地球位置和导航的不可或缺的工具。
经纬仪原理及角度测量方法
经纬仪原理及⾓度测量⽅法经纬仪原理及⾓度测量⽅法经纬仪原理及⾓度测量⽅法内容：理解⽔平⾓、竖直⾓测量的基本原理；掌握光学经纬仪的基本构造、操作与读数⽅法；⽔平⾓测量的测回法和⽅向观测法；掌握竖盘的基本构造及竖直⾓的观测、计算⽅法；掌握光学经纬仪的检验与校正⽅法；了解⽔平⾓测量误差来源及其减弱措施及电⼦经纬仪的测⾓原理及操作⽅法。
重点：光学经纬仪的使⽤⽅法；⽔平⾓测回法测量⽅法；竖直⾓测量⽅法；难点：光学经纬仪的检验与校正。
§ 3.1 ⾓度测量原理⾓度测量(angular observation) 包括⽔平⾓(horizontal angle) 测量和竖直⾓(vertical angle) 测量。
⼀、⽔平⾓定义从⼀点出发的两空间直线在⽔平⾯上投影的夹⾓即⼆⾯⾓，称为⽔平⾓。
其范围：顺时针0°～360°。
⼆、竖直⾓定义在同⼀竖直⾯内，⽬标视线与⽔平线的夹⾓，称为竖直⾓。
其范围在0°～±90°之间。
如图当视线位于⽔平线之上，竖直⾓为正，称为仰⾓；反之当视线位于⽔平线之下，竖直⾓为负，称为俯⾓。
§ 3.2 光学经纬仪（optical theodolite ）经纬仪是测量⾓度的仪器。
按其精度分，有DJ6 、DJ2 两种。
表⽰⼀测回⽅向观测中误差分别为6"、2"。
⼀、DJ6 光学经纬仪的构造DJ6 光学经纬仪图1、照准部(alidade)2、⽔平度盘(horizontal circle)3、基座(tribrach)⼆、J6的读数⽅法1、J6 经纬仪采⽤“分微尺测微器读数法”，分微尺的分划值为1ˊ，估读到获0.1ˊ( 即：6") 。
如图，⽔平度盘读数为：73°04ˊ24"。
2、“ H ”——⽔平度盘读数，“ V ”——竖直度盘读数。
三、J2 光学经纬仪的构造如图与J6 相⽐，增加了：1、测微轮——⽤于读数时，对径分划线影像符合。
光学经纬仪的原理
光学经纬仪的原理
光学经纬仪是一种测量地球表面上任意一点的经度和纬度的仪器。
其原理基于视线测角和天文定位的方法。
光学经纬仪主要由望远镜、水平仪、垂直仪和经纬指示仪等部分组成。
通过这些部分的配合，可以实现对地面上某一点的准确测量。
在操作光学经纬仪时，首先需要对仪器进行调整和校正，以保证测量的准确性。
通常会用水平仪对仪器进行水平调整，使其与地面平行。
同时，垂直仪用于保证望远镜的垂直度。
通过这些调整，可以消除仪器的误差，确保测量结果的准确性。
接下来，使用者需要通过望远镜观察天空中一颗亮星或其他适合用于测量的天体。
在观察的过程中，需要用经纬指示仪记录望远镜的水平、垂直度以及望远镜镜筒的旋转角度。
这些数据的记录是测量过程的关键。
在记录完观测数据后，根据天文学的基本知识，可以利用这些数据计算出测量点的经度和纬度。
主要依据是天体的赤经和赤纬与测量点的对应关系。
赤经可以用望远镜镜筒的旋转角度来表示，而赤纬则可以根据望远镜的垂直角度来计算。
总之，光学经纬仪利用视线测角和天文定位的原理，通过观察地面上测量点的天体，并记录相应的观测数据，最终可计算出测量点的经度和纬度。
这种测量方法准确可靠，广泛应用于地理、测绘等领域。
经纬仪使用教程讲解
经纬仪使用教程讲解经纬仪及角度测量角度测量是测量的三项基本工作之一，包括水平角测量和竖直角测量。
经纬仪是最常用的角度测量仪器。
水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，角值范围0º～360 º。
为了测出水平角的大小，可以设想在测站点上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘，并使其圆心在过测站点的铅垂线上。
观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，直线在水平圆盘上的投影是om、on。
如果能读出om、on在水平圆盘上的读数m和n，那么水平角就等于m减去n，即水平角= m-n。
因此，用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘，并能使之水平。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
该度盘应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
二、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°～+ 90°。
竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪，制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。
因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
二、DJ6级光学经纬仪的构造DJ6级光学经纬仪是一种光学经纬仪，按编制了标准分类。
它由望远镜、度盘、水平盘、竖盘、支架等部分组成。
在观测时，需要将经纬仪放置在水平面上，然后通过望远镜观测目标点，读取度盘和竖盘上的读数，从而计算出水平角和竖直角的大小。
