3角度测量

null测量学 第三章测量学 第三章角 度 测 量 马莉、杨腾峰编 本 章 要 点 1、水平角和竖直角的概念 2、J2经纬仪的构造及使用 3、水平角和竖直角的测量及有关计算（难点） 4、 J2经纬仪应满足的几何条件null 无论是地形图的测绘或建筑物的定位，还是道路、管线中心位置的测设都需要进行角度测量。 w 角度是确定点位的基本要素之一 w 角度测量是测量三项基本工作之一 null目 录第一节 角度测量的原理 第二节 经纬仪的原理和构造 第三节 水平角观测方法 第四节 竖直角的观测方法 第五节 经纬仪的检验与校正 第六节 水平角观测 的误差分析 第七节 电子经纬仪简介§3-1 水平角的测量原理 §3-1 水平角的测量原理 一、角度的概念 测量中使用的角度分为水平角和竖直角。 l 水平角 地面上某点到两目标方向在水平面上垂直投影的夹角。或由地面上一点发出的两方向线所在竖直平面间的二面角。其角值范围为 “0 °～360 °” 见 图3-Jnull二、水平角的测量原理二、水平角的测量原理水平角测量原理：由图3-1可见 若在A点的铅垂线上任一点O，设置一按顺时针方向增加从0°～360°分划的水平刻度圆盘，使刻度盘圆心正好位于过A点的铅垂线上。设A点到B、C目标方向线在水平刻度盘上的投影读数分别为b 和c， 则水平角：β=c–b， 即： 水平角=右目标读数读数 –左目标读数读数 。 当β<0 °时，加上360°。图3-1图3-1§3-2 经纬仪的原理与构造 §3-2 经纬仪的原理与构造 一、经纬仪的分类 l   按读数分：光学经纬仪和电子经纬仪。 l 按精度分：DJ1、DJ2、DJ6等几种型号，“D”和“J”分别为“大地测量”和“经纬仪”两词汉语拼音的首字母，“2”、“6”示该仪器所能达到的精度指标。如DJ6表示一测回方向值的中误差为±6。 null 经纬仪类别：表3-1 经纬仪系列的技术参数表3-1 经纬仪系列的技术参数表3-1 经纬仪系列的技术参数图3-2图3-2二、光学经纬仪的基本构造二、光学经纬仪的基本构造二、光学经纬仪的基本构造三个功能部分： （一）对中整平装置 l 作用： 将度盘中心安置在所测角顶的铅垂线上，并使水平度盘水平，仪器各轴线处于正确位置。 l 主要包括： 基座、垂球或光学对中器、脚螺旋、水准器。 见图3-21.   对中装置：1.   对中装置： 对中的目的：使仪器中心位于测站点的铅垂线上。 用垂球或光学对中器使仪器竖轴轴线与测站点的铅垂线重合。 垂球对中：垂球悬挂于中心连结螺旋上，当垂球尖对准测站点时说明两者重合。 光学对中器 l光学对中器有的装在照准部上，有的装在基座上。 l它是一个小型外调焦望远镜（原理见图3-3） 。 图3-3图3-3l当照准部水准管气泡居中时，对中器的视线经棱镜折射后的一段成铅垂方向，且应与竖轴中心线重合， 当地面标志中心与光学对中器分化板十字中心重合时，说明仪器中心（水平度盘中心）已位于测站点的铅垂线上。 2.  整平装置——水准器 2.  整平装置——水准器 l整平目的:使水平度盘水平，仪器竖轴竖直. l整平装置： w 圆水准器: 位于基座，用于粗平；通过升降两个三脚架腿使圆水准气泡居中（图3-2a 4） w 管水准器: 位于照准部，用于精平。用脚螺旋升降基座以使气泡居中。 （图3-2a 16） （二）照准装置 包括望远镜、支架、转动控制装置见图3-2。 l   望远镜 用以照准目标。与水准仪的区别在于： w经纬仪的调焦筒代替了水准仪的调焦螺旋； w十字丝分化板有单、双丝，以适应瞄准不同形式的地面目标，如图3-9所示； w 为了照准不同高度的目标点，望远镜既可以随照准部在水平面内转动，也可以在竖直面内自由旋转。 w 为了照准不同高度的目标点，望远镜既可以随照准部在水平面内转动，也可以在竖直面内自由旋转。 