1、工工 程程 测测 量量任课教师任课教师：高高 飞飞合肥工业大学土木与水利工程学院测量工程系合肥工业大学土木与水利工程学院测量工程系水利水电工程专业09级22022-8-8 工工 程程 测测 量量 第第4 4章章 角度角度测量测量 4.1 角度测量原理角度测量原理 4.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测 4.3 电子经纬仪电子经纬仪 4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 3.5 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项现代普通测量学现代普通测量学32022-8-8工工 程程 测测 量量第第4 4章章 角度角度测量测量 测量三项基本工作之一：测量三项基本工作之一：角度测量角度
2、测量 角度测量的仪器：角度测量的仪器：经纬仪经纬仪 角度测量分为：角度测量分为：水平角测量和竖直角测量水平角测量和竖直角测量 水平角测量目的：水平角测量目的：用于求算地面点的平面位置用于求算地面点的平面位置 竖直角测量目的：竖直角测量目的：1.测定地面两点的高差测定地面两点的高差 2.将地面两点的倾斜距离改化成水平距离将地面两点的倾斜距离改化成水平距离现代普通测量学现代普通测量学42022-8-8工工 程程 测测 量量第第4 4章章 角度测量角度测量主要内容：主要内容：角度测量原理、经纬仪的构造及使用、经纬角度测量原理、经纬仪的构造及使用、经纬仪的检验与校正、角度测量的误差分析。仪的检验与校正
3、、角度测量的误差分析。主要目的：主要目的：掌握经纬仪的使用方法，水平角和竖直角的掌握经纬仪的使用方法，水平角和竖直角的观测、记录、计算。观测、记录、计算。现代普通测量学现代普通测量学52022-8-8 4 4.1.1 角度测量原理角度测量原理 一、水平角测量原理角测量原理水平角定义水平角定义 1.1.为地面上为地面上O点至点至A和和B 两目两目标方向线在水平面标方向线在水平面P上投影的上投影的夹角夹角，称为水平角。称为水平角。2.2.地面上一点到两目标的方地面上一点到两目标的方向线间所夹的水平角，就是过向线间所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的这两方向线所作两竖直面间的二面角。二面角
4、。ab 第第4章章 角度测量角度测量62022-8-8二、竖直二、竖直角测量原理角测量原理 仰角仰角 俯角俯角 视线水平时竖直角视线水平时竖直角 视线水平时竖盘读数视线水平时竖盘读数为一常数，通常为为一常数，通常为 或是或是 的倍数的倍数 90900090 09090 竖直角定义竖直角定义 竖直角是同一竖直面内倾斜视线与水平线之间的夹竖直角是同一竖直面内倾斜视线与水平线之间的夹角，其角值角，其角值 第第4章章 角度测量角度测量72022-8-8 4 4.1.1 角度测量原理角度测量原理 第第4章章 角度测量角度测量为了能够测定水平角和竖直为了能够测定水平角和竖直角，角度测量仪器角，角度测量仪器
5、经纬仪经纬仪必须必须具备几个条件：具备几个条件：1 1具有两个分别能水平放置具有两个分别能水平放置和竖直放置的刻度盘；和竖直放置的刻度盘；2.2.水平度盘中心（仪器中心）水平度盘中心（仪器中心）必须能够严格安置在地面角度必须能够严格安置在地面角度顶点上；顶点上；3 3望远镜能分别以水平度盘望远镜能分别以水平度盘中心和竖直度盘中心为轴线做中心和竖直度盘中心为轴线做水平转动和上下转动。水平转动和上下转动。82022-8-8 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测经纬仪的种类经纬仪的种类 1.按构造原理和读数系统分为按构造原理和读数系统分为:游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪游标经纬仪、光
6、学经纬仪、电子经纬仪 2.按精度高低分为：按精度高低分为：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60 3.一般工程测量最常用一般工程测量最常用:DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪 第第4章章 角度测量角度测量92022-8-8游标经纬仪游标经纬仪光学经纬仪光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测 第第4章章 角度测量角度测量102022-8-8经纬仪的精度系列及用途经纬仪的精度系列及用途技术项目技术项目一测回水平一测回水平方向中误差方向中误差望远镜有效望远镜有效孔径不小于孔径不小于望远镜放大望远镜放大倍数不小于倍数不小于水准管水准管分划值分划值水平
7、度盘水平度盘垂直度垂直度盘盘主要用途主要用途经纬仪等级经纬仪等级DJDJ1 1 DJDJ2 2 DJDJ6 6 1 1 2 2 6 6 二等平面控制二等平面控制测量及精密测量及精密工程测量工程测量60mm 40mm 40mm60mm 40mm 40mm3030倍倍 2828倍倍 2626倍倍 6 6/2mm 20/2mm 20/2mm 30/2mm 30/2mm/2mm 1010/2mm 20/2mm 20/2mm 30/2mm 30/2mm/2mm 三、四等平面三、四等平面控制测量及控制测量及一般工程测量一般工程测量图根控制测量图根控制测量 及及一般工程测量一般工程测量技术参数技术参数112
8、022-8-8一、一、DJ6DJ6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造1.1.主要部件及作用主要部件及作用(1)基座基座 用于支承仪器用于支承仪器,连接三连接三脚架脚架,悬挂垂球或光学对悬挂垂球或光学对中中,利用三个脚螺旋可整利用三个脚螺旋可整平仪器。平仪器。(2)水平度盘水平度盘 0360度顺时针刻划，度顺时针刻划，最小分划值为最小分划值为1度度(3)照准部照准部 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测122022-8-8J6J6光学经纬仪外观图光学经纬仪外观图一、一、DJ6DJ6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测132022-8-82.