级光学经纬仪的构造简单，但功能也更为单一。
它主要由基座、水平度盘、照准部和读数装置组成。
光学经纬仪的使用及测角原理
a
c A
B
C
a b c
竖直角测量原理图
竖直角测量原理
在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角 称为竖直角或称垂直角。如图3-2所示，视 线在水平线之上称为仰角，符号为正；视 线在水平线之下称为俯角，符号为负。 如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度 盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线， 设照准目标点A时视线的读数为n，水平视 线的读数为m，则竖直角为： =n-m
1ˊ，估读到 0.1ˊ(6")。 （2）“H”——水平度盘 读数， “V”——竖直
度盘读数。
73
水平度盘读数： 73°04′24″
0
1
三、J2光学经纬仪的构造
如图与J6相比，增加了： 1、测微轮——读数时，对径分划线影像符合。 2、换像手轮——水平读数和竖直读数间的互换。 3、竖直读盘反光镜——竖直读数时反光。
讲题:光学经纬仪的使用 及测角原理
内容提要:
角度测量 §1 角度测量概念
§2
光学经纬仪的使用
角度测量
§1 角度测量概念
角度测量(angle observation)包括：
水平角(horizontal
竖直角(vertical
angle)测量
angle)测量
一、水平角(horizonttical angle)定义
在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。 其范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。
天顶 A
0°
ZC
ZA
A
C
水平线
270°
B
90 °
180°
铅 垂 线
C
§3.2 光学经纬仪(optical theodolite)的使用 经纬仪是测角的仪器，按精度，
经纬仪测量及原理
相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。
水平角一般用β表示，角值范围为0º～360 º。
如图所示，A、O、B是地面上任意三个点，OA和OB两条方向线所夹的水平角，即为OA和OB垂直投影在水平面H上的投影O1A1和O1B1所构成的夹角β。
如图所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上；通过OA和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：β= b - a用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。
仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。
经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。
在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用α表示。
其角值范围为0º～±90º。
如图所示，视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+α）；视线在水平线的下方，垂直角为俯角，符号为负（-α）。
垂直角测量原理：同水平角一样，垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。
如图所示，望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数，两读数之差即为垂直角的角值。
所不同的是，垂直角的两方向中的一个是水平方向。
无论对哪一种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数都应为90º的倍数，所以，测量垂直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出垂直角。
1.经纬仪简介经纬仪可以分为光学经纬仪和电子经纬仪，光学经纬仪采用光学度盘，借助光学放大和光学测微器读数的一种经纬仪；电子经纬仪的轴系、望远镜和制动、微动构件和光学经纬仪类似，它与光学经纬仪的根本区别在于用于微处理机控制的电子测角系统代替光学读数系统，能自动显示测量数据。
电子经纬仪测角系统有编码读盘测角系统和光栅读盘侧角系统。
在光学玻璃读盘的径向上均匀地刻制明暗相等的等角距细线条就构成光栅度盘。
08结63-测量学-章4-角度测量
测 实 量 验 馆
新土木馆
区
建管系 测量 实验区
3教
6教
§４.4
一、竖直角测角原理
竖直角定义:
竖直角观测
是同一竖直面内视线与水平线间的Leabharlann 角。竖直角的特点：
有仰角，角值为正。有俯角，角值为负。 竖直角的大小在 -90°～90°之间。 是同一竖直面内坐标纵轴方向与视线之间的夹角。 它与竖直角为互余.
