1、第二章 精密光学经纬仪与角度测量第一节第一节 精密光学经纬仪的基本结构和读数方法精密光学经纬仪的基本结构和读数方法一、一、J2经纬仪光学系统经纬仪光学系统精密光学经纬仪的基本构造主要由照准部、垂直轴系统和基座组成 按精度等级的高低:分为J07，J1，J2，J6等规格。J是经纬仪汉语拼音的第一个字母，其数字表示仪器的精度指标，即检定时水平方向观测一测回的中误差。主要轴线：视准轴、横轴、水准主要轴线：视准轴、横轴、水准管轴、竖轴（旋转轴、垂直轴）管轴、竖轴（旋转轴、垂直轴）如图：光线由反射镜如图：光线由反射镜1进入，照亮度盘进入，照亮度盘2的一的一侧，经转像透镜组侧，经转像透镜组3以以1：1的比例
2、成像于度盘另的比例成像于度盘另一侧，再经物镜组一侧，再经物镜组4成成像于读数窗像于读数窗8，经读数，经读数显微镜显微镜9看到下图成像。看到下图成像。1反光镜2度盘3转像透镜组4物镜组5固定光楔6活动光楔7测微器分划尺8读数窗9读数显微镜度盘格值为20我国仪器系列标准型号我国仪器系列标准型号 国外仪器型号、厂名国外仪器型号、厂名 J1J1（北光）（北光）T3T3瑞士威特瑞士威特WILDWILDDKM3DKM3瑞士克恩瑞士克恩KERNKERNNO3NO3英国华兹英国华兹WATTSWATTSOT-02OT-02苏联苏联 J2J2（北光、苏光等（北光、苏光等）T2T2瑞士威特瑞士威特WILDWILDT
3、heo-010Theo-010东德蔡司东德蔡司ZEISS ZEISS DKM2DKM2瑞士克恩瑞士克恩KERNKERNTheo-2Theo-2东德东德FreibergerFreiberger厂厂OTCOTC苏联苏联TE-B3TE-B3匈牙利匈牙利MOMMOM 3T2J1、用较短的复合物镜焦距，得到等效物镜焦距、用较短的复合物镜焦距，得到等效物镜焦距 f较大值。较大值。二、光学测微器1、双平行玻璃板光学测微器、双平行玻璃板光学测微器支点支点为了消除或减弱隙动隙动差，差，规范规定：在使用测微轮读数时，最后旋转方向均应为旋旋进。进。隙动差隙动差:旋进和旋出测微轮使度盘对径分划重合时，测微器将出现不同
4、的读数。2、双光学楔镜光学测微器、双光学楔镜光学测微器移动固定18000180测微尺测微尺不存在隙动差三、J2经纬仪的读数方法1、度盘对径分划的影像（格值、度盘对径分划的影像（格值20分）分）2、测微尺影像、测微尺影像（全长（全长10分，格值分，格值1秒）秒）3、对径分划重合读数法对径分划重合读数法（p28）旋进测微轮，使度盘正、倒像精确重合，旋进测微轮，使度盘正、倒像精确重合，1 1）读度读度，找具备下列三个条件的分划线：正倒，找具备下列三个条件的分划线：正倒像相差像相差180180度；度；正像在左，倒像在右正像在左，倒像在右；正倒像；正倒像的对径（度）分划相距最近，以正像的（度）分划的对径
5、（度）分划相距最近，以正像的（度）分划线为准读度数。线为准读度数。2 2）读十位分数读十位分数，将正倒像相应的分划线间所夹的，将正倒像相应的分划线间所夹的格数乘以度盘分划的一半（如格数乘以度盘分划的一半（如J2J2型为型为1010分），就是分），就是十位分数。十位分数。3 3）在测微器（盘）在测微器（盘）读取个位的分数及秒数读取个位的分数及秒数。三、J2经纬仪的读数方法636489189转动测微轮00891891888度40分+6分34.2秒测微盘上共有测微盘上共有1010个大格，每一大格又分个大格，每一大格又分6060小格，小格，共有共有600600个小格，相当于度盘的半个最小分格个小格，相
6、当于度盘的半个最小分格1010，所以一大格代表所以一大格代表11，一小格代表，一小格代表11。425739.01740302.74、光学、光学数字化数字化读数结构读数结构J2中将传统的对径重合读数视场变为部分数字化读数视场，即将视场中角度的整分数全部用数字标示出来。6度20分+4分39.2秒6度30分+4分27.6秒四、置数四、置数照准；照准；测微轮置分数、秒数；测微轮置分数、秒数；换盘手轮置换盘手轮置10数、度数。数、度数。经纬仪读数实习任务：任务：1、熟悉仪器构造，要求弄清各部件的名称和作用；、熟悉仪器构造，要求弄清各部件的名称和作用；2、练习读数；、练习读数；3、练习置数；、练习置数；0