9、2.主要轴线和几何条件主要轴线和几何条件主要轴线主要轴线(1)望远镜视准轴望远镜视准轴CC(2)仪器横轴仪器横轴HH(3)照准部水准管轴照准部水准管轴LL(4)仪器竖轴仪器竖轴VV几何条件几何条件(1)LL垂直于垂直于VV(2)VV垂直于垂直于HH(3)HH垂直于垂直于CC(4)十字丝竖丝垂直于十字丝竖丝垂直于HH一、一、DJ6DJ6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测142022-8-83.DJ63.DJ6经纬仪光路图经纬仪光路图竖直度盘水平度盘一、一、DJ6DJ6光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测
10、152022-8-8二、二、经纬仪的安置经纬仪的安置1.对中对中 对中的目的是使仪器的中心对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一个铅垂线与测站点位于同一个铅垂线上。上。有垂球对中和光学对中有垂球对中和光学对中两种方法。两种方法。对中精度：垂球对中对中精度：垂球对中3mm，光学对中光学对中1mm2.整平整平 整平的目的是使仪器竖轴处整平的目的是使仪器竖轴处于铅直位置和水平度盘处于于铅直位置和水平度盘处于水平位置。水平位置。3.瞄准瞄准（注意消除视差）（注意消除视差）4.读数读数 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测162022-8-8BCA1.1.对中对中将仪器中心安置在过测将仪器
11、中心安置在过测 站点的铅垂线上。对中站点的铅垂线上。对中 误差误差3mm3mm。垂球对中步骤：垂球对中步骤：粗略对中：粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测移动三脚架，使垂球尖离测 站中心站中心1 1 2cm2cm内；内；精确对中：精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架稍微松开中心螺丝，在脚架 头上移动头上移动(不能旋转不能旋转)仪器，使垂球尖精仪器，使垂球尖精 确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。对中、对中、整平、瞄准、读数、整平、瞄准、读数、二、二、经纬仪的安置经纬仪的安置 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测172022-8-8 打开三脚架，装上经纬仪；
12、打开三脚架，装上经纬仪；固定三脚架一脚，双手持脚架另固定三脚架一脚，双手持脚架另 二脚并不断调整其位置，同时观二脚并不断调整其位置，同时观 测光学对点器十字分划，使其基测光学对点器十字分划，使其基 本对准测站标志，踩实脚架；本对准测站标志，踩实脚架；调节脚螺旋，使光学对点器精确调节脚螺旋，使光学对点器精确 对准测站标志；对准测站标志；伸缩三脚架伸缩三脚架(二脚二脚)，调平仪器，调平仪器，使圆气泡居中；使圆气泡居中；调脚螺旋，精确整平仪器，并通调脚螺旋，精确整平仪器，并通 过在脚架头上移动仪器，精确对中。过在脚架头上移动仪器，精确对中。有时必须反复上述三步的操作。有时必须反复上述三步的操作。光学
13、对中步骤：光学对中步骤：对准、调平、整平、对中对准、调平、整平、对中182022-8-8123气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高2.2.整平整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差竖盘位于铅垂面内。整平误差1 1格。格。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气 泡居中泡居中(反复反复)。一测回观测过程中，不得再调气泡。一测回观测过程中，不得再调气泡。气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123二、二、经纬仪的安置经纬仪的安置192022-8-82.2.整平整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横
14、轴水平，使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差竖盘位于铅垂面内。整平误差1 1格。格。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气 泡居中泡居中(反复反复)。一测回观测过程中，不得再调气泡。一测回观测过程中，不得再调气泡。二、二、经纬仪的安置经纬仪的安置 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测202022-8-8操作步骤操作步骤：粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。用水平微动完成瞄准。用水平微动完成瞄准。尽量瞄准目标下部，减少目标不垂直引起的方向误差。尽量瞄准目标下部，