l 经纬仪的四条主要轴线:   仪器视准轴（或称视线）、竖轴、水准管轴、横轴(望远镜在竖直面内的旋转轴) l 转动控制装置（用于瞄准）  两套制微动螺旋 ①照准部水平转动的制动和微动螺旋； ②望远镜竖直面内转动的制动和微动螺旋。 （三）读数装置（三）读数装置 l   作用：在照准某方向时读取水平度盘和竖直度盘的读数。 l   组成：包括水平度盘、水平度盘配盘装置、竖直度盘、光路系统、读数显微镜、测微器。见图3-2 水平度盘配盘装置 w 水平度盘变换手轮 转动手轮即拨动了水平度盘 w 复测扳手 板上：水平度盘与照准部分离，照准部转动度盘 不动； 板下：水平度盘与照准部合在一起，度盘随照准部一起转动。 经纬仪度盘 水平度盘和竖直度盘。 它们分别装在仪器纵、横旋转轴上。 经纬仪度盘 水平度盘和竖直度盘。 它们分别装在仪器纵、横旋转轴上。 水平度盘:为玻璃制成的圆环，在其圆周上刻有精密的分划由0°～360°顺时针注记，简称度盘。 竖直度盘:一般有0°～360°注记,有顺、逆时针之分，简称竖盘。 读数显微镜 放大水平度盘、竖直度盘及测微器的分划影像，能清晰地读取读数。 测微器 w分微尺测微器 w单平板玻璃测微器 w双平板玻璃测微器（对径符合测微器） 1．分微尺测微器及读数方法 1．分微尺测微器及读数方法 l  DJ6型光学经纬仪的度盘分划值为1° l 读数窗上的分微尺：见图3-5 将度盘1间隔分成60个小格，成像后度盘的最小间隔1正好与分微尺60格的全长相等。分微尺的最小读数为1，可估度到0.1格值=0.1=6。 w 上面：水平度盘及其分微尺的影像，故水平度盘读数： （H）应为7304.4 w下面：竖直度盘及其分微尺的影像。竖直度盘读数： （V）为8706.3 null 7304.4 8706.32．单平板玻璃测微器及读数方法 2．单平板玻璃测微器及读数方法   l多见于DJ6型光学经纬仪。 l读数显微镜中图象见图3-7 w下窗 水平度盘，每半度一个刻划 w 中间 竖直度盘每半度一个刻划。 w 上窗口 测微尺，有30个大格表示30分，每一个大格划为三小格，每小格为20秒。 l读数：转动测微轮，使度盘分划平分双指标线，双指标线所夹度盘分划为度盘读数；不足30的分、秒数从测微器窗口中读出（估读到0.1格值=0.2）。 图中水平度盘读数为：14930＋2230=1495230 null水平度盘读数为：14930＋2230=1495230 3．双平板玻璃测微器及读数方法3．双平板玻璃测微器及读数方法DJ2型经纬仪采用双光楔或双平板玻璃测微器，现在读数大都采用半数字化对径符合读数法（仅介绍这种方法）。 在读数显微镜上部窗口显示度和整10数；中间为符合窗，显示对径度盘刻划是否符合；下部为测微器，注记分数，可读取不足10数，其将10刻划成600格，每格为1 ，可估度出0.1，如图3-8所示。 l半数字化对径符合读数法: 瞄准目标后，先转动测微轮使符合窗内的对径度盘刻划符合（上下对齐），再读取上、下窗口读数之和。见图3-8。 特点:可消除照准部偏心误差的影响,提高读数精度; 经纬仪读数显微镜中只能看到水平度盘或竖直度盘的一种影 像,可通过换盘手轮(换像手轮)使其分别出现。null 图3-8的读数为190  59  30.5  §3-3 水平角观测方法 §3-3 水平角观测方法 一、基本操作 包括经纬仪的安置、目标设置、瞄准及读数。 （一）.安置经纬仪 1．仪器安置 伸开三角架于测站点上方，将仪器置于三角架头中央位置，左手握住仪器的横轴支座，右手将三角架中心连接螺旋旋入仪器基座中心螺孔中并固紧。 安置中注意三点： l 三角架架头尽可能水平、仪器中心尽可能地处于测站点正上方； l 将三角架腿的固定螺旋适度拧紧，以防架腿滑落； l 较大坡度处置镜时宜将三角架两条腿置于下坡方向。 