光學經(jīng)緯儀使用方法

1、第四章第四章 角度測量角度測量 4.1 角度測量 4.2 角度測量原理 4.3 光學經(jīng)緯儀 4.4 豎直角測量 第一節(jié)第一節(jié) 角度測量概述角度測量概述 角度測量是測量的基本工作之一角度測量是測量的基本工作之一 角度測量包括水平角測量和豎直角測量角度測量包括水平角測量和豎直角測量 角度測量的主要儀器是經(jīng)緯儀角度測量的主要儀器是經(jīng)緯儀 角度測量的意義角度測量的意義 水平角坐標方位角坐標(確定直線的方向和點的 平面位置） 豎直角把直線的傾斜長度換算為水平長度計算三 角高程 第二節(jié)第二節(jié) 角度測量原理角度測量原理 一、水平角測量原理一、水平角測量原理 1、水平角的概念、水平角的概念 相交于一點的兩方向

2、線在水平面上的垂直投影所形成的相交于一點的兩方向線在水平面上的垂直投影所形成的 夾角，稱為水平角。夾角，稱為水平角。水平角一般用水平角一般用表示，角值范圍為表示，角值范圍為 0360。 水平角測量原理 如圖如圖3-1所示，所示，A、 O、B是地面上任是地面上任 意三個點，意三個點，OA和和 OB兩條方向線所兩條方向線所 夾的水平角，即夾的水平角，即 為為OA和和OB垂直垂直 投影在水平面投影在水平面H上上 的投影的投影O1A1和和 O1B1所構(gòu)成的所構(gòu)成的 角角。 2.水平角測量原理水平角測量原理 如圖如圖3-1所示，可在所示，可在O點的上方任意高度處，水平安置一點的上方任意高度處，水平安置一

3、 個帶有刻度的圓盤，并使圓盤中心在過個帶有刻度的圓盤，并使圓盤中心在過O點的鉛垂線上；點的鉛垂線上； 通過通過OA和和OB各作一鉛垂面，設這兩個鉛垂面在刻度盤各作一鉛垂面，設這兩個鉛垂面在刻度盤 上截取的讀數(shù)分別為上截取的讀數(shù)分別為a和和b，則水平角，則水平角的角值為：的角值為： （3-1） 用于測量水平角的儀器，必須具備一個能置于水平位置用于測量水平角的儀器，必須具備一個能置于水平位置 水平度盤，且水平度盤的中心位于水平角頂點的鉛垂線水平度盤，且水平度盤的中心位于水平角頂點的鉛垂線 上。儀器上的望遠鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，而且還上。儀器上的望遠鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，而且還 能在豎直面內(nèi)

4、轉(zhuǎn)動。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設計能在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設計 制造的測角儀器。制造的測角儀器。 ab 二、豎直角測量原理二、豎直角測量原理 1、豎直角的概念、豎直角的概念 觀測目標的方向（視線）與同一豎直觀測目標的方向（視線）與同一豎直 面內(nèi)的水平線之間的夾角，稱為該方面內(nèi)的水平線之間的夾角，稱為該方 向線的豎直角，又稱垂直角、傾角。向線的豎直角，又稱垂直角、傾角。 通常用通常用表示。其角值范圍為表示。其角值范圍為0 90。 仰角仰角:其角值為正；俯角其角值為正；俯角:其角值為負。其角值為負。 2、豎直角原理、豎直角原理 如圖如圖3-11所示所示 + B A O 圖3-

5、11 垂直角測量原理 第三節(jié)第三節(jié) 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 光學經(jīng)緯儀的類型很多，按其精度劃可分為光學經(jīng)緯儀的類型很多，按其精度劃可分為DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJ15等級系列。等級系列。 D: 大地測量；大地測量；J:經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀,漢語拼音第一個字母。漢語拼音第一個字母。 “07”、“1”、“2”等阿拉伯數(shù)字代表該儀器的精度指標，等阿拉伯數(shù)字代表該儀器的精度指標， 數(shù)字愈小，精度愈高。數(shù)字愈小，精度愈高。 這里重點介紹這里重點介紹DJ6級光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法。級光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法。 一、一、J6級光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造級光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造 光學經(jīng)緯儀由照準部、基座、軸系三部分

