角 度 测 量 Angle Measurement 第三讲

电子经纬仪简介 随着电子技术、计算机技术、光电技术、自动控制等 现代科学技术的发展， 1968 年电子经纬仪问世。经过四 十多年的发展，电子经纬仪技术不断进步，产量逐步增 大，成本不断下降，电子经纬仪有逐步代替光学经纬仪 的趋势。 电子经纬仪与普通光学经纬仪的主要区别在于读数系 统，其他如对中、整平、照准等装置基本都是相同的。

电子经纬仪

编码度盘测角 这种编码度盘的角分辨率最高可达 10.5′ 。

光栅度盘测角 莫尔条纹具有放大作用，在电子测角中用于计数和细 分，能极大提高测角精度。

电子经纬仪特点 ( 一 ) 读数在屏幕上自动显示， 角度计量单位 (360° 、 400g 等 ) 可 自动换算。 ( 二 ) 部分误差可自动检测补偿。 ( 三 ) 有与测距仪和电子手簿连 接的接口。与测距仪连接可构成 组合式全站仪，与电子手簿连接， 可将观测结果自动记录，没有读 数和记录的人为错误。 PDA PC-E500

电子经纬仪使用 1. 开机后竖直度盘需要 “ 过零 ” ，即将望远镜绕横轴旋转 过天顶方向。 2. 水平度盘的增量方向 ( 左右增量 ) 设置，按 R/L 键切换。 3. 水平度盘的配置，若设置为 0°00′00″ ，按 0SET 键；若 配置其他读数，先旋转照准部到所需读数，按 HOLD 键 锁定，转到起始方向，再按 HOLD 键松开。 4. 若按电源键仪器无反应，可能电池电量不足。

经纬仪的主要轴线  光学垂线  水准管轴 LL  圆水准器轴 L ’ L ’  视准轴 CC  十字丝竖丝和横丝  横轴 ( 望远镜旋转轴 )HH  竖轴 ( 照准部旋转轴 )VV L L H H C C V V L’L’ L’L’

经纬仪的理想轴线关系 1. 光学对中器的视线应与竖轴重合； 2. 照准部的水准管轴应垂直于竖轴； 3. 圆水准器轴应平行于竖轴； 4. 横轴应垂直于竖轴； 5. 视准轴应垂直于横轴； 6. 十字丝竖丝应垂直于横轴； 7. 视线水平时竖盘读数应为 90° 或 270° 。 ★ ★

1. 光学对中器的检校 检验方法 : (1) 光学对中器在照准部上：精确整平仪器后，地上 铺一白纸，标出光学对中器的中心；旋转 180 度后，再标 出光学对中器的中心。若两次中心重合，则说明光学对 中器的视线与竖轴的旋转中心重合，否则不满足。 (2) 光学对中器在基座上：将仪器平放在水平台面上 ，基座露出台面，能自由转动；在竖直墙面上放白纸， 基座旋转 180 度前后观察光学对中器中心是否重合。

1. 光学对中器的检校 校正方法 : 由于检验时所得前后两点之差是由二倍误差造成的 ，因而在标出两点的中间位置后，校正有关的螺旋 ( 光学 对中器望远镜分划板或直角棱镜 ) ，使视线落在中间点上 即可。调节螺旋 1 ，则视线前后移动，调节螺旋 2 、 3 ，则 视线左右移动。

2. 照准部水准管轴的检校 检验方法 : 先将仪器粗略整平后，使水准管平行于一对脚螺旋 ，并用这一对脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部 平转 180° ，若气泡仍然居中，则说明水准管轴与竖轴在 一个方向上垂直，否则应进行校正。

2. 照准部的水准管轴的检校 校正方法 : 水准管校正螺旋与脚螺旋各调一半。需要在相互垂 直的两个方向都满足要求。

3. 圆水准器轴的检校 检验方法 : 水准管精确整平后，检查圆水准器气泡是否居中 。 校正方法 : 直接调整圆水准器盒底部的三个校正螺丝。

4. 十字丝的检校 检验方法 : 以十字丝竖丝的一端照准一个小而清晰的目标点，再 用望远镜的竖直微动螺旋使目标点移动到竖丝的另一端， 如果目标点到另一端时仍位于竖丝上，则竖丝垂直于横轴 的关系满足。否则需要校正。 校正方法 : 松开十字丝分划板压环 ( 固定 ) 螺丝，旋转十字丝分划 板。

5. 视准轴的检校 检验方法 : 【也称 2C 检验】 J6 ： 2c>60" ； J2 ： 2c>30" 时，则需校正。

5. 视准轴的检校 检验具体操作步骤： 选一长约 100m 的平坦地面，将仪器架设于中间 O 处，并将其整平。先以盘左位置照准设于离仪器约 50m 的一点 A ，固定水平制动，将望远镜纵转 180° ，并在离 仪器约 50m 的视线上放一把带毫米分划的小尺，读出视 线上小尺的读数 m 。用同样方法以盘右照准 A 点，再倒 转望远镜，读出视线上小尺的读数 n ，如果 m 、 n 重合， 则说明视准轴垂直于横轴，否则垂直关系不满足。

