工程測量任課教師：高飛合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院測量工程系水利水電工程專業(yè)09級(jí)工程測量任課教師：高飛合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程測量

第4章角度測量

§4.1角度測量原理

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測

§4.3電子經(jīng)緯儀

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正

§3.5角度測量誤差分析及注意事項(xiàng)《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量

工程測量第4章角度測量測量三項(xiàng)基本工作之一：角度測量角度測量的儀器：經(jīng)緯儀角度測量分為：水平角測量和豎直角測量水平角測量目的：用于求算地面點(diǎn)的平面位置豎直角測量目的：1.測定地面兩點(diǎn)的高差2.將地面兩點(diǎn)的傾斜距離改化成水平距離《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量第4章角度測量主要內(nèi)容：

角度測量原理、經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正、角度測量的誤差分析。主要目的：掌握經(jīng)緯儀的使用方法，水平角和豎直角的觀測、記錄、計(jì)算?！冬F(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量《現(xiàn)代普通測量學(xué)》

§4.1角度測量原理

一、水平角測量原理水平角定義1.為地面上O點(diǎn)至A和B兩目標(biāo)方向線在水平面P上投影的夾角β，稱為水平角。

2.地面上一點(diǎn)到兩目標(biāo)的方向線間所夾的水平角，就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。第4章角度測量§4.1角度測量原理

二、豎直角測量原理仰角俯角視線水平時(shí)豎直角視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)為一常數(shù)，通常為或是的倍數(shù)豎直角定義豎直角是同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平線之間的夾角，其角值

第4章角度測量二、豎直角測量原理仰角豎直角定義第4章角度測量

§4.1角度測量原理第4章角度測量為了能夠測定水平角和豎直角，角度測量儀器經(jīng)緯儀必須具備幾個(gè)條件：

1．具有兩個(gè)分別能水平放置和豎直放置的刻度盤；2.水平度盤中心（儀器中心）必須能夠嚴(yán)格安置在地面角度頂點(diǎn)上；3．望遠(yuǎn)鏡能分別以水平度盤中心和豎直度盤中心為軸線做水平轉(zhuǎn)動(dòng)和上下轉(zhuǎn)動(dòng)?！?.1角度測量原理

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測經(jīng)緯儀的種類1.按構(gòu)造原理和讀數(shù)系統(tǒng)分為:

游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀

2.按精度高低分為：

DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ603.一般工程測量最常用:DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀第4章角度測量§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測經(jīng)游標(biāo)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測第4章角度測量游標(biāo)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀的精度系列及用途技術(shù)項(xiàng)目一測回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測量及精密工程測量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量及一般工程測量技術(shù)參數(shù)經(jīng)緯儀的精度系列及用途技術(shù)項(xiàng)目一測回水平望遠(yuǎn)鏡有效望遠(yuǎn)鏡放大一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造1.主要部件及作用(1)基座用于支承儀器,連接三腳架,懸掛垂球或光學(xué)對(duì)中,利用三個(gè)腳螺旋可整平儀器。(2)水平度盤0~360度順時(shí)針刻劃，最小分劃值為1度(3)照準(zhǔn)部

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造1.主要部件及作用§4.2ＤJ6光學(xué)經(jīng)緯儀外觀圖一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測ＤJ6光學(xué)經(jīng)緯儀外觀圖一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造§4.2.主要軸線和幾何條件主要軸線(1)望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC(2)儀器橫軸HH(3)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸LL(4)儀器豎軸VV幾何條件(1)LL垂直于VV(2)VV垂直于HH(3)HH垂直于CC(4)十字絲豎絲垂直于HH一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測2.主要軸線和幾何條件主要軸線一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造3.DJ6經(jīng)緯儀光路圖豎直度盤水平度盤一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測3.DJ6經(jīng)緯儀光路圖豎直度盤水平度盤一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的二、經(jīng)緯儀的安置1.對(duì)中對(duì)中的目的是使儀器的中心與測站點(diǎn)位于同一個(gè)鉛垂線上。有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)中兩種方法。對(duì)中精度：垂球?qū)χ?mm，光學(xué)對(duì)中1mm2.整平整平的目的是使儀器豎軸處于鉛直位置和水平度盤處于水平位置。

3.瞄準(zhǔn)（注意消除視差）4.讀數(shù)

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測二、經(jīng)緯儀的安置1.對(duì)中§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測BCA1.對(duì)中——將儀器中心安置在過測站點(diǎn)的鉛垂線上。對(duì)中誤差3mm。垂球?qū)χ胁襟E：

粗略對(duì)中：移動(dòng)三腳架，使垂球尖離測站中心12cm內(nèi)；精確對(duì)中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(dòng)(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對(duì)中測站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。

