經(jīng)緯儀及其使用.ppt

經(jīng)緯儀及其使用 主要內(nèi)容 第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造第二節(jié)水平角測量第三節(jié)豎直角測量第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗與校正第五節(jié)水平角度測量誤差和注意事項第六節(jié)視距測量第七節(jié)復(fù)習(xí)思考題 1 按精度分為DJ1 DJ2 DJ6 DJ15等 D 大地測量儀器 J 經(jīng)緯儀 數(shù)字 測角精度 一測回方向觀測中誤差 單位為秒 2 按讀數(shù)系統(tǒng)分為光學(xué)經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀 3 按性能分為方向經(jīng)緯儀 復(fù)測經(jīng)緯儀 4 配電線路測量中使用較多的是光學(xué)經(jīng)緯儀 一般用DJ6 精度要求較高時用DJ2 第一節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 一DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀包括基座 度盤 照準(zhǔn)部三大部分 一 照準(zhǔn)部主要由望遠(yuǎn)鏡 支架 豎直軸 水平軸 豎直制動微動螺旋 水平制動微動螺旋 讀數(shù)設(shè)備 水準(zhǔn)器和光學(xué)對點器等組成 望遠(yuǎn)鏡 用于瞄準(zhǔn)目標(biāo) 圓水準(zhǔn)器 用于粗略整平儀器 管水準(zhǔn)器 用于精確整平儀器 光學(xué)對點器 用于使度盤中心和測點在同一鉛垂線上 讀數(shù)裝置 用于讀數(shù) 二 基座由軸座 腳螺旋 底板 三角壓板等組成 用于連接和整平 三 度盤1 包括水平度盤和豎直度盤 由光學(xué)玻璃制成 2 注記 0 360 3 分劃 20 30 1 三種注 水平度盤順時針注記 與豎軸不固定 不隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動 水平度盤有復(fù)測鈕或變換鈕 用作改變觀測方向的角度值 豎直度盤順時針注記或逆時針注記 與望遠(yuǎn)鏡固定 隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動 四 測釬 標(biāo)桿和覘牌測釬 標(biāo)桿和覘牌均為經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)時所使用的照準(zhǔn)工具 測釬 適用與距測站較近的目標(biāo) 標(biāo)桿 適用與距測站較遠(yuǎn)的目標(biāo) 覘牌 固定在三腳架上使用 遠(yuǎn)近皆可適用 一般為紅白或黑白相間且常與棱鏡結(jié)合 用于電子經(jīng)緯儀或全站儀 有時也可懸掛垂球用垂球線作為瞄準(zhǔn)標(biāo)志 讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法 讀數(shù)裝置由棱鏡 透鏡 讀數(shù)顯微鏡組成 用于讀取度盤讀數(shù) 二 DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法 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 06 48 豎直讀數(shù) 78 52 00 豎直讀數(shù) 92 17 30 水平讀數(shù) 轉(zhuǎn)動測微輪重合讀數(shù) 在讀數(shù)顯微鏡內(nèi) 可以看到水平度盤和豎直度盤的分劃以及相應(yīng)的分微尺像 如圖3 2所示 度盤最小分劃值為1 分微尺上把度盤為1 的弧長分為60格 所以分微尺上最小分劃值為1 每10 作一注記 可估讀至0 1 一 分微尺測微器及其讀數(shù)法 二 單平板玻璃測微器的讀數(shù)方法 如圖所示讀數(shù)窗內(nèi)可以看到測微盤 上 豎直度盤 中 和水平度盤 下 的分劃像 度盤凡整度注記 每度分兩格 最小分劃值為30 測微盤把度盤上30 弧長分為30大格 一大格為1 每5 一注記 每一大格又分三小格 每小格20 不足20 的部分可估讀 一般可估讀到四分之一格 即5 經(jīng)緯儀的使用包括對中 整平 瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項基本操作 對中 整平1 目的 使測點中心與儀器豎軸中心在同一鉛垂線上 使水平度盤處于水平位置 2 方法 有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對點器對中兩種 由于垂球?qū)χ芯容^低 且使用不便 工程測量中一般采用光學(xué)對點器對中 三經(jīng)緯儀的使用 3 