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Published by议瑭僚 邱 Modified 8年之前
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角 度 测 量 Angle Measurement 第三讲
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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。
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电子经纬仪
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编码度盘测角 这种编码度盘的角分辨率最高可达 10.5′ 。
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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。
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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
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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。
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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’
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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° 。 ★ ★
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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6. 横轴的检校 检验方法 : 【也称 i 角检验】 J6 : i>20" ,则需校正。
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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2. 视准轴误差
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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。
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3. 横轴倾斜误差
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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。
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4. 竖轴倾斜误差
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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。
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5. 仪器对中误差
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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。
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6. 目标偏心误差
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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。
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实习 8 1. 经纬仪的检验,实习报告 P31 。
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