對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)、二、經(jīng)緯儀的安置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測BCA1.對(duì)中——將儀器中心安置在過測垂球?qū)χ胁襟E：對(duì)中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時(shí)觀測光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字分劃，使其基本對(duì)準(zhǔn)測站標(biāo)志，踩實(shí)腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精確對(duì)準(zhǔn)測站標(biāo)志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器，使圓氣泡居中；調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中。有時(shí)必須反復(fù)上述三步的操作。光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整123氣泡居中，3與1、2等高2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高123二、經(jīng)緯儀的安置123氣泡居中，3與1、2等高2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。二、經(jīng)緯儀的安置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，用左手大拇操作步驟：粗瞄、制動(dòng)、調(diào)焦消除視差、水平微動(dòng)精確瞄準(zhǔn)。用水平微動(dòng)完成瞄準(zhǔn)。盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少目標(biāo)不垂直引起的方向誤差。3.瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。操作步驟：3.瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔經(jīng)放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1=60”。讀數(shù)時(shí)，秒數(shù)必須估讀。估讀至0.1格，因此，估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6”的倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)：73°04′18″0173二、經(jīng)緯儀的安置分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。4.讀數(shù)——D4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法（分微尺讀數(shù)）

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法（分微尺讀數(shù)）§4測回法：一個(gè)測站觀測2個(gè)方向時(shí)用。方向觀測法：一個(gè)測站觀測3個(gè)或3個(gè)以上方向時(shí)用,也稱“全圓測回法”。測回法ABCDE方向觀測法三、水平角測量方法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測測回法：一個(gè)測站觀測2個(gè)方向時(shí)用。測回法ABCDE方向觀測1.測回法觀測程序：

盤左瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k左盤右瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測站JKB左=k左-j左右=k右-j右精度要求：左-右±40"取:=(左+右)/2各測回角值互差應(yīng)小于24

"角是從起始方向(即第1方向)順時(shí)針轉(zhuǎn)到第2方向所成的角度，觀測時(shí)，必須首先確定起始方向，然后按照“測回法”的次序觀測。水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。三、水平角測量方法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測1.測回法觀測程序：第1方向第2方向測站JKB左=k左JKB第1方向第2方向測站起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0或180/N(N為測回?cái)?shù))；分、秒數(shù)寫足二位；一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測手簿（測回法）測站位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角一測回平均角B左J00418741924741915K742342右K2542406741906J1800500

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測JKB第1方向第2方向測站起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0或三、水平角測量

1.測回法

(1)上半測回(盤左又稱正鏡)

(2)下半測回(盤右又稱倒鏡)91o33′03?91o33′15?91o33′09?1o45′12?

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測三、水平角測量

1.測回法

(1)上半測回(盤左又稱正鏡)

（1）安置儀器于O點(diǎn)，首先用盤左，水平度盤設(shè)置在0度略大一點(diǎn)的位置，瞄準(zhǔn)起始方向OA，讀取水平度盤讀數(shù)a（2）順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，分別觀測點(diǎn)B、C、D，并得到讀數(shù)（3）再次瞄準(zhǔn)點(diǎn)A，讀取讀數(shù)a’，稱為歸零。a與a’之差叫做歸零差。以上稱為上半測回。三、水平角測量

2.方向觀測法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測（1）安置儀器于O點(diǎn)，首先用盤左，水平度盤設(shè)置在0度略大一點(diǎn)三、水平角測量

2.方向觀測法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測（4）盤右位置。仍從點(diǎn)A開始,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器,依次觀測A、E、D、B、A,讀數(shù)并記入手簿。以上稱為下半測回。方向觀測法水平角測量精度要求三、水平角測量

2.方向觀測法§4.2經(jīng)緯儀及角度觀水平角測量——方向觀測法水平角測量——方向觀測法四、豎直角測量1．豎直角觀測方法(也稱垂直角)——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角。α=0±90。仰角為正，俯角為負(fù)。天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°ZAZCAC

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測四、豎直角測量1．豎直角觀測方法(也稱垂直角)天頂鉛垂線水1.豎直角觀測方法

四、豎直角測量1.豎直角觀測方法四、豎直角測量構(gòu)造特點(diǎn)豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。

讀數(shù)指標(biāo)與豎盤水準(zhǔn)管固定在一起，氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。

視線水平、指標(biāo)鉛垂時(shí)，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：盤左時(shí)一般L0=90，盤右時(shí)一般R0=270

。270900180盤右（1）豎盤構(gòu)造180270090盤左1.豎直角觀測方法構(gòu)造特點(diǎn)270900180盤右（1）豎盤構(gòu)造180豎直角觀測儀器對(duì)中整平后，盤左位置，十字絲橫絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)頂部。轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中。

讀取盤左讀數(shù)L，得上半測回豎角：盤右位置：十字絲橫絲精確切準(zhǔn)同一目標(biāo)，盤右讀數(shù)為R，得下半測回豎角：270900180盤右（2）豎直角的觀測與計(jì)算180270090盤左1.豎直角觀測方法豎直角觀測270900180盤右（2）豎直角的觀豎直角計(jì)算

上半測回豎角（盤左）

下半測回豎角（盤右）

一測回豎角：（2）豎直角的觀測與計(jì)算1.豎直角觀測方法豎直角計(jì)算（2）豎直角的觀測與計(jì)算1.豎直角觀測方法

當(dāng)視線水平時(shí)，盤左豎盤讀數(shù)為90°,盤右為270°,但指標(biāo)不恰好指在90°或270°,而與正確位置相差一個(gè)角度x，x稱為豎盤指標(biāo)差。四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測當(dāng)視線水平時(shí)，盤左豎盤讀數(shù)為90°,盤右為270°,四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測盤左:盤右:

