经纬仪及其使用要求Word文件下载.docx
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（一）分微尺测微器及其读数法
图4-2为CJH-1型光学经纬仪读数系统光路图。
光线经反光镜光分两路：
一路经照明棱镜3照亮了竖盘4的分划，经转向棱镜
向棱镜7将竖盘分划线成象在刻有分微尺的指标镜8的平面上，
透镜10在读数显微镜目镜的焦平面上成象；
另一路光线经转向棱镜的聚光，照亮水平度盘14,经转向棱镜15,和水平度盘物镜组
平度盘的分划线也成象在指标镜8上，此后的光路与竖盘光路相平行。
分划值为1°
图中115和116两根分划线为水平度盘的象，的象。
分微尺为以1°
弧长分成60格，因此，分微尺最小分划值为
读数时，先调节读数显微镜目镜，使度盘和分微尽分划线均很清晰,
微尺中的度盘分划线的注记度数，再以度盘分划线为指标，在分微尺上读取分数，估读秒数，两者相加即得度盘读数。
如图4-3中水平度盘读数为115°
56'
0〃，竖盘读数为48°
09'
0”。
采用上述读数方法的除我国多数厂家生产的J6级经纬仪外，还有蔡司030、020、意大
利T4150等光学经纬仪也都采用这种读数方法。
（2）单平板玻璃测微器及其读数方法
北光DJ6-1光学经纬是采用这种读数方法，图4-4是它的读数系统光路图。
从图中可
以看出，与分微尺测微器在构造上不同的地方是：
经过竖盘的光线先折向水平度盘，然后与
水平度盘的光线一起转向指标镜1;
在光路系统中增设一块可以偏转的平板玻璃2,和一块
与平板玻璃构造上相连的扇形测微分划板3，转动测微手轮4，平板玻璃2和测微分划板3
就绕同一轴转动一角度，使通过平板玻璃的光线平行移动一段微小的距离。
其移动量可从测
微分划板的摆动幅度得出。
转动测微手轮时，在读数显微镜中可以看到度盘分划象和测微分划板上测微尺的象，同时相对于指标镜上的指标线移动。
度盘分划象移动一格，恰好是测微尺的象移动整尺段。
故度盘上不足一个分划的读数可以根据测微尺读取。
该仪器度盘最小分划
值为30'
注记至度。
测微尺上最小分划值为20'
估读四分之一格（5〃），每5'
—注
记，整尺段为30'
。
读数时，先转动测微手轮，使度盘上某一分划线精确地夹在双丝指标的中间并读取该分划的度盘读数，然后再加上单丝指标处的读数。
如图4-5（a）中，水平度盘读数为29
30'
+23'
20〃=2953'
20〃；
图4-5（b）中，竖直读数为117°
+02'
10〃=11702'
10'
三、经纬仪的使用
经纬仪的基本操作为：
对中、整平、瞄准和读数。
（一）对中
对中的目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。
其操作步骤为：
（1）张开脚架，调节脚架腿，使其高度适宜，并通过目估使架头水平、架头中心大致对准测站点。
（2）从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋紧连接螺旋，并挂上锤球。
如锤球尖偏离测站点较远，则需移动三脚架，使锤球尖大致对准测站点，然后将脚架尖踩实。
（3）
略微松开连接螺旋，在架头上移动仪器，直至锤球尖准确对准测站点，最后再旋紧连接螺旋。
（二）整平
整平的目的是调节脚螺旋使水准管气泡居中，从而使经纬仪的竖轴竖直，水平度盘处于
水平位置。
其操作步骤如下：
（1）旋转照准部，使水准管平行于任一对脚螺旋（图4-6（a））。
转动这二个脚螺旋，使水准管气泡居中。
（2）将照准部旋转90°
转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中（4-6（b））。
（3）按以上步骤重复操作，直至水准管在这两个位置上气泡都居中为止。
使用光学对中器进行对中、整平时，首先通过目估初步对中（也可利用锤球），旋转对中器