5. 视准轴的检校 校正方法 : 将 mn 距离四等分，取靠近 n 点的 1/4 等分点 p ，近似 地认为∠ pOn=c 。在照准部不动的条件下，将视线从 On 校正到 Op ，则理想关系可得到满足。 由于视线是由物镜光心和十字丝交点构成的，所以校 正的部位仍为十字丝分划板。校正分划板左右两个校正 螺旋，则可使视线左右摆动。

6. 横轴的检校 检验方法 : 【也称 i 角检验】 J6 ： i>20" ，则需校正。

6. 横轴的检校 检验具体操作步骤： 将仪器架设在一个高的建筑物附近。将仪器仔细精 确整平，在望远镜倾斜约 30° 左右的高处，以盘左照准 一清晰的目标点 P ，然后将望远镜放平，在视线上靠近 墙放一把带 mm 分划的小尺，读出视线在小尺上的读数 m1 。再将望远镜改为盘右，仍然照准 P 点，并放平视线 ，读出视线在小尺上的读数 m2 。如果 m1 、 m2 两点重合 ，则仪器理想关系满足。否则，说明这一理想关系不满 足，需要校正。

6. 横轴的检校 校正方法 : 由于盘左盘右倾斜的方 向相反而大小相等，所以取 m1 、 m2 的中点 m ，则 p 、 m 在同一铅垂面内，照准 m 点， 将望远镜抬高，则视线必然 偏离 p 点而落在 p′ 处。在保持 仪器不动的条件下，校正横 轴的一端，使视线落在 p 上， 则完成校正工作。 Note ：这项校正需打开保护 罩，需在无尘环境下进行， 非专业校正人员不作此项校 正。

7. 竖盘指标差的检校 检验方法 : 盘左、盘右照准同一目标，读取读数 L 和 R 后，按 x=(L+R-360)/2 计算其指标差。 校正方法 : (1) 带指标水准管的：保持盘右照准原来的目标不变， 这时的正确读数应为 R － x 。用指标水准管微动螺旋将竖 盘读数安置在 R － x 的位置上，这时水准管气泡必不再居 中，调节指标水准管校正螺旋，使气泡居中即可。 (2) 竖盘指标自动补偿的：机械调整方法，专业校正人 员校正。 (3) 电子经纬仪：采用软件自动校正，详细操作参照仪 器说明书。

角度测量的误差来源 仪器误差 ⑴度盘偏心误差 ⑵视准轴误差 ⑶横轴倾斜误差 ⑷竖轴倾斜误差 观测误差 ⑴仪器对中误差 ⑵目标偏心误差 ⑶照准误差 ⑷读数误差 外界条件的影响：光线、温度等

1. 度盘偏心误差 原因分析 : 度盘分划线的中心与照准部旋转中心不重合。 误差特点： 在度盘的不同位置对读数的影响不同。 减弱或消除办法： (1) 不同测回间配置度盘，使读数均匀分布在度盘上； (2) 采用度盘对径分划取平均值的办法； (3) 盘左盘右取平均值的办法。 Note ：目前的仪器制造水平基本上可以将此项误差的影响减弱到 对角度值的影响忽略不计的程度。

2. 视准轴误差 原因分析 : 视准轴与横轴不严格垂直，由于十字丝分划板安置不正确、 望远镜调焦运行晃动、温度变化对仪器的影响。 误差特点： (1) 随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时最小； (2) 对盘左盘右的影响相同，符号相反。 减弱或消除办法： 盘左盘右取平均值。

2. 视准轴误差

3. 横轴倾斜误差 原因分析 : 横轴与竖轴不严格垂直。 误差特点： (1) 随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时为 0 ； (2) 对盘左盘右的影响相同，符号相反。 减弱或消除办法： 盘左盘右取平均值。

3. 横轴倾斜误差

4. 竖轴倾斜误差 原因分析 : 仪器未严格整平。 误差特点： (1) 随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时为 0 ； (2) 对盘左盘右的影响相同，符号相同。 减弱或消除办法： 严格整平仪器。

4. 竖轴倾斜误差

5. 仪器对中误差 原因分析 : 仪器中心与地面点不在同一铅垂线上。 误差特点： 与两目标间的距离成正比，与测站至目标间距离乘积成反比 。 减弱或消除办法： (1) 在短边角度测量时仔细检查对中器，仔细完成对中操作。 (2) 测回间重新对中。

5. 仪器对中误差

6. 目标偏心误差 原因分析 : 照准中心与标志中心不重合。 误差特点： 与测站至目标间距离有关，距离越短，影响越大。 减弱或消除办法： (1) 在短边角度测量时使照准目标与实际目标尽可能接近，如 降低目标高度，提高对中精度等。 (2) 测回间改变照准目标的方向或重新对中。

6. 目标偏心误差

7. 照准与读数误差 原因分析 : 与望远镜放大率、目标与照准标志的形状、亮度、人眼判 别能力有关。 误差特点： 与仪器关系较大，与操作者的技能有关。 减弱或消除办法： (1) 提高仪器等级。 (2) 采用自动照准方式。

实习 8 1. 经纬仪的检验，实习报告 P31 。