豎盤指標(biāo)差:四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x§4.2經(jīng)緯儀及角豎盤指標(biāo)差x的計(jì)算及豎直角的記錄計(jì)算

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測上半測回角值:下半測回角值:

豎盤指標(biāo)差:要求：豎盤指標(biāo)差x的計(jì)算及豎直角的記錄計(jì)算§4.2經(jīng)緯儀及3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置

（1）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器：在儀器豎盤光路中，安裝一個(gè)補(bǔ)償器來代替豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器，當(dāng)儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內(nèi)時(shí)，通過補(bǔ)償器仍能讀到相當(dāng)于豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)的豎盤讀數(shù)。

（2）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式有多種，下圖為其中的一種。四、豎直角測量

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置（1）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式《城市測量規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍為±2′，安平中誤差為±1″。3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式《城市測量規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于D基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電子技術(shù)自動(dòng)取得度盤的讀數(shù)，從而可以經(jīng)微電腦進(jìn)一步加工計(jì)算用電子水準(zhǔn)器自動(dòng)傳感豎軸的傾斜，再由微電腦自動(dòng)對(duì)讀數(shù)加傾斜改正數(shù)。豎直度盤處的電子水準(zhǔn)器使“指標(biāo)線”自動(dòng)處于標(biāo)準(zhǔn)位置?？梢宰詣?dòng)改正讀數(shù)中的c,

i

誤差影響?！?.3電子經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電1.精密電子經(jīng)緯儀普通光學(xué)經(jīng)緯儀難以滿足測角自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的要求。世界上第一臺(tái)電子經(jīng)緯儀(electronictheodolite)于1968年研制成功，80年代初生產(chǎn)出商品化的電子經(jīng)緯儀。采用光電掃描度盤，利用光電轉(zhuǎn)換原理和微處理器將角度方向值變?yōu)殡娦盘?hào)，從而完成自動(dòng)化測角的全過程，實(shí)現(xiàn)角度測量的自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)，這種經(jīng)緯儀稱為電子經(jīng)緯儀。§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量1.精密電子經(jīng)緯儀§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)緯儀的測角原理

電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀外形結(jié)構(gòu)相似，但其測角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動(dòng)顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號(hào)的原理不同，電子經(jīng)緯儀電子測角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：

3.編碼度盤測角系統(tǒng)

——采用編碼度盤及編碼測微器的絕對(duì)式測角系統(tǒng).2.動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)——采用計(jì)時(shí)測角度盤實(shí)現(xiàn)光電動(dòng)態(tài)掃描的絕對(duì)式測角系統(tǒng);1.光柵度盤測角系統(tǒng)

——采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術(shù)的增量式測角系統(tǒng)；§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)緯儀的測角原理

電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀外形結(jié)構(gòu)相似，但其測角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動(dòng)顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號(hào)的原理不同，電子經(jīng)緯儀電子測角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：

1.編碼度盤測角系統(tǒng)

——采用編碼度盤及編碼測微器的絕對(duì)式測角系統(tǒng)；3.動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)——采用計(jì)時(shí)測角度盤實(shí)現(xiàn)光電動(dòng)態(tài)掃描的絕對(duì)式測角系統(tǒng)。2.光柵度盤測角系統(tǒng)

——采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術(shù)的增量式測角系統(tǒng)；§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀編碼度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀1發(fā)光二極管2光路系統(tǒng)3條碼度盤4CCD陣列傳感器編碼度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀1發(fā)光二極管

光柵電信號(hào)

