精密光学经纬仪与角度测量

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1、第二章精密光学经纬仪与角度测量第一节精密光学经纬仪的基本结构和读数方法一、J2经纬仪光学系统精密光学经纬仪的基本构造主要由照准部、垂直轴系统和基座组成按精度等级的高低:分为J07，J1，J2，J6等规格。J是经纬仪汉语拼音的第一个字母，其数字表示仪器的精度指标，即检定时水平方向观测一测回的中误差。主要轴线：视准轴、横轴、水准管轴、竖轴（旋转轴、垂直轴）如图：光线由反射镜1进入，照亮度盘2的一侧，经转像透镜组3以1：1的比例成像于度盘另一侧，再经物镜组4成像于读数窗8，经读数显微镜9看到下图成像。1反光镜2度盘3转像透镜组4物镜组5固定光楔6活动光楔7测微器分划

2、尺8读数窗9读数显微镜度盘格值为20’我国仪器系列标准型号国外仪器型号、厂名J1（北光）T3瑞士威特WILDDKM3瑞士克恩KERNNO3英国华兹WATTSOT-02苏联J2（北光、苏光等）T2瑞士威特WILDTheo-010东德蔡司ZEISSDKM2瑞士克恩KERNTheo-2东德Freiberger厂OTC苏联TE-B3匈牙利MOM与普通经纬仪的主要区别1、用较短的复合物镜焦距，得到等效物镜焦距f较大值。2、读数精度高（测微器）二、光学测微器1、双平行玻璃板光学测微器为了消除或减弱隙动差，规范规定：在使用测微轮读数时，最后旋转方向均应为旋进。隙动差:旋进和

3、旋出测微轮使度盘对径分划重合时，测微器将出现不同的读数。2、双光学楔镜光学测微器不存在隙动差三、J2经纬仪的读数方法1、度盘对径分划的影像（格值20分）2、测微尺影像（全长10分，格值1秒）3、对径分划重合读数法（p28）旋进测微轮，使度盘正、倒像精确重合，1）读度，找具备下列三个条件的分划线：⑴正倒像相差180度；⑵正像在左，倒像在右；⑶正倒像的对径（度）分划相距最近，以正像的（度）分划线为准读度数。2）读十位分数，将正倒像相应的分划线间所夹的格数乘以度盘分划的一半（如J2型为10分），就是十位分数。3）在测微器（盘）读取个位的分数及秒数。三、J2经纬仪的读

4、数方法8度40分+6分34.2秒测微盘上共有10个大格，每一大格又分60小格，共有600个小格，相当于度盘的半个最小分格10′，所以一大格代表1’，一小格代表1″。42°57′39.0″174°03′02.7″4、光学数字化读数结构J2中将传统的对径重合读数视场变为部分数字化读数视场，即将视场中角度的整分数全部用数字标示出来。6度20分+4分39.2秒6度30分+4分27.6秒四、置数照准；测微轮置分数、秒数；换盘手轮置10′数、度数。Ｊ２经纬仪读数实习任务：1、熟悉仪器构造，要求弄清各部件的名称和作用；2、练习读数；3、练习置数；0°00′33″，误差30″

5、；4、辨认度盘各条分划线；思考题1.为什么一个测回内不得重新调焦？2.为什么测回间要变换度盘？补充：全站仪的基本构造一、全站仪基本构造基座水平度盘垂直度盘望远镜读数设备注意：读数设备和度盘与光学经纬仪不同全站仪的度盘与读数设备光栅度盘是在光学玻璃盘上沿径向均匀地刻出许多条纹而制成的。全站仪有两个光栅度盘，一个是主光栅，即全圆光栅度盘，另一个是指标光栅，即局部光栅度盘。在度盘两侧分别装有发光管和接收管。全站仪的度盘与读数设备将主光栅度盘与条纹密度相同的指标光栅重叠放置。指标光栅与度盘光栅之间有一微小夹角，当光线同时穿过度盘光栅和指标光栅时，就会形成莫尔条纹。当指

6、标光栅与度盘在x方向相对移动一格时，明暗相间的莫尔条纹就在y方向移动一个周期。接收管探测到莫尔条纹的光强变化，然后数出光强变化的周期数N及不足一个周期的相位值Δφ，则ΔN=（N+ΔN）τ即为所测角度，其中τ为度盘格值。二、全站仪测回法测角全站仪的安置：对中和整平开机盘左，瞄准第一目标，置盘，读数，瞄准第二目标，读数盘右，瞄准第二目标，读数瞄准第一目标，读数第二节经纬仪（全站仪）的三轴误差一、球面三角学的基本知识大圆——过球心的平面与球面的交线。球面角——两大圆弧所在平面之间所夹的二面角。球面三角形——球面上相交于三点的三条大圆弧所围成的球面上的一部分。三个大圆

7、弧称为球面三角形的边，其大小用它们所对的圆心角来表示，常记为a、b、c，三个大圆弧相交成的三个球面角称为球面三角形的角，常记为A、B、C，这三个边和三个角称为球面三角形的六个元素。球面角超——球面三角形的三内角之和与180°之差。正弦公式在相邻的四个元素中，B叫夹角，C叫他角，a叫夹边，c叫他边，则余切公式可用文字描述如下：他角余切乘夹角正弦等于他边余切乘夹边正弦，减去夹角夹边余弦乘积。余切公式：ctgCsinB=ctgcsina-cosBcosa二、视准轴误差1、概念视准轴：物镜光心与十字丝交点的连线。理想的视准轴OT应当与水平轴HH垂直，而实际的视准轴OT

8、′不与水平轴HH垂直，实际视准轴与理想