经纬仪测距原理

第四章 经纬仪及其使用

教学目的：

1．掌握角度测量的原理和方法；

2．掌握光学经纬仪的构造和读盘读数方法；

3．了解经纬仪的检验和校正方法；

教学重点：

1．经纬仪的对中、整平、读数；

2．角度测量的原理、角度的数据计算；

3．各种误差对测角的影响；

教学难点：

1．难点主要是经纬仪的检验和校正；

2．经纬仪的读数；

教学资料：园林测量教材、教学课件

教学方法：讲授法、讲解法、实训操作

讲授新课

第一节 光学经纬仪的构造

经纬仪分为：光学经纬仪和电子经纬仪；光学经纬仪：是利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行读盘读数；电子经纬仪：是利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示读盘读数，是近代电子技术高度发展的产物之一；

经纬仪精度：DJ1，DJ2，DJ6等级别，D—“大地测量”，J—“经纬仪”，1，2，6表示经纬仪一测回方向观测中误差的秒数；

一、光学经纬的构造

经纬仪包括：基座、照准部、水平度盘

（一）、照准部部分：具有的构件：平盘水准管、光学对中器、支架、横轴、垂直度盘、望远镜、度盘读数镜；简述

（二）、度盘部分：包括：垂直度盘和水平度盘；简述

（三）、基座部分：基座上有三个脚螺旋，用来整平仪器，调平仪器的步骤：先根据基座上的圆水准器粗平，然后根据照准部上的平盘水准管精平，而且基座底板中心有连接螺旋孔；简述

二、读盘读数装置及读数方法

1、测微尺读数装置：参考P64页

2、平行玻璃测微器读数装置：参考P65页

三、经纬仪的使用

一、经纬仪的安置：包括对中和整平

1、对中：目的：是要把仪器的纵轴安置到测站得铅垂线上；分为：用垂球对中和用光学对中器对中；具体的步骤参见P66页；原理图：

2、整平：目的：是使经纬仪的纵轴铅垂，从而使水平度盘和横轴处于水平位置，垂直度盘位于铅垂面内；具体步骤见P66页；

二、目标点上的照准标志及瞄准方法：进行角度测量时，地面的目标点必须设立照准标志，才能进行瞄准。

光学经纬仪的原理

首先，光学原理是光学经纬仪实现测量的基础。光学经纬仪主要利用望远镜的光学性质来传达视觉信息。该仪器包括了一个望远镜和一个垂直的刻度柱状装置，用于读取望远镜在垂直方向上的位置。望远镜通过光学透镜将光聚焦在视网膜上，使用户可以观测观察物。透镜通过调节使瞄准物在地平线上的指向方向。光学经纬仪的工作原理利用视角的变化来确定地球上不同位置的经纬度，使得用户可以测量不同位置上的物体在地平面上的角度。

测角原理是光学经纬仪进行精确测量的关键。在仪器上，望远镜通过水平铅丝固定，可以观测物体的水平角度。用户通过观察望远镜的水平位置，使用刻度盘上的刻度来测量物体与地平线之间的角度。这种角度测量是通过将水平线与地球上的标准水平线进行比较来完成的。用户通过旋转仪器上的刻度盘来调整指向，并读取刻度盘上的数值以获取测量结果。

测距原理是光学经纬仪进行测量距离的基础。为了测量与仪器所在位置的水平距离，仪器上配备了一个测高仪。用户通过读取测高仪上的刻度，可以确定仪器位置与水平线之间的距离。测距的精度取决于测高仪的精度。通常，光学经纬仪使用了精密光电传感器来测量仪器上测高仪的位置，将数据传递给计算机进行处理，并给出测量结果。

总体来说，光学经纬仪利用光学原理、测角原理和测距原理来实现对地球经纬度的测量。通过仪器上的望远镜来观察物体的角度并使用刻度盘来测量角度，通过测高仪来测量与仪器位置的距离。将这些信息传递给计算机进行处理后，可以得到测量结果。光学经纬仪的应用非常广泛，包括地理勘探、建筑测量、航海导航等领域。这种仪器的精度和准确性使得它成为测量地球位置和导航的不可或缺的工具。

六、角度测量

6.1 盘左/盘右观测

“盘左”是指观测者对着望远镜时竖盘在望远镜的左边；“盘右”指的是观测者对着望远镜目镜时竖盘在望远镜的右边（如图所示）。取盘左和盘右读数的平均数作为观测值，可以有效地消除仪器相应的系统误差对成果的影响。因此，在进行水平和竖直角观测时，要在完成盘左观测之后，中转望远镜180°再完成盘右观测。

6．2水平角置“0”（O SET）

将望远镜十字丝中心照准目标A后，按 [0 SET] 键两次，使水平角读数为“0º00′00〃”。显示为“

照准目标A显示 HR50º10′20〃→ 按两次 [0 SET]键 → 显示目标A方向为 HR 0º00′00〃

● [0 SET] 键只对水平角有效。

● 除已锁定[ HOLD] 键状态外，任何时候水平角均可置“0”。若在操作过程中误按 [ 0 SET] 键盘，只要不按第二次就没关系，当鸣响停止，便可继续以后的操作。

6．3水平角与竖直角测量（HR、V或HL、V）

（1） 设置水平角右旋与竖直角天顶为0测量方式（HR．V）。 顺时针方向转动照准部（HR），以十字丝中心照准目标A，按两次[ 0 SET] 键，目标A的水平角度设置为0º00′00〃，作为水平角起算的零方向。照准目标A时的具体步骤及显示为：

顺时针方向转动照准部（HR），以十字丝中心照准目标B时显示为：

（2）按 [R/L] 键后，水平角设置成左旋测量方式（HL．Ｖ）。

逆时针方向转动照准部（HL），以十字丝中心照准目标A，按两次 [0 SET ]键将A方向水平角置“0 ”。步骤和显示结果与（1）之A目标相同。

逆时针方向转动照准部（HL），以十字丝中心照准目标B时显示为：

●[ R/L] 键对竖直角无效。

● 再按 [ R/L]键，水平角又由左旋转为右旋方式。

● B方向观测完后可继续照准以后各方向，以获得各方向相应的水平角与竖直角值。

经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。

测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。

DJ6经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪。主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成。

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′。

步骤/方法

经纬仪的安置方法

1）三脚架调成等长并适合操作者身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器基座面与三脚架上顶面平行。

2）将仪器舞摆放在测站上，目估大致对中后，踩稳一条架脚，调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点），用双手各提一条架脚前后、左右摆动，眼观对中器使十字丝交点与测站点重合，放稳并踩实架脚。

3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器 。

4）将水准管平行两定平螺旋，整平水准管。

5）平转照准部90度，用第三个螺旋整平水准管。

6）检查光学对中，若有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其精确对中，旋紧连接螺旋，再检查水准气泡居中。 度盘读数方法