控制测量学(1-3章)讲解
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2
（1）上述结论仅在盘左、盘右观测时间内C值不变的 情况下才正确，注意望远镜调焦运行不正确和温度变化。
（2）2C互差受到竖直角的影响。 3.2.2 经纬仪的水平轴倾斜误差
i i tan
L0 L i；R0 R i A 1 (L R)
2
实际上，在考虑视准轴误差时不应忽视水平轴误差的影响， 他们都受到竖直角的影响。国家规定：当照准目标的竖直角超 过±3°时该方向的2c不与其它方向的2c比较
对于DJ1仪器，c、i的绝对值应小于10
对于DJ 2仪器，c、i的绝对值应小于15
3.2.3 经纬仪的垂直轴倾斜误差 垂直轴倾斜误差不仅与垂
直轴倾斜角有关，还随着照准 目标的垂直角和照准目标的方 位不同而不同。削减该误差的 方法： （1）尽量减小垂直轴的倾斜角。 （2）测回间重新整平仪器。 （3）对水平方向观测值施加垂 直轴倾斜改正数。
测角时，当望远镜瞄准起始方向后，可使 仪器中心的计数器为 0（度盘置零），在度盘望 远镜瞄准第二个目标的过程中，对产生的脉冲计 数，并通过译码器化算为度、分秒输出到显示窗。
3.2 经纬仪的三轴误差 3.2.1 经纬仪的视准轴误差
c c
cos
L0 L c；R0 R c A 1 (L R)
三、照准部水平微动螺旋作用不正确的影响 1）产生原因：微动螺旋弹簧老化 2）消除方法：用水平微动螺旋中间部分旋进观测 四、垂直微动螺旋作用不正确的影响 1）产生原因：垂直微动螺旋弹簧老化，水平轴与其轴套间有间隙，
一般晴天在日出后1小时后的1-2小时和下午3-4点到日落前 1小时最为适宜。夏季观测时间要适当缩短，冬季可稍加延长，阴 天几乎全天都能获得清晰稳定的成像。 二、水平折光的影响 1）产生的原因
2）温度与大气密度的关系
3）观测时间、地物地貌对水平折光的影响
4）消除及减弱措施 A、选点时应尽量避免视线靠近与山坡、大河或湖泊的岸线的平行
径向宽度。
二、光栅度盘及其测角原理
1 .基本原理
在光学玻璃圆盘上，按一定密度、径向均 匀刻划交替的透明与不透明辐射状条纹，条纹与
间隔的宽度均为 a ，这就构成了光栅度盘。
如果将两块密度相同的光栅使其刻划线相
互倾斜一个很小的的角度 进行重叠，就会出现
明暗相间的条纹——莫尔条纹。
莫尔条纹的特性：两光栅间的倾角 越小，
iv v cos v iv tan v v cos tan
3.2.4 经纬仪的垂直轴倾斜改正数的计算
该方法的缺点：在观测时需要读取气泡两端的读数，
增加了观测和计算的工作量，还使观测时间延长，不利 于提高精度。在三、四等水平角观测中，当垂直角超过 ±3°时，可在测回间重新整平仪器，而不需要进行此 项改正。
iv n v n tan
nL
m
1 2
(左
右） L
nR
1 2
(左
右） R
m
n
12（nL
nR）
1 4
(左
右） R
(左
右）L
v
1 4
(左
右） R
(左
右）L
tan
3.3 精密测角的误差影响
3.3.1 外界条件的影响
一、大气密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响 1）大气密度的变化对目标成像稳定性的影响 2）大气透明度对目标成像清晰的影响
线，尽量避免通过高大建筑物等实体的上方；B、选择有利的观 测时间；C、分时段进行观测。
三、照准目标的相位差 上、下午各观测半数测回 采用微相位照准圆筒
四、温度变化对视准轴的影响 按时间对称排列观测
五、外界条件对觇标内架稳定性的影响 按时间对称排列观测
3.3.2 仪器误差的影响
一、水平度盘位移影响 1）产生原因 2）消除方法：上半测回顺时针转，下半测回逆时针转 二、仪器照准部旋转不正确 1）产生原因：垂直轴在轴套中发生歪斜或平移。 2）消除方法：采用重合法读数和加行差改正。
度标准；D.费用标准 3）控制网优化设计的分类 A.零类设计（基准设计）；B.一类设计（图形设计）； C.二类设计（观测权设计）；D.三类设计 （原网改进设
计）
电子经纬仪是利用光电转换原理和微 处理自动测量度盘的读数并将测量结果输 出到仪器显示窗显示。
