1、摘要從17世紀開始，經緯儀有了雛形，用來測量角度，后來發(fā)展也越來越好。本文主要介紹了幾種經緯儀的構成、特點及測量步驟。目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章緒論1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章經緯儀分類1游標經緯儀1光學經緯儀1電子經緯儀3陀螺經緯儀5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第三章總結與發(fā)展6參考文獻7 第一章緒論如今我國正在進行大量的基礎工程建設，從建筑到橋梁再到隧道，每個工程都離不開各行各

2、業(yè)的人，當然也離不開測繪。測繪行業(yè)在不斷發(fā)展，與之相伴的就是測繪儀器的進步，特別是在在科技飛速發(fā)展的21世紀，隨著數字化、網絡技術與現代測繪儀器的結合，通過成熟的網絡設施，各種電子技術被利用到測繪儀器上，不僅可以較大幅度地實現資源共享，減少前期費用，還能提高儀器的性能，因此，水準儀、經緯儀、全站儀、GPS等各種儀器也以其所特有的功能和精確度逐步占領測繪儀器市場。第二章經緯儀分類經緯儀主要是用來測量角度的，自公元17世紀末第一臺經緯儀在英國誕生起，經緯儀的發(fā)展已經經歷了機械型、光學機械型和集光、電于一體的智能型三個發(fā)展階段，標志性產品分別為游標經緯儀、光學經緯儀和電子經緯儀。2.1游標經緯儀游標

3、經緯儀一般由金屬度盤、游標讀數、錐形軸系組成。18世紀末，英國制成了用四輪彈簧馬車運輸的游標經緯儀，由于測繪行業(yè)的發(fā)展，這種經緯儀精度無法達到要求，已經被淘汰。2.2光學經緯儀公元1846年，德國蔡司光學儀器廠創(chuàng)建，并于1920年成功研制出第一臺光學經緯儀，命名為T1型；三年之后，更新出雙線刻劃度盤光學級經緯儀，即現在常用的T2型，如蔡司010經緯儀、瑞士威特T2經緯儀；后來T3、T6逐漸出現。（wildT2光學經緯儀如圖所示）光學經緯儀基本組成部分包括照準部、讀數裝置、水準器及基座等。以T2、T3型經緯儀為例照準部：望遠鏡是經緯儀的照準設備。為了提高望遠鏡的瞄準精度，望遠鏡必須具有較大的放大

4、倍率。T2型精密經緯儀為3540倍，T3一般為50倍。水準器：水準器是安置儀器成水平或垂直狀態(tài)的標準器。它有圓水準器和管水準器兩種，圓水準器用于粗平，管水準器用于精平。為了正確地整平儀器，以消除儀器縱軸不垂直和橫軸不水平引起的觀測誤差，或者測出它們的偏差，對觀測水平角和垂直角加以改正，所以在T2、T3精密經緯儀上均裝有較精密的水準器。T2型照準部水準器格值為20/2mm,垂直度盤水準器格值也為20/2mm；T3型照準部水準器格值為67”/2mm；垂直度盤指標水準器格值為12/mm。讀數裝置：度盤是量測角度的標準器，它的精確程度直接影響測角的精度。度盤的精度與度盤的格值有關，格值越小，精度越高。

5、蔡司010經緯儀水平度盤直徑84mm，格值20,；豎直度盤直徑為6cm,格值20，。T3型經緯儀水平度盤直徑為135mm，格值是4；豎直度盤的直徑為9cm,格值也是4。讀數方法：2級光學經緯儀的度盤格值為20,，讀數使用測微器進行，按對鏡重合讀數法讀數，由于測微器采用兩塊平行玻璃板，系統(tǒng)將度盤讀數區(qū)成象于讀數窗內，當轉動測微輪時，度盤上、下兩排分劃線作相對等量移動，因此上、下分劃線最大的移動量為10，在秒盤上又把10,的距離分劃成600小格，每個1；T3度盤格值為4,測微器量度范圍是2,共分60大格，即每大格代表2，一大格又分為10小格，所以測微器秒盤格值為0.2，T3讀數為73。2759.7

6、秒。尢面兩酗irm-.CJ.i亍騒r./Ih-ir.ir山|1|1川山|1丨1屮73WT3經緯儀讀數T2經緯儀讀數角度測量包括水平角觀測和豎直角觀測。水平角觀測：方法有測回法和全圓方向法，測回法適合兩個方向；全圓方向法適合三個及以上的方向。全圓方向法觀測步驟：如圖所示，測站點0周圍有待測目標A、B、C、D、E,首先選擇其中一個方向(如A)作為起始方向。用盤左位順時方向旋轉照準部，依次照準A、B、C、D、E、A,讀取觀測值，稱為上半測回；然后縱轉望遠鏡，用盤右位置逆時針方向旋轉照準部，仍從A開始，依次照準E、D、C、B、A并讀數，稱為下半測回。上、下兩個半測回合起來稱為一個測回。A方向稱為零方向