1. 测回法
◆观测方法 盘左位置： 先瞄准A目标，读取水平度盘读数a， 然后瞄准B目标,读取水平度盘读数b。 角值β= a- b，盘左位置所测角度β称为上半测回。 盘右位置： 先瞄准B目标，读取水平度盘读数 b 然后瞄准A目标,读取水平度盘读数a 角值β′= a - b，盘右位置所测角度β称为下半测回。 两个半测回合起来称为一测回， 取平均值作为最后结果：β平=（β+β′）/2。 ◆限差要求 上半测回与下半测回所测角值之差不得超过40″ ◆起始起始方向水平度盘读数配置 (i-1)*180°/n，其中n为总测回数，i表示第几个测回
平板玻璃测微器
四、经纬仪的安置
1、对中 目的：把仪器中心安置到过测站点的铅垂线上。 要求：对中偏差应小于3mm。 方法：垂球对中、光学对中、激光对中、对中杆。 2、整平： 目的：使经纬仪的竖轴垂直，水平度盘水平。 要求：在测角过程中，气泡偏离中心位置不能超出1~2格。 方法：调节脚架或基座的三个脚螺旋。 - 粗平:通过伸缩脚架或旋转脚螺旋使圆水准气泡居中 - 精平：通过旋转脚螺旋使管水准气泡居中
第4章 角度测量
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第4章 角度测量
角度测量原理 J6型光学经纬仪 水平角观测 竖直角观测 经纬仪的检验与校正 经纬仪测角注意事项
角度测量原理及操作步骤
测回
上半测回/下半测回 一个测回/多个测回
配盘
度盘变换手轮
二、水平角测量方法
一、经纬仪的整置 1、对中：使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。 （1）垂球法 （2）光学对点器法 2、整平：使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。
经纬仪置平
3、用脚螺旋使经纬仪精确整平； 4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中； 5、重复第3、4步，达到精确对中和整平。
大花杆、小花杆和觇标
经纬仪的十字丝分划板
瞄 准
瞄 准
瞄 准
二、水平角测量方法
1、测回法
适用于观测两个方向之间的单角
2、方向法（全圆测回法）
适用于观测两个以上的方向
基本概念
盘左和盘右
平均读数
=[左+(右 ±180)]/2
(0 01 15) 0 01 09 71 52 03
145 30 48 210 12 09
0 01 21 (90 01 26)
90 01 21 161 52 03 235 30 51 300 12 21 90 01 30
归零后方 向值
0 00 00 71 50 48 145 29 33 210 10 54
3、观测步骤 一测回 （1）上半测回(盘左)：1、2、3、4、1 （2）下半测回(盘右)：1、4、3、2、1
4、记录与计算
三、测回法测量水平角
(1)测回法的步骤
1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘 在0度或稍大于0度，读数 记于手簿。 2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点， 读数 记于手簿。
竖盘指标差
盘左
α左=90°－(L －i)
经纬仪的角度测量原理及读数方法
经纬仪的角度测量原理及读数方法经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器，分为光学经纬仪和电子经纬仪两种，目前常用的是电子经纬仪，它是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向，经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度，同样经纬仪也是一种测角仪器，它配备望远镜、水平度盘和读数的指标、竖直度盘和读数的指标。
经纬仪的构造:1、基座部分用于支撑基照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器；2、照准部照准部是经纬仪的主要部件，照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等；3、度盘部分DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘，均由光学玻璃制成。
水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画，小格值一般为1°或30′。
经纬仪的角度测量原理:一、水平角的测量原理水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为?0°～360°，空间两直线OA和OB相交于点O，将点A，O，B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点A′，O′，B′，水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，即水平角。
水平角的大小与地面点的高程无关。
测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：1、能给出一个水平放置的，且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水平度盘；2、要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B，图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a。