电子经纬仪的测角系统有三种：编 码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和动 态测角系统。
每码道安置发光二极管，另侧对称安置光 敏二极管，发光管光线通过透光编码被光敏二极 管接收——逻辑0，光线被不透光编码遮挡—— 逻辑1，以此获得该方向的二进制代码。
当照准两个方向时，则可获得两个度盘位 置的方向代码，由此得到两个方向的夹角。
显然，为了提高编码度盘的角度分辨率， 必须增加码道的数目。
度盘半径不变增加码道数n ——减小码道
一、编码度盘及其测角原理
电子测角的仪器是用角-码光电转换 系统来代替光学经纬仪的光学读数系统。 这套光电转换系统包括电子扫描度盘及相 应的电子测微读数系统。
编码度盘是在光学圆盘上刻制n 道同心圆环，
每一道同心圆环称为码道。
外环码道圆环 2n 等分透光与不透光相间扇 形区——编码
一个编码包含圆心角即编码度盘能区分的 最小角— 360 2n (角度分辨率)
L R 2c 2i；L R 2 c 2i tan c os
(L
R)高
2
c
c os 高
2i
tan高；(L
R)低
2
c
cห้องสมุดไป่ตู้os 低
2i
tan 低
c
1 4
(L
R)高
(L
R)低 c os
i
1 4
(
L
R
)高
(L R)低cot
c
1 4n
(L
R)高
(L
R
)低
c
os
i
1 4n
(
L
R
)高
(L R)低cot
相邻明暗条纹间的间距 越w大，即
w d
2 .工作方式
当两块光栅度盘绕其圆心旋转时，莫尔条 纹将做上下移动，当相对移动一条线距离时，莫 尔条纹则上下移动一周期，即明条纹正好移动到 原来邻近的一条明条纹的位置上。
指示光栅固定，光栅度盘随照准部转动， 形成莫尔条纹。光敏二极管产生按正弦规律变化 的电信号，将此信号整形，变成矩形脉冲信号， 对矩形脉冲信号计数即可求得度盘旋转的角值。
控制测量学
市政与测绘工程学院 鄢志辉
2.4 工程测量控制网优化设计
1.工程控制网优化设计的一般概念 1）三个步骤 A.建立一个能考察决策问题的数学模型；B.对数学模型分
析并选择一个合适的求最优解得数值解法；C.求最优解 2）质量标准 A.精度标准；B.可靠性标准；C.可测定性标准；D.灵敏
（1）上述结论仅在盘左、盘右观测时间内C值不变的 情况下才正确，注意望远镜调焦运行不正确和温度变化。
（2）2C互差受到竖直角的影响。 3.2.2 经纬仪的水平轴倾斜误差
i i tan
L0 L i；R0 R i A 1 (L R)
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实际上，在考虑视准轴误差时不应忽视水平轴误差的影响， 他们都受到竖直角的影响。国家规定：当照准目标的竖直角超 过±3°时该方向的2c不与其它方向的2c比较
对于DJ1仪器，c、i的绝对值应小于10
对于DJ 2仪器，c、i的绝对值应小于15
3.2.3 经纬仪的垂直轴倾斜误差 垂直轴倾斜误差不仅与垂
直轴倾斜角有关，还随着照准 目标的垂直角和照准目标的方 位不同而不同。削减该误差的 方法： （1）尽量减小垂直轴的倾斜角。 （2）测回间重新整平仪器。 （3）对水平方向观测值施加垂 直轴倾斜改正数。
测角时，当望远镜瞄准起始方向后，可使 仪器中心的计数器为 0（度盘置零），在度盘望 远镜瞄准第二个目标的过程中，对产生的脉冲计 数，并通过译码器化算为度、分秒输出到显示窗。
3.2 经纬仪的三轴误差 3.2.1 经纬仪的视准轴误差
c c
cos
L0 L c；R0 R c A 1 (L R)
三、照准部水平微动螺旋作用不正确的影响 1）产生原因：微动螺旋弹簧老化 2）消除方法：用水平微动螺旋中间部分旋进观测 四、垂直微动螺旋作用不正确的影响 1）产生原因：垂直微动螺旋弹簧老化，水平轴与其轴套间有间隙，
一般晴天在日出后1小时后的1-2小时和下午3-4点到日落前 1小时最为适宜。夏季观测时间要适当缩短，冬季可稍加延长，阴 天几乎全天都能获得清晰稳定的成像。 二、水平折光的影响 1）产生的原因
2）温度与大气密度的关系
3）观测时间、地物地貌对水平折光的影响
4）消除及减弱措施 A、选点时应尽量避免视线靠近与山坡、大河或湖泊的岸线的平行
