第四章经纬仪及水平均观测.

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1、第四章第四章 经纬仪及水平角观测经纬仪及水平角观测 学习目标：在学习角度测量基本概念的学习目标：在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角测量基本技术。竖直角测量基本技术。第第1 1节节 角度测量角度测量一、一、 角度测量原理角度测量原理1、水平角测量原理、水平角测量原理 概念概念：地面上某点：地面上某点到两目标的方向线到两目标的方向线铅垂投影在水平面铅垂投影在水平面上所成的角度，称上所成的角度，称为水平角，取值范为水平角，取值范围：围：0-360。2 2竖直角测量原理竖

2、直角测量原理垂直角：在同一竖直面内，地面某点至目垂直角：在同一竖直面内，地面某点至目标的方向线与水平视线间的夹角。标的方向线与水平视线间的夹角。仰角：目标的方向线在水平视线的上方，仰角：目标的方向线在水平视线的上方，为正。为正。0-900-90俯角：目标的方向线在水平视线的下方，俯角：目标的方向线在水平视线的下方，为负。为负。0- -900- -90第第2 2节节 光学经纬仪光学经纬仪1、光学经纬仪介绍 经纬仪是测量角度的仪器。根据测角精度的不同，我国的经纬仪系列分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等几个等级。DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，其下标数字为该仪器

3、一测回方向观测中误差的秒数。2、光学经纬仪的基本构件、光学经纬仪的基本构件一、仪器构造一、仪器构造 1 1照准部照准部 望远镜望远镜 竖直度盘竖直度盘 管水准器管水准器 光路系统光路系统2 2水平度盘部分水平度盘部分 水平度盘水平度盘 度盘变换手轮度盘变换手轮 外轴外轴3 3基座基座 园水准器园水准器 脚螺旋脚螺旋二、读数方法二、读数方法 1 1具有分微尺读数装具有分微尺读数装置的光学经纬仪的读置的光学经纬仪的读数方法数方法2 2具有单平行玻璃具有单平行玻璃测微器读数装置的光测微器读数装置的光学经纬仪的读数方法学经纬仪的读数方法3 3 读数光路读数光路495230 1070155 601722

4、.0 第第3 3节节 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作、对中及其作用、对中及其作用 对中的目的是使仪器的竖轴与测站点的标志中心在同一铅垂线上。 、整平及其作用、整平及其作用 整平的目的是使仪器的竖轴竖直，即水平度盘处于水平位置。 、瞄准、瞄准、读数、读数第第4 4节节 水平角观测水平角观测一、测回法观测水平角一、测回法观测水平角1盘左位置 瞄准左边的目标A（注意消除视差，凡瞄准目标都要如此），使标杆或测钎准确地夹在双竖丝中间（或用单竖丝去平分）；为了减低标杆或测钎竖立不直的影响，应尽量瞄准标杆或测钎的最下部；读取水平度盘读数a。，记入观测手簿。2. 顺时针方向转动照准部，用同样方法瞄准右边的目

5、标B，读记水平度盘读数b。 以上两步叫做盘左半测回或上半测回，测得角值为 左=b左-a左第第4 4节节 水平角观测水平角观测3倒转望远镜，使盘左变盘右，先瞄准右边的目标B，读记水平度盘读数b右；4顺时针方向转动照准部，瞄准左边的目标A，读记读数a右。 以上3、4两步叫做盘右半测回或下半测回，测得的角值为右=b右-a右 盘左和盘右两个半测回合在一起叫做一测回。两个半测回测得角值的平均值就是一测回的观测结果，=（左+右）/2第第4 4节节 水平角观测水平角观测 当水平角需要观测几个测回时，为了减低度盘分划误差的影响，在每一测回观测完毕之后，应根据测回数n，将度盘读数改变180/n，再开始下一测回的