15、减少目标不垂直引起的方向误差。3.3.瞄准瞄准用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。212022-8-8分微尺测微分微尺测微利用度盘刻度线，在分微尺上读数。利用度盘刻度线，在分微尺上读数。4.4.读数读数DJ6DJ6光学经纬仪读数方法光学经纬仪读数方法两种读数测微装置两种读数测微装置：分微尺测微和平行玻璃板测微分微尺测微和平行玻璃板测微 度盘上度盘上1 1度分划的间隔经度分划的间隔经放大后，与分微尺全长相等。放大后，与分微尺全长相等。分微尺全长分分微尺全长分6060格，因此其格，因此其最小格值为最小格值为1 1=60”60”。读数时，秒数必须估读。读数时，秒数
16、必须估读。估读至估读至0.10.1格，因此，估读格，因此，估读的秒数都应是的秒数都应是6”6”的倍数。的倍数。水平度盘读数：水平度盘读数：7373041804180173二、经纬仪的安置二、经纬仪的安置222022-8-80345126 456082 4.4.读数读数DJ6DJ6光学经纬仪读数方法（分微尺读数）光学经纬仪读数方法（分微尺读数）4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测232022-8-8测回法：测回法：一个测站观测一个测站观测2 2个方向时用。个方向时用。方向观测法：方向观测法：一个测站观测一个测站观测3 3个或个或3 3个以上方向时用个以上方向时用,也称也称“全圆测回法
17、全圆测回法”。测回法测回法ABCDE方向观测法方向观测法三、水平角测量方法三、水平角测量方法 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测242022-8-81.1.测回法观测程序：测回法观测程序：盘左盘左 瞄准瞄准J J，读数，读数j j左左 瞄准瞄准K K，读数，读数k k左左 盘右盘右 瞄准瞄准K K，读数，读数k k右右 瞄准瞄准J J，读数，读数j j右右第第1方向方向第第2方向方向测站测站JKB 左左=k k左左-j-j左左 右右=k k右右-j-j右右精度要求精度要求：左-右40 取:=(左+右)/2各测回角值互差应小于各测回角值互差应小于2 24 角是从起始方向角是从起始方
18、向(即第即第1 1方向方向)顺时针转到顺时针转到第第2 2方向方向 所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然 后按照后按照“测回法测回法”的次序观测。的次序观测。水平角水平角总是第总是第2 2方向读数减去第方向读数减去第1 1方向读数而得。方向读数而得。三、水平角测量方法三、水平角测量方法 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测252022-8-8JKB第1方向第2方向测站起始方向第一个读数应调成起始方向第一个读数应调成0 0 或或180180 /N(N/N(N为测回数为测回数)；分、秒数写足二位；分、秒数写足二位；一测回过程中，不得再
19、调整水准管气泡或改变度盘一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘 位置。位置。水平角观测手簿（测回法）水平角观测手簿（测回法）测测站站位位置置目目标标水平度盘水平度盘读读 数数半测回角半测回角一测回一测回平均角平均角B左左J0 04 18 74 19 24 74 19 15 K74 23 42 右右K254 24 06 74 19 06 J180 05 00 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测262022-8-8三、水平角测量三、水平角测量1.测回法测回法(1)上半测回上半测回(盘左又称正镜盘左又称正镜)(2)下半测回下半测回(盘右又称倒镜盘右又称倒镜)11ab 左22ab
20、右2,04右左右左 913303913315913309145 12 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测272022-8-8（1 1）安置仪器于）安置仪器于OO点，首点，首先用盘左，水平度盘设置先用盘左，水平度盘设置在在0 0度略大一点的位置，度略大一点的位置，瞄准起始方向瞄准起始方向OAOA，读取，读取水平度盘读数水平度盘读数a a（2 2）顺时针方向转动仪器，分别观测点）顺时针方向转动仪器，分别观测点B B、CC、D D，并得到读数并得到读数（3 3）再次瞄准点）再次瞄准点A A，读取读数，读取读数aa，称为，称为归零归零。a a与与a a 之差叫做之差叫做归零差归零差。以上
21、称为上半测回。以上称为上半测回。三、水平角测量三、水平角测量2.方向观测法方向观测法 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测282022-8-8三、水平角测量三、水平角测量2.方向观测法方向观测法 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测（4 4）盘右位置。仍从点）盘右位置。仍从点A A开开始始,逆时针转动仪器逆时针转动仪器,依次观测依次观测A A、E E、D D、B B、A,A,读数并记入读数并记入手簿。以上称为下半测回。手簿。以上称为下半测回。方向观测法水平角测量精度要求方向观测法水平角测量精度要求292022-8-8水平角测量水平角测量方向观测法方向观测法302022-