前置放大

鑒幅

采樣保持

A/D轉(zhuǎn)換

液晶顯示

鍵盤

串口通訊

電子手薄

CPU和存儲(chǔ)器判向

可逆計(jì)數(shù)器

電源電路

水平角傳感器豎直角傳感器電子經(jīng)緯儀工作原理框圖

光柵電信號(hào)前置放大鑒幅采樣保持A/D轉(zhuǎn)換水平角H

計(jì)數(shù)器采樣

計(jì)數(shù)、細(xì)分

A/D轉(zhuǎn)換

標(biāo)準(zhǔn)通訊

角度單位變換（DGM變換）

LED液晶顯示

可進(jìn)行的各項(xiàng)改正

粗、精讀數(shù)組合

豎直角V電子經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)流程圖開始判別結(jié)束水平角H計(jì)數(shù)器采樣計(jì)數(shù)、細(xì)分A/D轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)通ET-02電子經(jīng)緯儀的使用一測回方向觀測中誤差為±2″，角度最小顯示到1″，豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償采用液體電子傳感補(bǔ)償器?？梢耘c南方測繪公司生產(chǎn)的光電測距儀和電子手簿連接，組成速測全站儀，完成野外數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。儀器設(shè)有雙操作面板，每個(gè)操作面板都有完全相同的一個(gè)顯示窗和7個(gè)功能鍵，便于正倒鏡觀測；望遠(yuǎn)鏡的十字絲分劃板和顯示窗均有照明光源，以便于在黑暗環(huán)境中觀測?！?.3電子經(jīng)緯儀南方ET-02電子經(jīng)緯儀ET-02電子經(jīng)緯儀的使用§4.3電子經(jīng)緯儀南方ET-0§4.3電子經(jīng)緯儀PWR鍵為電源開關(guān)鍵。顯示窗中字符“HR”右邊顯示的是當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)；在顯示窗中字符“V”的右邊將顯示“OSET”字符，它提示用戶應(yīng)指示豎盤指標(biāo)歸零。望遠(yuǎn)鏡置于盤左位置，向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，當(dāng)其視準(zhǔn)軸通過水平視線位置時(shí)，顯示窗中字符“V”右邊的字符“OSET”將變成當(dāng)前視準(zhǔn)軸方向的豎直度盤讀數(shù)值，即可進(jìn)行角度測量?！?.3電子經(jīng)緯儀PWR鍵為電源開關(guān)鍵。望遠(yuǎn)鏡置于盤經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線

橫軸HH視準(zhǔn)軸CC水準(zhǔn)管軸LL豎軸VV圓水準(zhǔn)軸LL應(yīng)滿足的條件

水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸LL⊥VV視準(zhǔn)軸垂直于橫軸CC⊥HH橫軸垂直于豎軸HH⊥VV十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸LL∥VV

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線應(yīng)滿足1.不良影響：VV軸無法鉛垂影響空間角投影為水平角和豎直角H軸隨方向而變2.檢驗(yàn)（發(fā)現(xiàn)誤差）：氣泡居中后旋轉(zhuǎn)180°是否仍居中？3.校正：用水準(zhǔn)管校正螺旋使氣泡返回一半，用腳螺旋糾正一半。1.水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正1.不良影響：VV軸無法鉛垂1.水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與1.不良影響：VV軸無法鉛垂影響空間角投影為水平角和豎直角H軸隨方向而變2.檢驗(yàn)（發(fā)現(xiàn)誤差）：氣泡居中后旋轉(zhuǎn)180°是否仍居中？3.校正：用水準(zhǔn)管校正螺旋使氣泡返回一半，用腳螺旋糾正一半。一、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.不良影響：VV軸無法鉛垂一、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的二、十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.不良影響：不能精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。2.檢驗(yàn)：用十字絲交點(diǎn)精確照準(zhǔn)遠(yuǎn)處一清晰目標(biāo)點(diǎn)A。旋緊水平制動(dòng)螺旋與望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，如點(diǎn)A不離開豎絲，則條件滿足，否則需要校正。3.校正：旋下目鏡分劃板護(hù)蓋，松開4

個(gè)壓環(huán)螺絲，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板座，然后再作檢驗(yàn)，待條件滿足后再擰緊壓環(huán)螺絲，旋上護(hù)蓋。二、十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正三、視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.不良影響：在繞橫軸旋轉(zhuǎn)時(shí)視準(zhǔn)軸畫出圓錐面,觀測同一鉛垂面內(nèi)不同高度的目標(biāo)時(shí)，將有不同的水平度盤讀數(shù)，從而產(chǎn)生測角誤差。2.檢驗(yàn)：盤左，先照準(zhǔn)A點(diǎn)，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡得B1，盤右，先照準(zhǔn)A點(diǎn)，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡得B2，若B1，B2不重合則有此誤差。3.校正：在B2附近標(biāo)出扣除c影響后的B點(diǎn)，平移十字絲使視準(zhǔn)軸照準(zhǔn)B點(diǎn)。三、視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.四、橫軸的檢驗(yàn)與校正

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.不良影響：視準(zhǔn)軸畫出傾斜面，觀測同一豎直面內(nèi)不同高度的目標(biāo)時(shí)，將有不同的水平度盤讀數(shù)，從而產(chǎn)生測角誤差2.檢驗(yàn)：盤左，先照準(zhǔn)高點(diǎn)P，再投影至儀器高度得A點(diǎn)；盤右，先照準(zhǔn)同一點(diǎn)P，再投影至儀器高度得B點(diǎn)；如果AB不重合，則有此誤差。3.校正：—標(biāo)明AB的中點(diǎn)M，照準(zhǔn)M點(diǎn)，抬高望遠(yuǎn)鏡至P附近，升降橫軸的一端使照準(zhǔn)P點(diǎn)。四、橫軸的檢驗(yàn)與校正§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.五、豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)：安置儀器，用盤左、盤右兩個(gè)鏡位觀測同一目標(biāo)點(diǎn)，分別使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L和R，計(jì)算指標(biāo)差X。如X超出±1’的范圍，則需改正。2.校正：盤右照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，不含指標(biāo)差的盤右讀數(shù)應(yīng)為R-X。轉(zhuǎn)動(dòng)豎直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為R-X，這時(shí)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡必然不再居中，可用撥針撥動(dòng)指標(biāo)水準(zhǔn)管校正螺旋使氣泡居中。五、豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正§4.5角度測量誤差分析及注意事項(xiàng)第4章角度測量一、儀器誤差1.視準(zhǔn)軸誤差;2.橫軸誤差;3.豎軸誤差;4.豎盤指標(biāo)差;5.照準(zhǔn)部和度盤偏心誤差;6.度盤刻劃不均勻誤差。二、觀測誤差1.對(duì)中誤差;2.目標(biāo)偏心誤差;3.照準(zhǔn)誤差;4.讀數(shù)誤差。三、外界條件的影響