6、观测。例如要测两个测回，第一测回开始时，度盘读数可配置在000或稍大于0的读数处，第二测回开始时，度盘读数应配置在9000或稍大的读数处。 第第4 4节节 水平角观测水平角观测第第4 4节节 水平角观测水平角观测二、方向观测法二、方向观测法 1盘左 将度盘配置在000或稍大的读数处，（其目的是便于计算），先观测所选定的起始方向（又称零方向）a，再按顺时针方向依次观测B、C、D各方向，每观测一个方向均读取水平度盘读数，并记入观测手簿。如果方向数超过3个，最后还要回到起始方向A，读数并记录。这最后一步称为“归零”，其目的是为了检查水平度盘的位置在观测过程中是否发生变动。上述全部工作叫做盘左半测回或

7、上半测回。 2倒转望远镜，用盘右位置按逆时针方向依次照准A、D、C、B、A，读数并记录。此为盘右半测回或下半测回。 上、下半测回合起来为一测回。 第第4 4节节 水平角观测水平角观测n 方向观测法通常有三项限差规定：一是半测回中两次瞄准起始方向的读数之差，称为半测回归零差(24)；二是上、下半测回同一方向的方向值之差(12) ；三是各测回同一方向的方向值之差，称为各测回方向差(24)。以上三项限差，根据不同精度的仪器而有不同的规定。n2C值的计算如下： 2C=L-（R士180） L为盘左读数，R为盘右读数，士180是顾及同一方向的盘右与盘左读数相差为180。n 2C值也是观测成果中一个有限差规

8、定的项目，但它不是以2C的绝对值的大小作为是否超限的标准，而是以各个方向的2C的变化值（即最大值与最小值之差18）作为是否超限的检查标准。 第第4 4节节 水平角观测水平角观测n 第第5 5节节 竖盘构造及竖角测定 一、竖盘构造 竖盘是固定在望远镜旋转轴上的。当望远镜为找寻目标而在竖直面内上下转动时，竖盘被带着一起转动。在竖盘上进行读数的指标是在读数窗上的。竖盘分划的影像，通过光路成像在读数窗上。望远镜转动时，传递竖盘分划的光路位置并不改变，所以可在读数窗内进行读数。但是，若转动竖盘指标水准管微动螺旋，则可以使光路产生变动。转动此微动螺旋的同时，必然使照明棱镜和转向棱镜产生联动运动，从而使呈像

9、在读数窗上的竖盘的部位发生变化，即读数发生变化。所以正常位置是用水准管气泡居中来表示指标的标准位置。 n竖盘注记形式很多，因而由竖盘读数计算竖角的公式也不相同，但其基本原理是一样的。常见的注记形式为全圆注记；注记的方向又分顺时针与逆时针两类；现把比较多见的两种注记形式分列如下： n上图用竖盘测定的角都称竖直角，简称竖角，有两种表示形式，它们都是在竖直面内由目标方向与一特定方向所构成的角度。一种是目标方向与水平方向间的夹角称为高度角，一般用符号表示。视线上倾所构成的仰角为正值，视线下倾所构成的俯角为负值，其绝对值均由00到900。本书中谈到高度角都简称为竖角。另一种是目标方向与天顶方向（即铅垂线

10、的反方向）所构成的角，称为天顶距，一般用符号Z表示。天顶距的大小从00到1800。没有负值。二、竖角（高度角） 竖角是在竖直面内目标方向与水平方向的夹角。所以要测定竖角，必然也与观测水平角一样是两个方向读数之差。不过任何注记形式的竖盘，当视线水平时，不论是盘左还是盘右，其读数是个定值，正常状态应该是90o的整倍数。所以测定竖角时实际只对视线指向的目标进行读数。计算竖角的公式无非是两个方向读数之差，问题是那个读数减那个读数以及视线水平时的读数为多少。以仰角为例，只需对所用仪器把望远镜放在大致水平位置观察一下读数，望远镜逐渐上倾时观察读数是增加还是减少，就可得出计算公式。 （l）当望远镜视线慢慢上