7、0033，误差，误差30；4、辨认度盘各条分划线；、辨认度盘各条分划线；思考题1.为什么一个测回内不得重新调焦？为什么一个测回内不得重新调焦？2.为什么测回间要变换度盘？为什么测回间要变换度盘？补充：补充：全站仪的基本构造全站仪的基本构造一、全站仪基本构造一、全站仪基本构造 基座基座 水平度盘水平度盘 垂直度盘垂直度盘 望远镜望远镜 读数设备读数设备注意：读数设备和度注意：读数设备和度盘与光学经纬仪不同盘与光学经纬仪不同全站仪的度盘与读数设备光栅度盘是在光学玻璃盘上沿径向均匀地刻出许多条纹而制成的。全站仪有两个光栅度盘，一个是主光栅，即全圆光栅度盘，另一个是指标光栅，即局部光栅度盘。在度盘两侧
8、分别装有发光管和接收管。接收管发射管光栅度盘指标光栅图 2-38全站仪的度盘与读数设备将主光栅度盘与条纹密度相同的指标光栅重叠放置。指标光栅与度盘光栅之间有一微小夹角，当光线同时穿过度盘光栅和指标光栅时，就会形成莫尔条纹。图 2-39yx 当指标光栅与度盘在x方向相对移动一格时，明暗相间的莫尔条纹就在y方向移动一个周期。接收管探测到莫尔条纹的光强变化，然后数出光强变化的周期数N及不足一个周期的相位值，则N=（N+N）即为所测角度，其中为度盘格值。二、全站仪测回法测角二、全站仪测回法测角 全站仪的安置：对中和整平 开机 盘左，瞄准第一目标，置盘，读数，瞄准第二目标，读数 盘右，瞄准第二目标，读数
9、 瞄准第一目标，读数第二节 经纬仪（全站仪）的三轴误差一、球面三角学的基本知识一、球面三角学的基本知识大圆大圆过球心的平面与球面的交线。过球心的平面与球面的交线。球面角球面角两大圆弧所在平面之间所夹的二面角。两大圆弧所在平面之间所夹的二面角。球面三角形球面三角形球面上相交于三点的三条大圆弧所围成的球面球面上相交于三点的三条大圆弧所围成的球面上的一部分。三个大圆弧称为球面三角形的边，其大上的一部分。三个大圆弧称为球面三角形的边，其大小用它们所对的圆心角来表示，常记为小用它们所对的圆心角来表示，常记为a、b、c，三个，三个大圆弧相交成的三个球面角称为球面三角形的角，常大圆弧相交成的三个球面角称为球
10、面三角形的角，常记为记为A、B、C，这三个边和三个角称为球面三角形的，这三个边和三个角称为球面三角形的六个元素。六个元素。球面角超球面角超球面三角形的三内角之和与球面三角形的三内角之和与180之差。之差。2180RsCBA 正弦公式正弦公式 在相邻的四个元素中，在相邻的四个元素中，B叫夹角，叫夹角，C叫他角，叫他角，a叫夹叫夹边，边，c叫他边，则余切公式可用文字描述如下：叫他边，则余切公式可用文字描述如下：他角余切乘夹角正弦等于他边余切乘夹边正弦，减他角余切乘夹角正弦等于他边余切乘夹边正弦，减去夹角夹边余弦乘积。去夹角夹边余弦乘积。余切公式：余切公式：ctgCsinB=ctgcsina-cos
11、Bcosa CcBbAasinsinsinsinsinsin二、视准轴误差二、视准轴误差1、概念、概念视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。理想的视准轴理想的视准轴OT应当与水平轴应当与水平轴HH垂垂直，而实际的视准轴直，而实际的视准轴OT不与水平轴不与水平轴HH垂直，实际视准轴与理想视准轴之垂直，实际视准轴与理想视准轴之间所夹的角度间所夹的角度C称为称为视准轴误差视准轴误差。由于。由于视准轴有误差视准轴有误差C，因而会引起瞄准目标，因而会引起瞄准目标时水平度盘读数也有误差时水平度盘读数也有误差C，C就就是是C对水平盘读数的影响。对水平盘读数的影响。HHTTO