二、垂直角的测量原理1、垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角α，也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°；2、视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0°～180°；3、当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负，如图所示。
角度测量原理
角度测量原理角度测量是指利用测量仪器或设备对物体或空间中的角度进行准确测量的原理和方法。
角度测量在工程、地质、建筑、航空航天等领域具有重要的应用价值，是实现精密测量和控制的基础。
本文将从角度测量的原理、常用的角度测量仪器和方法以及角度测量的应用等方面进行介绍。
一、角度测量的原理。
角度测量的原理主要是利用三角法和测量仪器进行测量。
在实际测量中，常用的角度测量原理包括光学测量原理、电子测量原理和机械测量原理。
光学测量原理是利用光学仪器如经纬仪、全站仪等测量角度，通过望远镜观测目标物体，利用光学原理测量出目标物体与测量仪器之间的角度。
电子测量原理是利用电子仪器如电子经纬仪、全站仪等进行角度测量，通过电子传感器和测量系统测量目标物体的角度。
机械测量原理是利用机械仪器如转台、测角尺等进行角度测量，通过机械传动和指示装置测量目标物体的角度。
二、常用的角度测量仪器和方法。
1. 全站仪，全站仪是一种集合了测角仪、测距仪和高程仪等功能于一体的测量仪器，具有测量精度高、操作简便、数据处理快速等优点，广泛应用于工程测量和地质勘探等领域。
2. 经纬仪，经纬仪是一种利用望远镜和转台进行角度测量的光学仪器，适用于野外地形测量和导向测量等工作。
3. 电子经纬仪，电子经纬仪是一种利用电子传感器和显示屏进行角度测量的电子仪器，具有测量精度高、数据记录方便等特点，广泛应用于建筑施工和航空航天等领域。
角度测量的方法包括直接测量法、间接测量法和综合测量法。
直接测量法是直接利用测量仪器对目标物体的角度进行测量；间接测量法是通过测量目标物体的其他参数如长度、高度等，间接推算出角度；综合测量法是将多种测量方法结合使用，提高测量的精度和可靠性。
三、角度测量的应用。
角度测量在工程测量、地质勘探、建筑施工、航空航天等领域具有广泛的应用。
在工程测量中，角度测量常用于测量建筑物的方位角、线路的走向角、地形的坡度角等；在地质勘探中，角度测量常用于测量地层的倾角、断层的走向等；在建筑施工中，角度测量常用于施工方向的控制、结构的布置等；在航空航天中，角度测量常用于飞行器的导航、姿态控制等。
经纬仪的原理与使用讲解
经纬仪的原理与使⽤讲解经纬仪的原理与使⽤⼀．⾓度测量的原理及相关基本概念⾓度测量包括⽔平⾓测量和竖直⾓测量，其中⽔平⾓测量是⽤于测量地⾯点的位置，竖直⾓测量是⽤于间接测定地⾯点的⾼程。
（⼀）⽔平⾓的测量原理⽔平⾓概念：从⼀点到两⽬标的⽅向线垂直投影在⽔平⾯上所成的⾓，β。
如书图3－1。
为了测定⽔平⾓β，那么可设想在过⾓顶B点上⽅安置⼀个⽔平度盘，⽔平度盘上⾯带有顺时针刻划、注记。
我们可以在BA⽅向读⼀个数n，在BC⽅向读⼀个数m，那⽔平⾓β就等于m减n，⽤公式表⽰为β＝右⽬标读数m－左⽬标读数n⽔平⾓值为0～360°。
（⼆）竖直⾓的测量原理竖直⾓概念：测站点到⽬标点的视线与⽔平线间的夹⾓，⽤α表⽰。
如书图3－2：α为AB⽅向线的竖直⾓。
其值从⽔平线算起，向上为正，称为仰⾓，范围是0°～90°；向下为负，称为俯⾓，范围为0°～－90°。
天顶距概念：视线与测站点天顶⽅向之间的夹⾓，图3－2中以Z 表⽰，其数值为0°～180°，均为正值。
与竖直⾓的关系：α＝90°－Z为了测定天顶⾓或竖直⾓，那我们同测⽔平⾓类似，在A点安置⼀个竖直度盘，同样是带有刻划和注记。
这个竖直度盘随着望远镜上下转动，瞄准⽬标后则有⼀个读数，那此读数就为竖直⾓。
根据上述⾓度测量原理，研制出的能同时完成⽔平⾓和竖直⾓测量的仪器称为经纬仪。
经纬仪按不同测⾓精度⼜分成多种等级，如DJ1、DJ2、DJ6、DJ10等。
D、J为“⼤地测量”和“经纬仪”的汉语拼⾳第⼀个字母，数字表⽰该仪器测量精度。
DJ6表⽰⼀测回⽅向观测中误差不超过±6″。
⼯程中常⽤的精度有2″、6″和10″。
⼆．DJ6型光学经纬仪（⼀）基本构造：照准部，⽔平度盘，基座（⼆）读数⽅法：最常见的读数⽅法有分微尺法、单平板玻璃测微器法和对径符合读法。
下⾯分别说明其构造原理及读数⽅法。
1．分微尺法分微尺法也称带尺显微镜法，多⽤于DJ6级仪器。
光学经纬仪的使用
光学经纬仪的使用作者：周晓林光学经纬仪的使用包括经纬仪的整置、调焦、照准、配置度盘等基本操作方法。
现分述如下。
一、经纬仪的整置（一）对中对中就是将仪器中心安置在通过测站点的铅垂线上的过程，即使仪器纵轴与过测站点的铅垂线一致，这是测量水平角的基本要求。
对中方法有用垂球对中和用光学对中器对中两种。
1.垂球对中在测站点上，首先张开三脚架，目估对中且使脚架头大致水平、脚架高度适于观测，将连接螺旋置于架头中心并悬挂垂球，调整垂球线长度，平移并踩紧脚架腿使垂球尖大致对准地面点。