目镜看清分划板上的刻划圆圈，再拉伸对中器的目镜筒，使地面标志点成象清晰。
转动脚螺
旋使标志点的影像移至刻划圆圈中心。
然后，通过伸缩三脚架腿，调节三脚架腿的长度，使
经纬仪圆水准器气泡居中，再调节脚螺旋精确整平仪器。
接着通过对中器观察地面标志点，如偏刻划圆圈中心，可稍微松开连接螺旋，在架头移动仪器，使其精确对中，此时，如水准管气泡偏移，则再整平仪器，如此反复进行，直至对中、整平同时完成。
（三）瞄准
瞄准目标的步骤如下：
（1）目镜对光
将望远镜对向明亮背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝成象清晰。
（2）粗略瞄准
松开照准部制动螺旋与望远镜制动螺旋，转动照准部与望远镜，通过望远镜上的照门和准星
对准目标，然后旋紧制动螺旋。
（3）物镜对光
转动位于镜筒上的物镜对光螺旋，使目标成象清晰并检查有无视差存在，如果发现有视
差存在，应重新进行对光，直至消除视差。
（4）精确瞄准
旋转微动蚴旋，使十字丝纵丝准确对准目标。
（四）读数
读数前应调整反光镜的位置与开合角度，使读数显微镜视场内亮度适当，然后转动读数
显微镜目镜进行对光，使读数窗成象清晰，再按上节所述方法进行读数。
第二节水平角测量
、水平角测量原理
观测水平角是确定地面点位的基本工作之一。
空间相交的两条直线在水平面上的投影所夹的角度叫水平角。
如图4-7所示，通过地面上AOBO的垂直面投影到水面P上为AiO、BiO,则/AiOBi=3，便是地面上OA与OB两方向间的水平角。
为了测出水平角3，可在过O点铅垂线上任一点O处，放置一个有刻度的水平圆盘，使其中心与O重
合，则过OAOB两竖直面与圆盘交线上的读数设为a
和b，如圆盘上的分划为顺时针方向注记，则得水平角：
3=b—a
、水平角测量方法
水平角观测的方法常用的有测回法和全圆测回法两种。
（一）测回法
测回法适用于观测两个方向之间的单角，如图4-8
Sf4-6忒平阳观圖
所示为采用测回法观测水平角/MON勺操作步骤：
在测站0点安置经纬仪，以盘左位置（竖盘在望远镜
视准方向的左侧）照准目标M,读取水平度盘读数m左,以顺时针方向转动照准部照准目标N读取水平度盘读数n左，则盘左所测的角值为：
/Mor左=n左一m左
以上完成了上半个测回。
为了检核及消除仪器误差对测角的影响，应该以盘右位置再作下半个测回。
作下半测回时，先照准左目标N,逆时针方向转动照准部照准目标
/MON右=n右一m右
40〃。
达到精
用J6级经纬仪观测水平角上、下两个半测回角值差（称不符值）应三±
度要求取平均值作为一测回的结果，即
1
/A0M二（/AOM左+ZAOM右）
2
表4-1是测回法水平角观测手簿。
为提高角度观测的精度，往往需观测几个测回。
为了减少度盘分划不均匀误差对测角的影响，要求每个测回之间将度盘变换180（n为测回数）。
如n=2时，各测回起始方向的
n
度盘读数应相差90°
为了操作和计算方便，应使第一测回起始方向的度盘读数常略大于
0°
如表4-1为进行两个测回的观测记录，第一测回起始方向（盘左位置）度盘读数为
01'
30〃，第二测回起始方向的度盘读数应为90°
略多，表中为90°
02'
36〃。
为此,
对于设有水平度盘离合报钮或设有水平度盘变换手轮的仪器，则应使用水平度盘离合报钮或
水平度盘变换手轮，使各测回起始方向的度盘读数等于所需要设置的读数。
在计算角值时，如右目标度盘读数小于左目标度盘读数时，则应在右目标度盘读数中加
360°
再减左目标度盘读数。
表4-1水平角观测手簿（测回法）
测站
竖盘位置
目标
水平度盘读数
半测回角值
一测回去角值
各测回平均角值
备注
左
M
30〃
68°
05'
42"
45"
44"
N
07'
12〃
右
180°
42'
48“
24807'
30'
90°
36"
15808'
12'
27002'
48'
48”
338°
08'
36'
（二）全圆方向观测法