2．对中：使仪器中心位于测站点的铅垂线上。 2．对中：使仪器中心位于测站点的铅垂线上。 l垂球法 （对中误差一般可小于3mm） 垂球尖对准测站点标志中心。 l光学对中器法（对中误差一般不大于1mm） 光学对中器圆心与测站点标志中心重合。 方法1 ：利用架腿 ，强制对中： 先放下三脚架的一条架腿；双手分别握住另两条架腿稍离地面前后左右摆动（注意架头要平），眼睛同时观察对中器的目镜，直至分划圈中心对准测站点标志为止，放下两架腿踩紧三个架腿。 方法2：利用脚螺旋强制对中： 方法2：利用脚螺旋强制对中： 此法适合于松软地面或仪器安置比较困难的测站。 先目估三脚架中心大致对准测站点，踩紧三条架腿；调节经纬仪的三个脚螺旋使对中器分划圈中心对准测站点标志。 注：光学对中器的使用: 旋转镜筒，目镜调焦，看清对中器分划线； 拉伸镜筒，物镜调焦，看清地面测站点标志； 要使对中器分划和测站标志周围同时清晰。 null（1）粗平仪器： 分别升降两架腿使圆水准气泡居中。 （2）精平仪器：先平行，后垂直的方法。 l松开照准部水平制动螺旋，使水准管与两脚螺旋的连线平行，以相反的方向旋转两脚螺旋使管水准器气泡居中。（图3-加（a）先平行） l将照准部旋转90，转动第三个脚螺旋，使气泡居中。（图3-加（b）后垂直） ※ 整平时气泡移动方向和左手大拇指转动方向一致。 顺时针转动脚螺旋时，该脚螺旋升高，气泡往高处走。 3、整平：使水平度盘水平、竖轴竖直。图3加图 3加图3加4、精确对中，再次整平 4、精确对中，再次整平 1）精确对中：检查对中器，若分划圈中心偏离测站点标志，则稍松中心连接螺旋，再前后左右平行移动基座，使之精确对中。 2）再次精确整平 重复精确整平步骤，直至仪器既对中且管水准气泡在任何方向也居中为止。 对中、整平要相互兼顾，多次反复，方能完成。 注：测水平角时，要将复测扳手拨上或度盘变位手轮退出并做好防护，防止在测角过程中转动度盘变位手轮，造成测角错误。 （二）目标设置及瞄准 （二）目标设置及瞄准 1．设置目标 测角时，一般应在目标点上设置照准标志。 l   距离较近时， 目标标志可为目标点（如钉子）、垂球线，也可竖立测钎； l  距离较远时， 目标标志可为垂直竖立标杆或觇标。 null（1）松开照准部和望远镜制动螺旋（或扳手）； （2）调节目镜——将望远镜瞄准远处天空，转动目 镜，使十字丝刻划清晰； （3）粗略瞄准目标:转动照准部，用望远镜粗瞄器十字 线竖线瞄准目标，固定照准部和望远镜； （4）望远镜调焦(对光)：转动物镜调焦筒使目标成像最清晰.(要注意消除视差） （5）精确瞄准：用照准部和望远镜微动螺旋精确瞄准 目标。 观测水平角时用竖丝：当目标较大时用单丝平分目标； 当目标较小时用目标平分双丝。 观测竖直角时用中丝（横丝）切目标的觇标顶部。 3.读数 先符合后读数。 2．瞄准目标二、水平角观测方法 二、水平角观测方法   观测方法：测回法、方向观测法。 l  正镜 ：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度盘位于望远镜的左侧叫正镜，也称作盘左位置； l 倒镜：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度盘位于望远镜的右侧叫倒镜，也称作盘右位置。 l  一测回中观测——正、倒镜两个盘位观测。 理论上，正、倒镜瞄准同一目标时水平度盘读数相差180 ，正、倒镜观测可削弱仪器误差影响,还可检核测角精度。 （一）测回法 （一）测回法 l 测回法适用于观测两个方向的单角。 l 一测回观测步骤如下： 1．以盘左位置瞄准目标A，读取度盘读数a左， 顺时针转动照准部瞄准目标B，读取度盘读数b左，计算上半测回角值β左= b左－a左；图3-10 2．