12、2、理想视准面和实际视准面 如图O是仪器中心，HH是水平轴，OZ是天顶方向视准轴的正确位置，它与水平轴垂直，上下转动望远镜，OZ旋转形成一个竖直面OZL面，称为理想视准面。实际视准轴OZ做俯仰转动时，则形成一个圆锥面OZTL。用实际视准轴以盘左位置照准目标T时，由于视准轴误差的影响，正确视准轴沿着OZTL垂直照准面指在T点，设水平度盘读数指标线位于正确视准面内的OL位置，读数为L。2、理想视准面和实际视准面要使正确的视准轴照准目标T，就必须将照准部沿顺时针方向转动一个小角度C，即包含OT的垂直照准面应转动到垂直照准面OZTM的位置。此时水平度盘读数指标线位于OM位置，读数为M，为正确读数。由图
13、可以看出，正确读数M比实际读数L大了一个小角值C，C就是视准轴误差C对水平观测方向值的影响。3、理想读数M与实际读数L、R的关系4、视准轴误差对水平方向观测值的影响、视准轴误差对水平方向观测值的影响C与视准轴误差与视准轴误差C的关系（由正弦定理推导）的关系（由正弦定理推导）M=L+C （1）M180=R-C （2）COSCC M=（L+R-180）/2 （1）+（2）L+180-R=2C=2C/cos （1）-（2）在三角测量中，由于边长较长，所有目标的垂直角一般均较小，即cos1，所以有：L+180-R=2C9090sin)sin(sinsinCC cossinsinCCu视准轴误差C对盘左
14、、盘右水平方向观测值的影响大小相等，符号相反。因此，取盘左、盘右的平均值就可以消除视准轴误差的影响，即在一测回中视准轴误差可自动消除。这个结论仅限于C值在一测回观测期间不变的条件下才是正确的。u由于调焦透镜运行不正确可以引起视准轴位置的变化，所以规范规定在一测回观测期间内不得重新调焦。u一测回中各方向一测回中各方向2C值的差，值的差，J1型仪器不得超过型仪器不得超过9，J2型仪器不得超过型仪器不得超过13。u2C值过大也会给计算带来不便。所以规范规定，2C绝对值，绝对值，J1型仪器应小于型仪器应小于20，J2型型仪器应小于仪器应小于30，否则应进行校正。，否则应进行校正。三、水平轴倾斜误差三、
15、水平轴倾斜误差i=i tg （水平轴倾斜误差i对水平方向观测值的影响i）M=L+i M180=R-i M=2i=L180-R=2itg2180RLu水平轴倾斜误差对水平方向观测值的影响，采用水平轴倾斜误差对水平方向观测值的影响，采用取盘左盘右读数的平均值的办法也可以得到消除。取盘左盘右读数的平均值的办法也可以得到消除。L180-R=2C+2ip实际上视准轴误差和水平轴倾斜误差往往是同时存在的，它们对盘左、盘右的读数差的综合影响为：三、水平轴倾斜误差三、水平轴倾斜误差p当照准方向的垂直角超过当照准方向的垂直角超过3时，可以不用该方向时，可以不用该方向的的2C值与其它方向的值与其它方向的2C值进行
16、比较，而用该方向相邻值进行比较，而用该方向相邻测回的测回的2C值与之进行比较。值与之进行比较。tgiCRL22180cosL180-R=2C+2i可见，当可见，当=0时，时，L180-R=2C。即只有在垂直角。即只有在垂直角等等于零时，算出的盘左与盘右的读数差才是真正的于零时，算出的盘左与盘右的读数差才是真正的2C值。在通常情况下，垂直角值。在通常情况下，垂直角不为零，因此不为零，因此2C值一般值一般为视准轴误差和水平轴倾斜误差的综合影响。为视准轴误差和水平轴倾斜误差的综合影响。四、垂直轴倾斜误差四、垂直轴倾斜误差v=vcos tg 其中：v为垂直轴倾斜角 为照准视线的垂直角 为观测时水平轴方
17、向与垂直轴倾斜方向的夹角注意：由于垂直轴倾斜的方向和大小不随照准部的转动而注意：由于垂直轴倾斜的方向和大小不随照准部的转动而变化，即变化，即v的正负号不随盘左、盘右而改变，因此，不能用取盘左、盘右平均值的方法来消除垂直角倾斜误差对水平方向观测值的影响。减弱措施：减弱措施：a.严格校正水准管轴，保证气泡居中时，垂直轴位于铅严格校正水准管轴，保证气泡居中时，垂直轴位于铅垂线位置；垂线位置；b.严格整平仪器，以减小严格整平仪器，以减小v值；值；c.每测回开始观测前都要重新整平仪器。每测回开始观测前都要重新整平仪器。第一次作业什么是经纬仪的三轴误差？在观测时采用什么措施来减弱或消除它们对水平角观测的影