溫度;氣壓;大氣折光;風(fēng)力;陽光照射;建筑物旁折光等?！?.5角度測量誤差分析及注習(xí)題及思考題

1、分別說明水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀的安置步驟，并指出它們的區(qū)別。2、什么是水平角?經(jīng)緯儀如何測出水平角？3、什么叫豎直角？觀測水平角和豎直角有哪些相同和不同點(diǎn)？4、對(duì)中和整平的目的是什么？如何進(jìn)行？若用光學(xué)對(duì)中器應(yīng)如何對(duì)中？5、計(jì)算表4-5中水平角觀測數(shù)據(jù)。

6、經(jīng)緯儀上的復(fù)測扳手和度盤位置變換手輪的作用是什么？若將水平度盤起始讀數(shù)設(shè)定為0°00′00″，應(yīng)如何操作?7、簡述測回法觀測水平角的操作步驟。8、水平角方向觀測中的2c是何含義？為何要計(jì)算2c，并檢核其互差？9、計(jì)算表4-6中方向觀測法的水平角測量成果。10、何謂豎盤指標(biāo)差?如何計(jì)算、檢驗(yàn)和校正豎盤指標(biāo)差？

第4章角度測量習(xí)題及思考題第4章角度測量習(xí)題及思考題11、整理表4-7中的豎直角觀測記錄，并計(jì)算出指標(biāo)差。12、經(jīng)緯儀有哪些主要軸線？它們之間應(yīng)滿足哪些幾何條件？為什么？13、角度測量時(shí)，采取盤左、盤右取平均值的方法可消除哪些誤差?能否消除因豎軸傾斜引起的水平角測量誤差？14、望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸的目的是什么？如何檢驗(yàn)？15、經(jīng)緯儀橫軸為何要垂直于儀器豎軸？如何檢驗(yàn)？16、試述經(jīng)緯儀豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零的原理。17、試分析測站偏心誤差和目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平角測量的影響。18、電子經(jīng)緯儀的主要特點(diǎn)有哪些？它與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別是什么？19、電子經(jīng)緯儀的測角系統(tǒng)主要有哪幾種？其主要的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？20、條碼度盤測角與編碼度盤測角有何不同？21、簡述光柵測角的原理。22、簡述動(dòng)態(tài)電子測角系統(tǒng)中，為何有粗測和精測之分？第4章角度測量習(xí)題及思考題第4章角度測量工程測量任課教師：高飛合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院測量工程系水利水電工程專業(yè)09級(jí)工程測量任課教師：高飛合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程測量

第4章角度測量

§4.1角度測量原理

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測

§4.3電子經(jīng)緯儀

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正

§3.5角度測量誤差分析及注意事項(xiàng)《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量

工程測量第4章角度測量測量三項(xiàng)基本工作之一：角度測量角度測量的儀器：經(jīng)緯儀角度測量分為：水平角測量和豎直角測量水平角測量目的：用于求算地面點(diǎn)的平面位置豎直角測量目的：1.測定地面兩點(diǎn)的高差2.將地面兩點(diǎn)的傾斜距離改化成水平距離《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量《現(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量第4章角度測量主要內(nèi)容：

角度測量原理、經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正、角度測量的誤差分析。主要目的：掌握經(jīng)緯儀的使用方法，水平角和豎直角的觀測、記錄、計(jì)算?！冬F(xiàn)代普通測量學(xué)》工程測量《現(xiàn)代普通測量學(xué)》

§4.1角度測量原理

一、水平角測量原理水平角定義1.為地面上O點(diǎn)至A和B兩目標(biāo)方向線在水平面P上投影的夾角β，稱為水平角。

2.地面上一點(diǎn)到兩目標(biāo)的方向線間所夾的水平角，就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。第4章角度測量§4.1角度測量原理

二、豎直角測量原理仰角俯角視線水平時(shí)豎直角視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)為一常數(shù)，通常為或是的倍數(shù)豎直角定義豎直角是同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平線之間的夾角，其角值

第4章角度測量二、豎直角測量原理仰角豎直角定義第4章角度測量

§4.1角度測量原理第4章角度測量為了能夠測定水平角和豎直角，角度測量儀器經(jīng)緯儀必須具備幾個(gè)條件：

1．具有兩個(gè)分別能水平放置和豎直放置的刻度盤；2.水平度盤中心（儀器中心）必須能夠嚴(yán)格安置在地面角度頂點(diǎn)上；3．望遠(yuǎn)鏡能分別以水平度盤中心和豎直度盤中心為軸線做水平轉(zhuǎn)動(dòng)和上下轉(zhuǎn)動(dòng)?！?.1角度測量原理

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測經(jīng)緯儀的種類1.按構(gòu)造原理和讀數(shù)系統(tǒng)分為:

