第二章角度测量电子经纬仪剖析
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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。
电子经纬仪的原理电子经纬仪是一种测量仪器,常用于测量地球表面上一点的经度和纬度。
它利用了现代电子技术和全球定位系统(GPS)的原理,具有快速、准确、便携的特点。
电子经纬仪的原理主要涉及三个方面:测量角度、测量距离和计算经纬度。
首先,电子经纬仪通过测量角度来确定设备所处的方向。
它使用了红外线或激光束技术,将仪器与目标点之间的垂直角度和水平角度测量出来。
通过仪器内部的传感器,可以将这些角度数据准确地转化为仪器到目标点的方向。
这样,通过测量不同目标点之间的角度,就可以确定出不同位置之间的方向。
其次,电子经纬仪利用测量距离的原理来确定仪器与目标点之间的距离。
它使用了激光测距仪或超声波测距仪等技术,通过仪器发射激光束或超声波信号,然后接收从目标点反射回来的信号,并通过计算时间差来确定仪器与目标点之间的距离。
这样,通过测量不同目标点之间的距离,就可以确定不同位置之间的距离。
最后,电子经纬仪利用已知的角度和距离数据,结合全球定位系统(GPS)的技术,计算出仪器所处的经度和纬度。
全球定位系统通过一组卫星和地面接收器,能够向仪器提供地球表面各个位置的大地坐标。
电子经纬仪通过将测得的角度和距离数据与已知的地球坐标数据进行比较和计算,精确地确定仪器所处的经度和纬度。
电子经纬仪的测量原理还涉及到温度和大气压强等环境因素的校正。
由于温度和大气压强的变化会对光的传播速度和方向产生影响,因此在使用电子经纬仪进行测量时,需要对测得的角度和距离数据进行修正以保证测量结果的准确性。
总结来说,电子经纬仪利用角度和距离的测量数据,结合全球定位系统的技术,能够准确地确定仪器所处的经度和纬度。
它的测量原理主要涉及角度测量、距离测量和经纬度计算。
通过使用电子经纬仪,我们可以快速、准确地获取地球上不同位置的经纬度信息,为地理测量和导航等领域提供便利和支持。
经纬仪的角度测量原理及读数方法经纬仪是一种常用于测量地表物体角度的仪器,由水平仪、望远镜、公称圆盘等组成。
经纬仪的角度测量原理和读数方法是使用该仪器的基础,下文将分别介绍。
角度测量原理经纬仪的角度测量原理是通过水平仪和望远镜的组合来实现。
水平仪用于保持仪器的水平度,在竖直方向没有倾斜的前提下,通过透镜组把目标物体的光线引入到望远镜中,再通过望远镜内的目镜和物镜使视线准确地对准目标物体。
对准目标物体后,要测量的角度就可以通过经纬仪的公称圆盘进行读数。
公称圆盘上有刻度,用来表示仪器所能测量的角度范围,一般为0到360度。
刻度盘上还有一个固定的指针,指向测量结果。
读数方法经纬仪的读数方法比较简单,下面将分别说明如何读取水平角和垂直角。
水平角水平角是指目标物体所在的水平面和测量者所在的地面之间的夹角,以0度为起点,顺时针为正,逆时针为负。
读取水平角的方法如下:1.首先要确定水平面的位置,可以通过水平仪来判断。
2.接着,将目标物体置于水平平面上,在低倍率下调整望远镜,使视线正准备地对准目标物体。
3.然后,读取公称圆盘上指针所指向的刻度数值,并进行精确定位,方法是利用目镜上的十字线对准具体需要测量的位置。
4.最后,记录读数结果。
垂直角垂直角是指目标物体所在的垂直面和水平面之间的夹角。
以水平面为基准,向上为正,向下为负。
读取垂直角的方法如下:1.首先确定目标物体及其朝向,一般要借助辅助工具来完成。
2.然后将望远镜在低倍率下调整,使视线正对准目标物体。
3.接着,将望远镜调整到高倍率,再通过十字线对准目标物体。
4.然后读取公称圆盘上指针所指向的刻度数值,进行精确定位,如有需要,可以通过双目测量或者助理光条进行更加精确的测量。
5.最后记录读数结果。
总结经纬仪是测量地表物体角度的重要工具,其原理和读数方法比较简单,在熟悉了相关操作之后,可以非常快速地完成测量任务。
但需要注意的是,要保持仪器水平度和望远镜的准确调节,以及仪器的结构和性能都会对测量结果产生影响,因此在实际使用过程中,还需要根据测量环境和需要反复进行校正。
1、角度测量原理(1)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构成的夹角,也就是过这两方向线所作两铅垂面所夹的两面角。
如图3-1-1中β角所示。
图3-1-1 水平角测量原理测量水平角的仪器,须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,并能使之水平。
为了瞄准不同方向,仪器的望远镜应能沿水平方向转动,也能高低俯仰。
当望远镜高低俯仰时,其视准轴应划出一竖直面,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。
(2)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。
其角值为0°~90°。
视线上倾斜,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。
如图3-1-1中αb、αc角所示。
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。
2、光学经纬仪光学经纬仪按精度分为:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等五级。
D表示“大地测量”,J表示“经纬仪”,07、1、2、6和15分别表示该仪器一个测回方向观测中误差的秒值。
世界上的第一台光学经纬仪是瑞士Wild生产的,目前Leica(原Wild厂)生产的经纬仪按其精度划分的型号为:T4、T3、T2、T1、T16。
以秒为单位的一测回方向观测中误差分别为±0.5″、±1″、±2″、±6″、±16″。
工程中常用的光学经纬仪为DJ2和DJ6两种。
(1)DJ6级光学经纬仪构造及读数方法1)DJ6级光学经纬仪构造DJ6级光学经纬仪构造主要由照准部、水平度盘和基座三部分构成。
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。
经纬仪的角度测量原理及读数方法经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器,分为光学经纬仪和电子经纬仪两种,目前常用的是电子经纬仪,它是望远镜的机械部分,使望远镜能指向不同方向,经纬仪具有两条互相垂直的转轴,以调校望远镜的方位角及水平高度,同样经纬仪也是一种测角仪器,它配备望远镜、水平度盘和读数的指标、竖直度盘和读数的指标。
经纬仪的构造: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,小格值一般为1°或30′。
经纬仪的角度测量原理:一、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,以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B,图中水平角β为A和B两个方向读数之差:β=b-a。
二、垂直角的测量原理1、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°;2、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°;3、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。