6、組成。光學經(jīng)緯儀由照準部、基座、軸系三部分組成。 （一）照準部（一）照準部 照準部的主要部件有望遠鏡、水準器、轉(zhuǎn)動控制裝置、讀數(shù)設備、度盤等。照準部的主要部件有望遠鏡、水準器、轉(zhuǎn)動控制裝置、讀數(shù)設備、度盤等。 1.望遠鏡望遠鏡 光望遠鏡主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡和十字絲分劃板四部分組成光望遠鏡主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡和十字絲分劃板四部分組成 。 視準軸：物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視準軸。視準軸：物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視準軸。 視差：目標的影象與十字絲平面不重合的現(xiàn)象稱為視差。視差：目標的影象與十字絲平面不重合的現(xiàn)象稱為視差。 消除視差的方法：消除視差的方法： 將望遠鏡朝向天空或一

7、明亮的物體，轉(zhuǎn)動目鏡筒，直至看清十字絲。將望遠鏡朝向天空或一明亮的物體，轉(zhuǎn)動目鏡筒，直至看清十字絲。 將望遠鏡照準目標，轉(zhuǎn)動調(diào)焦透鏡使目標清晰地成象在十字絲平面上。將望遠鏡照準目標，轉(zhuǎn)動調(diào)焦透鏡使目標清晰地成象在十字絲平面上。 電電 子子 經(jīng)經(jīng) 緯緯 儀儀 光電測距儀光電測距儀 全站型電子速測儀全站型電子速測儀 2.水準器水準器 水準器：圓水準器、管水準水準器：圓水準器、管水準 器器 。圓水準器用于粗略整平。圓水準器用于粗略整平 儀器，管水準器用于精確整平儀器，管水準器用于精確整平 儀器。儀器。 3.水平度盤水平度盤 （1）分微尺測微器讀書方法）分微尺測微器讀書方法 先讀取度盤讀數(shù)；先讀取度盤

8、讀數(shù)； 再以度盤分化線為準讀取測微再以度盤分化線為準讀取測微 尺上的整分數(shù)；尺上的整分數(shù)； 最后估讀秒數(shù)至測微器一格的最后估讀秒數(shù)至測微器一格的 十分之一（十分之一（6“） 水平度盤水平度盤 （2)、單平板玻璃測微器單平板玻璃測微器 讀數(shù)方法讀數(shù)方法 先轉(zhuǎn)動測微輪，使雙指標先轉(zhuǎn)動測微輪，使雙指標 線被一條度盤分劃線平分，線被一條度盤分劃線平分， 讀取度盤上的整度數(shù)或讀取度盤上的整度數(shù)或 30分數(shù)；分數(shù)； 在以單指標線為準讀取分在以單指標線為準讀取分 秒數(shù)，估讀秒數(shù)至測微器秒數(shù)，估讀秒數(shù)至測微器 一格的十分之一（一格的十分之一（2“） 第三節(jié)第三節(jié) 水平角觀測方法水平角觀測方法 一、經(jīng)緯儀的安置

9、一、經(jīng)緯儀的安置 1、對中、對中 儀器中心與測點中心對在儀器中心與測點中心對在 一條鉛垂線上。一條鉛垂線上。 方法：垂球?qū)χ?；光學對方法：垂球?qū)χ?；光學對 中。中。 要求：垂球?qū)χ衅钜螅捍骨驅(qū)χ衅?3mm；光學對中偏差；光學對中偏差 1mm； 2 、整平、整平 使水平度盤水平使水平度盤水平 3.4 水平角觀測水平角觀測 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置 瞄準目標瞄準目標 讀數(shù)讀數(shù) 1.安置三腳架，粗平，粗安置三腳架，粗平，粗 對中；對中； 2.裝照準部，擰緊連接螺裝照準部，擰緊連接螺 旋；旋； 3.用腳螺旋使光學對中器用腳螺旋使光學對中器 對中；對中； 4.伸縮架腿整平圓氣泡；伸縮架腿整平圓氣泡