22、8-8四、竖直角测量四、竖直角测量1 1竖直角观测方法竖直角观测方法 (也称垂直角也称垂直角)在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视 线的夹角。线的夹角。=0=09090。仰角为正，俯角为负。仰角为正，俯角为负。天顶天顶铅垂线铅垂线水平线水平线ACB090 180270ZAZCAC 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测312022-8-81.1.竖直角观测方法竖直角观测方法 四、四、竖直角测量竖直角测量322022-8-8构造特点构造特点 竖盘随望远镜一起转动。竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。竖盘与读数指标相互脱离。读数指
23、标与竖盘水准管固定在一起，气泡居中，指标铅垂。读数指标与竖盘水准管固定在一起，气泡居中，指标铅垂。视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：盘左时一般盘左时一般 L L0 0=90=90 ，盘右时一般，盘右时一般 R R0 0=270270 。27027090900 0180180盘右（1 1）竖盘构造）竖盘构造180180270270 0 09090盘左1.1.竖直角观测方法竖直角观测方法332022-8-8 竖直角观测竖直角观测 仪器对中整平后，盘左位置，十字丝横丝精确切准目标顶部。仪器对中整平后，盘左位置，十字丝横丝精确切准目标顶部。转动转动竖盘水准管微
24、动螺旋，竖盘水准管微动螺旋，使使竖盘水准管气泡居中竖盘水准管气泡居中。读取盘左读数读取盘左读数 L L，得上半测回竖角：，得上半测回竖角：盘右位置：十字丝横丝精确切准同一目标，盘右读数为盘右位置：十字丝横丝精确切准同一目标，盘右读数为R R，得下半测回竖角：得下半测回竖角：27027090900 0180180盘右（2 2）竖直角的观测与计算）竖直角的观测与计算180180270270 0 09090盘左LL90270RR1.1.竖直角观测方法竖直角观测方法342022-8-8 竖直角计算竖直角计算 上半测回竖角（盘左）上半测回竖角（盘左）下半测回竖角（盘右）下半测回竖角（盘右）一测回竖角：一
25、测回竖角：LL90270RR)180(212LRRL（2 2）竖直角的观测与计算）竖直角的观测与计算1.1.竖直角观测方法竖直角观测方法352022-8-8 当视线水平时，当视线水平时，盘左竖盘读数为盘左竖盘读数为9090,盘右为盘右为270270,但指标不恰好指在但指标不恰好指在9090或或270270,而与而与正确位置相差一个正确位置相差一个角度角度x x，x x称为竖盘称为竖盘指标差。指标差。四、四、竖直角测量竖直角测量2.竖盘指标差竖盘指标差x 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测362022-8-8四、四、竖直角测量竖直角测量2.竖盘指标差竖盘指标差x 4 4.2.2 经
26、纬仪及角度观测经纬仪及角度观测 盘左盘左:盘右盘右:竖盘指标差竖盘指标差:)360(212LRxLRxxLL90 xxRR270372022-8-8 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测 上半测回角值上半测回角值:下半测回角值下半测回角值:竖盘指标差竖盘指标差:)360(212LRxLR52 x要求：要求：LL90270RR382022-8-83.3.竖盘指标的自动归零补偿装置竖盘指标的自动归零补偿装置 （1 1）竖盘指标自动归零补偿器：）竖盘指标自动归零补偿器：在仪器竖盘光路中，安装一个补偿器来代替竖在仪器竖盘光路中，安装一个补偿器来代替竖盘指标管水准器，当仪器竖轴偏离铅垂线的角
27、盘指标管水准器，当仪器竖轴偏离铅垂线的角度在一定范围内时，通过补偿器仍能读到相当度在一定范围内时，通过补偿器仍能读到相当于竖盘指标管水准气泡居中时的竖盘读数。于竖盘指标管水准气泡居中时的竖盘读数。（2 2）竖盘指标自动归零补偿器的构造形式有多）竖盘指标自动归零补偿器的构造形式有多种，下图为其中的一种。种，下图为其中的一种。四、四、竖直角测量竖直角测量 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测392022-8-8城市测量规范城市测量规范规定，对于规定，对于DJ6DJ6级光学经纬仪，竖盘指标级光学经纬仪，竖盘指标自动归零补偿器的补偿范围为自动归零补偿器的补偿范围为22，安平中误差为，安平中
28、误差为11。3.3.竖盘指标的自动归零补偿装置竖盘指标的自动归零补偿装置 4 4.2.2 经纬仪及角度观测经纬仪及角度观测402022-8-8 基本结构与光学经纬仪相基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。同；操作方法也基本相同。用微电子技术用微电子技术自动取得度盘自动取得度盘的读数的读数，从而可以经微电脑，从而可以经微电脑进一步加工计算进一步加工计算用电子水准用电子水准器自动传感竖轴的倾斜，再器自动传感竖轴的倾斜，再由由微电脑微电脑自动对读数加倾斜自动对读数加倾斜改正数改正数。竖直度盘处的电子。竖直度盘处的电子水准器使水准器使“指标线指标线”自动处于自动处于标准位置。可以自动改正读标准