游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀

2.按精度高低分為：

DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ603.一般工程測量最常用:DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀第4章角度測量§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測經(jīng)游標(biāo)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測第4章角度測量游標(biāo)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀的精度系列及用途技術(shù)項(xiàng)目一測回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測量及精密工程測量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量及一般工程測量技術(shù)參數(shù)經(jīng)緯儀的精度系列及用途技術(shù)項(xiàng)目一測回水平望遠(yuǎn)鏡有效望遠(yuǎn)鏡放大一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造1.主要部件及作用(1)基座用于支承儀器,連接三腳架,懸掛垂球或光學(xué)對(duì)中,利用三個(gè)腳螺旋可整平儀器。(2)水平度盤0~360度順時(shí)針刻劃，最小分劃值為1度(3)照準(zhǔn)部

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造1.主要部件及作用§4.2ＤJ6光學(xué)經(jīng)緯儀外觀圖一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測ＤJ6光學(xué)經(jīng)緯儀外觀圖一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造§4.2.主要軸線和幾何條件主要軸線(1)望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸CC(2)儀器橫軸HH(3)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸LL(4)儀器豎軸VV幾何條件(1)LL垂直于VV(2)VV垂直于HH(3)HH垂直于CC(4)十字絲豎絲垂直于HH一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測2.主要軸線和幾何條件主要軸線一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造3.DJ6經(jīng)緯儀光路圖豎直度盤水平度盤一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測3.DJ6經(jīng)緯儀光路圖豎直度盤水平度盤一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的二、經(jīng)緯儀的安置1.對(duì)中對(duì)中的目的是使儀器的中心與測站點(diǎn)位于同一個(gè)鉛垂線上。有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)中兩種方法。對(duì)中精度：垂球?qū)χ?mm，光學(xué)對(duì)中1mm2.整平整平的目的是使儀器豎軸處于鉛直位置和水平度盤處于水平位置。

3.瞄準(zhǔn)（注意消除視差）4.讀數(shù)

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測二、經(jīng)緯儀的安置1.對(duì)中§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測BCA1.對(duì)中——將儀器中心安置在過測站點(diǎn)的鉛垂線上。對(duì)中誤差3mm。垂球?qū)χ胁襟E：

粗略對(duì)中：移動(dòng)三腳架，使垂球尖離測站中心12cm內(nèi)；精確對(duì)中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(dòng)(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對(duì)中測站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。

對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)、二、經(jīng)緯儀的安置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測BCA1.對(duì)中——將儀器中心安置在過測垂球?qū)χ胁襟E：對(duì)中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時(shí)觀測光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字分劃，使其基本對(duì)準(zhǔn)測站標(biāo)志，踩實(shí)腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精確對(duì)準(zhǔn)測站標(biāo)志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器，使圓氣泡居中；調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中。有時(shí)必須反復(fù)上述三步的操作。光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整123氣泡居中，3與1、2等高2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高123二、經(jīng)緯儀的安置123氣泡居中，3與1、2等高2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。二、經(jīng)緯儀的安置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測2.整平——使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，用左手大拇操作步驟：粗瞄、制動(dòng)、調(diào)焦消除視差、水平微動(dòng)精確瞄準(zhǔn)。用水平微動(dòng)完成瞄準(zhǔn)。盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少目標(biāo)不垂直引起的方向誤差。3.瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。操作步驟：3.瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔經(jīng)放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1=60”。讀數(shù)時(shí)，秒數(shù)必須估讀。估讀至0.1格，因此，估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6”的倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)：73°04′18″0173二、經(jīng)緯儀的安置分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。4.讀數(shù)——D4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法（分微尺讀數(shù)）

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測4.讀數(shù)——DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)方法（分微尺讀數(shù)）§4測回法：一個(gè)測站觀測2個(gè)方向時(shí)用。方向觀測法：一個(gè)測站觀測3個(gè)或3個(gè)以上方向時(shí)用,也稱“全圓測回法”。測回法ABCDE方向觀測法三、水平角測量方法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測測回法：一個(gè)測站觀測2個(gè)方向時(shí)用。測回法ABCDE方向觀測1.測回法觀測程序：

盤左瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k左盤右瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測站JKB左=k左-j左右=k右-j右精度要求：左-右±40"取:=(左+右)/2各測回角值互差應(yīng)小于24

"角是從起始方向(即第1方向)順時(shí)針轉(zhuǎn)到第2方向所成的角度，觀測時(shí)，必須首先確定起始方向，然后按照“測回法”的次序觀測。水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。三、水平角測量方法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測1.測回法觀測程序：第1方向第2方向測站JKB左=k左JKB第1方向第2方向測站起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0或180/N(N為測回?cái)?shù))；分、秒數(shù)寫足二位；一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測手簿（測回法）測站位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角一測回平均角B左J00418741924741915K742342右K2542406741906J1800500

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測JKB第1方向第2方向測站起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0或三、水平角測量

1.測回法

(1)上半測回(盤左又稱正鏡)

(2)下半測回(盤右又稱倒鏡)91o33′03?91o33′15?91o33′09?1o45′12?