光學(xué)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(xué)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(zhǔn)氣泡居中 精確整平 調(diào)節(jié)腳螺旋 使長水準(zhǔn)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(fù) 兩步 直到完全對中 整平 調(diào)焦與瞄準(zhǔn)1目的 視準(zhǔn)軸對準(zhǔn)觀測目標(biāo)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(zhǔn)目標(biāo) 固定制動螺旋 調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)成像清晰 注意消除視差 調(diào)節(jié)制動 微動螺旋 精確瞄準(zhǔn) 測水平角用雙絲夾粗目標(biāo) 測豎直角用橫絲切目標(biāo)頂部 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 215 06 48 豎直角 78 52 00 角度測量包括水平角測量和豎直角測量 水平角測量用于確定點的平面位置 豎直角測量用于測定高差或?qū)A斜距離改化成水平距離 常用儀器經(jīng)緯儀 一水平角測量原理 1水平角 相交的兩條直線在同一水平面上的投影所夾的角度 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 角值范圍 0 360 第二節(jié)水平角測量 一 測回法 只有兩個方向 1操作步驟 安置儀器于O點 對中整平 正鏡 盤左 瞄準(zhǔn)M點 度盤歸零 順時針轉(zhuǎn)動儀器 瞄準(zhǔn)N點讀數(shù) 倒鏡 盤右 瞄準(zhǔn)N點讀數(shù) 逆時針轉(zhuǎn)動儀器 瞄準(zhǔn)M點讀數(shù) 二水平角的測量方法 2記錄與計算 見表 盤左 正鏡 觀測瞄M 記錄m左 0 00 36 瞄N 記錄n左 68 42 48 上半測回的角值 左 n左 m左 68 42 12 盤右 倒鏡 觀測瞄N 記錄n右 248 42 30 瞄M 記錄m右 180 00 24 下半測回角值 右 n右 m右 68 42 06 一測回角值 檢核對于DJ6經(jīng)緯儀 上下半測回角度之差應(yīng)滿足 否則 應(yīng)重測 當(dāng)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 測站 第一測回O 第二測回O 左 左 右 右 MN MN MN MN 00036 684248 684212 684209 1800024 2484230 684206 684215 901012 1585230 2701018 3385242 684218 684224 684221 水平角觀測手簿 測回法 二 全圓方向觀測法 目標(biāo)多于兩個 1 操作步驟 安置儀器于測站點O 對中 整平 正鏡 盤左 選擇零方向C 順時針依次照準(zhǔn)目標(biāo)D A B C 歸零 讀數(shù) 倒鏡 盤右 瞄準(zhǔn)零方向C 逆時針依次照準(zhǔn)目標(biāo)B A D C 歸零 讀數(shù) D C A 歸零后方向值的計算 各方向平均讀數(shù)分別減起始方向平均讀數(shù) 2 記錄與計算 觀測記錄見表 歸零差的計算 分別計算盤左 盤右兩次瞄準(zhǔn)起始方向讀數(shù)之差 若 超限 應(yīng)及時重測 計算2c值 兩倍視準(zhǔn)誤差 2c 盤左讀數(shù) 盤右讀數(shù) 180 若2c超限 應(yīng)及時重測 各方向平均讀數(shù)的計算 各測回歸零后平均方向值的計算 各測回歸零后方向值的平均值 水平角的計算 相鄰方向值之差 即為相鄰方向所夾的水平角 角值 123456789 全圓方向觀測法觀測手簿 O O 第1測回 第2測回 C D B A C C A B D C 00054 792748 1423118 2884630 00042 1800024 2592730 3223100 1084606 1800018 12 6 30 18 18 24 24 18 18 30 12 24 000397927391423109288461800030 00034 0000079270514230352884544 0000079265914230292884547 90010616927542323130184648900100 2700048349273642310019846362700036 90005716927452323115184642900048 0000079265314230232884550 900052 792659 630330 1461518 711413 6 12 一豎直角測量原理1 定義 在同一豎直面內(nèi) 儀器中心至目標(biāo)的傾斜視線與水平視線所加的銳角 角值范圍 90 