在一个测站上，当观测方向在三个以上时，如图4-9，一般采用全圆方向观测法（在半
测回中如不归零称方向观测法），即从起始方向顺次观测各个方向后，最后要回测起始方向,
即全圆的意见。
最后一步称为“归零”，这种半测回归零的方法称为“全圆方向法“，如图中0A为起始方向，也称零方向。
观测步骤如下：
（1）安置仪器于0点，盘左位置且使水平度盘读数略大
于0°
时照准起始方向，如图中的A点，读取水平度盘读数a。
（2）顺时针方向转动照准部，依次照准B、CD各个方
向，并分别读取水平度盘读数为b、c、d，继续转动再照准起
始方向，得水平度盘读数为a'
这步观测称为“归零”，a'
与a之差，称为“半测回归零差”。
J6级经纬仪为24〃。
如归零差超限，则说明在观测过程中，仪器度盘位置有变动，此半测回应该重测。
以上观测过程为全圆方向法的上半个测回。
（3）以盘右位置按逆时针方向依次照准A、DC、B、A,并分别读取水平度盘读数。
以上为下半个测回，合起来称为一测回。
每次读数都应按规定格式记入表4-2中。
全圆方向观测法的计算与限差
（1）、两倍照准误差2C的计算
在同一测回内同一方向的两倍照准误差为
2C嗑左读数-（盘右读数土180°
）
同一测回内各方向2C值之间互差（变动范围），对J6级不应大于25〃
（2）、一测回内各方向平均读数的计算
同一方向的平均读数=1/2［盘左读数+（盘右读数土180°
）］，填入表中第7栏。
起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，将算出的结果填入同一栏的括号内，如第一测回中的（0°
01'
15〃）。
（3）、归零方向值的计算
将各个方向的平均读数减去起始方向的平均读数，即得各个方向与起始方向之间的角值，称为归零方向值；
显然起始方向归零后的值为0°
00'
00〃，见表中8栏。
（4）、各测回归零后方向值平均值的计算
当各测回同一方向的归零方向值之差，对于J6级如不大于24〃，则可取其平均数作为
该方向的最后结果。
相邻两方向值之差即得水平角。
对于上述各项限差，不同精度的仪器有不同的规定。
当观测误差超限时，应进行重测。
表4-2全圆方向法观测手簿
第三节竖直角测量
、竖直角的概念
在同一竖直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角，称为竖直角（竖角）。
如倾斜视线在
水平视线之上为仰角，符号为正，如图4-10中的+7°
41如倾斜视线在水平视线之下为
俯角，符号为负，如图中的-12°
32'
竖直角的角值从0°
—±
90°
在同一铅直面内，从天顶方向与倾斜视线之间的夹角，称为天顶角。
从天顶到天底，角值为0°
—180°
天顶角一盘用Z表示，如图4-10中两倾斜视线的天顶角分别为82°
19'
和102°
IB4-11竖抵轴造示童囲
1-!
£
■也云水祇号2-昼盘3-淇歌1*席
[B4-10蹩ft
竖直度盘的构造
图4-11是J6级光学经纬仪竖盘结构的示意图。
主要包括竖盘、竖盘指标、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。
竖盘固定在望远镜横轴的一侧，随望远镜在竖直面内同时
上、下转动；
竖盘读数指标不随望远镜转动，它与竖盘指标水准管连结在一起微动架上，转
动竖盘指标水准管微动螺旋，可使竖盘读数指标在竖直面内作微小移动。
当竖直指标水准管
气泡居中时，指标应处于正确位置。
所谓正确位置，即当望远镜视准轴和竖盘指标水准管轴同时水平时，在读数窗上指标所指竖盘读数为一特定的度数，该数通常为0°
或90°
的整倍
数，此读数即为视线水平时的竖盘读数。
竖盘刻划注记形式很多，常见的光学经纬仪都为全圆式刻划，如图4-12所示。
其中分
顺、逆时针两种注记。
盘左位置水平视线时竖盘读数均为90°
，盘右位置水平视线时竖盘
三、竖角的观测