18、响？第三节 经纬仪（全站仪）的检验与校正一、光学测微器行差的测定一、光学测微器行差的测定*对径分划线相对移动一格时，测微器读数的实际改变对径分划线相对移动一格时，测微器读数的实际改变值与理论值之差，称为值与理论值之差，称为行差行差。产生原因：产生原因：度盘分格成像过宽或过窄度盘分格成像过宽或过窄转像透镜组位置不正确，使主副像分格成像宽转像透镜组位置不正确，使主副像分格成像宽窄不等；窄不等；物镜组位置不正确，使主副像分格成像同时过物镜组位置不正确，使主副像分格成像同时过宽或过窄宽或过窄 二、其它1 1、照准部旋转不正确、照准部旋转不正确检验方法：1)整平仪器，使垂直轴垂直，读记照准部水准器气泡两
19、端读数或中间位置读数；2)顺时针方向旋转照准部，每旋转45，读记水准器气泡读数一次，连续顺转三周；3)逆时针方向旋转照准部，每旋转45，读记水准器气泡读数一次，连续逆转三周。若照准部旋转正确，在各位置上气泡读数互差均在限差之内。对J2型仪器不应超过1格(按气泡两端读数的和比较则为两格)。若气泡读数变化超出限差，并以照准部旋转两周为周期地进行变化，则说明照准部的旋转是不正常的，须进行修理。二、其它2 2、水平轴倾斜、水平轴倾斜2i2i在距仪器5m以外的地方设置两个目标。对两个目标的位置要求是：一为高点，一为低点，两点应大致在同一铅垂线上，用仪器观测两点的垂直角的绝对值应不小于3，两垂直角的绝对值
20、应大致相等，其差值不得超过30。设置目标时用仪器指挥，以满足这些要求。二、其它2 2、水平轴倾斜、水平轴倾斜2i2i 具体测定步骤如下；1)以6测回观测高低两点方向间的水平角，每测回间应变换水平度盘和测微器的位置，每次变动量按下式计算，J2型：每一测回用正、倒镜两个盘位观测。照准部的旋转方向是：在前三个测回中，一律沿顺时针方向旋转，而在后三个测回中，一律沿逆时针方向旋转。观测限差：2C互差按高、低方向分别比较，在整个测定中，对J2仪器不得超过10，各测回角值互差J2仪器应小于8。对超出限差的测回，应进行重测。miim22180二、其它2 2、水平轴倾斜、水平轴倾斜2i2i2)观测高低点的垂直角
21、高和低，用中丝法测三个测回，垂直角和指标差互差均不得超过10，超限时应重测。ctgCCiCCC低高低高2121cos计算：计算：二、其它3 3、光学对中器、光学对中器 1)投影法(1)在三脚架上整平仪器，三脚架下放一块贴有白纸的测板；(2)用光学对点器在测板上标出一点A；(3)将照准部旋转120，同法标出第二点B；(4)将照准部再旋转120，同法标出第三点C。此时，三角形ABC的几何中心，就是仪器垂直轴的投影点。若对点器安置正确，三点重合。二、其它4 4、垂直微动螺旋、垂直微动螺旋 严格整平仪器，将望远镜照准一垂球线，利用垂直微动螺旋使望远镜在垂直面内俯仰转动，如果在移动过程中，十字丝中心离开
22、了垂球线，说明垂直微动螺旋使用不正确，必须修理后才能用来进行水平角观测。二、其它5 5、照准部旋转时仪器底座位移、照准部旋转时仪器底座位移 检验时在仪器墩或牢固的脚架上整置好仪器，选一清晰目标；顺时针旋转照准部一周，照准目标读数，再顺转一周照准目标读数，然后，逆转一周照准目标读数，再逆转一周照准自标读数。以上操作为一个测回；连续测定十个测回，分别计算顺、逆转两次照准目标读数的差值，并取十次的平均值。此值的绝对值，对于J1型仪器应不超过0.3；对于J2型仪器应不超过1.0。规范规定：实测时首先按规定的方向旋转照准部12周，然后再依次观测各目标，以及在半测回中始终按同一方向旋转，其目的就是避免或减
23、小这种误差的影响。二、其它6 6、指标差检验（全站仪）、指标差检验（全站仪）当仪器视线位于天顶位置时垂直度盘的读数若设置为当仪器视线位于天顶位置时垂直度盘的读数若设置为0，则瞄准同一目标时盘左盘右读数之和应为则瞄准同一目标时盘左盘右读数之和应为360。若两者之。若两者之和不等于和不等于360，其和与，其和与360之差的一半即为之差的一半即为垂直度盘的垂直度盘的0位误差位误差。对于全站仪而言，。对于全站仪而言，0位误差不仅影响半测回垂直角位误差不仅影响半测回垂直角的观测，而且也影响半测回水平距离和高差的观测，故应的观测，而且也影响半测回水平距离和高差的观测，故应予以校正。校正方法如下：予以校正。