以盘右位置瞄准目标B，读取度盘读数b右，逆时针转动照准部瞄准目标A，读取度盘读数a右，计算下半测回角值β右= b右－a右 3. β左－β右<限值时， 一测回角值β=（β左＋β右）÷2 （见表3-2）图3-10图3-10nullOAB说明： 说明： （1）盘左、盘右观测可作为观测中有无错误的检核，亦 可抵消一部分仪器误差的影响。 （2）上、下半测回角值较差的限差应满足有关测量规范的限差规定(DJ6经纬仪，一般为30或40),当较差小于限差 ,可取平均值作为一测回的角值,否则应重测。 （3）若精度要求较高时,可按规范要求测多个测回,当各测回间的角值较差满足限差规定（如DJ6经纬仪，一般为20或24）时,方可取各测回的平均值作为最后结果，否则应重测。并要求各测回间在起始方向的盘左镜位改变度盘位置,其变化量为180°/n(n 测回数)。 （4）计算角值时始终为“右目标读数 – 左目标读数”(由于水平度盘为顺时针刻划).所谓“左”、“右”是指站在测站点面向所要测的角度方向,左手侧目标为左目标,右手侧目标为右目标。若“右–左”其差值＜0时,则结果应加360。 （二）方向观测法（全圆测回法） （二）方向观测法（全圆测回法）  适用范围：在一个测站上，观测三个及以上方向构成数个水平角时，用方向观测法观测。(三个方向不归零) 方向观测法观测步骤为： 1 、上半测回(盘左) （1）选择距离适中的A目标为起始方向（称为零方向），瞄准A目标，读取水平度盘读数； （2）由零方向A起始,按顺时针依次精确瞄准各点读数 A→B→C→D→A(即所谓“全圆”),并记入方向观测法记录表3-3中。 2．下半测回（盘右） 2．下半测回（盘右） （1） 纵转望远镜180 ° ,使仪器为盘右位置； （2） 按逆时针顺序依次精确瞄准各点读数。 A→D→C→B→A ,见图3-11； 将读数记入方向观测法记录表3-3 中 ,(1-5列)。 当用J2经纬仪进行等级测量时，每个方向需符合两次读数。 注：上半测回应从上向下记录 。 下半测回应从下向上记录 。 表3-3表3-33．计算与检验 3．计算与检验 方向观测法中计算工作较多，在观测及计算过程中尚需检查各项限差是否满足规范要求（各项限差见表3-4）。 （1）光学测微器两次重合读数之差：瞄准目标后要进行两次测微，两次读数，且两次读数之差不超限(J2：小于3″)。 （2）半测回归零差:即上下半测回中零方向两次读数之差. (J2：小于8″)。 （3）各测回同方向2c值互差：2c值是指上下半测回中，同一方向，盘左、盘右水平度盘读数之差。(J2：小于13″) （4）平均方向值：各测回中同一方向盘左和盘右读数的平均值。 （5）归零方向值：在各个测回中将起始方向的方向值化为0°,并把其它各方向的平均方向值减去起始方向的平均方向值，即得各方向的归零方向值。 （6）各测回同方向归零方向值互差小于限差(J2：小于10″)； (3)、(5)、（6）项是指多个测回时的限差检验。表3-4表3–4 方向观测法各项限差(″)表3-4三、水平角观测注意事项 三、水平角观测注意事项 l 尽量使仪器不受烈日直接曝晒或选择有利时间观测。 l 要精确对中和瞄准，尤其对短边测角时对中要求更严格；瞄准时尽可能地用十字丝交点瞄准目标点底部。 l 观测目标间高差较大时，须注意仪器的整平。 l 记录计算要及时、清楚，发现问题，立即重测。 l 一测回观测过程中，不得再调整照准部水准管，若气泡偏离中央较大（>1.5格）,须重新整平,重新观测。 