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经纬仪原理及角度测量方法内容：理解水平角、竖直角测量的基本原理；掌握光学经纬仪的基本构造、操作与读数方法；水平角测量的测回法和方向观测法；掌握竖盘的基本构造及竖直角的观测、计算方法；掌握光学经纬仪的检验与校正方法；了解水平角测量误差来源及其减弱措施及电子经纬仪的测角原理及操作方法。
重点：光学经纬仪的使用方法；水平角测回法测量方法；竖直角测量方法；难点：光学经纬仪的检验与校正。
§ 3.1 角度测量原理角度测量(angular observation) 包括水平角(horizontal angle) 测量和竖直角(vertical angle) 测量。
一、水平角定义从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角，称为水平角。
其范围：顺时针0°～360°。
二、竖直角定义在同一竖直面内，目标视线与水平线的夹角，称为竖直角。
其范围在0°～±90°之间。
如图当视线位于水平线之上，竖直角为正，称为仰角；反之当视线位于水平线之下，竖直角为负，称为俯角。
§ 3.2 光学经纬仪（optical theodolite ）经纬仪是测量角度的仪器。
按其精度分，有DJ6 、DJ2 两种。
表示一测回方向观测中误差分别为6"、2"。
一、DJ6 光学经纬仪的构造DJ6 光学经纬仪图1、照准部(alidade)2、水平度盘(horizontal circle)3、基座(tribrach)二、J6的读数方法1、J6 经纬仪采用“分微尺测微器读数法”，分微尺的分划值为1ˊ，估读到获0.1ˊ( 即：6") 。
如图，水平度盘读数为：73°04ˊ24"。
2、“ H ”——水平度盘读数，“ V ”——竖直度盘读数。
三、J2 光学经纬仪的构造如图与J6 相比，增加了：1、测微轮——用于读数时，对径分划线影像符合。
2、换像手轮——用于水平读数和竖直读数间的互换。
经纬仪及角度测量第一节角度测量原理角度测量包括水平角测量和竖直角测量，是测量的三项基本工作之一。
角度测量最常用的仪器是经纬仪。
水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。
用表示，角值范围0o～360 o。
如图3-1 所示，设A、B、C 是任意三个位于地面上不同高程的点，B1A1、B1C1为空间直线BA、BC在水平面上的投影，B1A1与B1C1 的夹角就是为地面上BA、BC 两方向之间的水平角。
为了测出水平角的大小，可以设想在B 点的上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘，并使其圆心O 在过B 点的铅垂线上，有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。
观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，直线BA、BC 在水平圆盘上的投影是om、on ，此时如果能读出om、on在水平圆盘上的读数m和n ，那么水平角就等于m减去n，即m n 。
因此，用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘，并能使之水平。
为了瞄准不同方向，该度盘应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
图3-1 水平角测量原理、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°～+ 90°。
视线向上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。
视线向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。
竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪，制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。
因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
基座)
3.3 水平角测量
3.3.1 仪器的安置
3.3.1.1 对中把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。
垂球对中：
光学对点器对中：先将三脚架插紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中，然后通过升降三脚架使圆水准器气泡居中，这时，仪器可能又不对中了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中.