在测站安置经纬仪，盘左位置照准目标，一般是以十字丝切于目标上某一位置；
转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，记入观测手簿表4-3中；
同法以盘右位置再作一次观测。
S4-3嬖草角现测手第
穗站
竖盘
泣置
曼盘读数
竖直懈
平均胫直鬼
*&
—
A
284*3<
J1B'
+14*2954'
+14'
3018*
+12'
盘左时竖盘注记
B
1左
101*1730*
缭・4“"
'
iri7
+ir
XTZ
四、竖角的计算
根据竖角的基本概念，它是在竖直面内目标方向与水平方向间的夹角。
不过任何注记的
竖盘形式，当视线水平时，其盘左、盘右时的读数都是个定值，所以测定竖角时只需读取照准目标时的竖盘读数即可。
将两数相减便得竖角角值。
至于究竟以哪个读数作为被减数、哪
个读数作为减数，应根据竖盘注记形式而定。
为此，对所用仪器必须把望远镜放在大致水平位置时观察读数，如当望远镜上倾时观察读数是增还是减，便可确定竖角的计算公式。
1•当望远镜上倾时，如竖盘读数增加，则竖角a=（照准目标时的读数）-（视线水平
时的读数）；
2•当望远镜上倾时，如竖盘读数减少，则竖角a=（视线水平时的读数）-（照准目标
时的读数）。
今以J6级经纬仪的竖盘注记形式为例，如图4-13。
盘左，视线水平时的读数为90°
当
*T
图4-13竖角计算示倉图
望远镜上倾时，读数减少；
盘右，视线水平时的读数为270°
当望远镜上倾时，读数增加。
根据上列的竖角计算公式可得上图中竖盘的竖角计算式为：
al=90°
-L
ar=R-270°
或:
-=-：
Lh=Ri=l〔R-L-1801（4-1）
22
例：
设图4-13中，当照准一高处目标A时，L=7530'
06'
R=28430'
18'
，试求
竖角的角值。
二1[（28430'
_7530'
）_180]=1430'
06”
（4-1）式同样适用于俯角的计算。
例如，算得表4-3中0B倾斜方向线的竖角为
二丄[（25842'
54'
_10117'
）_180]--1117'
第四节经纬仪的检验与校正
为了能精确地测得水平角，要求经伟仪各主要轴线之间必须满足一定的几何条件，如图
4-14图所示。
经伟仪的主要轴线和相互间应满足的几何条件如下：
照准部水准管轴应垂直于竖轴（LL_VV）；
视准轴应垂直于横轴（CC_HH）；
十字丝纵丝应垂直于横轴；
横轴应垂直于竖轴（HH_VV）
竖盘指标应处于正确的位置，即指标差等于零。
上述条件在仪器出厂时一般是能满足要求的。
但由于
在使用和搬运过程中的磨损和震动等影响，上述条件可能
发生变动，因此，在使用仪器前，必须进行检验和校正。
其方法步骤如下：
一、水准管轴应垂直于竖轴（LL_VV）
（一）检验阳心|，1连养卫罚:
护汀
先将仪器大致整平，转动照准部使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，即ab//AB，
如图4-15（a），调节脚螺旋A和B,使气泡居中；
转动照准部，使水准管ab//AC（应注意
a端与A在同一侧，旋转脚螺旋C（此时不能转动脚螺旋A），使气泡居中，见图4-15（b），
这时B、C两脚螺旋已等高；
转动照准部使水准管ab//CB，见图4-15（C）,若水准管气泡
仍居中，则条件满足，否则应进行校正。
（二）校正
用拔针拔动水准管校正螺丝，使气泡精确居中。
校正时，不能转动脚螺旋B、C,因经
过（a）、（b）两步骤操作后，BC脚螺旋已等高。
再重复进行几次，直至照准部转到任何位置，气泡偏离零点位置不超过一格为止。
、十字丝纵丝应垂直于横轴
（一）检验
整平仪器，从十字丝纵丝一端照准一清晰的固定点，固定照准部和望远镜的制动螺旋，微动望远镜微动螺旋，使望远镜上下微动，如果所照准的点始终不离纵丝，则条件满足，否则应进行校正。
（二）校正