29、位置。可以自动改正读数中的数中的c,i 误差影响。误差影响。4.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪412022-8-81.1.精密电子经纬仪精密电子经纬仪 普通光学经纬仪难以满足测角自动显示、自动记普通光学经纬仪难以满足测角自动显示、自动记录和自动传输数据的要求。录和自动传输数据的要求。世界上第一台电子经纬仪世界上第一台电子经纬仪(electronic theodolite)于于19681968年研制成功，年研制成功，8080年代初生产出商品化的电子经年代初生产出商品化的电子经纬仪。纬仪。采用光电扫描度盘，利用光电转换原理和微处理采用光电扫描度盘，利用光电转换原理和微处理器将角度方向值变为电信号
30、，从而完成自动化测角器将角度方向值变为电信号，从而完成自动化测角的全过程，的全过程，实现角度测量的自动显示、自动记录和实现角度测量的自动显示、自动记录和自动传输数据，这种经纬仪称为电子经纬仪自动传输数据，这种经纬仪称为电子经纬仪。4.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪 第第4章章 角度测量角度测量422022-8-84.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪 第第4章章 角度测量角度测量2.2.精密电子经纬仪的测角原理精密电子经纬仪的测角原理 电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角读数系电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角读数系统采用的是光电扫描度盘和自动显示系统。根据光电扫描度统采用的
31、是光电扫描度盘和自动显示系统。根据光电扫描度盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪电子测角系统也不同，盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪电子测角系统也不同，主要有以下三种：主要有以下三种：3.3.编码度盘测角系统编码度盘测角系统 采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统.2.2.动态测角系统动态测角系统 采用计时测角度盘实现光电动态扫描的绝对式测角系统采用计时测角度盘实现光电动态扫描的绝对式测角系统;1.1.光栅度盘测角系统光栅度盘测角系统 采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统；采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统；432022-8-84
32、.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪 第第4章章 角度测量角度测量2.2.精密电子经纬仪的测角原理精密电子经纬仪的测角原理 电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角读数系电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角读数系统采用的是光电扫描度盘和自动显示系统。根据光电扫描度统采用的是光电扫描度盘和自动显示系统。根据光电扫描度盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪电子测角系统也不同，盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪电子测角系统也不同，主要有以下三种：主要有以下三种：1.1.编码度盘测角系统编码度盘测角系统 采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统；采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统；3.3.
33、动态测角系统动态测角系统 采用计时测角度盘实现光电动态扫描的绝对式测角系统。采用计时测角度盘实现光电动态扫描的绝对式测角系统。2.2.光栅度盘测角系统光栅度盘测角系统 采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统；采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统；442022-8-8光栅度盘测角系统测角原理光栅度盘测角系统测角原理dw4.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪452022-8-8动态测角系统测角原理动态测角系统测角原理4.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪625.5012409.2110243600 o0n462022-8-8编码度盘测角系统测角原理编码度盘测角系统测角原理4.3 4.