3.4.1.4 读数和角值计算
望远镜瞄准A，水平度盘读数为20º14′30″，松开照准部的制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准B，读数
118º45′30″
∠AOB＝118º45′30″-20º14′30″＝98º31′00″
计算时，如果OB方向读数
小于OA方向水平度盘读数，
则将终边读数加360º进行
修正，再减去始边读数，
才为所测水平角。
望远镜一起在竖直面内转动。
经纬仪测角原理及动态测角精度瞿惠（大学精密机械工程系 200072）摘要:现代经纬仪具有实时测量、高精度、自动跟踪监控和易于图像再现等优点。
根据光电经纬仪的工作状态, 其测量误差又可以分为静态误差和动态误差。
本文研制了测量用旋转靶标，靶标即可以提供以一定角速度或角加速度运动的空间仿真目标，又能够记录目标的实时空间位置，以靶标记录的数据为真值，光电经纬仪跟踪目标所测量的数据与真值比较，可得到光电经纬仪的动态测角精度。
关键词: 经纬仪；动态测角精度；旋转靶标Angle measuring principle and dynamic angle precision ofTheodoliteQuhui(Department of Precision Mechanical Engineering, Shanghai University， Shanghai 200072) Abstract: Modern theodolite has many advantages, such as real - time measurement , high accuracy,auto - tracking monitoring and easy image reconstruction . According to working status of the theodolite, its measuring error can be divided into static state error and dynamic state error .Rotary target was established, and it was used to test dynamic angle precision of photoelectric theodolite in laboratory ,Simulation aim was provided and space positions of aim were real—time recoded by target．The aim can move as definite angle speed or as max angle acceleration．Data of target was considered as real—Value of aim．Test date of photoelectric theodolite was compared with it．and the dynamic angle precision was obtained．Key words: theodolite；dynamic angle precision；rotary target.1 引言经纬仪是采用电视测量技术，具有自动跟踪和实时测量功能的光电测量设备，主要用于飞机、轮船、星体等特种试验场空间目标运动轨迹的测量。
电子经纬仪的检定与误差解析电子经纬仪不仅能作为测角仪器单独完成测量工作，还能与电子手簿、激光测距仪等组成全站仪，或与激光测距机、卫星定位仪、陀螺仪等组成测地系统。
本文详细分析了电子经纬仪的误差成因，旨在提高电子经纬仪的测量精度。
标签：电子经纬仪;鉴定范围;误差解析计算机技术与微电子技术的快速发展，为传统测绘仪器带来了革命性的变化，电子经纬仪正是在这种科技的冲击下而诞生的一种测量仪器，被广泛应用在建筑、军事等行业，极大提高了现代测绘技术水平。