然后将经纬仪用连接螺旋连接在架头上，稍许移动仪器，使垂球尖对准地面点位中心后，再将连接螺旋拧紧即可。
操作时，由于垂球难以稳定，可根据垂球摆动中心度量，直到摆动中心偏离量小于规定限差为止（一般规定应小于3mm ）。
如果偏离量过大，而且仪器在架头上平移仍无法达到限差要求时，应按上述方法重新整置三脚架，直到符合要求为止。
2.光学对中器对中对中步骤如下：（1 ）张开三脚架，目估对中且使三脚架架头大致水平，架高适中。
（2）将经纬仪固定在三脚架上，调整对中器目镜焦距，使对中器的圆圈标志和测站点影像清晰。
（3 ）转动仪器脚螺旋，使测站点影像位于圆圈中心。
（4 ）伸缩脚架腿，使圆水准器气泡居中。
然后，旋转脚螺旋，通过管水准器整平仪器。
（5 ）察看对中情况，若偏离不大，可稍松连接螺旋，将仪器在架头上稍微平移，使圆圈套住测站点位，精确对中。
若偏离甚大，应重新整置三脚架，直到达到对中要求为止。
3.注意事项（1 ）对中后应及时固紧连接螺旋和架腿固定螺丝。
（2 ）检查对中偏差应在规定限差要求之内。
（3 ）在坚滑地面上设站时，应将脚架腿用绳子串牢或用砖、石顶住，以防架腿滑动。
（4 ）在山坡上设站时，应使脚架的两个腿在下坡，一个腿在上坡，以保障仪器稳定、安全。
（二）整平整平就是将仪器整置水平。
整平的目的是使仪器的水平度盘位于水平位置或使仪器的竖轴位于铅垂方向。
整平分两步进行。
经纬仪及角度测量详解
3 经纬仪及角度测量3.1 水平角测量原理3.2 DJ6型光学经纬仪3.3 水平角测量3.4 竖直角测量3.5 角度测量中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测量。
经纬仪是进行角度测量的主要仪器。
垂直角：观测水平角的经纬仪必须具备的条件：1）有能够水平安置的刻度圆盘和能够精确读取度盘读数的读数装置；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；3）有能够将度盘的中心安置在所测角顶点的铅垂线方向上的设备。
3.2 DJ6型光学经纬仪D:大地测量仪器J:经纬仪数字：表示精度按测角精度：DJ07DJ1，DJ2，DJ6等几种类型。
3.2.1.1 照准部1）望远镜望远镜是用作精确瞄准目标的。
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，十字丝板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，水准管用作精确整平仪器。
4）光学读数系统。
起改变光路的作用。
5）读数显微镜。
把水平度盘和竖直度盘的读数窗口放大，进行读数。
6）内轴。
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水平微动螺旋。
3.2.1.2 水平度盘部分1）水平度盘。
顺时针0°~360 °全圆注记, 不能随便转动。
2）度盘变换手轮。
可以调整水平度盘的当前位置的刻度值。
3）外轴。
连接度盘与基座。
3.2.1.3 基座三个脚螺旋用于整平仪器（粗平）连接仪器与三脚架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段，并为测量工作的自动化创造了有利的条件。
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。
光学经纬仪实验报告
一、实验目的1. 了解光学经纬仪的基本构造、工作原理和主要用途。
2. 掌握光学经纬仪的使用方法，包括对中、整平、瞄准和读数等基本操作。
3. 学会使用光学经纬仪进行水平角和垂直角的观测。
二、实验仪器1. 光学经纬仪（DJ6）1台2. 三脚架1个3. 测量尺1把4. 记录板1块5. 铅笔1支三、实验原理光学经纬仪是一种测量水平角和垂直角的仪器，主要用于工程测量、地形测绘、地质勘探等领域。
它利用光学原理，通过照准目标，将水平度盘和垂直度盘上的刻度线与目标对应，从而实现角度的测量。
四、实验步骤1. 安装经纬仪将三脚架放置在测量点上，调整三脚架的高度，使仪器基座与地面平行。
将经纬仪安装在基座上，确保仪器稳定。
2. 对中调整脚螺旋，使照准部大致对准测量点。
通过转动照准部，使水平度盘上的照准线对准目标。
然后，通过脚螺旋使望远镜大致对准目标。
3. 整平通过转动脚螺旋，使望远镜垂直于地面。
调整脚螺旋，使望远镜的水平线与地面平行。
4. 瞄准转动望远镜，使水平度盘上的照准线对准目标。
通过微调望远镜，使目标清晰地成像在十字丝上。
5. 读数读取水平度盘和垂直度盘上的刻度值。
水平度盘的读数以度、分、秒为单位，垂直度盘的读数以度、分、秒为单位。
6. 观测水平角将望远镜瞄准第一个目标，读取水平度盘上的刻度值。
然后，将望远镜瞄准第二个目标，再次读取水平度盘上的刻度值。
两个读数之差即为水平角。
7. 观测垂直角将望远镜瞄准目标，读取垂直度盘上的刻度值。
调整望远镜，使目标成像在十字丝的垂直线上，再次读取垂直度盘上的刻度值。
两次读数之差即为垂直角。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，我们成功地对光学经纬仪进行了对中、整平、瞄准和读数等基本操作，并测量了水平角和垂直角。
2. 实验分析在实验过程中，我们发现以下几点：（1）对中、整平、瞄准和读数是光学经纬仪操作的基本步骤，需要熟练掌握。
（2）在观测过程中，要确保仪器稳定，避免因仪器振动而影响测量精度。
经纬仪用法以及介绍
