光學(xué)經(jīng)緯儀使用方法

1、第四章第四章 角度測(cè)量角度測(cè)量 4.1 角度測(cè)量 4.2 角度測(cè)量原理 4.3 光學(xué)經(jīng)緯儀 4.4 豎直角測(cè)量 第一節(jié)第一節(jié) 角度測(cè)量概述角度測(cè)量概述 角度測(cè)量是測(cè)量的基本工作之一角度測(cè)量是測(cè)量的基本工作之一 角度測(cè)量包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量角度測(cè)量包括水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量 角度測(cè)量的主要儀器是經(jīng)緯儀角度測(cè)量的主要儀器是經(jīng)緯儀 角度測(cè)量的意義角度測(cè)量的意義 水平角坐標(biāo)方位角坐標(biāo)(確定直線的方向和點(diǎn)的 平面位置） 豎直角把直線的傾斜長(zhǎng)度換算為水平長(zhǎng)度計(jì)算三 角高程 第二節(jié)第二節(jié) 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理 一、水平角測(cè)量原理一、水平角測(cè)量原理 1、水平角的概念、水平角的概念 相交于一點(diǎn)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(diǎn)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(cè)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(gè)點(diǎn)，意三個(gè)點(diǎn)，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(cè)量原理水平角測(cè)量原理 如圖如圖3-1所示，可在所示，可在O點(diǎn)的上方任意高度處，水平安置一點(diǎn)的上方任意高度處，水平安置一

3、 個(gè)帶有刻度的圓盤，并使圓盤中心在過個(gè)帶有刻度的圓盤，并使圓盤中心在過O點(diǎn)的鉛垂線上；點(diǎn)的鉛垂線上； 通過通過OA和和OB各作一鉛垂面，設(shè)這兩個(gè)鉛垂面在刻度盤各作一鉛垂面，設(shè)這兩個(gè)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(cè)量水平角的儀器，必須具備一個(gè)能置于水平位置用于測(cè)量水平角的儀器，必須具備一個(gè)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(diǎn)的鉛垂線水平度盤，且水平度盤的中心位于水平角頂點(diǎn)的鉛垂線 上。儀器上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還上。儀器上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還 能在豎直面內(nèi)

4、轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設(shè)計(jì)能在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設(shè)計(jì) 制造的測(cè)角儀器。制造的測(cè)角儀器。 ab 二、豎直角測(cè)量原理二、豎直角測(cè)量原理 1、豎直角的概念、豎直角的概念 觀測(cè)目標(biāo)的方向（視線）與同一豎直觀測(cè)目標(biāo)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(fù)。其角值為負(fù)。 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(cè)量原理 第三節(jié)第三節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀的類型很多，按其精度劃可分為光學(xué)經(jīng)緯儀的類型很多，按其精度劃可分為DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJ15等級(jí)系列。等級(jí)系列。 D: 大地測(cè)量；大地測(cè)量；J:經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀,漢語拼音第一個(gè)字母。漢語拼音第一個(gè)字母。 “07”、“1”、“2”等阿拉伯?dāng)?shù)字代表該儀器的精度指標(biāo)，等阿拉伯?dāng)?shù)字代表該儀器的精度指標(biāo)， 數(shù)字愈小，精度愈高。數(shù)字愈小，精度愈高。 這里重點(diǎn)介紹這里重點(diǎn)介紹DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法。級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法。 一、一、J6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 光學(xué)經(jīng)緯儀由照準(zhǔn)部、基座、軸系三部分

6、組成。光學(xué)經(jīng)緯儀由照準(zhǔn)部、基座、軸系三部分組成。 （一）照準(zhǔn)部（一）照準(zhǔn)部 照準(zhǔn)部的主要部件有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置、讀數(shù)設(shè)備、度盤等。照準(zhǔn)部的主要部件有望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置、讀數(shù)設(shè)備、度盤等。 1.望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 光望遠(yuǎn)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(yuǎn)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(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視準(zhǔn)軸。視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲中心的連線稱為視準(zhǔn)軸。 視差：目標(biāo)的影象與十字絲平面不重合的現(xiàn)象稱為視差。視差：目標(biāo)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(yuǎn)鏡朝向天空或一

