項目五角度測量

主要內(nèi)容一、角度測量原理二、DJ6經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)與使用三、水平角測量四、豎直角測量五、經(jīng)緯儀的檢驗與校正六、角度測量誤差分析七、電子經(jīng)緯儀八、全站儀角度測量需要觀測兩種角度:

水平角:用于確定點的平面位置（計算坐標）

豎直角:用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器:

經(jīng)緯儀（光學(xué)、電子）、電子全站儀一、角度測量原理1、水平角測量原理水平角是地面上一點到兩目標的方向線投影到水平面上的夾角，也就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。

水平角β=c-a

范圍:0

360

40ca水平度盤

=c-a水平面abc

ABC2、豎直角測量原理垂直角：在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。

=090

規(guī)定仰角為正，俯角為負。天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°

DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀測角儀器1、基本結(jié)構(gòu)：由基座、水平度盤和照準部三部分組成。（1）基座用來支承整個儀器，并借助中心螺旋使經(jīng)緯儀與腳架結(jié)合；有三個腳螺旋，用來整平儀器。7二、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀照準部水平度盤基座DJ6經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)（2）照準部望遠鏡：用來照準目標，有望遠鏡制動螺旋和微動螺旋控制其俯仰轉(zhuǎn)動。豎直度盤：用來測量豎直角。讀數(shù)顯微鏡：用來讀取水平度盤讀數(shù)與豎直度盤的讀數(shù)。照準部水準管：用來置平儀器，使水平度盤處于水平位置。光學(xué)對中器：用來對中。水平制動和微動螺旋。復(fù)測扳手或度盤變換器。豎軸，又稱“縱軸”。豎軸插入水平度盤的軸套中。橫軸：是望遠鏡俯仰轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)軸。1—物鏡；2—豎盤；4—望遠鏡微動螺旋；5—光學(xué)對中器；6—水平微動螺旋；7—水平制動螺旋水準器分圓形和管形兩種管水準器（水準管）：刻劃線對稱中點O處的切線就是水準管軸LL。當(dāng)氣泡兩端與O點對稱時，稱為“氣泡居中”，即水準管軸水平。9（3）水準器管水準器圓水準器同心圓圓心處的球面法線是圓水準器軸?！皻馀菥又小奔磮A水準器軸垂直，儀器豎軸基本處于鉛垂位置。水準器是用來指示水準管軸是否水平或儀器豎軸是否豎直的裝置。

圓水準器軸（3）水準器水準器的分劃值τ水準管外表面刻有2mm間隔的分劃線，2mm所對的圓心角稱為水準管分劃值，如圖所示。

式中：ρ″=206265″；

R：水準管圓弧半徑，毫米。水準管分劃值越小，靈敏度就越高圓水準器：用于儀器粗平，精度τ=8/2㎜管水準器：用于儀器精平，精度τ=20

/2㎜（3）水平度盤是玻璃制成的圓環(huán)，在其上刻有分劃，從0°~360°，順時針方向注記，用來測量水平角。測水平角時，水平度盤與照準部相互脫離，此時水平度盤固定不動，而讀數(shù)指標隨照準部一起旋轉(zhuǎn)?？刂扑蕉缺P與照準部相對轉(zhuǎn)動的裝置是復(fù)測扳手或度盤變換手輪。090

180

270

8—水平度盤；9—復(fù)測扳手10—度盤軸套DJ6經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)142、DJ6經(jīng)緯儀的“讀數(shù)”系統(tǒng)分微尺式讀數(shù)方法：度盤基本分劃為1°，按順時針方向注記。水平度盤與豎盤上1°的分劃間隔，成象后與分微尺的全長相等。分微尺分成60等分，格值1′，可估讀到0.1′。讀數(shù)時，以分微尺上的零線為指標。度數(shù)由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出，小于1′的數(shù)值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由分微尺上讀出。讀數(shù)時，秒數(shù)必須估讀。估讀至0.1格，因此，估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6的倍數(shù)水平度盤讀數(shù)：179°56′18″豎直度盤讀數(shù)：73°02′18″

3、光學(xué)經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用包括：（1）安置（對中、整平）（2）照準（3）置數(shù)（配置度盤）（4）讀數(shù)（1）經(jīng)緯儀的安置工作（對中、整平

