經(jīng)緯儀及其使用

第四章經(jīng)緯儀及其使用第一節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀的主要特點(diǎn)是承受玻璃度盤和光學(xué)測微裝置點(diǎn)。其種類按精度系列可分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、……、DJ15和DJ60等六個(gè)級(jí)別其中“DJ”分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音和第一個(gè)字母，下標(biāo)數(shù)字表示常用的DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀。一、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造如下圖，為南京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀，是由照準(zhǔn)部、水平工盤和基座三局部組成的。下面加以說明?！惨弧⒄諟?zhǔn)部照準(zhǔn)部主要是由望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、橫軸、支架、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管、豎軸、讀數(shù)顯微鏡及光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)等組成。1、望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡是照準(zhǔn)設(shè)備，用用準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，由瞄準(zhǔn)器、物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡、十字絲分動(dòng)螺旋掌握。一根長的為橫絲，稱為中絲。縱絲用以準(zhǔn)確照準(zhǔn)目標(biāo)，中絲用來讀取標(biāo)尺上的讀數(shù)。在中絲的上、下等距處，刻有兩根短橫絲，稱為視距絲，可用于視距測量。如下圖，為十字絲刻畫的幾種形式。調(diào)焦透鏡和物鏡的作用是使目標(biāo)成實(shí)像于十字絲畫面上2、豎直度盤可由豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋進(jìn)展調(diào)整，為了觀看便利，設(shè)置了一個(gè)反光鏡。3、水準(zhǔn)器一樣，圓水準(zhǔn)器用作粗平，而管水準(zhǔn)器則用于準(zhǔn)確整平。4、讀數(shù)設(shè)備讀數(shù)設(shè)備有讀數(shù)顯微鏡、測微尺、光窗。讀數(shù)顯微鏡可以旋轉(zhuǎn)鏡頭，使讀數(shù)清楚。光窗60等分，每一等分為一分，用以測讀一度以內(nèi)的數(shù)字?！捕⑺蕉缺P水平度盤是由光學(xué)玻璃制成的圓盤，其邊緣按順時(shí)針方向刻有0度-360度的分劃，度盤的最小分劃值為1〔有的是在照準(zhǔn)部是保護(hù)螺旋?！踩?、基座基座局部由基座、腳螺旋、軸座固定螺旋和光學(xué)對中器等組成。其中儀器整平，基座錯(cuò)助中心連接螺旋與三腳架架頭連接。二、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的使用〔一、經(jīng)緯儀的安置1、架設(shè)〔于腳架架頭上，用中心螺旋將其與腳架連接起來〕把經(jīng)緯儀架設(shè)于測站上。2、對中對中就是使儀器度盤中心和測站點(diǎn)位于同一鉛垂線上。使垂球尖停頓搖擺后對準(zhǔn)測站點(diǎn)中心，并將三腳架腳尖踩入土中，此時(shí)仍要保持架頭水平；正對測站點(diǎn)中心，旋緊中心連接螺旋。垂球?qū)χ姓`差應(yīng)小于3毫米。1中心螺旋，移動(dòng)儀器，使測站點(diǎn)中心與分劃板中心重合，最終旋緊連接螺旋。3、整平鉛垂面內(nèi)。其操作方法如下：先使自己的胸面和面前最近的兩螺旋的連線平行指的旋轉(zhuǎn)方向就是汽泡欲移動(dòng)的方向，右手與左手相對旋轉(zhuǎn)，使汽泡居中；將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90度，如下圖，只用左手旋轉(zhuǎn)第三個(gè)螺旋，也是左手拇指的旋轉(zhuǎn)方向就是汽泡欲移動(dòng)的方向，使汽泡居中。按上述方法反復(fù)操作幾次，直至水準(zhǔn)管在任何方位，汽泡偏離中心不超過一格為止?！捕?