l   方向观测法选择零方向时，应考虑通视良好、距离适中、成像清晰、竖角较小的目标l   方向观测法选择零方向时，应考虑通视良好、距离适中、成像清晰、竖角较小的目标l 方向观测法中,若需多个测回,为消除度盘及测微器分划不均匀误差的影响，各测回在起始方向的盘左位置要配置度盘,其配置读数为(J2例): R=180°/m×(i－1)＋10′(i－1)＋600″/m×(i－1/2) m为测回总数，i为测回序数 l  方向观测法中，测微螺旋及微动螺旋尽可能以 “旋进”（即其转动照准部的方向与照准部的转动方向一致）对齐或瞄准，以避免隙动误差。§3-4 竖直角观测方法§3-4 竖直角观测方法一、竖直角及其测量原理 l 竖直角 ：同一铅垂面内， 视线与水平线间的夹角称为竖直角“α” （又称垂直角）。 仰角：视线在水平线之上，α为正，(αB＞0)； 俯角：视线在水平线之下,α为负，(αC ＜0 )； 其角值范围为:“－90 °～ +90 °” l竖直角的测量原理 在经纬仪的横轴上安置一竖直度盘，竖盘圆心位于横轴的轴线上，视线与水平线在竖盘上投影的差值即为该方向的竖直角（图3-12）。    l观测竖直角的用途 l   由A、B两点间的视线 斜距S化为水平距离 D=S·cos； l   三角高程测量 hab=D·tanα+i–v i-仪器高, v---目标高 HB=HA+hab=HA +D·tanα+i–v 二、竖盘构造二、竖盘构造l   与水平度盘一样,竖盘也是全圆360分划,不同之处在于其注字方式有顺、逆时针之分。 在正常情况下,视线水平时竖盘读数应为90或270。 l 竖盘安装在望远镜横轴一端,随望远镜一起绕横轴转动,读数指标不动,且竖盘平面与横轴相垂直，竖盘刻划中心位于横轴中心上。 图3-14 l竖盘指标与竖盘指标水准管固连在一起，当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标处于正确位置，竖盘读数正确。 l当照准部水准管气泡居中时，竖盘为一竖直平面。 l 竖盘读数指标装置，主要有两种结构形式：带有竖盘指标水准管装置和竖盘指标自动补偿装置。图3-141. 竖盘指标水准管装置 1. 竖盘指标水准管装置 w  竖盘指标与竖盘指标水准管固连在一起，可绕横轴微动，通过调整指标水准管调节螺旋，可使竖盘指标水准管气泡居中。 w 在读取竖盘读数前，应先转动竖盘指标水准管的调节螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中才能读取读数。否则，读数错误。 w 当望远镜视线水平，指标水准管气泡居中时，竖盘指标指示的竖盘读数应该为90或270 nullw  采用竖盘指标自动补偿器代替竖盘指标水准管，简化了操作程序。使仪器在一定的倾斜范围内，都能读得相当于水准管气泡居中时的竖盘读数。 w 自动补偿装置的原理是借助重力作用。 2. 竖盘指标自动补偿装置 三、竖直角观测方法 三、竖直角观测方法 l 竖直角观测与水平角一样,都是依据度盘上两个方向读数之差来实现,但其中一个方向读数不变。 l 两方向中必有一个是水平线方向,视线水平时其竖盘读数是一固定值(如90或270)。 l 竖直角观测只需照准目标,读取竖直度盘读数,即可根据相应公式计算出竖直角。 1．竖直角计算公式的确定方法 1．竖直角计算公式的确定方法 l 竖直角的计算公式，因竖盘注记方式的不同而异, 首先看一下视线水平时的竖盘读数， 然后望远镜上仰看竖盘读数变化： （1）读数增大时, 竖直角=瞄准目标时读数－视线水平时读数； （2）读数减小时, 竖直角=视线水平时读数－瞄准目标时读数； 若盘左属第(1)种情况,则盘右必属第(2)情况； 反之亦然。null l 上下半测回角值较差不超过规定限值时 (DJ2-30;DJ6-60), 取平均值作为一测回的竖直角值; l 测回间的竖直角较差小于限差时取均值作为最后 结果。 如图3-16中： α左=90。－L ； α右=R－270。； 一测回角值 ：α=（α左＋α右）/ 2 。 图中：α左=90。－L ；α右=R－270。