径向宽度。
二、光栅度盘及其测角原理
1 .基本原理
在光学玻璃圆盘上，按一定密度、径向均 匀刻划交替的透明与不透明辐射状条纹，条纹与
间隔的宽度均为 a ，这就构成了光栅度盘。
如果将两块密度相同的光栅使其刻划线相
互倾斜一个很小的的角度 进行重叠，就会出现
明暗相间的条纹——莫尔条纹。
莫尔条纹的特性：两光栅间的倾角 越小，
iv v cos v iv tan v v cos tan
3.2.4 经纬仪的垂直轴倾斜改正数的计算
该方法的缺点：在观测时需要读取气泡两端的读数，
增加了观测和计算的工作量，还使观测时间延长，不利 于提高精度。在三、四等水平角观测中，当垂直角超过 ±3°时，可在测回间重新整平仪器，而不需要进行此 项改正。
iv n v n tan
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3.3 精密测角的误差影响
3.3.1 外界条件的影响
一、大气密度的变化和大气透明度对目标成像质量的影响 1）大气密度的变化对目标成像稳定性的影响 2）大气透明度对目标成像清晰的影响
线，尽量避免通过高大建筑物等实体的上方；B、选择有利的观 测时间；C、分时段进行观测。
三、照准目标的相位差 上、下午各观测半数测回 采用微相位照准圆筒
四、温度变化对视准轴的影响 按时间对称排列观测
五、外界条件对觇标内架稳定性的影响 按时间对称排列观测
3.3.2 仪器误差的影响
一、水平度盘位移影响 1）产生原因 2）消除方法：上半测回顺时针转，下半测回逆时针转 二、仪器照准部旋转不正确 1）产生原因：垂直轴在轴套中发生歪斜或平移。 2）消除方法：采用重合法读数和加行差改正。
度标准；D.费用标准 3）控制网优化设计的分类 A.零类设计（基准设计）；B.一类设计（图形设计）； C.二类设计（观测权设计）；D.三类设计 （原网改进设
计）
电子经纬仪是利用光电转换原理和微 处理自动测量度盘的读数并将测量结果输 出到仪器显示窗显示。
电子经纬仪的测角系统有三种：编 码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和动 态测角系统。
每码道安置发光二极管，另侧对称安置光 敏二极管，发光管光线通过透光编码被光敏二极 管接收——逻辑0，光线被不透光编码遮挡—— 逻辑1，以此获得该方向的二进制代码。
当照准两个方向时，则可获得两个度盘位 置的方向代码，由此得到两个方向的夹角。
显然，为了提高编码度盘的角度分辨率， 必须增加码道的数目。
度盘半径不变增加码道数n ——减小码道
一、编码度盘及其测角原理
电子测角的仪器是用角-码光电转换 系统来代替光学经纬仪的光学读数系统。 这套光电转换系统包括电子扫描度盘及相 应的电子测微读数系统。
编码度盘是在光学圆盘上刻制n 道同心圆环，
每一道同心圆环称为码道。
外环码道圆环 2n 等分透光与不透光相间扇 形区——编码
一个编码包含圆心角即编码度盘能区分的 最小角— 360 2n (角度分辨率)
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(L
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相邻明暗条纹间的间距 越w大，即
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2 .工作方式
当两块光栅度盘绕其圆心旋转时，莫尔条 纹将做上下移动，当相对移动一条线距离时，莫 尔条纹则上下移动一周期，即明条纹正好移动到 原来邻近的一条明条纹的位置上。
指示光栅固定，光栅度盘随照准部转动， 形成莫尔条纹。光敏二极管产生按正弦规律变化 的电信号，将此信号整形，变成矩形脉冲信号， 对矩形脉冲信号计数即可求得度盘旋转的角值。
控制测量学
市政与测绘工程学院 鄢志辉
2.4 工程测量控制网优化设计
1.工程控制网优化设计的一般概念 1）三个步骤 A.建立一个能考察决策问题的数学模型；B.对数学模型分
析并选择一个合适的求最优解得数值解法；C.求最优解 2）质量标准 A.精度标准；B.可靠性标准；C.可测定性标准；D.灵敏