1.电子经纬仪电子经纬仪是一款集光学、电子、机械、计算为一体的高精度光学测量仪器，其在光学经纬仪的基础上增加了自动化智能技术、滤波技术以及电子细分控制技术等，能够对测量数据进行智能读取，除被广泛应用在公路、铁路、水利等工程的测量中，还可以用于大型建筑、设备的实地安装地形测量。
常见的电子经纬仪主要由：照准部、望远镜、测微器系统、水准器、基座及脚螺旋、光栅盘或光学码盘、读数面板、光学对点器，九大部分组成，具有较高的抗振能力、稳定性、可靠性，以及耗电小、寿命长、温度影响小等优点，适用于各种地形测量、地籍测量、工程测量。
2.进行电子经纬仪检定的主要内容电子经纬仪是在光学经纬仪基础发展而来，为进一步提升其精确度，我们应熟悉并掌握电子经纬仪的检定工作内容。
1）水准器轴与竖轴的垂直度;2）望远镜竖丝铅垂度;3）望远镜视轴对横轴的垂直度;4）横轴误差;5）照准差;6）竖轴误差;7）光学对中器视轴与竖轴重合度;8）望远镜调焦视轴变动误差;9）一测回水平方向标准偏差。
3.电子经纬仪的误差分析电子经纬仪主要用于边角的角度测量，测量误差是比照国家标准仪器精度来判断的，而国家标准仪器精度指的是一测回水平方向的标准误差。
在對电子经纬仪进行误差测量时，需要首先将电子经纬仪的望远镜对准实现选取的目标点A，获得对应角度的测量数值，然后对转目标点B，继续获得相应角度的测量数值，A、B两点测量数值间的误差为目标点间的夹角。
经纬仪的原理与使⽤讲解经纬仪的原理与使⽤⼀．⾓度测量的原理及相关基本概念⾓度测量包括⽔平⾓测量和竖直⾓测量，其中⽔平⾓测量是⽤于测量地⾯点的位置，竖直⾓测量是⽤于间接测定地⾯点的⾼程。
（⼀）⽔平⾓的测量原理⽔平⾓概念：从⼀点到两⽬标的⽅向线垂直投影在⽔平⾯上所成的⾓，β。
如书图3－1。
为了测定⽔平⾓β，那么可设想在过⾓顶B点上⽅安置⼀个⽔平度盘，⽔平度盘上⾯带有顺时针刻划、注记。
我们可以在BA⽅向读⼀个数n，在BC⽅向读⼀个数m，那⽔平⾓β就等于m减n，⽤公式表⽰为β＝右⽬标读数m－左⽬标读数n⽔平⾓值为0～360°。
（⼆）竖直⾓的测量原理竖直⾓概念：测站点到⽬标点的视线与⽔平线间的夹⾓，⽤α表⽰。
如书图3－2：α为AB⽅向线的竖直⾓。
其值从⽔平线算起，向上为正，称为仰⾓，范围是0°～90°；向下为负，称为俯⾓，范围为0°～－90°。
天顶距概念：视线与测站点天顶⽅向之间的夹⾓，图3－2中以Z 表⽰，其数值为0°～180°，均为正值。
与竖直⾓的关系：α＝90°－Z为了测定天顶⾓或竖直⾓，那我们同测⽔平⾓类似，在A点安置⼀个竖直度盘，同样是带有刻划和注记。
这个竖直度盘随着望远镜上下转动，瞄准⽬标后则有⼀个读数，那此读数就为竖直⾓。
根据上述⾓度测量原理，研制出的能同时完成⽔平⾓和竖直⾓测量的仪器称为经纬仪。
经纬仪按不同测⾓精度⼜分成多种等级，如DJ1、DJ2、DJ6、DJ10等。
D、J为“⼤地测量”和“经纬仪”的汉语拼⾳第⼀个字母，数字表⽰该仪器测量精度。
DJ6表⽰⼀测回⽅向观测中误差不超过±6″。
⼯程中常⽤的精度有2″、6″和10″。
⼆．DJ6型光学经纬仪（⼀）基本构造：照准部，⽔平度盘，基座（⼆）读数⽅法：最常见的读数⽅法有分微尺法、单平板玻璃测微器法和对径符合读法。
下⾯分别说明其构造原理及读数⽅法。
1．分微尺法分微尺法也称带尺显微镜法，多⽤于DJ6级仪器。
3 经纬仪及角度测量3.1 水平角测量原理3.2 DJ6型光学经纬仪3.3 水平角测量3.4 竖直角测量3.5 角度测量中误差产生的原因及消除方法3 经纬仪及角度测量角度测量是确定地面点位的基本测量工作之一，包括水平角测量和垂直角测量。
经纬仪是进行角度测量的主要仪器。
垂直角：观测水平角的经纬仪必须具备的条件：1）有能够水平安置的刻度圆盘和能够精确读取度盘读数的读数装置；2）有能够在水平方向和竖直方向转动的瞄准设备，以精确瞄准不同方向、不同高度和不同距离的目标；3）有能够将度盘的中心安置在所测角顶点的铅垂线方向上的设备。
3.2 DJ6型光学经纬仪D:大地测量仪器J:经纬仪数字：表示精度按测角精度：DJ07DJ1，DJ2，DJ6等几种类型。
3.2.1.1 照准部1）望远镜望远镜是用作精确瞄准目标的。
它和水平轴连接在一起，可以绕水平轴在竖直面内上下任意转动。