34、3 电子经纬仪电子经纬仪10151413121110987654321 1 发光二极管发光二极管2 2 光路系统光路系统 3 3 条码度盘条码度盘 4 CCD4 CCD阵列传感器阵列传感器5.2223604472022-8-8 光栅电信号光栅电信号 前置放大前置放大 鉴鉴 幅幅 采样保持采样保持 A/D A/D转换转换 液晶显示液晶显示 键键 盘盘 串口通讯串口通讯 电子手薄电子手薄 CPU和存储器判判 向向 可逆计数器可逆计数器 电源电路电源电路 水平角传感器水平角传感器竖直角传感器竖直角传感器电子经纬仪电子经纬仪工作原理框图工作原理框图 482022-8-8水平角水平角H H 计数器采样计
35、数器采样 计数、细分计数、细分 A/D A/D转换转换 标准通讯标准通讯 角度单位变换（角度单位变换（DGMDGM变换）变换）LED LED液晶显示液晶显示 可进行的各项改正可进行的各项改正 粗、精读数组合粗、精读数组合 竖直角竖直角V V电子经纬仪电子经纬仪数据流程图数据流程图 开始判别结 束492022-8-8nET-02ET-02电子经纬仪的使用电子经纬仪的使用n 一测回方向观测中误差为一测回方向观测中误差为22，角度最小显示到角度最小显示到11，竖盘指标自动，竖盘指标自动归零补偿采用液体电子传感补偿器。归零补偿采用液体电子传感补偿器。n 可以与南方测绘公司生产的光电测可以与南方测绘公司
36、生产的光电测距仪和电子手簿连接，组成速测全站距仪和电子手簿连接，组成速测全站仪，完成野外数据的自动采集。仪，完成野外数据的自动采集。n 仪器设有双操作面板，每个操作面仪器设有双操作面板，每个操作面板都有完全相同的一个显示窗和板都有完全相同的一个显示窗和7 7个个功能键，便于正倒镜观测；望远镜的功能键，便于正倒镜观测；望远镜的十字丝分划板和显示窗均有照明光源，十字丝分划板和显示窗均有照明光源，以便于在黑暗环境中观测。以便于在黑暗环境中观测。4.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪南方南方ET-02电子经纬仪电子经纬仪502022-8-84.3 4.3 电子经纬仪电子经纬仪nPWRPWR键为电源开关键
37、。键为电源开关键。n显示窗中字符显示窗中字符“HR”HR”右边显示的是当右边显示的是当前视线方向的水平度盘读数；前视线方向的水平度盘读数；n在显示窗中字符在显示窗中字符“V”V”的右边将显示的右边将显示“OSET”OSET”字符，它提示用户应指示竖字符，它提示用户应指示竖盘指标归零。盘指标归零。n 望远镜置于盘左位置，望远镜置于盘左位置，向上或向下转动望远镜，向上或向下转动望远镜，当其视准轴通过水平视线当其视准轴通过水平视线位置时，显示窗中字符位置时，显示窗中字符“V”右边的字符右边的字符“OSET”将变成当前视准轴方向的将变成当前视准轴方向的竖直度盘读数值，即可进竖直度盘读数值，即可进行角度
38、测量。行角度测量。512022-8-8经纬仪的轴线及其应满足的条件经纬仪的轴线及其应满足的条件 经纬仪的轴线经纬仪的轴线 横轴横轴 HH 视准轴视准轴 CC 水准管轴水准管轴 LL 竖轴竖轴 VV 圆水准轴圆水准轴 L L 应满足的条件应满足的条件 水准管轴垂直于竖轴水准管轴垂直于竖轴 LLVV 视准轴垂直于横轴视准轴垂直于横轴 CCHH 横轴垂直于竖轴横轴垂直于竖轴 HHVV 十字竖丝垂直于横轴十字竖丝垂直于横轴 竖丝竖丝HH 圆水准轴平行于竖轴圆水准轴平行于竖轴 L L VV 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正522022-8-81.不良影响：不良影响：V V轴无法铅垂轴
39、无法铅垂影响空间角投影为影响空间角投影为水平角和竖直角水平角和竖直角H轴随方向而变轴随方向而变2.检验（发现误差）：气泡检验（发现误差）：气泡居中后旋转居中后旋转180是否仍居是否仍居中？中？3.校正：用水准管校正螺旋校正：用水准管校正螺旋使气泡返回一半，用脚螺使气泡返回一半，用脚螺旋纠正一半。旋纠正一半。1.水准管轴垂直于竖轴的检验与校正水准管轴垂直于竖轴的检验与校正532022-8-81 1.不良影响：不良影响：V VV V轴无法铅垂轴无法铅垂影响空间角投影为水平角和竖直角影响空间角投影为水平角和竖直角H H轴随方向而变轴随方向而变2.2.检验（发现误差）：检验（发现误差）：气泡居中后旋转