经纬仪⽤法以及介绍1、HR—右旋（顺时针）⽔平⾓，HL—左旋（逆时针）⽔平⾓。
2、经纬仪的操作步骤（光学对中法）1 、架设仪器：将经纬仪放置在架头上，使架头⼤致⽔平，旋紧连接螺旋。
2 、对中：⽬的是使仪器中⼼与测站点位于同⼀铅垂线上。
可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中⼼。
3 、整平：⽬的是使仪器竖轴铅垂，⽔平度盘⽔平。
根据⽔平⾓的定义，是两条⽅向线的夹⾓在⽔平⾯上的投影，所以⽔平度盘⼀定要⽔平。
粗平：伸缩脚架腿，使圆⽔准⽓泡居中。
检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地⾯点。
如果偏离了，旋松三⾓架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中⼼，拧紧连接螺旋。
精平：旋转脚螺旋，使管⽔准⽓泡居中。
4 、瞄准与读数：①⽬镜对光：⽬镜调焦使⼗字丝清晰。
②瞄准和物镜对光：粗瞄⽬标，物镜调焦使⽬标清晰。
注意消除视差。
精瞄⽬标。
③读数：调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的⽬镜使刻划线清晰，然后读数。
现在很多都是使⽤全站仪，全站仪的使⽤（以拓普康全站仪为例进⾏介绍）介绍:（1）测量前的准备⼯作1）电池的安装（注意：测量前电池需充⾜电）①把电池盒底部的导块插⼊装电池的导孔。
②按电池盒的顶部直⾄听到“咔嚓”响声。
③向下按解锁钮，取出电池。
2）仪器的安置。
①在实验场地上选择⼀点，作为测站，另外两点作为观测点。
②将全站仪安置于点，对中、整平。
③在两点分别安置棱镜。
3）竖直度盘和⽔平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转⼀周（望远镜处于盘左，当物镜穿过⽔平⾯时），竖直度盘指标即已设置。
随即听见⼀声鸣响，并显⽰出竖直⾓。
②⽔平度盘指标设置。
松开⽔平制动螺旋，旋转照准部360，⽔平度盘指标即⾃动设置。
随即⼀声鸣响，同时显⽰⽔平⾓。
⾄此，竖直度盘和⽔平度盘指标已设置完毕。
注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。
4）调焦与照准⽬标。
操作步骤与⼀般经纬仪相同，注意消除视差。
用经纬仪测量角度的方法
用经纬仪测量角度的方法
经纬仪是一种测量角度和距离的仪器，它可以帮助测量者检测方位角和垂直角的角度，是测量经纬度和地面方位的工具。
这种仪器可以为工程建筑及测量带来极大的帮助，是我们完成测量任务的有力辅助。
一.经纬仪的组成
1.水平仪：用来测量水平位置，包括方位角和垂直角。
2.经纬仪架：经纬仪的架子可以把仪器安装在合适的位置。
3.光学装置：用来放大视线，以便测量精度达到指定的范围。
4.水准仪：用来简化经纬仪测量仪器安装以及内部仪器布置方向的维护工作。
二.经纬仪的原理
经纬仪的原理相当简单，就是通过水平仪内部设置的一组精密机械装置，连接光学定位把视线放大，来测量精确角度和距离。
水平仪测量到的角度和距离，就可以通过经纬度和地面方位变化来表示，从而得出精确的目标位置。
三.用途
经纬仪的广泛用途涉及到许多领域，它可以帮助工程建设调整精准的方位，使用在船舶、建筑、地质测量上都非常有效，以达到预期的测量结果。
四.注意事项
尽管经纬仪是一种非常高效的测量仪器，但使用过程中也需注意几个关键的问题：
● 经纬仪可能会受到电磁波的干扰，应注意避免。
● 工作环境潮湿、灰尘也会影响仪器的测量准确性。
● 仪器的安装，装配，校准等都要细心，仔细检查，避免出现错误。
光学经纬仪使用方法
使用步骤
1
调整望远镜
使用调焦环和目镜调整望远镜以获得清晰的仪对准目标，使用测角仪测量天体的高度角。
3
测量方位角
使用测角仪测量天体的方位角，记录下与参考方向的差值。
4
计算经纬度
使用测得的高度角和方位角，结合其他参数，计算出目标位置的经纬度。
注意事项
1 校准仪器
光学经纬仪使用方法
光学经纬仪是一种测量地球经纬度的仪器。通过使用光学元件和角度测量原 理，它可以准确地确定位置和方向。
定义
光学经纬仪是一种测量地球表面经纬度的仪器。通过使用光学原理，它可以 测定大地的经纬度坐标，从而帮助我们准确定位。
工作原理
光学经纬仪基于光学原理，通过测量天体（如恒星或太阳）的高度角和方位角来确定经纬度。它 使用望远镜和测角仪来实现高精度的测量。
使用限制
光学经纬仪适用于哪些地理环境和测量任务？是否存在使用限制？
光学纠偏
如何处理大地测量中的光学纠偏问题？有哪些技术方法和工具可供选择？
维护和保养
1 定期检查
定期检查光学经纬仪的各个部件，确保其正常运作和精度。
2 清洁保养
保持仪器清洁，定期清理镜头和其他部件，避免灰尘和污渍的影响。
3 密封防护
将光学经纬仪存放在干燥、防尘和防潮的环境中，避免损坏和腐蚀。
2 避免震动
在使用光学经纬仪之前，确保进行仪器 校准，以获得准确的测量结果。
光学经纬仪对震动非常敏感，请保持仪 器稳定，避免触摸或碰撞。
3 天气条件
4 精确观测
在进行测量时，选择晴朗的天气条件以 获得清晰的观测结果。
在测量时，尽量减小误差，保持仪器的 准确度和稳定性。
常见问题
仪器精度
经纬仪及角度测量
此校正需反复进行，直至C值不不 小于10”为止。
4、横轴旳检校
如图，在距一较高墙20～30m处置仪， 在墙上选择一仰角不小于30度旳目旳点P， 盘左瞄准P，将望远镜放平，在墙上定一点P1。 倒镜盘右瞄准P点，再将望远镜放平， 在墙上定出另一点P2。假如P1P2重叠， 表白仪器横轴垂直于竖轴，不然应校正。