7、明亮的物體，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡筒，直至看清十字絲。將望遠(yuǎn)鏡朝向天空或一明亮的物體，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡筒，直至看清十字絲。 將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦透鏡使目標(biāo)清晰地成象在十字絲平面上。將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦透鏡使目標(biāo)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(cè)距儀光電測(cè)距儀 全站型電子速測(cè)儀全站型電子速測(cè)儀 2.水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器 水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn)水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn) 器器 。圓水準(zhǔn)器用于粗略整平。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，管水準(zhǔn)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(cè)微器讀書方法）分微尺測(cè)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(zhǔn)讀取測(cè)微再以度盤分化線為準(zhǔn)讀取測(cè)微 尺上的整分?jǐn)?shù)；尺上的整分?jǐn)?shù)； 最后估讀秒數(shù)至測(cè)微器一格的最后估讀秒數(shù)至測(cè)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(cè)微器單平板玻璃測(cè)微器 讀數(shù)方法讀數(shù)方法 先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使雙指標(biāo)先轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使雙指標(biāo) 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?jǐn)?shù)；分?jǐn)?shù)； 在以單指標(biāo)線為準(zhǔn)讀取分在以單指標(biāo)線為準(zhǔn)讀取分 秒數(shù)，估讀秒數(shù)至測(cè)微器秒數(shù)，估讀秒數(shù)至測(cè)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(cè)方法水平角觀測(cè)方法 一、經(jīng)緯儀的安置

9、一、經(jīng)緯儀的安置 1、對(duì)中、對(duì)中 儀器中心與測(cè)點(diǎn)中心對(duì)在儀器中心與測(cè)點(diǎn)中心對(duì)在 一條鉛垂線上。一條鉛垂線上。 方法：垂球?qū)χ校还鈱W(xué)對(duì)方法：垂球?qū)χ?；光學(xué)對(duì) 中。中。 要求：垂球?qū)χ衅钜螅捍骨驅(qū)χ衅?3mm；光學(xué)對(duì)中偏差；光學(xué)對(duì)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(cè)水平角觀測(cè) 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置 瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)目標(biāo) 讀數(shù)讀數(shù) 1.安置三腳架，粗平，粗安置三腳架，粗平，粗 對(duì)中；對(duì)中； 2.裝照準(zhǔn)部，擰緊連接螺裝照準(zhǔn)部，擰緊連接螺 旋；旋； 3.用腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器用腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器 對(duì)中；對(duì)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(zhǎng)氣泡；用腳螺旋整平長(zhǎng)氣泡； 6.松連接螺旋再精確對(duì)中；松連接螺旋再精確對(duì)中； 7.用腳螺旋精平長(zhǎng)氣泡。用腳螺旋精平長(zhǎng)氣泡。 8.若不符合要求，再重復(fù)若不符合要求，再重復(fù) 6、7步。步。 二、測(cè)角方法二、測(cè)角方法 1、測(cè)回法、測(cè)回法（適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角）（適用于觀測(cè)兩個(gè)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(cè)）用盤左（正鏡）位置觀測(cè) 左左 = b1 - a1 (3) 用盤右（倒鏡）位置觀測(cè)用盤右（倒鏡）位置觀測(cè) 右 = b2 - a2 （4）上半測(cè)回和下半測(cè)回構(gòu)成一測(cè)回。上半測(cè)回和下半測(cè)回構(gòu)成一測(cè)回。 2、方向觀測(cè)法、方向觀

11、測(cè)法 A B O 圖3-9 水平角測(cè) 量（測(cè)回法） 1 a 1 a 二、測(cè)角方法二、測(cè)角方法 1、測(cè)回法、測(cè)回法（適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角）（適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角） A B O 圖3-9 水平角測(cè) 量（測(cè)回法） 1 a 1 a 盤左觀測(cè)盤左觀測(cè) 豎直度盤豎直度盤 盤右觀測(cè)盤右觀測(cè) 豎直度盤豎直度盤 水平角觀測(cè)記錄表水平角觀測(cè)記錄表 測(cè)站 目標(biāo)盤位水平盤讀數(shù) 半測(cè)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(cè)豎直角度觀測(cè) 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(biāo)水準(zhǔn)管 豎盤指標(biāo) a） b） 圖3-13 豎直度盤刻度注記（盤左位置） 二、豎直角計(jì)算方法二、豎直角計(jì)算方法 回 顧 水平角測(cè)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(cè)方法 一、經(jīng)緯儀的安置使用 經(jīng)緯儀的使用包括架設(shè)儀器、對(duì)中與整 平、調(diào)焦與瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項(xiàng)基本操作。 （一）架設(shè)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(duì)中與整平 1對(duì)中的目的： 使測(cè)點(diǎn)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(duì)中的方法： 有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)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(cè)點(diǎn)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(zhǔn)氣泡居中； 精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使管水準(zhǔn)氣泡居中； 精確對(duì)中：移動(dòng)基座，精確對(duì)中; 重復(fù) 、 兩步，直到完全對(duì)中、整平。 （2）光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中及整平的步驟： 安置儀器：高度適中，使測(cè)點(diǎn)在視場(chǎng)內(nèi)； 強(qiáng)制對(duì)中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中心 與測(cè)點(diǎn)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，使管水準(zhǔn)氣泡居中； 精確對(duì)中：移動(dòng)基座，精確對(duì)中（只能前后、 左右移動(dòng)，不能旋轉(zhuǎn)）； 重復(fù) 、兩步，直