10、； 5.用腳螺旋整平長氣泡；用腳螺旋整平長氣泡； 6.松連接螺旋再精確對中；松連接螺旋再精確對中； 7.用腳螺旋精平長氣泡。用腳螺旋精平長氣泡。 8.若不符合要求，再重復若不符合要求，再重復 6、7步。步。 二、測角方法二、測角方法 1、測回法、測回法（適用于觀測兩個方向之間的單角）（適用于觀測兩個方向之間的單角） （1）水平度盤歸零）水平度盤歸零 （2）用盤左（正鏡）位置觀測）用盤左（正鏡）位置觀測 左左 = b1 - a1 (3) 用盤右（倒鏡）位置觀測用盤右（倒鏡）位置觀測 右 = b2 - a2 （4）上半測回和下半測回構(gòu)成一測回。上半測回和下半測回構(gòu)成一測回。 2、方向觀測法、方向觀

11、測法 A B O 圖3-9 水平角測 量（測回法） 1 a 1 a 二、測角方法二、測角方法 1、測回法、測回法（適用于觀測兩個方向之間的單角）（適用于觀測兩個方向之間的單角） A B O 圖3-9 水平角測 量（測回法） 1 a 1 a 盤左觀測盤左觀測 豎直度盤豎直度盤 盤右觀測盤右觀測 豎直度盤豎直度盤 水平角觀測記錄表水平角觀測記錄表 測站 目標盤位水平盤讀數(shù) 半測回角值 平均角值 備 注 O A 左 00 01 24 78 25 24 78 25 30 B78 26 48 A 右 180 01 36 78 25 36 B258 27 12 第四節(jié)第四節(jié) 豎直角度觀測豎直角度觀測 一、

12、豎直度盤構(gòu)造一、豎直度盤構(gòu)造 0 90 180 270 0 180 90 270 豎盤指標水準管 豎盤指標 a） b） 圖3-13 豎直度盤刻度注記（盤左位置） 二、豎直角計算方法二、豎直角計算方法 回 顧 水平角測量原理 經(jīng)緯儀的構(gòu)造 儀器的讀數(shù)方法 經(jīng)緯儀的安置使用 水平角的觀測方法 一、經(jīng)緯儀的安置使用 經(jīng)緯儀的使用包括架設儀器、對中與整 平、調(diào)焦與瞄準和讀數(shù)四項基本操作。 （一）架設儀器 先將三腳架放置在地面上，使架頭大致水 平，再將儀器從儀器箱內(nèi)取出，旋緊中心螺 旋。 （二）對中與整平 1對中的目的： 使測點中心與儀器豎軸中心在同一鉛垂 線上。 2整平的目的： 使儀器水平讀盤居于水平

13、位置。 3對中的方法： 有垂球?qū)χ泻凸鈱W對點器對中兩種。 （1）垂球?qū)χ屑罢降牟襟E： 安置三腳架：高度適中，使測點在垂球正下方， 且架頭盡可能水平； 粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準氣泡居中； 精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使管水準氣泡居中； 精確對中：移動基座，精確對中; 重復 、 兩步，直到完全對中、整平。 （2）光學對點器對中及整平的步驟： 安置儀器：高度適中，使測點在視場內(nèi)； 強制對中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學對點器中心 與測點重合； 粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準氣泡居中； 精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使管水準氣泡居中； 精確對中：移動基座，精確對中（只能前后、 左右移動，不能旋轉(zhuǎn)）； 重復 、兩步，直