， 一测回角值 ：α=（α左＋α右）/ 2。 图中：α左=90。－L ；α右=R－270。， 一测回角值 ：α=（α左＋α右）/ 2。 2．观测步骤 2．观测步骤 l   在测站上安置仪器，对中，整平。 l   盘左位置： 1)瞄准目标，用望远镜微动螺旋使望远镜十字丝中丝的单丝精确切准目标； 2)使指标水准管气泡居中: 转动竖盘指标水准管微动螺旋，使~.（若用自动补偿归零装置，则应把自动补偿器功能开关或旋钮置于“ON”位置）； 3)读取竖直度盘读数，并记入记录表格(表3-5)。 l 盘右位置：纵转望远镜，以盘右位置用十字丝中丝的单丝精确切准目标同一位置，其它操作与盘左相同。 盘左、盘右构成一测回竖直角观测。表3-5表3-53、竖直角计算3、竖直角计算确定竖直角的计算公式： 例如：顺时针注记：见图3-16 α左=90。－L； α右=R－270。；若α左、 α右之差在容许 范围之内( DJ2为30;DJ6为60 ) 一测回角值 ：α=（α左＋α右）/ 2。 计算结果添入表3-5中。四、竖盘指标差 四、竖盘指标差 l 竖盘指标水准管居中（或自动归零装置打开）且望远镜视线水平时，竖盘读数应为某一固定读数(如90或270).见图 3-17 l   竖盘指标差：竖盘指标水准管居中（或自动归零装置打开）且望远镜视线水平时，竖盘读数与理论读数的差值 x，称为～。 l   指标差的计算公式： nullnull l竖盘读数的正确值:(设指标偏向注字增加的方向)： L正=（L–x） R正= R–x l 盘左、盘右取均值可消除指标差 正确的竖直角： α=90°–（L–x）=α左+x （3–7） 或 α=（R–x）–270°=α右–x （3–8） l一测回竖直角 null l 在多测回竖直角测量中,常用指标差来检验竖直角观测的质量: 在观测同一目标的不同测回中(或同测站的不同目标时), 各指标差较差不应超过一定限值, 如在一般竖直角测量中,指标差较差应小于10。 §3-5 经纬仪的检验与校正 §3-5 经纬仪的检验与校正 五条主要轴线： l  水准管轴（LL）：通过水准管零点的内壁纵向弧线的切线； l  竖轴（VV）：经纬仪在水平面内的旋转轴； l  视准轴（CC）：望远镜十字丝交点与物镜光心的连线； l 横轴（HH）：望远镜的旋转轴（又称水平轴）。 l  十字丝竖丝。 此外还有竖盘指标、对点器视准轴、圆水准轴。表3-6表3-6图3-19一、LL⊥VV的检校 若气泡仍居中（或≦0.5格），则LL⊥VV； 否则，说明两者不垂直，需校正。如图3-19。1.检验 粗平经纬仪:转动照准部使水准管平行于任意两个脚螺旋，调节脚螺旋使水准管气泡居中。 旋转照准部180，检查水准管气泡是否居中：图3-192.校正2.校正 l  目前状态下，调节与水准管平行的两脚螺旋，使气泡回移总偏移量之半； l  用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，使气泡居中； l   反复检校几次，直至满足要求。 l   说明：若LL不垂直于VV，则气泡居中（LL水平）时，VV不铅垂，它与铅垂线有一夹角α； 当绕倾斜的VV旋转180后，LL便与水平线形成2 的夹角，它反映为气泡的总偏移量。 当用脚螺旋调回总偏移量之半时，VV已铅垂，另一半则是由水准管轴不水平所致，可调整水准管一端的校正螺丝使水准管水平。 图3-20二、“∣”⊥HH的检校1．检验 整平仪器，使竖丝清晰地照准远处点状目标，使其与竖丝上端相切； 旋转望远镜微动螺旋，将目标点向竖丝下端移动，若目标点与竖丝的位置不变，说明竖丝与横轴垂直；若明显偏离，则需校正。图3-20null2．