90 視線向上傾斜 稱仰角 為正值 視線向下傾斜 稱俯角 為負(fù)值 2 原理 目標(biāo)視線讀數(shù) 水平視線讀數(shù)Z 天頂距 1 2 第三節(jié)豎直角測量 二豎直度盤構(gòu)造豎直度盤固定在望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸 橫軸 上 主要由豎直度盤 豎盤指標(biāo) 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋 目前很多儀器用自動補償器代替了水準(zhǔn)管 根據(jù)度盤的刻劃順序不同 分為順時針注記和逆時針注記兩種 順時針注記 逆時針注記 豎直角計算公式順時針注記豎盤刻劃 目鏡0 物鏡180 盤左 L 90 L 上半測回 盤右 R R 270 下半測回 一測回豎直角 L R 2 R L 180 2 三豎直角觀測與計算 逆時針注記豎盤刻劃 目鏡180 物鏡0 盤左 L L 90 上半測回 盤右 R 270 R 下半測回 一測回豎直角 L R 2 L R 180 2 L R分別為盤左 盤右豎盤讀數(shù) 豎直角計算的通用公式 1 當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰 豎盤讀數(shù)增加時 瞄準(zhǔn)目標(biāo)時的讀數(shù) 視線水平時的常數(shù) 當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰 豎盤讀數(shù)減小時 視線水平時的常數(shù) 瞄準(zhǔn)目標(biāo)時的讀數(shù)對不同注記形式的度盤 首先應(yīng)正確判讀視線水平時的常數(shù) 且同一儀器盤左 盤右的常數(shù)差為180 2觀測 記錄與計算豎直角觀測 安置儀器 對中 整平 盤左瞄準(zhǔn)目標(biāo)某一位置 讀取豎盤讀數(shù)L 盤右瞄準(zhǔn)原目標(biāo)位置 讀取豎盤讀數(shù)R 以上盤左 盤右觀測構(gòu)成一個測回 記錄與計算 見表3 3 分別計算盤左 盤右半測回豎直角 計算盤左盤右的平均值作為一測回豎直角 測站 目標(biāo) 豎盤位置 豎盤讀數(shù) 半測回豎直角 指標(biāo)差 一測回豎直角 備注 O P P 左右 左右 711236 2884700 961842 2634100 12 9 184712 61851 184724 184700 61842 61900 豎直角觀測手簿 L 90 L R R 270 x R L 2 L R 2 四豎盤讀數(shù)指標(biāo)差 讀數(shù)指標(biāo)與正確位置之間的小夾角x 稱為豎盤指標(biāo)差 X X 如圖 盤左位置 望遠(yuǎn)鏡上仰 讀數(shù)減小 豎盤讀數(shù)為L 則正確的豎直角為 90 L x L x 1 指標(biāo)差計算 如圖 盤右位置 望遠(yuǎn)鏡上仰 讀數(shù)增大 豎盤讀數(shù)為R 則正確的豎直角為 R 270 x R x 2 1 2 兩式聯(lián)立得 通過盤左 盤右豎直角取平均值 可以消除指標(biāo)差 對于DJ6經(jīng)緯儀 同一測站上不同目標(biāo)的指標(biāo)差互差或同方向各測回指標(biāo)差互差 不應(yīng)超過25 一經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件 主要軸線 豎軸VV水準(zhǔn)管軸LL橫軸HH視準(zhǔn)軸CC幾何關(guān)系 LLVVCCHHHHVV望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲垂直于橫軸 第四節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗與校正 二檢驗與校正 一 水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸的檢驗與校正1 檢驗 儀器粗平 圓水準(zhǔn)器氣泡居中 水準(zhǔn)管平行某兩個腳螺旋 使水準(zhǔn)管氣泡居中 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180 若氣泡仍居中 則滿足要求 若氣泡偏離 則需校正 2 校正 用腳螺旋調(diào)一半 用水準(zhǔn)管校正螺旋調(diào)一半 此項檢校需反復(fù)進(jìn)行 直至儀器旋轉(zhuǎn)到任意方向氣泡都居中 校正螺絲 二 十字絲豎絲的檢驗校正1 檢驗 儀器整平 豎絲瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點 豎直方向移動望遠(yuǎn)鏡 看P點是否在豎絲上移動2 校正 用十字絲的交點瞄準(zhǔn)P點 用十字絲的校正螺旋調(diào)整 三 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸 2c 