24、校正方法如下：（1）严格整平仪器；（2）按住F1键开机；（3）按F1键，旋转望远镜使垂直度盘读数为0，按F4（ENTER）键；（4）正镜瞄A，按F4；（5）倒镜瞄A，按F4，关机；（6）正常开机，正倒镜瞄A，检查正倒镜读数之和是否为360。二、其它7 7、圆水准器、圆水准器/水准管检验水准管检验u长水准管检验：长水准管检验：将长水准管置于与某两个脚螺旋将长水准管置于与某两个脚螺旋A、B连线平行的连线平行的方向上，旋转这两个脚螺旋使长水准管气泡居中。方向上，旋转这两个脚螺旋使长水准管气泡居中。将仪器绕竖轴旋转将仪器绕竖轴旋转180，观察长水准管气泡的移，观察长水准管气泡的移动，若长水准管气泡不居
25、中则按下法进行校正。动，若长水准管气泡不居中则按下法进行校正。u校正：调整长水准管一端的校正螺丝，利用配给的校正针将长水准管气泡向中间移回偏移量的一半。利用脚螺旋调平剩下的一半气泡偏移量。将仪器绕竖轴再一次旋转180，检查气泡的移动情况，若气泡仍有偏，则重复上述校正。二、其它7 7、圆水准器、圆水准器/水准管检验水准管检验l 圆水准器检验：圆水准器检验：根据长水准管仔细整平仪器，若圆水准器居中，则根据长水准管仔细整平仪器，若圆水准器居中，则不需校正，否则，按下法进行校正。不需校正，否则，按下法进行校正。l 校正：校正：利用配给的校正针调整圆水准器盒底部的三个校正螺利用配给的校正针调整圆水准器盒
26、底部的三个校正螺丝使圆气泡居中。丝使圆气泡居中。二、其它（测距仪检测项目）8 8、三同轴检验、三同轴检验三轴：视准轴与激光发射轴、接收轴（1）在测距仪对面2m处安置反射镜；（2）调焦并用十字丝瞄准棱镜中心；（3）将仪器置于测距模式；（4）顺时针旋转调焦螺旋并通过目镜观察闪烁的红色光斑，十字丝中心与光斑在垂直和水平方向上的偏差均不得超过光斑直径的五分之一，否则应由专业人员校正。二、其它（测距仪检测项目）9 9、棱镜常数检验（重点）、棱镜常数检验（重点）棱镜常数是由于棱镜的反射中心与镜架中心不相符棱镜常数是由于棱镜的反射中心与镜架中心不相符的差值以及光在空气中的传播速度与在玻璃中的的差值以及光在空
27、气中的传播速度与在玻璃中的传播速度不同的差值，共同造成的。传播速度不同的差值，共同造成的。在进行此项检验时，应注意减小或消除以下各项在进行此项检验时，应注意减小或消除以下各项误差的影响：误差的影响：a、仪器与反射镜的对中、整平误差的影响，故检验、仪器与反射镜的对中、整平误差的影响，故检验时对中整平应尽可能精确；时对中整平应尽可能精确；b、各项比例误差的影响，故检验时所测基线应尽量、各项比例误差的影响，故检验时所测基线应尽量短；短；c、为消除周期误差的影响，最好采用六段法检验：、为消除周期误差的影响，最好采用六段法检验：简易三段法：简易三段法：（1）在平坦的地面上选一直线AB，使其长度约为6m。
28、（2）在AB中点上取一点C，分别观测AC、CB、AB的长度得其观测值DAC、DCB、DAB；设所测三个长度的真值分别为DAC0、DCB0和DAB0，若其它各项误差影响为0，则有：DAC0=DAC+(k1-k2）DCB0=DCB+(k1-k2)DAB0=DAB+(k1-k2)因为 DAC0+DCB0=DAB0 故有 DAC+(k1-k2)+DCB+(k1-k2)=DAB+(k1-k2)(k1-k2)=DAB-DAC-DCB 若k1=0，则k2=DAC+DCB-DAB 按k2值设置棱镜常数，即可消除其影响。ABC第四节 水平角观测的误差来源及其影响一、外界因素的影响一、外界因素的影响1、水平折光差