（1）半测回归零差 ＝a，- a < 18 (12—DJ2) （2）两倍照准误差 2c = L - ( R 180 )
2C互差 < 18 (DJ2) （3）各方向平均读数 = 零方向对两个平均读数再取平均值 （4）归零后方向值＝各方向旳平均读数－零方向旳平均读数 （5）计算各测回同一方向归零后方向值旳平均值
-5
-4
表3-2
平均 读数 °′″
归零后方 各测回归 向值 零方向值
°′″
°′″
(0 02 09) 0 02 06 37 44 10 110 28 58 150 14 47 0 02 13
0 00 00 37 42 00 110 26 49 150 12 38
0 00 00 37 42 04 110 26 53 150 12 33
校核： ＝ L －R 若 容 = 40 则取 ＝ (L + R)/2
❖以上环节为一测回观察，若需要观察n测回， 则每测回间变化度盘起始位置,
180 (i 1) n
❖计算各测回角值差， 24，取各测回角 值旳平均值为最终成果。
水平角观察手簿(测回法)
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2、HH⊥十字丝竖丝——十
字丝竖丝的检校
L
3、HH⊥CC ——视准轴的 检校
C
H
C
L
V
L’
V L’
4．HH⊥VV ——横轴
的检校
5．竖盘指标差应为零 —
—指标差的检校
H
6．光学垂线与VV重合 —
L
—光学对中器的检校
7. LL∥VV——圆水准
器的检验与校正(次 要)
C
H
C
L
V
L’
V L’
二、经纬仪的检验与校正
天顶
A
Z
Z
C
A
270°
0° 90 °
A
B
C
180°
水平线
铅
垂
C
线
§3.2 光学经纬仪(optical theodolite)的使用
经纬仪是测角的仪器，按精度， 有： DJ6、DJ2。
一、DJ6经纬仪的构造
1、照准部(alidade) 2、水平度盘(horizontal circle) 3、基座(tribrach)
4、OB方向的归零方向值： 51015'36"-0002'06"= 51013'30"。 OD方向的归零方向值：
182002'24"- 0002'06"= 182000'18"。
5、OB方向各测回归零方向值的平均值： (51013'30"+51013'25")/2= 51013'28"。
OB方向值各测回间互差: 51013'30"- 51013'25"=5"。
（2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转 动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。
3．视准轴的检校
1．照准部水准管轴的检校
（1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居 中，然后将照准部旋转180°，若气泡偏离 1格，则需校正。
（2）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半 后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。 此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水 准器校正螺丝。
2．十字丝竖丝的检校
（1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再 转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终 在竖丝上移动。
1、水平角定义
水平度盘
2、特点：顺时针00~3600
a A
c
B
0
270
90
C
180
a
c
3、计算公式
=右(终)边c-左(始)边a 当c≥a时 β= c – a 当c<a 时 β= c+3600 – a
水平度盘
c
a A
B C
a
c
§3.3 水平角测量
常用的方法有： 测回法(method of observation set) 方向观测法(method of direction observation)
2．特点：读数指标线固定不动，而整个 竖盘随望远镜一起转动。
3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。 （1）顺时针注记
盘左
270
180
0
指标线
90
盘右
90
0
180
指标线
270
（2）逆时针注记
盘左
270
0
180
指标线
90
盘右
90
180
0
指标线
270
二、竖直角(vertical angle)的计算公式
四、DJ2的读数方法 一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使 上下分划线精确重合后读数。
五、经纬仪的安置
C
A
内容及要求：
对中 (centering) 3mm
整平(leveling)
1格
B
1、垂球(plumb bob)法
（1）脚架头上移动仪器进行对中。 （2）旋转脚螺旋进行整平。 （3）反复（1）、（2）两步。
根据气泡位置，升高或降低脚架。（注：气泡 总位于高处。
(现场演示)
（3）脚螺旋精平——左手大拇指法则
3
3
1
2
气泡居中，1、2等高
1
2
气泡居中，3与1、2等高