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測三、水平角測量

1.測回法

(1)上半測回(盤左又稱正鏡)

（1）安置儀器于O點(diǎn)，首先用盤左，水平度盤設(shè)置在0度略大一點(diǎn)的位置，瞄準(zhǔn)起始方向OA，讀取水平度盤讀數(shù)a（2）順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，分別觀測點(diǎn)B、C、D，并得到讀數(shù)（3）再次瞄準(zhǔn)點(diǎn)A，讀取讀數(shù)a’，稱為歸零。a與a’之差叫做歸零差。以上稱為上半測回。三、水平角測量

2.方向觀測法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測（1）安置儀器于O點(diǎn)，首先用盤左，水平度盤設(shè)置在0度略大一點(diǎn)三、水平角測量

2.方向觀測法

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測（4）盤右位置。仍從點(diǎn)A開始,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器,依次觀測A、E、D、B、A,讀數(shù)并記入手簿。以上稱為下半測回。方向觀測法水平角測量精度要求三、水平角測量

2.方向觀測法§4.2經(jīng)緯儀及角度觀水平角測量——方向觀測法水平角測量——方向觀測法四、豎直角測量1．豎直角觀測方法(也稱垂直角)——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角。α=0±90。仰角為正，俯角為負(fù)。天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°ZAZCAC

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測四、豎直角測量1．豎直角觀測方法(也稱垂直角)天頂鉛垂線水1.豎直角觀測方法

四、豎直角測量1.豎直角觀測方法四、豎直角測量構(gòu)造特點(diǎn)豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。

讀數(shù)指標(biāo)與豎盤水準(zhǔn)管固定在一起，氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。

視線水平、指標(biāo)鉛垂時(shí)，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：盤左時(shí)一般L0=90，盤右時(shí)一般R0=270

。270900180盤右（1）豎盤構(gòu)造180270090盤左1.豎直角觀測方法構(gòu)造特點(diǎn)270900180盤右（1）豎盤構(gòu)造180豎直角觀測儀器對(duì)中整平后，盤左位置，十字絲橫絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)頂部。轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中。

讀取盤左讀數(shù)L，得上半測回豎角：盤右位置：十字絲橫絲精確切準(zhǔn)同一目標(biāo)，盤右讀數(shù)為R，得下半測回豎角：270900180盤右（2）豎直角的觀測與計(jì)算180270090盤左1.豎直角觀測方法豎直角觀測270900180盤右（2）豎直角的觀豎直角計(jì)算

上半測回豎角（盤左）

下半測回豎角（盤右）

一測回豎角：（2）豎直角的觀測與計(jì)算1.豎直角觀測方法豎直角計(jì)算（2）豎直角的觀測與計(jì)算1.豎直角觀測方法

當(dāng)視線水平時(shí)，盤左豎盤讀數(shù)為90°,盤右為270°,但指標(biāo)不恰好指在90°或270°,而與正確位置相差一個(gè)角度x，x稱為豎盤指標(biāo)差。四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測當(dāng)視線水平時(shí)，盤左豎盤讀數(shù)為90°,盤右為270°,四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測盤左:盤右:

豎盤指標(biāo)差:四、豎直角測量

2.豎盤指標(biāo)差x§4.2經(jīng)緯儀及角豎盤指標(biāo)差x的計(jì)算及豎直角的記錄計(jì)算

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測上半測回角值:下半測回角值:

豎盤指標(biāo)差:要求：豎盤指標(biāo)差x的計(jì)算及豎直角的記錄計(jì)算§4.2經(jīng)緯儀及3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置

（1）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器：在儀器豎盤光路中，安裝一個(gè)補(bǔ)償器來代替豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器，當(dāng)儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內(nèi)時(shí)，通過補(bǔ)償器仍能讀到相當(dāng)于豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)的豎盤讀數(shù)。

（2）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式有多種，下圖為其中的一種。四、豎直角測量

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置（1）豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式《城市測量規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍為±2′，安平中誤差為±1″。3.豎盤指標(biāo)的自動(dòng)歸零補(bǔ)償裝置

§4.2經(jīng)緯儀及角度觀測豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器的構(gòu)造形式《城市測量規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于D基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電子技術(shù)自動(dòng)取得度盤的讀數(shù)，從而可以經(jīng)微電腦進(jìn)一步加工計(jì)算用電子水準(zhǔn)器自動(dòng)傳感豎軸的傾斜，再由微電腦自動(dòng)對(duì)讀數(shù)加傾斜改正數(shù)。豎直度盤處的電子水準(zhǔn)器使“指標(biāo)線”自動(dòng)處于標(biāo)準(zhǔn)位置?？梢宰詣?dòng)改正讀數(shù)中的c,

i

誤差影響?！?.3電子經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電1.精密電子經(jīng)緯儀普通光學(xué)經(jīng)緯儀難以滿足測角自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的要求。世界上第一臺(tái)電子經(jīng)緯儀(electronictheodolite)于1968年研制成功，80年代初生產(chǎn)出商品化的電子經(jīng)緯儀。采用光電掃描度盤，利用光電轉(zhuǎn)換原理和微處理器將角度方向值變?yōu)殡娦盘?hào)，從而完成自動(dòng)化測角的全過程，實(shí)現(xiàn)角度測量的自動(dòng)顯示、自動(dòng)記錄和自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)，這種經(jīng)緯儀稱為電子經(jīng)緯儀。§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量1.精密電子經(jīng)緯儀§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)緯儀的測角原理