、照準(zhǔn)目標(biāo)1、瞄準(zhǔn)目標(biāo)部和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋。2、調(diào)焦〔可能使目標(biāo)成像不清楚了。3、消退視差O與目標(biāo)像的AO點(diǎn)又與B點(diǎn)重合；當(dāng)人眼略向下時(shí)，OC點(diǎn)重合了。假設(shè)連續(xù)使人眼上下移動(dòng)，就好象看到O點(diǎn)在目光螺旋，使目標(biāo)成像清楚，并上下稱移動(dòng)眼睛，直到O點(diǎn)在目標(biāo)像上不動(dòng)為止。4、準(zhǔn)確照準(zhǔn)量照準(zhǔn)地面點(diǎn)；假設(shè)地面點(diǎn)被障礙物遮住，就盡量照準(zhǔn)標(biāo)桿的下部，同時(shí)標(biāo)桿要盡量立直?！踩?、讀數(shù)DJ6望遠(yuǎn)鏡旁的讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，觀測者用讀數(shù)顯微鏡可讀取讀數(shù)。我國南京光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀，承受的是分微尺讀數(shù)裝置。通過一系列1160格，所以10。1分。0 1 2 3讀數(shù)時(shí)，翻開并轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡，使讀數(shù)窗內(nèi)的亮度適中，調(diào)整讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使度盤和分微尺的分劃線清楚然后“度可以在分微尺中的度盤分劃線上的注記數(shù)字直接讀出“分”則用度盤分劃線作為指標(biāo)，在分微尺中直接讀出，并估讀到為分〔即6秒，再將兩者相加即得到度盤讀數(shù)如下圖水平度盤的讀數(shù)為130度+01分30秒=130 01 30；87度+2200秒=872200。其次節(jié) 水平角測量一、水平角測量原理β表示。如下圖AB和ACA點(diǎn)作一鉛垂線OAA1，通過該垂線并ABACTW。此兩豎直面和水平面HA1B1A1C1就AB和AC的水平投影，∠B1A1C1就是A點(diǎn)對B、C方向的水平角。此時(shí)用任意的水平A1OO處，水平地安一個(gè)有分劃的圓盤，并使圓盤的中心位于A1O上，A點(diǎn)對BC方向的水平角∠B1A1C1的角值。假設(shè)設(shè)水平度盤上的讀數(shù)分別為a和b，則水平角的角值就是兩方向讀數(shù)之差b-a.數(shù)的測微裝置。平角，都必需用盤左和盤右觀測，才算一個(gè)完整的測回。盤左就是豎盤在視準(zhǔn)主向的左邊，也稱正鏡；盤右就是豎盤在視準(zhǔn)方向的右邊，也稱倒鏡。二、水平角的測量方法〔一、測回法測回法多用于觀測兩個(gè)方向之間的單個(gè)水平角。如下圖，欲測出地面上OA、OB兩方向間的水平角，可按以下步驟進(jìn)展觀測：1、緯儀安置于O點(diǎn)，在A、B點(diǎn)分別立標(biāo)桿。2、用盤左觀測。按順時(shí)針的挨次觀測目標(biāo)，照準(zhǔn)部以順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)。A點(diǎn)，讀水平度盤讀數(shù)a左，記入如下圖的記錄表。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)B點(diǎn)，讀水平角讀數(shù)b左。3、用盤右觀測。以上完成了上半個(gè)測回，為了檢核及消退儀器誤差對測角的影響，必需以盤右觀測。盤右觀測是按逆時(shí)針的挨次觀測目標(biāo)，照準(zhǔn)部以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù)b右，記入表格。假設(shè)不存在誤差，b右±180度〔180度〕=b左。由于誤差不行能避開，所以就不等，那其間的誤差25秒。逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)A點(diǎn)，讀數(shù)a右，記入表格。同樣〔a180度a25秒。4、計(jì)算DJ6經(jīng)緯儀觀測水平角，上、下兩個(gè)半測回角度之差值應(yīng)小于40秒。到達(dá)這一精度要求的，取其平均值作為一測回的結(jié)果。否則重測。常取目標(biāo)觀測值的平均值之差作為一測回的結(jié)果。180度/N的差值變換度盤的起始位置?！捕?、方向觀測法如下圖，在O點(diǎn)對A、B、C三個(gè)方向進(jìn)展觀測，得到α和β角，這種一次觀測方向不超過三個(gè)的觀測方法稱之為方向觀測法。其步驟如下：1、將經(jīng)緯儀安置于O點(diǎn)，在A、B、C三點(diǎn)上立標(biāo)桿。2、盤左觀測照準(zhǔn)A000秒，并登記表中。如表所示。分別觀測B點(diǎn)、C點(diǎn)。將觀測值記入表格3、盤右觀測依次觀測C點(diǎn)、B點(diǎn)、A點(diǎn)，將觀測值記入表格。同一方向盤左盤右觀測值之差同樣25秒。4、計(jì)算取同一方向觀測值的平均值。如表所示。求角值，用相鄰方向值相減。如表所示。一、豎直角的概念