卸下目镜端护盖，如图4-16，为十字丝分划板校正设备，松开四只十字丝分划板套筒压环固定螺丝，转动十字丝套筒，使十字丝纵丝处于正确位置后，固紧压环固定螺丝。
三、视准轴应垂直于横轴（CC_HH）
安置经纬仪，盘左照准一清晰的固定点，读水平度盘读数设为a1；
盘右位置照准同一
点，读水平度盘读数设为a2;
如ai=a2_180，则条件满足，如不相差180，计算盘右位置照准目标的平均读数a,即
a=2心2（a1_180）］
微动照准部微动螺旋，使水平度盘读数等于a，此时十字丝交点已偏离所照准的固定点。
然后用拔针拔动十字丝环上的左右两只校正螺丝，见图4-16，一松一紧水平移动使十字丝
交点对准所照准的固定点为止。
四、横轴应垂直于竖轴（HH_VV）
（一）检验
将仪器安置在离墙20—30m处，盘左位置照准墙上高处一固定点P,如图4-17，选择P
点时应使仰角大于30°
，且使视线尽量正对墙面为宜，照准P点后，用水平视线在墙上定
出一点P1；
以盘右位置照准P点，再用水平视线在墙上定出一点P2；
女口P1、P2两点重合，则
条件满足，否则需进行校正。
因为盘左与盘右位置的照准面是向着相反的方向各偏了一个角度i，所以P1、P2两点
的中点P。
和高处的P点是在同一铅垂线上。
校正时，照准PP2中点P。
后，仰视P点，因为横轴不垂直于竖轴，此时十字丝交点必然落到P点一侧的P点。
调节横轴一端的高低，
使十字丝交点对准P点。
横轴的校正方法因仪器构造不同而异。
图4-18所示为DJ6级光学经纬仪常见的横轴校正装置。
校正时，打开仪器右支架护盖，放松三个偏心支承板固定螺丝1,转动偏心支承板
2,即可使横轴右端升降。
光学经纬仪的横轴是密封的，出厂时此条件已有保证。
通过检查，如必须校正时，应由
有经验的仪器检修人员进行或送厂修理。
第五节水平角度测量的误差和注意事项
、角度测量的误差
水平角测量的主要误差来源有以下几个方面:
（一）仪器误差
（1）由于仪器检校不完善所引起的误差
其中望远镜视准轴不严格垂直于横轴、横轴不严格垂直于竖轴所引起的误差，可以采用
盘左、盘右观测取平均的方法来消除，而竖轴不垂直于水准管轴所引起的误差则不能通过盘
左、盘右观测取平均或其它观测方法来消除，因此，必须认真做好仪器此项检验、校正。
（2）由于仪器制造加工不完善所引起的误差
例如照准部偏心差与水平度盘分划误差等。
经纬仪照准部旋转中心应与水平度盘中心重
合，如果两者不重合，即存在照准部偏心差，在水平角测量中，此项误差影响也可通过盘左、盘右观测取平均的方法来消除。
水平度盘分划误差的影响一般较小，当测量精度要求较高时，
可采用各测回间变换水平度盘位置的方法进行观测，以减弱这一项误差影响。
（二）安置仪器的误差
（1）对中误差
如图4-19，设0为测站点，AB为目标点，由于仪器存在对中误差，仪器中心偏至o'
点，00'
的距离称为测站偏心距，以e表示。
由图可知，实测角度1'
与正确角值1的之间的关系式为：
:
=：
•（V亠：
2）
（2）整平误差
整平误差不能用观测方法来消除，此项误差的影响与观测目标时视线竖直角的大小有关，当观测目标与仪器视线大致同高时，影响较小；
当观测目标时，视线竖直角较大，则整平误差的影响明显增大，此时，应特别注意认真
（三）目标偏心误差
式中D:
0B的水平距离;
整平仪器，当发现水准管气泡偏离零点超过一格以上时，应重新整平仪器，重新观测。
如图4-20，0为测站点，B为目标点，由于设置观测标存在误差，使标志中心与B点不在同一铅垂线上，而偏离至
B'
，BB'
的距离称为目标偏心距，以e表示，则目标偏
心误差对所测水平角的影响为：
（4—2）
71'
：
观测方向与目标偏心方向之间的夹角。
为了减少目标偏心对水平角观测的影响，当用标作为观测标志时，标杆应竖直，且尽量
瞄准标杆的底部。
当仪器至目标的距离较
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