(4)架头上移动仪器，精确对中 (5)脚螺旋精平 反复（4）、（5）两步。
(现场演示)
二、经纬仪的瞄准
步骤：粗瞄—制动—调焦—微动精瞄。
(示范)
倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。 同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。
B C
零方向 A
O D
（学生操作并剖析）
3．计算、记录
（1）半测回归零差: J2 ≤ 12 " ；J6 ≤ 18 " 。
（2）2C值（两倍照准误差）: 2C=盘左读数－（盘右读数±180°）。 一测回内2C互差：J2≤18 " ；J6不作要求。
3
3
1
2
气泡居中，1、2等高
1
2
气泡居中，3与1、2等高
（4）架头上移动仪器，精确对中 (5)脚螺旋精平 (6) 反复（4）、（5）两步。
经纬仪的安置方法录像
讲题:水平角测量
内容提要:
§3.3 水平角测量
水平角测量预备知识 水平角测量测回法 水平角测量方向观测法
复习:水平角测量(horizontal angle observation) 原理
A
C
一、经纬仪(theodolite,transit)的安置
内容及要求：
B
对中 (centering) 3mm
整平(leveling)
1格
1、垂球(plumb bob)法
B
2、光学对中器（optical plummet）法
（1）大致水平大致对中 眼睛看着光学对中器，两手抓住两个脚架进行
拖动，使仪器大致对中，并保持脚架头大致水平。 （2）伸缩脚架粗平
正确的竖直角α=(90°+x) -L=α左+x α=R-(270°+x)=α右-x
（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。 一般规范规定，指标差变动范围，J6≤25"、J2≤15 "。
四、竖直角的观测及记录
§3.5经纬仪的检验与校正
经纬仪的主要轴线:
1、竖轴VV(vertical axis)
270
90
180
顺时针0360刻度；
水平度盘与照准部相互脱离；
改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测
扳手。
3.基座(tribrach)
脚螺旋用于整平仪器
二、J6经纬仪读数方法
（1）分微尺的分划值为 1ˊ，估读到 0.1ˊ(6")。
（2）“H”——水平度 盘读数， “V”——竖 直度盘读数。
水平度盘读数： 730424
注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。
三、两个基本概念：
➢ 盘左 ➢ 盘右
竖直度盘
竖直度盘
盘左观测
盘右观测
三、测回法
1、适用：2个方向的单角（∠AOB）
2、步骤：（边讲边操作示范）
（1）盘左瞄准左边A，配度盘 A 至000X´，读取a1。
（2）顺时针旋转瞄准右边B， 读取b1。 则上半测回角值:β1= b1-a1
DJ6经纬仪结构图
1.照准部(alidade)
照准部(水平)制动、微动 望远镜(竖直)制动、微动 圆水准器 水准管 望远镜 目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝 读数显微镜 竖直度盘 光学对点器 复测扳手或度盘变换器
望远镜十字丝
2.水平度盘(horizontal circle) 0
水平度盘由光学玻璃制成
由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于 90°或270°上，而是与90°或270°相差一个x角，称为 竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时， x为正，反之为负。 盘左 270
180
0
x
90
2、计算公式
（1）指标差:
x 1 (L R 360) 2
或
x
1 2
(右
左）
对于顺时针注记的：
一、水平角(horizontal angle) 定义
从空间一点出发的两 条空间直线在水平投 影面上的夹角。
水平度盘(horizontal circle)
a A
c
范围：顺时针00~3600 B
C
a b
c
二.竖直角(vertical angle)定义
在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。 其范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。
2、水准管轴LL(bubble
tube axis)
H
3、横轴HH(horizontal
axis)
L
4、视准轴CC(collimation axis)
5 、圆水准器轴L’L’(circle bubble axis)
C
H
C
L
V
L’
V L’
一、经纬仪轴线应满足的条 件
1、VV⊥LL ——照准部水准
管轴的检校。
水平度 盘读数
半测回 一测回 角值 角值
左
A 00 04 18 74 19 24
B 74 23 42
O
74 19 15
右
A 180 05 00 74 19 06
B 254 24 06
示意图
A
B
O
度盘配置方法: 若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配
置度盘。
(举例)
测回法小结:
盘 A 顺 左 右 时 B 左 倒 针 边 盘 镜 边 B 逆 右 左 时 A 右 针