的檢驗與校正1 檢驗 平地選DAB 20m左右 安置儀器于中點O A點設(shè)瞄準(zhǔn)標(biāo)志 B點橫一毫米刻劃標(biāo) 注意標(biāo)志 標(biāo)尺與儀器同高 盤左 瞄A 倒鏡 讀數(shù)為B1 盤右 瞄A 倒鏡 讀數(shù)為B2 若B1 B2 則滿足要求若B1 B2 則存在c角 當(dāng)c超過1 時 需校正 2 校正 在標(biāo)尺上定出B1 B2兩點連線的中點B 定出B B2兩點連線的中點B3 調(diào)節(jié)十字絲校正螺絲 使十字絲交點對準(zhǔn)B3 四 橫軸垂直于豎軸的檢驗與校正1 檢驗 距墻壁D 30m安置儀器 墻壁上選一明顯目標(biāo)P 30 盤左 瞄P 望遠(yuǎn)鏡水平 讀數(shù)P1 標(biāo)出P1 盤右 瞄P 望遠(yuǎn)鏡水平 讀數(shù)P2 標(biāo)出P2 若P1 P2 則滿足要求 若P1 P2 則存在i角 需校正 2 校正 墻上定出P1 P2的中點PM 調(diào)節(jié)水平微動 瞄準(zhǔn)PM 將望遠(yuǎn)鏡上仰 十字絲交點必偏離P點 至P 點 校正橫軸一端支架上的偏心環(huán) 使橫軸一端升高或降低 移動十字絲 精確瞄準(zhǔn)P 反復(fù)檢校 直至i角小于1 五 豎盤指標(biāo)差的檢驗與矯正1 檢驗 儀器整平 用盤左 盤右分別瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點 讀數(shù)為L R 計算豎直角和指標(biāo)差 R L 180 2X L R 360 2DJ6 若X 60 滿足要求 若X 60 需要校正 2 校正 盤右瞄準(zhǔn)P點 調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋 使豎盤讀數(shù)為 R x 270 調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管校正螺絲 使氣泡居中 六 光學(xué)對點器的檢驗與校正1 檢驗 安置儀器精確整平 在儀器正下方放一白色紙板 將對點器中心投影到紙板上 并做標(biāo)志P1 旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180 將對點器中心投影到紙板上 并做標(biāo)志P2 若P1 P2重合 滿足要求 否則需校正 2 校正 取P1 P2的中點P 調(diào)節(jié)對點器校正螺絲 使對點器中心投影與P重合 P1 P2 P 一儀器誤差主要包括儀器檢校后的殘余誤差和儀器制造 加工不完善所引起的誤差 1 視準(zhǔn)軸誤差 2c值 盤左 盤右取平均可消除 2 橫軸傾斜誤差 i角 盤左 盤右取平均可消除 3 度盤偏心差 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤分劃中心不重合 盤左 盤右取平均可消除 4 度盤刻劃誤差 度盤刻劃不均勻 測回間變換度盤可減弱 5 豎軸傾斜誤差 盤左 盤右取平均不可消除 精確整平可減弱 第五節(jié)水平角測量的誤差和注意事項 二觀測誤差 1 儀器對中誤差 與偏心距成正比 與視線邊長成反比 當(dāng)水平角接近180 時影響最大 精確對中可減弱 2 目標(biāo)偏心差 與偏心距成正比 與視線邊長成反比 瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部可減弱 3 儀器整平誤差 精確整平 一測回內(nèi)氣泡偏離不能超過2格 否則 測回間重新整平 4 照準(zhǔn)誤差 消除視差 精確瞄準(zhǔn) 5 讀數(shù)誤差 消除視差 認(rèn)真讀數(shù) 三外界條件的影響外界條件的影響比較復(fù)雜 應(yīng)選擇有利的觀測條件 盡量避免不利因素對測量的影響 1 溫度的影響 打傘遮陽 2 大氣折光的影響 選擇良好的天氣觀測 四水平角觀測的注意事項 儀器安置的高度要合適 腳架要踩實 對中 整平要準(zhǔn)確 如觀測的目標(biāo)之間高低相差較大時 更應(yīng)注意儀器整平 如同一測回內(nèi)發(fā)現(xiàn)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡偏離居中位置 不允許重新調(diào)整水準(zhǔn)管使氣泡居中 若氣泡偏離中央超過一格時 則需重新整平儀器 重新觀測 標(biāo)桿要立直于測點上 盡可能用十字絲交點瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測釬的基部 豎角觀測時 宜用十字絲中絲切于目標(biāo)的指定部位 記錄要清楚 并當(dāng)場計算校核 若誤差超限應(yīng)查明原因并重新觀測 同一個測回里不能轉(zhuǎn)動度盤變換手輪或按水平度盤復(fù)測扳鈕 返回 第六節(jié)視距測量 一視距測量原理 視距測量是利用視距絲配合標(biāo)尺讀數(shù)來完成的 對于倒像望遠(yuǎn)鏡 下絲