29、、水平折光差1）水平折光差产生的原因）水平折光差产生的原因 由于空气密度不均，光线沿直线传播而由于空气密度不均，光线沿直线传播而引起的实际视准轴方向引起的实际视准轴方向AB与理想视准轴方与理想视准轴方向向AB之间在水平面内所夹的角度之间在水平面内所夹的角度称为水平称为水平折光差折光差。空气，水，木材，干土地，砖，石，铁。空气，水，木材，干土地，砖，石，铁。吸散热速度由小到大吸散热速度由小到大垂直折光影响垂直角观测垂直折光影响垂直角观测2）水平折光差的规律性及减弱措施 吸热过程与散热过程吸热过程与散热过程的正负号相反，故可在的正负号相反，故可在白天和晚上各观测总测回数的一半。白天和晚上各观测总测
30、回数的一半。视线离引起水平折光的地面或物体（水系岸边，视线离引起水平折光的地面或物体（水系岸边，树林边缘等）越近，树林边缘等）越近，越大，故应旁离越大，故应旁离3m以上，以上，高出障碍物或地面高出障碍物或地面12m。视线通过引起水平折光的物体的路程越长，视线通过引起水平折光的物体的路程越长，越大，故当地形复杂时，应适当缩短边长，越大，故当地形复杂时，应适当缩短边长，引起水平折光差的物体离测站越近，引起水平折光差的物体离测站越近，越大，越大，故视线应离橹柱故视线应离橹柱10cm以上。以上。2、大气密度变化和透明度 引起目标成像不稳定，成像不清晰 减弱措施：选择有利的观测时段；视线离开地面一定高度
31、。3、仪器受温度变化的影响温度变化使盘左、盘右温度变化使盘左、盘右C值不相等（视准值不相等（视准轴倾斜）；轴倾斜）；温度变化使盘左，盘右温度变化使盘左，盘右i值不相等（水平值不相等（水平轴倾斜）；轴倾斜）；温度变化使仪器中心位置变化。温度变化使仪器中心位置变化。减弱措施：减弱措施：a仪器开箱后，放在阴凉有风处一段时间；仪器开箱后，放在阴凉有风处一段时间；b遮伞，避免阳光直射；遮伞，避免阳光直射；二、仪器误差的影响二、仪器误差的影响1、基座弹性扭转的影响、基座弹性扭转的影响 在半测回中始终按同一方向旋转照准部，那么各在半测回中始终按同一方向旋转照准部，那么各方向读数受基座弹性扭曲的影响基本上可以
32、认为是方向读数受基座弹性扭曲的影响基本上可以认为是相同的，因而由方向值求角度时这种影响就可消除相同的，因而由方向值求角度时这种影响就可消除或减弱。或减弱。2、照准部弹性扭转、照准部弹性扭转 在半测回中照准任何一个目标时都向同一方向转在半测回中照准任何一个目标时都向同一方向转动照准部的微动螺旋。这样一来，则由于各方向读动照准部的微动螺旋。这样一来，则由于各方向读数所含误差的正负号相同，绝对值基本相等，因此数所含误差的正负号相同，绝对值基本相等，因此在利用这些方向值组成角度时，就可使这种误差得在利用这些方向值组成角度时，就可使这种误差得到减弱或消除。到减弱或消除。二、仪器误差的影响二、仪器误差的影
33、响3、脚螺旋孔内空隙的影响、脚螺旋孔内空隙的影响 在半个测回的观测过程中，照准部只向一个方向在半个测回的观测过程中，照准部只向一个方向旋转，并在照准零方向之前先将照准部旋转旋转，并在照准零方向之前先将照准部旋转12周，周，以消除或减弱这种误差的影响。以消除或减弱这种误差的影响。4、照准部微动螺旋隙动差的影响、照准部微动螺旋隙动差的影响 由于照准部微动螺旋弹簧的弹力减弱或受油污的由于照准部微动螺旋弹簧的弹力减弱或受油污的影响，在影响，在“旋退旋退”微动螺旋以精确照准目标时，弹微动螺旋以精确照准目标时，弹簧就不能完全发挥作用，因而在微动螺旋的螺杆顶簧就不能完全发挥作用，因而在微动螺旋的螺杆顶端出现
34、微小空隙。而在读数过程中，弹簧逐渐伸张端出现微小空隙。而在读数过程中，弹簧逐渐伸张消除空隙而螺杆顶住微动架，致使照准轴偏离原来消除空隙而螺杆顶住微动架，致使照准轴偏离原来照准目标，从而给读数带来误差，这种误差称为微照准目标，从而给读数带来误差，这种误差称为微动螺旋的隙动差。动螺旋的隙动差。为了减弱或消除隙动差的影响，规范规定，为了减弱或消除隙动差的影响，规范规定，使用照准部微动螺旋最后照准目标时，应用使用照准部微动螺旋最后照准目标时，应用“旋进旋进”方向方向(也就是压紧弹簧的方向也就是压紧弹簧的方向)。三、观测误差1、照准误差、照准误差 有利观测时段；提高操作技能水平。2、读数误差、读数误差