40、气泡居中后旋转180180是否仍居中？是否仍居中？3.3.校正：校正：用水准管校正螺旋使气泡返回一半，用水准管校正螺旋使气泡返回一半，用脚螺旋纠正一半。用脚螺旋纠正一半。一、照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正一、照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正542022-8-8二、十字丝竖丝的检验与校正二、十字丝竖丝的检验与校正 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正1.不良影响：不良影响：不能精确瞄准目标。不能精确瞄准目标。2.检验：检验：用十字丝交点精确照准远处一清晰目标点用十字丝交点精确照准远处一清晰目标点A。旋紧。旋紧水平制动
41、螺旋与望远镜制动螺旋，慢慢转动望远镜微动水平制动螺旋与望远镜制动螺旋，慢慢转动望远镜微动螺旋，如点螺旋，如点A不离开竖丝，则条件满足，否则需要校正。不离开竖丝，则条件满足，否则需要校正。3.校正：校正：旋下目镜分划板护盖，松开旋下目镜分划板护盖，松开4 4 个压环螺丝，慢慢转个压环螺丝，慢慢转动十字丝分划板座，然后再作检验，待条件满足后再拧动十字丝分划板座，然后再作检验，待条件满足后再拧紧压环螺丝，旋上护盖。紧压环螺丝，旋上护盖。552022-8-8三、视准轴的检验与校正三、视准轴的检验与校正 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正1.1.不良影响：不良影响：在绕横轴旋转时视准轴
42、画出圆锥面在绕横轴旋转时视准轴画出圆锥面,观测同一观测同一铅垂面内不同高度的目标时，将有不同的水平度盘读数，从铅垂面内不同高度的目标时，将有不同的水平度盘读数，从而产生测角误差。而产生测角误差。2.2.检验：检验：盘左，先照准盘左，先照准A A点，倒转望远镜得点，倒转望远镜得B B1 1，盘右，先照，盘右，先照准准A A点，倒转望远镜得点，倒转望远镜得B B2 2，若，若B B1 1，B B2 2不重合则有此误差。不重合则有此误差。3.3.校正：校正：在在B B2 2附近标出扣除附近标出扣除c c影响后的影响后的B B点，平移十字丝使视点，平移十字丝使视准轴照准准轴照准B B点。点。DBBc4
43、21562022-8-8四、横轴的检验与校正四、横轴的检验与校正 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正1 1.不良影响：不良影响：视准轴画出视准轴画出倾斜倾斜面面，观测同一竖直面内不同高，观测同一竖直面内不同高度的目标时，将有不同的水平度盘读数，从而产生测角误差度的目标时，将有不同的水平度盘读数，从而产生测角误差cot221DPPi 2.2.检验：检验：盘左，先照准高点盘左，先照准高点P P，再投影至仪器高度得再投影至仪器高度得A A点；盘点；盘右，先照准同一点右，先照准同一点P P，再投影，再投影至仪器高度得至仪器高度得B B点；如果点；如果ABAB不不重合，则有此误差。重合
44、，则有此误差。3.3.校正：校正：标明标明ABAB的中点的中点MM，照准照准MM点，抬高望远镜至点，抬高望远镜至P P附附近，升降横轴的一端使照准近，升降横轴的一端使照准P P点。点。572022-8-8五、竖盘指标差的检验与校正五、竖盘指标差的检验与校正 4 4.4.4 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正1.1.检验：检验：安置仪器，用盘左、盘右两个镜位观测同一目标点，安置仪器，用盘左、盘右两个镜位观测同一目标点，分别使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数分别使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L L和和R R，计算指标差计算指标差X X。如。如X X 超出超出11的范围，则需改正。的范