校正 l   拧开望远镜目镜端十字丝分划板的护盖，（如图3-20（C））松开十字丝分划板固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使竖丝下端与点状目标相切，拧紧分划板固定螺丝。反复检验，反复校正，达到要求后上好护盖。 l   说明：若“∣”⊥HH，则竖丝的移动轨迹在视准轴所扫过的平面内。图3-21三、CC⊥HH的检校 设HH′为横轴的实际位置，视准轴（OA方向）与横轴方向（HH′）的交角为（90– c），c称为视准轴误差。 若有c存在，盘左盘右瞄准同一点时，水平度盘读数相差180±2c。图3-211．检验1．检验 l 选择一平坦场地，安置仪器于A、B中点O，在B点与AB方向垂直地横放一刻有毫米分划的直尺M，并使目标A、直尺M与仪器同高。 l整平仪器后,先以盘左位置照准远处目标A,保持照准部不动,纵转望远镜,于M尺上读得B； l 以盘右位置仍照准目标A，同法在M尺上读取读数B；（见图3-21） l   若B = B ，则CC⊥HH；若B ≠ B ，则需校正。   2．校正 2．校正 l  在M尺上定出B1点， B1 B= B B/4。由图3-21可以看出，在盘右状态下，OB1⊥HH； l   拧开十字丝分划板护盖，用校正针微微拨动十字丝分划板的左右校正螺丝，一松一紧,使十字丝中心对准目标B1即可。   null四、HH⊥VV的检校 1．检验 l  选择距墙面约20～50米处安置仪器，整平仪器后，盘左瞄准墙面高处目标点A（仰角>30°）； l   固定照准部，纵转望远镜，使视线水平在墙上定出B点，并标记； l 盘右位置同法在墙上作点C。 l 如果B与C重合，则HH⊥VV，否则，横轴不水平。 2．校正 2．校正 l   横轴不水平是由于支承横轴的两侧支架不等高而引起。 l   由于横轴是密封的，因此横轴与支架之间的几何关系由制造装配时给予保证，测量人员只需进行此项检验； 如需校正，应送仪器维修部门。 五、竖盘指标正确性检校 五、竖盘指标正确性检校 1．检验 l 用盘左、盘右观测同一目标，计算出仪器的指标差 x 。 2．校正（带竖盘指标水准管经纬仪） l   保持盘右位置瞄准原目标，转动竖盘指标水准管调节螺旋，使竖盘读数为R–x，这时竖直度盘指标水准管气泡不居中； l   用校正针拨动竖盘指标水准管上、下校正螺丝，使气泡居中； l   重复上述操作，直至满足要求为止。 六、光学对点器的视准轴与竖轴重合性检验六、光学对点器的视准轴与竖轴重合性检验 若关系不满足，仪器对中整平后，转动照准部时光学对点器的对中标志会偏离测站点标志。 1.检验 l   安置仪器于平坦之地，严格整平，在三脚架所在地面中央固定一张白纸； l光学对点器调焦，用对中标志在纸上标记出一点； l 转动照准部180，若光学对点器的对中标志离开原来位置且偏离超限,则需进行校正(专业人员进行)。 检校说明：检校说明： l   上述各项校正，一般都需反复进行几次，直至在允许范围之内。其中视准轴的检校是主要一项； l   校正时，应遵循先松后紧的原则； l 一般地，若前一项未校正会影响到下一项的检验时,校正次序不宜颠倒； l 同是校正一个部位的两项,宜将重要的置于后面; §3-6 水平角观测的误差分析 §3-6 水平角观测的误差分析 水平角观测误差的来源：仪器误差、观测误差、外界条件的影响。 一、仪器误差 仪器经校正后残余误差总会存在. 主要仪器误差有以下几项： w 视准轴误差 w 横轴误差 w 竖轴误差 w 度盘偏心误差 w 光学对中器视准轴与竖轴不重合误差  1．视准轴误差 1．视准轴误差 l   由视准轴不垂直于横轴引起，仪器整平后望远镜绕横轴转动，视准轴扫出的是一锥面，而非竖直平面。 l 一个测回中，盘左、盘右观测取平均值，消除视准轴误差的影响。   2．横轴误差 l 横轴不垂直于竖轴引起.