包括：物镜，目镜，内调焦镜，十字丝板2）竖直度盘。
用来测量竖直角的度盘装置。
3）照准部水准管。
照准部上有一个水准管和一个圆水准器。
圆水准器用作粗略整平，水准管用作精确整平仪器。
4）光学读数系统。
起改变光路的作用。
5）读数显微镜。
把水平度盘和竖直度盘的读数窗口放大，进行读数。
6）内轴。
整个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。
照准部下部装有水平制动扳钮和水平微动螺旋。
3.2.1.2 水平度盘部分1）水平度盘。
顺时针0°~360 °全圆注记, 不能随便转动。
2）度盘变换手轮。
可以调整水平度盘的当前位置的刻度值。
3）外轴。
连接度盘与基座。
3.2.1.3 基座三个脚螺旋用于整平仪器（粗平）连接仪器与三脚架3.2.2 电子经纬仪随着科技发展，近几年电子经纬仪发展迅猛，标志着经纬仪发展到一个新的阶段，并为测量工作的自动化创造了有利的条件。
电子经纬仪测角精度高，能够自动显示角度值，具有光学经纬仪类似的结构特征，其不同点在于读数系统，光学经纬仪采用光学度盘和人工读数，电子经纬仪则采用光电扫描度盘和自动读数系统。
电子经纬仪的基本原理电子经纬仪（Electronic Theodolite）是一种用于测量地表点的平面角度的仪器。
它是传统经纬仪的现代化升级版本，利用了电子技术来进行测量和记录，具有更高的精确度和便捷性。
电子经纬仪的基本原理可以概括为以下几个方面：1.光学测量原理：电子经纬仪通过光学测量技术来测量目标点的角度。
它采用了一条基线和两个目标点之间的目标线，通过测量目标线上两个点的角度差来计算目标点的角度。
仪器上配备了一对望远镜，每个望远镜都具有水平和垂直的调节装置，可以通过调节望远镜的平台使其准确指向目标。
光路经过物镜和目标点后经过目镜被观测人员观察。
目镜可以通过水平和垂直的调节装置进行精确定位，以便准确测量角度。
2.角度测量原理：通过望远镜的调节装置和望远镜平台的水平和垂直旋转，可以测量目标点与仪器基线的角度。
测量过程中，仪器会发出一个激光束或者红外线，通过与目标点的反射或接收，并反射或接收到仪器上的探测器。
利用仪器上的光电装置将接收到的信号转换成电信号并进行处理，以获得目标点与仪器基线的角度差。
3.距离测量原理：电子经纬仪还可以通过测量目标点与仪器之间的距离来计算目标点的位置。
它采用了激光测距或者电磁波测距技术来进行测量。
通过向目标点发出激光束或者电磁波，并接收到目标点反射或者散射的信号，计算出信号的时间差或者速度差，从而得到目标点与仪器之间的距离。
4.数据处理原理：电子经纬仪不仅可以测量角度和距离，还可以通过电子技术来进行数据处理和分析。
仪器上配备了内置的计算机和数据存储器，可以将测量结果进行数字化处理，并进行各种统计和分析。
测量结果可以通过仪器上的显示屏进行实时显示，并可以通过连接计算机进行数据传输和进一步处理。
总结来说，电子经纬仪通过光学测量技术来测量角度，并通过激光测距或者电磁波测距技术来测量距离。
它具有高精度、便捷性和数据存储处理功能，广泛应用于地质测量、建筑工程和地质勘探等领域。
测角仪的工作原理
测角仪是一种用于测量角度的仪器。
它的工作原理基于光学和角度测量的原理。
基本的测角仪通常由一个固定的支架和一个可旋转的臂组成。
在测量过程中，用户可以通过旋转臂来改变角度。
测角仪的工作原理是利用光的折射原理。
当光线通过测角仪的光源时，它会射到一个特定的点。
然后，光线会通过一个物体或者目标物上的两个点，然后再进入测角仪中的接收器。
接收器中通常包含一个具有刻度的圆盘或尺子。
当光线通过接收器时，用户可以观察到光线在刻度上的位置。
通过测量光线在刻度上的位置，用户可以确定角度的大小。
测角仪的工作原理还可以扩展到其他类型的测量，例如测量水平或垂直方向上的角度。
在这种情况下，测角仪通常配备了水平气泡或垂直气泡仪，通过观察气泡的位置，用户可以确定角度的水平或垂直程度。
总的来说，测角仪的工作原理是基于光学原理，通过观察光线在刻度上的位置来确定角度的大小。
不同类型的测角仪可能有一些不同的细节和功能，但基本的原理都是相似的。