電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀外形結(jié)構(gòu)相似，但其測角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動(dòng)顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號(hào)的原理不同，電子經(jīng)緯儀電子測角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：

3.編碼度盤測角系統(tǒng)

——采用編碼度盤及編碼測微器的絕對(duì)式測角系統(tǒng).2.動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)——采用計(jì)時(shí)測角度盤實(shí)現(xiàn)光電動(dòng)態(tài)掃描的絕對(duì)式測角系統(tǒng);1.光柵度盤測角系統(tǒng)

——采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術(shù)的增量式測角系統(tǒng)；§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)緯儀的測角原理

電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀外形結(jié)構(gòu)相似，但其測角讀數(shù)系統(tǒng)采用的是光電掃描度盤和自動(dòng)顯示系統(tǒng)。根據(jù)光電掃描度盤獲取電信號(hào)的原理不同，電子經(jīng)緯儀電子測角系統(tǒng)也不同，主要有以下三種：

1.編碼度盤測角系統(tǒng)

——采用編碼度盤及編碼測微器的絕對(duì)式測角系統(tǒng)；3.動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)——采用計(jì)時(shí)測角度盤實(shí)現(xiàn)光電動(dòng)態(tài)掃描的絕對(duì)式測角系統(tǒng)。2.光柵度盤測角系統(tǒng)

——采用光柵度盤及莫爾干涉條紋技術(shù)的增量式測角系統(tǒng)；§4.3電子經(jīng)緯儀第4章角度測量2.精密電子經(jīng)光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀光柵度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀動(dòng)態(tài)測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀編碼度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀1發(fā)光二極管2光路系統(tǒng)3條碼度盤4CCD陣列傳感器編碼度盤測角系統(tǒng)測角原理§4.3電子經(jīng)緯儀1發(fā)光二極管

光柵電信號(hào)

前置放大

鑒幅

采樣保持

A/D轉(zhuǎn)換

液晶顯示

鍵盤

串口通訊

電子手薄

CPU和存儲(chǔ)器判向

可逆計(jì)數(shù)器

電源電路

水平角傳感器豎直角傳感器電子經(jīng)緯儀工作原理框圖

光柵電信號(hào)前置放大鑒幅采樣保持A/D轉(zhuǎn)換水平角H

計(jì)數(shù)器采樣

計(jì)數(shù)、細(xì)分

A/D轉(zhuǎn)換

標(biāo)準(zhǔn)通訊

角度單位變換（DGM變換）

LED液晶顯示

可進(jìn)行的各項(xiàng)改正

粗、精讀數(shù)組合

豎直角V電子經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)流程圖開始判別結(jié)束水平角H計(jì)數(shù)器采樣計(jì)數(shù)、細(xì)分A/D轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)通ET-02電子經(jīng)緯儀的使用一測回方向觀測中誤差為±2″，角度最小顯示到1″，豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償采用液體電子傳感補(bǔ)償器?？梢耘c南方測繪公司生產(chǎn)的光電測距儀和電子手簿連接，組成速測全站儀，完成野外數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。儀器設(shè)有雙操作面板，每個(gè)操作面板都有完全相同的一個(gè)顯示窗和7個(gè)功能鍵，便于正倒鏡觀測；望遠(yuǎn)鏡的十字絲分劃板和顯示窗均有照明光源，以便于在黑暗環(huán)境中觀測?！?.3電子經(jīng)緯儀南方ET-02電子經(jīng)緯儀ET-02電子經(jīng)緯儀的使用§4.3電子經(jīng)緯儀南方ET-0§4.3電子經(jīng)緯儀PWR鍵為電源開關(guān)鍵。顯示窗中字符“HR”右邊顯示的是當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)；在顯示窗中字符“V”的右邊將顯示“OSET”字符，它提示用戶應(yīng)指示豎盤指標(biāo)歸零。望遠(yuǎn)鏡置于盤左位置，向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，當(dāng)其視準(zhǔn)軸通過水平視線位置時(shí)，顯示窗中字符“V”右邊的字符“OSET”將變成當(dāng)前視準(zhǔn)軸方向的豎直度盤讀數(shù)值，即可進(jìn)行角度測量。§4.3電子經(jīng)緯儀PWR鍵為電源開關(guān)鍵。望遠(yuǎn)鏡置于盤經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線

橫軸HH視準(zhǔn)軸CC水準(zhǔn)管軸LL豎軸VV圓水準(zhǔn)軸LL應(yīng)滿足的條件

水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸LL⊥VV視準(zhǔn)軸垂直于橫軸CC⊥HH橫軸垂直于豎軸HH⊥VV十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸LL∥VV

§4.4經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線應(yīng)滿足1.不良影響：VV軸無法鉛垂影響空間角投