35、多次重复读数取平均值。四、精密测角的基本原则四、精密测角的基本原则观测应在目标成像清晰、稳定的有利于观测的时间进行，以提高照准精度和减小旁折光的影响。观测前应认真调好焦距，消除视差。在一测回的观测过程中不得重新调焦，以免引起视准轴的变动。各测回的起始方向应均匀地分配在水平度盘和测微分划尺的不同位置上，以消除或减弱度盘分划线和测微分划尺的分划误差的影响。在上、下半测回之间倒转望远镜，以消除和减弱视准轴误差、水平轴倾斜误差等影响，同时可以由盘左、盘右读数之差求得两倍视准轴误差2C，借以检核观测质量。四、精密测角的基本原则四、精密测角的基本原则上、下半测回照准目标的次序应相反，并使观测每一目标的操作
36、时间大致相同，即在一测回的观测过程中，应按与时间对称排列的观测程序，其目的在于消除或减弱与时间成比例均匀变化的误差影响，如觇标内架或三脚架的扭转等。为了克服或减弱在操作仪器的过程中带动水平度盘位移的误差，要求每半测回开始观测前，照准部按规定的转动方向先预转12周。使用照准部微动螺旋和测微螺旋时，其最后旋转方向均应为旋进。为了减弱垂直轴倾斜误差的影响，观测过程中应保持照准部水准器气泡居中。第五节 测角方法与测站平差一、观测前的准备工作一、观测前的准备工作1、测定归心元素（测站偏心、照准点偏心）；、测定归心元素（测站偏心、照准点偏心）；*2、安置仪器，寻找目标，检查通视情况；、安置仪器，寻找目标，
37、检查通视情况；3、选择零方向并调好焦距，距离适中、通视良好、选择零方向并调好焦距，距离适中、通视良好、成像清晰，视线较平；成像清晰，视线较平；4、量取仪器高和觇标高；、量取仪器高和觇标高；5、编制观测度盘表。、编制观测度盘表。ABCDE方向观测法零方向盘左盘右方向观测法的测方向观测法的测回数，是根据测回数，是根据测角网的等级和所角网的等级和所用仪器的类型确用仪器的类型确定的。定的。二、方向观测法的操作程序（二、方向观测法的操作程序（p57）记录参见方向观测法手簿p58三、测回法操作程序AOB图2-23-1四、测站上的限差四、测站上的限差仪仪器器两次重合读数差半测回归零差一测回2C互差测回较差半
38、测回角值差J116969J23813913注：当照准点的垂直角超过3时，该方向的2c互差应与同一观测时间段内的相邻测回进行比较。如按此方法比较应在手簿中注明。五、手簿记录与计算五、手簿记录与计算注意事项：注意事项：不准撕页；不准撕页；不准补记；不准补记；不准转抄；不准转抄；不准涂改；不准涂改；不准更改秒数；不准更改秒数；不准连环更改度分数；不准连环更改度分数；不准一测回跨记两页；不准一测回跨记两页；应注明重测原因及结果所在页应注明重测原因及结果所在页六、重测规定和观测成果取舍六、重测规定和观测成果取舍重测规定：p61观测成果取舍：p61七、测站平差七、测站平差 x=1nvv nL 1、测回法：
39、、测回法：2、方向观测法：、方向观测法：mnNmbBmaAiniibiiainNVbBVaAV nK1251mmK.第六节 归心改正及归心元素的测定*一、归心改正（了解）一、归心改正（了解）1、测站归心改正、测站归心改正MBT=My+c标石中心照准方向零仪器中心BDTTMBTyeyMyc)sin()sin(sinsinsinyyyyyyyyyMDecMDecDMec 2、照准点归心改正MBB=MBT+3、测站偏心与照准点偏心的联合影响MBB=My+c+)sin(TiTiiTiiMDe 竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端，竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端，随望随望远镜的转动而转动远镜的转动
40、而转动。竖直度盘的刻划与水平度盘基本。竖直度盘的刻划与水平度盘基本相同，但其注字随仪器构造的不同分为顺时针和逆时相同，但其注字随仪器构造的不同分为顺时针和逆时针两种形式。针两种形式。一、竖直度盘的构造一、竖直度盘的构造第七节第七节 垂直角观测垂直角观测观测垂直角的目的是为了用三角高程的方法求得控观测垂直角的目的是为了用三角高程的方法求得控制点的高程，一般在水平方向观测之后进行。制点的高程，一般在水平方向观测之后进行。对于对于J2级光学经纬仪竖盘与指标及指级光学经纬仪竖盘与指标及指标水准管之间应满足下列关系：标水准管之间应满足下列关系：当视准当视准轴水平，指标水准管气泡居中时，指标轴水平，指标水