7、。操作過程中必須遵守測量規(guī)范。垂直角觀測：豎盤與望遠鏡固連在一起轉動，橫軸通過其中心并與之正交。為獲得垂直角，需有一水平位置做參考，如圖的指標線，當視準軸水平時，豎盤讀數為90(盤左)或270(盤右)。當視準軸仰起時，垂直角為數盤讀數減90(盤左)或270(盤右)。當指標水準器氣泡居中時，指標線并非水平，這一差值i稱為豎盤指標差，當盤左讀數為L，盤右讀數為R，則計算公式：1垂直角二_(L-R+180o)1指標差i=_(L+R-360)方法有中絲法和三絲法。三絲法觀測步驟：盤左位置，按上、中、下3根水平絲，依次照準目標的同一部位各1次，并分別讀取垂直度盤讀數L。每次讀數時，垂直度盤指標水準器氣泡

8、必須嚴格居中。在盤右位置，再按3根水平絲，依上、中、下的次序，照準同一目標的同一部位并讀取讀數R。按公式分別計算上絲、中絲、下絲的指標差和垂直角，取各垂直角之中數為最后結果。若僅使用中間的水平絲進行觀測，則稱為“中絲法”。2.3電子經緯儀電子經緯儀是一種集光、電、機及信息技術為一體的新型測角儀器，第一臺電子經緯儀產生于20世紀50年代末，它的基座、照準部、水準器等均與光學經緯儀相同，不同的是電子經緯儀用微處理器控制的電子測角系統(tǒng)代替了光學度盤和光學讀數系統(tǒng)。隨著技術的進步，電子測角系統(tǒng)類型主要由編碼度盤測角系統(tǒng)到增量式光柵度盤測角系統(tǒng)再到動態(tài)測角系統(tǒng)三種。電子經緯儀由下列幾部分構成：光學部件、

9、機械部件、電子掃描度盤、電子傳感器、微處理機。編碼度盤測角系統(tǒng)編碼度盤讀數系統(tǒng)由編碼度盤和電子讀數頭組成。在玻璃度盤的一系列同心圓環(huán)上，按二進制方式設置透光和不透光的區(qū)域。設透光為1，不透光為0。在度盤一側每個環(huán)安置一個半導體發(fā)光二極管，度盤的另一側安置光電二極管。所有二極管排列在一條半徑上,形成一條光電檢測陣列。N個環(huán)相當于把全圓劃分為2N份，光電檢測陣列處于某一位置后就可以通過二極管的高低電位列，求得度盤上的讀數，此方法為絕對測角法（受電子元器件尺寸的限制，碼道數不宜大量增加，因此精度比較低）。編碼度盤光柵度盤測角系統(tǒng)光柵度盤測角系統(tǒng)由光柵度盤和讀數電路系統(tǒng)構成。接收二核背主光柵椎直迸橈光

10、柵度盤指在光學圓盤的徑向方向上刻有等間隔細線，形成透光與不透光相間的輻射狀柵線的光學器件，光柵盤的性能由光柵刻線的密度決定，若柵線寬度為a，縫隙寬度為b，則柵距為d=a+b光柵度盤光柵盤電子讀數系統(tǒng)光柵盤電子讀數系統(tǒng)由主光柵、指示光柵和設置在光柵盤上、下對應位置上的發(fā)光二極管和接收二極管及相關電子電路組成。通過記錄莫爾干涉條紋的整周期數和不足整周的部分，可精確測定主光柵相對于指示光柵的移動量，再經光電信號轉換即可得到所測量的角值。動態(tài)測角系統(tǒng)動態(tài)測角系統(tǒng)是一種通過光柵盤自動旋轉，從而測定固定探測器與活動探測器間角值的測角系統(tǒng)，它克服了度盤刻劃誤差影響的困擾，使測角精度進一步提高。動態(tài)光柵盤讀數

11、系統(tǒng)的工作原理：對任意角度其對應的相位差為：甲二n*甲+A0申一一全部角度讀數所對應的相位差n整度數所對應的相位差0A不足整度數的角度所對應的相位差整度數n的測定多個標志位掃描確定，避免粗差0不足整周度數部分A的測定一一脈沖填充法精確測定任一分劃通過兩個探測器的時間間隔為T二n*T+AT,由于已知，相位差A00可以通過精確測量AT后計算得到，因而實現高精度的測角。20世紀90年代中葉，自動目標識別與照準技術的出現，實現了真正的角度測量自動化，使角度測量發(fā)生了質的飛躍。陀螺經緯儀利用陀螺經緯儀可以測出某一方向與真北方向的夾角，即該方向的地理方位角。第三章總結與發(fā)展隨著技術的進步以及行業(yè)的需求，經緯儀漸漸的被全站儀取代，因為全站儀功能強大，把測角、量邊等集于一體，方便實用。本文只介紹了經緯儀的發(fā)展史，事實上測繪儀器的發(fā)展不只是體現在經緯儀上，技術的進步已經讓不懂測