45、围，则需改正。)360(212LRxLR2.校正：校正：盘右照准目标点，不含指标差的盘右读数应为盘右照准目标点，不含指标差的盘右读数应为R-X。转动。转动竖直度盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为竖直度盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为R-X，这时指，这时指标水准管气泡必然不再居中，可用拨针拨动指标水准管校正标水准管气泡必然不再居中，可用拨针拨动指标水准管校正螺旋使气泡居中。螺旋使气泡居中。582022-8-8 4 4.5 .5 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项 第第4章章 角度测量角度测量一、仪器误差一、仪器误差 1.1.视准轴误差视准轴误差;2.;2.横轴误差横轴误差;3
46、.3.竖轴误差竖轴误差;4.4.竖盘指标差竖盘指标差;5.5.照准部和度盘偏心误差照准部和度盘偏心误差;6.6.度盘刻划不均匀误差。度盘刻划不均匀误差。二、观测误差二、观测误差 1.1.对中误差对中误差;2.;2.目标偏心误差目标偏心误差;3.;3.照准误差照准误差;4.;4.读数误差。读数误差。三、外界条件的影响三、外界条件的影响 温度温度;气压气压;大气折光大气折光;风力风力;阳光照射阳光照射;建筑物旁折光等。建筑物旁折光等。592022-8-8习题及思考题习题及思考题 1、分别说明水准仪和经纬仪的安置步骤，并指出它们的区别。、分别说明水准仪和经纬仪的安置步骤，并指出它们的区别。2、什么是
47、水平角、什么是水平角?经纬仪如何测出水平角？经纬仪如何测出水平角？3、什么叫竖直角？观测水平角和竖直角有哪些相同和不同点？、什么叫竖直角？观测水平角和竖直角有哪些相同和不同点？4、对中和整平的目的是什么？如何进行？若用光学对中器应如、对中和整平的目的是什么？如何进行？若用光学对中器应如何对中？何对中？5、计算表、计算表4-5中水平角观测数据。中水平角观测数据。6、经纬仪上的复测扳手和度盘位置变换手轮的作用是什么？若、经纬仪上的复测扳手和度盘位置变换手轮的作用是什么？若将水平度盘起始读数设定为将水平度盘起始读数设定为00000，应如何操作，应如何操作?7、简述测回法观测水平角的操作步骤。、简述测
48、回法观测水平角的操作步骤。8、水平角方向观测中的、水平角方向观测中的2c是何含义？为何要计算是何含义？为何要计算2c，并检核其，并检核其互差？互差？9、计算表、计算表4-6中方向观测法的水平角测量成果。中方向观测法的水平角测量成果。1010、何谓竖盘指标差、何谓竖盘指标差?如何计算、检验和校正竖盘指标差？如何计算、检验和校正竖盘指标差？第第4章章 角度测量角度测量602022-8-8习题及思考题习题及思考题1111、整理表、整理表4-74-7中的竖直角观测记录，并计算出指标差。中的竖直角观测记录，并计算出指标差。1212、经纬仪有哪些主要轴线？它们之间应满足哪些几何条件？为什么？、经纬仪有哪些
49、主要轴线？它们之间应满足哪些几何条件？为什么？1313、角度测量时，采取盘左、盘右取平均值的方法可消除哪些误差、角度测量时，采取盘左、盘右取平均值的方法可消除哪些误差?能否消能否消除因竖轴倾斜引起的水平角测量误差？除因竖轴倾斜引起的水平角测量误差？1414、望远镜视准轴应垂直于横轴的目的是什么？如何检验？、望远镜视准轴应垂直于横轴的目的是什么？如何检验？1515、经纬仪横轴为何要垂直于仪器竖轴？如何检验？、经纬仪横轴为何要垂直于仪器竖轴？如何检验？1616、试述经纬仪竖盘指标自动归零的原理。、试述经纬仪竖盘指标自动归零的原理。1717、试分析测站偏心误差和目标偏心误差对水平角测量的影响。、试分析测站偏心误差和目标偏心误差对水平角测量的影响。1818、电子经纬仪的主要特点有哪些？它与光学经纬仪的根本区别是什么？、电子经纬仪的主要特点有哪些？它与光学经纬仪的根本区别是什么？1919、电子经纬仪的测角系统主要有哪几种？其主要的关键技术有哪些？、电子经纬仪的测角系统主要有哪几种？其主要的关键技术有哪些？2020、条码度盘测角与编码度盘测角有何不同？、条码度盘测角与编码度盘测角有何不同？2121、简述光栅测角的原理。、简述光栅测角的原理。22 22、简述动态电子测角系统中，为何有粗测和精测之分？、简述动态电子测角系统中，为何有粗测和精测之分？第第4章章 角度测量角度测量