第三節(jié) 豎直角測量豎直角：在鉛垂面內(nèi)，視線方向與水平線的夾角稱為豎直角，又稱不垂直角或高度角，以α表示。視線方向在水平方向之上，稱為仰角，角值為正值，從0度到+90度；視線在水平方向以下，稱為俯角，角值為負(fù)值，從0度到-90度。如圖，如要測地面AB方向的豎AAOO上垂直方向安置度盤，使度盤平面位于AB的AB的直線在刻度盤的讀數(shù)與由圓心引出的水平線在刻度盤的讀數(shù)之差，就是AB方向的豎角的角值。二、豎直度盤的構(gòu)造豎直度盤簡稱豎盤，如下圖為DJ6經(jīng)緯儀豎盤構(gòu)造示意圖，主要包括豎盤、豎盤指9090度的整數(shù)倍。一些型的經(jīng)緯儀安裝了自動(dòng)歸零裝置來代替水準(zhǔn)管，提高了觀測速度和精度?？潭仍谀跨R端，18090度，盤右讀數(shù)為270度。多數(shù)經(jīng)緯儀承受的是這種注形式。三、豎直角的觀測豎直角的觀測、記錄、計(jì)算方法如下：12格居中，讀取豎盤讀數(shù)L，并記入如下圖的表中。3R。4、計(jì)算。α平=〔R-L〕/2-90在要求精度不高的狀況下，常只用盤左觀測豎角。四、豎直角的計(jì)算公式因豎盤的注記形式不同，由豎盤讀數(shù)計(jì)算豎角的公式也不同，但計(jì)算的規(guī)律是一樣的，即當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上傾豎盤讀數(shù)減小時(shí)，豎角=〔視線水尋常的讀數(shù)〕-〔照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)〕當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上傾豎盤讀數(shù)增加時(shí)，豎盤=〔照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)〕-〔視線水尋常的讀數(shù)〕DJ6α左=90-Lα右=R-270最終，取盤左、盤右的豎直角平均值作為觀測結(jié)果，即α平=〔R-L〕/2-90第四節(jié) 角度測量誤差和留意事項(xiàng)角度測量誤差的主要來源于儀器誤差、人為操作誤差及及外界條件的影響等幾個(gè)方面。只有對這些誤差加以分析，才能找出消退或削減誤差的方法，從而提高觀測精度。一、儀器誤差及留意事項(xiàng)儀器有有制造方面的誤差，如偏心誤差、度盤刻劃不均勻、水平度盤和豎軸不垂直等；有校正不完善的誤差，如豎軸與照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸不完全垂直、視準(zhǔn)軸與橫軸的剩余誤差等。這些誤差中，有的可以用適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)方法減弱或消退。例如，用盤左、盤右兩個(gè)位置觀測，度盤起始位置，最終取平均值的方法減弱影響。二、人為操作誤差及留意事項(xiàng)1、儀器對中誤差產(chǎn)生誤差。經(jīng)爭論已經(jīng)知道，對中引起的水平角觀測誤差，與偏主距成正比，并與測站到觀測點(diǎn)的距離成反比。因此，在觀測短邊之間的水平角時(shí)，尤其要對中。2、整平誤差傾斜較大時(shí)，其誤差對水平角的影響更大。因此，在觀測過程中要親熱留意水準(zhǔn)管的變化，假設(shè)覺察汽泡偏離中心位置一格以上，應(yīng)重整平和測量。觀測豎角時(shí)，每次讀數(shù)之前，必需使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中或自動(dòng)歸零開關(guān)置于“ON”的位置。3、照準(zhǔn)誤差外形和清楚度，其中與望遠(yuǎn)鏡放大率的關(guān)系最大。經(jīng)計(jì)算，DJ6級(jí)經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)誤差為±2秒—±2。4秒，觀測時(shí)應(yīng)留意消退誤差。4、讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差主要為估讀誤差，它取決于儀器的讀數(shù)裝置。如DJ6級(jí)經(jīng)緯儀的分微尺，其1分，估讀誤差為分劃值的格外之一，即為6秒。讀數(shù)時(shí)