此时仪器整平后竖轴处于铅垂，而横轴必然倾斜，视线绕横轴旋转时形成一垂直于横轴的倾斜面，而非铅垂面。 l 一个测回中，盘左、盘右观测取平均值，也可消除横轴误差的影响。3．竖轴误差 3．竖轴误差 l   水准管轴与竖轴不垂直引起, 则即使CC⊥HH，HH⊥VV，当水准气泡居中(LL水平)时，VV并不垂直，HH也不水平。 l  它与横轴误差的区别在于：因VV不垂直,盘左、盘右观测水平角时，HH总是向一个方向倾斜， 盘左、盘右观测取平均值并不能消除其误差。 l 消减措施：关键是保证竖轴铅垂。在某方向上使水准管气泡居中，然后使照准部旋转180°,记录偏移量。用经纬仪整平的方法，使照准部在任何位置气泡偏移量总是总偏移量的1/2，这时VV即处于铅垂状态。 图3-244．度盘偏心误差度盘偏心是指水平度盘中心与照准部旋转中心不重合。 照准部偏心对读数影响的大小及符号随偏心方向与视线间的位置不同而变化。若两者方向重合，则影响为零；若两者互相垂直，则影响最大。 盘左、盘右取平均值可消除度盘的偏心误差。 对径符合法读数的仪器可自行消除此误差。图3-245．光学对中器视线与竖轴不重合误差 5．光学对中器视线与竖轴不重合误差 l   该误差导致测站偏心，其影响在观测误差中详述。 null二、观测误差产生原因: 由于操作仪器不够细心以及眼睛分辨率及仪器性能的客观限制，不可避免地在观测中会带有误差。 主要观测误差： 测站偏心误差 目标偏心误差 照准及读数误差 图3-251．测站偏心误差观测水平角时，对中不准确使得仪器中心O´与测站点的标志中心O不在同一铅垂线上，造成测站偏心。 由此可知：目标点较近或水平角接近于180时，应尤其注意仔细对中。 图3-252．目标偏心误差 2．目标偏心误差 l 原因:是观测标志与地面点未在同一铅垂线上，致使视线偏移。其影响类似于测站偏心。 l   目标偏心距 e 愈大，误差也愈大。 l 在目标点较近时: 观测标志应尽可能使用垂球线，并仔细瞄准，尽量瞄准目标底部。 3．照准及读数误差 l   用十字丝竖丝瞄准目标时应仔细操作 w目标成像较粗时，用单丝平分目标； w目标成像较细时，用目标成像平分双丝。 l   读数时应认真测微，仔细估读。 三、外界条件的影响三、外界条件的影响 l   松软的地面会使仪器下沉 l   曝晒会使水准管气泡变形 l   大风会使仪器抖动 l   旁折光会使视线变弯等等。 观测时尽量选择较好的条件.（阴天无风）。 §3-7 电子经纬仪简介§3-7 电子经纬仪简介 l 电子经纬仪特点：问世于20世纪60年代末，它为测量工作自动化创造了有利条件，大大降低了测量外业的劳动强度， 提高了观测精度，方便、快捷、精确。如图3-26是电子经纬仪的一种。 l 电子经纬仪在结构及外观：与光学经纬仪类似，主要区别在于其读数系统，前者是利用光电扫描和电子元器件进行自动读数并液晶显示。根据光电读数原理的不同，电子经纬仪又分为度盘编码法、增量法和动态法三种测角系统。 图3-26图3-26null电子经纬仪与光学经纬仪相比有如下特点：仅需对准目标，若仪器内置有驱动马达及CCD系统，还可自动搜寻目标。 水平度盘和竖直度盘读数同时显示，省却了估读过程；通过接口可直接将数据输入计算机，不需手工记入手簿。消除了读数、记录时的误差或人为错误。 采用双轴倾斜传感器来检测仪器倾斜状态，由仪器倾斜所造成的水平角和竖直角误差，可通过电子系统进行自动补偿。null 角度计量单位（360六十进制、十进制，400格度，6 400密位）可自动换算。 带有输入键盘，且有若干功能键。如：水平度盘读数置零或锁定、水平角左、右角转换、坡度显示等。 可单次测量（精度较高），也可动态跟踪目标连续测量（精度较低，用于施工放样），且可选择不同的最小角度单位。 null 作业（P60 - P63）： 1、2、3、4、6、7、8、15、16。