41、准管气泡居中时，指标所指的竖盘读数值盘左为所指的竖盘读数值盘左为90，盘右为，盘右为270。目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归零补偿装置来代替竖盘指标水准管。零补偿装置来代替竖盘指标水准管。二、竖直角的计算公式二、竖直角的计算公式推导竖直角计算公式的具体做法如下：推导竖直角计算公式的具体做法如下：1.盘左位置把望远镜大致置水平位置，这时竖盘盘左位置把望远镜大致置水平位置，这时竖盘读数值约为读数值约为90（若置盘右位置约为（若置盘右位置约为270），这个），这个读数称为读数称为始读数始读数。2.慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数（盘左慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数（
42、盘左时记作时记作L，盘右时记作，盘右时记作R），并），并与始读数相比，是增与始读数相比，是增加还是减少，读数减少为顺时针刻划，读数增加为加还是减少，读数减少为顺时针刻划，读数增加为逆时针刻划。逆时针刻划。如右图的按如右图的按顺时针顺时针注记的竖注记的竖盘形式，其竖直角计算公式为：盘形式，其竖直角计算公式为：左左=90 L 右右 =R 270 竖直角竖直角 =（左左+右右）/2 =（R L 180）/2二、竖直角的计算公式二、竖直角的计算公式三、竖直角、指标差的计算公式三、竖直角、指标差的计算公式 当指标偏离正确位置时，当指标偏离正确位置时，这个指标线所指的读数就比始这个指标线所指的读数就比始读
43、数增大或减少一个角值读数增大或减少一个角值，此值称为此值称为竖盘指标差竖盘指标差，也就是，也就是竖盘指标位置不正确所引起的竖盘指标位置不正确所引起的读数误差。读数误差。指标差计算公式：指标差计算公式：X=（右右左左）=（R+L-360）2121三、竖直角三、竖直角、指标差的计算公式指标差的计算公式竖直角计算公式：竖直角计算公式：左左=90 L+X 右右 =R 270-X指标差计算公式：指标差计算公式：X=（L+R-360）21一、观测方法（一个方向一测回）一、观测方法（一个方向一测回）p761、中丝法、中丝法盘左，中丝瞄准目标，气泡居中，读数（重合对径分划盘左，中丝瞄准目标，气泡居中，读数（重
44、合对径分划线两次）；线两次）；盘右，中丝瞄准目标，气泡居中，读数（重合对径分划盘右，中丝瞄准目标，气泡居中，读数（重合对径分划线两次）线两次）；指标差：指标差：指标差互差应不超过指标差互差应不超过15，指标差不大于，指标差不大于30。垂直角：垂直角：2360RLi2180LR四、竖直角的观测方法四、竖直角的观测方法2、三丝法 盘左，按上、中、下丝依次瞄准同一目标，气泡居盘左，按上、中、下丝依次瞄准同一目标，气泡居中，读数：中，读数：L上、上、L中、中、L下；下；盘右，按上、中、下丝依次瞄准同一目标，气泡居盘右，按上、中、下丝依次瞄准同一目标，气泡居中，读数：中，读数：R上、上、R中、中、R下；下；记录，记录，盘左由上到下，盘右由下到上盘左由上到下，盘右由下到上；计算：计算：检核：检核：垂直角互差：同一方向各测回各丝所测得的全部垂直角互差：同一方向各测回各丝所测得的全部垂直角结果比较；垂直角结果比较；指标差互差：各测回指标差互差：各测回同一根水平丝同一根水平丝所算得的指标所算得的指标差结果比较。差结果比较。测站限差测站限差 等级项目二、三等四等一、二、三级导线J1J2J2J6J2J6中丝法（测回数）三丝法（测回数）422142121垂直角互差指标差互差101515251525第二次作业P83页：2.14、2.16谢谢欣赏THANK YOU FOR WATCHING
