第三章 经纬仪及其使用
3.1.1 .水平角的测量原理
水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角,角值为 0°~360°。空间两直线OA和OB相交于点O,将点A,O,B沿铅垂方向投影到水平面上,得相应的投影点A′,O′,B′,水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角,即水平角。
水平角的大小与地面点的高程无关。
测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件:
(1)能给出一个水平放置的,且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水
平度盘;
(2)要有一个能瞄准远方目标的望远镜,且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转,以便通过望远镜
3.1.2 垂直角的测量原理
垂直角是指在同一铅垂面内,某目标方向的视线与水平线间的夹角α,也称竖直角或高度角;垂直角的角值为0°~±90°。
视线与铅垂线的夹角称为天顶距,天顶距z的角值范围为0°~180°。
当视线在水平线以上时垂直角称为仰角,角值为正;视线在水平线以下时为俯角,角值为负,如图所示。
由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘,或称竖盘。
3.2 经纬仪的结构与使用
3.2.1 光学经纬仪的分类
按物理特性分:游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。
按测角精度分:
DJ07—— 一测回水平方向中误差0.7″:用于一等三角;
DJ1—— 一测回水平方向中误差1.0″:用于一、二等三角;
DJ2—— 一测回水平方向中误差2.0″:用于三、四等三角;
DJ6—— 一测回水平方向中误差6.0″:用于地形测图、一般工程。
DJ为“大地”、“经纬仪”的汉语拼音缩写。
3.2.2 DJ6光学经纬仪
1)基座部分
用于支撑基照准部,上有三个脚螺旋,其作用是整平仪器
2)照准部
照准部是经纬仪的主要部件,照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等。
3)度盘部分
DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘,均由光学玻璃制成。水平度盘沿着全圆从0°~360°顺时针刻画,最小格值一般为1°或30′。
4)度盘读数装置及读数方法
光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分。水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为1°或30′,在读取不足一个格值的角值时,必须借助测微装置,DJ6级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和平行玻璃测微器两种。
(1)测微尺读数装置
目前新产DJ6级光学经纬仪均采用这种装置。
在读数显微镜的视场中设置一个带分划尺的分划板,度盘上的分划线经显微镜放大后成像于该分划板上,度盘最小格值(60′)的成像宽度正好等于分划板上分划尺1°分划间的长度,分划尺分60个小格,注记方向与度盘的相反,用这60个小格去量测度盘上不足一格的格值。量度时以零零分划线为指标线。
如图所示:
水平度盘读数为100°04′.5
垂直度盘读数为89°06′.3
(2)单平行玻璃板测微器读数装置
单平行玻璃板测微器的主要部件有:单平行板玻璃、扇形分划尺和测微轮等。这种仪器度盘格值为30′,扇形分划尺上有90个小格,格值为30′/90=20″。
测角时,当目标瞄准后转动测微轮,用双指标线夹住度盘分划线影像后读数。整度数根据被夹住的度盘分划线读出,不足整度数部分从测微分划尺读出。 如图水平度盘的读数为8°42′08″垂直度盘读数为88°47爱情闯进门的主题曲′24″。
(3)读数显微镜
光学经纬仪读数显微镜的作用是将读数成像放大,便于将度盘读数读出。
5)水准器
光学经纬仪上有2~3个水准器,其作用是使处于工作状态的经纬仪垂直轴铅垂、水平度盘水平,水准器分管水准器和园水准器两种。
陈梦和黄晓明什么关系(1)管水准器
管水准器安装在照准部上,其作用是仪器精确整平。
(2)圆水准器
圆水准器用于粗略整平仪器。它的灵敏度低,其格值为8″/ 2mm 。
3.3 测回法及方向法测水平角
水平角观测的工作环节包括:安置经纬仪、照准目标、读数、记录。
3.3.1 经纬仪安置
将经纬仪正确安置在测站点上,包括对中和整平二个步骤。
1)对中
指将仪器的纵轴安置到与过测站的铅垂线重合的位置。首先据观测者的身高调整好三脚架腿的长度,张开脚架并踩实,并使三脚架头大致水平。将经纬仪从仪器箱中取出,用三脚架上的中心螺旋旋入经纬仪基座底板的螺旋孔。对中可利用垂球或光学对中器进行。
(1)垂球对中
挂垂球于中心螺旋下部的挂钩上,调垂球线长度至垂球尖与地面点间的铅垂距≤2毫米,垂球尖与地面点的中心偏差不大时通过移动仪器,偏差较大时通过平移三脚架,使垂球尖大致对准地面点中心,偏差大于 2mm 时,微松连接螺旋,在三脚架头微量移动仪器,使
垂球尖准确对准测站点,旋紧连接螺旋紧。
(2)光学对点器对中
调节光学对点器目镜、物镜调焦螺旋,使视场中的标志圆(或十字丝)和地面目标同时清晰;旋转脚螺旋,令地面点成像于对点器的标志中心,此时,因基座不水平而圆水准器气泡不居中;调节三脚架腿长度,使圆水准器气泡居中,进一步调节脚螺旋,使水平度盘水准管在任何方向气泡都居中;光学对点器对中误差应小于 1mm 。
谁来剪月光 2)整平
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整平指使仪器的纵轴铅垂,垂直度盘位于铅垂平面,水平度盘和横轴水平的过程。精确整平前应使脚架头大致水平,调节基座上的三个脚螺旋,使照准部水准管在任何方向上气泡都居中;方法如下:“左手螺旋法则”。
注意上述整平、对中应交替进行,最终既使仪器垂直轴铅垂,又使铅垂的垂直轴与过地面测站点标志中心的铅垂线重合。
3.3.2 照准点上照准标志与瞄准方法
照准标志:测量角度时,仪器所在点称为测站点,远方目标点称为照准点,在照准点上必须设立照准标志便于瞄准。测角时用的照准标志有觇牌、或测钎、垂球线等。
瞄准目标方法和步骤:
1)将望远镜对向明亮的背景(如天空),调目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。
2) 旋转照准部,通过望远镜上的外瞄准器,对准目标,旋紧水平及垂直制动螺旋。
3) 转动物镜调焦螺旋至目标的成像最清晰,旋竖直微动螺旋和水平微动螺旋,使目标成
像的几何中心与十字丝的几何中心(竖丝)重合,目标被精确瞄准。
3.3.3 .水平角观测方法
地面测量中水平角观测方法有测回法和方向观测法。
1)测回法
适用于观测两个方向形成的单角。 你并不懂我歌词
盘左位置(竖盘在望远镜左边又称正镜):
(1)顺时针旋转照准部瞄准起始目标A(又称观测的零方向),读水平度盘读数A左;
(2)松开水平制动螺旋,顺时针转照准部瞄准目标B,读水平度盘读数B摇头舞曲左;得盘左位置时上半测回角值:
β左=B左—A左
以上称上半测回;
盘右位置(竖盘在望远镜右边又称倒镜):
(3)倒转望远镜,逆时针旋转照准点瞄目标B,读水平度盘读数B右。
(4)逆时地针转动照准部瞄准目标A,读水平度盘读数A右;得盘右位置下半测回观测得角值:
β右= B右—A右
这个过程称为下半测回。
上、下半测回称一测回,对DJ6级光学经纬仪,如果上、下半测回角值差的限差不大于±40″时,则取盘左盘右水平角的均值作一测回的角值:
β=(β左+β右)/2
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