14、到完全對中、整平。 （三）調(diào)焦與瞄準 1目的：視準軸對準觀測目標的中心。 2方法： 調(diào)節(jié)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰； 利用粗瞄器，粗略瞄準目標，固定制動螺旋； 調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標成像清晰，注意除差； 調(diào)節(jié)制動、微動螺旋，精確瞄準。 測水平角 用雙絲夾 粗目標 測豎直角 用橫絲切 目標頂部 （四）讀數(shù) 方法： 打開反光鏡，使讀數(shù) 窗光線均勻； 調(diào)焦使讀數(shù)窗分劃清晰 （注意消除視差）； 按不同的測微器直接 讀取水平、豎直度盤 讀數(shù)（度、分、秒，秒為估讀且為6的倍數(shù)）。 水平角：21506 48 豎直角： 7852 00 二、水平角的觀測方法 盤左：觀測者對著望遠鏡的目鏡時，豎盤 在望遠鏡的左邊

15、，又稱正鏡。 盤右：觀測者對著望遠鏡的目鏡時，豎盤 在望遠鏡的右邊，又稱倒鏡。 測回法（只有兩個方向） O A B 1、操作步驟 安置儀器于O點，對中整平； 盤左（正鏡）精確瞄準A A點， 度盤歸零，記錄讀數(shù)； 順時針轉(zhuǎn)動儀器，精確瞄準B點讀數(shù)； 以上三步稱盤左半測回或上半測回 盤右（倒鏡），精確瞄準A點讀數(shù)； 逆時針轉(zhuǎn)動儀器，瞄準B點讀數(shù)。 以上兩步稱盤右半測回或下半測回 2、記錄與計算（見表3.1) 盤左（正鏡）觀測 瞄A，記錄 a左= 00036 瞄B，記錄 b左= 684248 上半測回的角值： 左= b左- a左= 684212 盤右（倒鏡）觀測 瞄B， 記錄 b右= 2484230

16、 瞄A， 記錄 a右= 1800024 下半測回角值： 右= b右- a右= 684206 一測回角值 902468 2 右左 檢核 對于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測回角度之差應滿足： ，否則，應重測。 當測角精度要求較高時，需觀測多個測回： 第一測回度盤歸零； 其他各測回間按180/n（n為測回數(shù)）的差 值，變換度盤； 各測回角值之差不得超過40； 取各測回平均值作為最后結(jié)果。 0 4 右左 測站 豎盤 目 標 水平度盤讀數(shù) 半測回角值一測回角值各測回角值備 注 第一 測回 O 第二 測回 O 左 左 右 右 A B A B A B A B 0 00 36 68 42 48 68 42 12 68

17、 42 09 180 00 24 248 42 30 68 42 06 68 42 15 90 10 12 158 52 30 270 10 18 338 52 42 68 42 18 68 42 24 68 42 21 測回法觀測手簿 表7.2 小 結(jié) 1、經(jīng)緯儀的使用包括架設儀器、對中與整 平、調(diào)焦與瞄準和讀數(shù)四項基本操作。 2、水平角觀測方法測回法 A B O A1 B1 O1 O2 a b 水平面 水平角測量原理 1、水平角：相交的兩條直線之間的夾角在水平 面上的投影。 2、原理： OA投影在水平度 盤上讀數(shù)為a，OB投 影在水平度盤上讀 數(shù)為b。 則： ab 角值取值范圍：0360 返回 返回 讀數(shù)方法分測微尺和測微器兩種方法。 測微尺測微器 水平讀數(shù)：215 0648 豎直讀數(shù)：78 5200 豎直讀數(shù)：92 17 30 水平讀數(shù)：轉(zhuǎn)動測微輪重合讀數(shù) 返回 經(jīng)緯儀瞄準目標時所使用的照準工具有測釬、 標桿和覘牌等。 返回 O A B 返回 o oo A B 返回 三、豎直角觀測三、豎直角觀測 1、瞄準、瞄準 + B A O 圖3-11 垂直角測量原理 圖3-16 垂直角測量瞄準 豎直角觀測豎直角觀測 2、指標水準管氣泡居中、指標水準管氣泡居中 （現(xiàn)在的儀器都有豎盤自動歸零裝置）（現(xiàn)在的儀器都