14、到完全對(duì)中、整平。 （三）調(diào)焦與瞄準(zhǔn) 1目的：視準(zhǔn)軸對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)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(dòng)螺旋； 調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)成像清晰，注意除差； 調(diào)節(jié)制動(dòng)、微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)。 測(cè)水平角 用雙絲夾 粗目標(biāo) 測(cè)豎直角 用橫絲切 目標(biāo)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(cè)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(cè)方法 盤左：觀測(cè)者對(duì)著望遠(yuǎn)鏡的目鏡時(shí)，豎盤 在望遠(yuǎn)鏡的左邊

15、，又稱正鏡。 盤右：觀測(cè)者對(duì)著望遠(yuǎn)鏡的目鏡時(shí)，豎盤 在望遠(yuǎn)鏡的右邊，又稱倒鏡。 測(cè)回法（只有兩個(gè)方向） O A B 1、操作步驟 安置儀器于O點(diǎn)，對(duì)中整平； 盤左（正鏡）精確瞄準(zhǔn)A A點(diǎn)， 度盤歸零，記錄讀數(shù)； 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)； 以上三步稱盤左半測(cè)回或上半測(cè)回 盤右（倒鏡），精確瞄準(zhǔn)A點(diǎn)讀數(shù)； 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)。 以上兩步稱盤右半測(cè)回或下半測(cè)回 2、記錄與計(jì)算（見表3.1) 盤左（正鏡）觀測(cè) 瞄A，記錄 a左= 00036 瞄B，記錄 b左= 684248 上半測(cè)回的角值： 左= b左- a左= 684212 盤右（倒鏡）觀測(cè) 瞄B， 記錄 b右= 2484230

16、 瞄A， 記錄 a右= 1800024 下半測(cè)回角值： 右= b右- a右= 684206 一測(cè)回角值 902468 2 右左 檢核 對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測(cè)回角度之差應(yīng)滿足： ，否則，應(yīng)重測(cè)。 當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回： 第一測(cè)回度盤歸零； 其他各測(cè)回間按180/n（n為測(cè)回?cái)?shù)）的差 值，變換度盤； 各測(cè)回角值之差不得超過40； 取各測(cè)回平均值作為最后結(jié)果。 0 4 右左 測(cè)站 豎盤 目 標(biāo) 水平度盤讀數(shù) 半測(cè)回角值一測(cè)回角值各測(cè)回角值備 注 第一 測(cè)回 O 第二 測(cè)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(cè)回法觀測(cè)手簿 表7.2 小 結(jié) 1、經(jīng)緯儀的使用包括架設(shè)儀器、對(duì)中與整 平、調(diào)焦與瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項(xiàng)基本操作。 2、水平角觀測(cè)方法測(cè)回法 A B O A1 B1 O1 O2 a b 水平面 水平角測(cè)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(cè)微尺和測(cè)微器兩種方法。 測(cè)微尺測(cè)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(dòng)測(cè)微輪重合讀數(shù) 返回 經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)所使用的照準(zhǔn)工具有測(cè)釬、 標(biāo)桿和覘牌等。 返回 O A B 返回 o oo A B 返回 三、豎直角觀測(cè)三、豎直角觀測(cè) 1、瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn) + B A O 圖3-11 垂直角測(cè)量原理 圖3-16 垂直角測(cè)量瞄準(zhǔn) 豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè) 2、指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中、指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中 （現(xiàn)在的儀器都有豎盤自動(dòng)歸零裝置）（現(xiàn)在的儀器都