）A、對中對中的目的：使儀器的中心與測站點位于同一鉛垂線上。

對中的方法：對中的方法有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對中器對中。（用垂球?qū)χ械恼`差一般

3mm

，用光學(xué)對中器對中，其對中誤差

1mm

）光學(xué)經(jīng)緯儀的使用垂球?qū)χ胁襟E：

粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心1

2cm內(nèi)；

精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。

注意

腳架頭首先要放平，三個腳螺旋基本等高；

腳架適當(dāng)踩實；

垂球尖盡量接近地面，便于判斷。光學(xué)對中步驟：對準、調(diào)平、整平、對中

打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；

固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時觀測光學(xué)對點器十字分劃，使其基

本對準測站標志，踩實腳架；

調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對點器精確

對準測站標志；

伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器，使圓氣泡居中；

調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動儀器，精確對中。

有時必須反復(fù)上述三步的操作。B、整平利用基座上三個腳螺旋使照準部水準管氣泡居中，從而導(dǎo)致豎軸豎直和水平度盤水平。整平誤差

1格。

整平時，先轉(zhuǎn)動照準部，使照準部水準管與任一對腳螺旋的連線平行，兩手同時向內(nèi)或外轉(zhuǎn)動這兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中。將照準部旋轉(zhuǎn)90°，轉(zhuǎn)動第三個腳螺旋，使水準管氣泡居中，按以上步驟反復(fù)進行，直到照準部轉(zhuǎn)至任意位置氣泡皆居中為止。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。

（2）照準照準是使目標點的影象與十字絲交點重合（照準時注意消除視差）視差：望遠鏡內(nèi)目標像與十字絲分劃板未重合。

現(xiàn)象：觀測時，改變眼睛與目鏡的相對位置，十字絲與目標的像有相對移動。消除方法：仔細進行物鏡對光和目鏡對光。望遠鏡十字絲橫絲、中絲豎絲上絲下絲光學(xué)經(jīng)緯儀的使用觀測水平角時，應(yīng)盡可能瞄準目標的底部，減少由于目標不垂直引起的方向誤差。應(yīng)用豎絲的雙絲夾住目標，或用單絲平分目標照準盤位當(dāng)望遠鏡照準目標時，若豎盤在望遠鏡的左側(cè)稱為“盤左”（或正鏡）；若豎盤在望遠鏡的右側(cè)稱為“盤右”（或倒鏡）。

盤左盤右（3）置數(shù)置數(shù)是指將某一目標的讀數(shù)配置成指定的度盤讀數(shù)。方法:A、裝有度盤變換手輪的置數(shù)

先照準目標，固緊水平制動螺旋，然后轉(zhuǎn)動變換手輪，配置度盤為所需的讀數(shù)。然后關(guān)上變換手輪護蓋，以免碰動。最后，松開水平制動螺旋，即可觀測其他目標。光學(xué)經(jīng)緯儀的使用方法:B、裝有復(fù)測扳手的置數(shù)

先調(diào)整到所需要的讀數(shù)，然后板下復(fù)測扳手，對準目標(水平度盤隨照準部一起旋轉(zhuǎn)，讀數(shù)不變）。最后再板上復(fù)測扳手（水平度盤與照準部分離，讀數(shù)變化）。思考題什么是水平角？什么是豎直角？經(jīng)緯儀的安置包括哪些工作？對中和整平的目的是什么？二.水平角觀測1、測回法：適用于一個測站觀測2個方向三、水平角觀測JKB

第1方向第2方向測站1.測回法觀測水平角ABO

第1方向第2方向測站測回法施測程序：1）將經(jīng)緯儀安置在測站點O上，進行對中、整平。2）盤左位置（也稱上半測回或盤左半測回）精確瞄準左方目標A，調(diào)整水平度盤為零度稍大，讀數(shù)a左。

順時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準右方目標，讀取水平度盤讀數(shù)b左。

β左=b左-a左

3）盤右位置:（也稱下半測回或盤右半測回）瞄準右方目標，讀取水平度盤讀數(shù)b右，再逆時針轉(zhuǎn)動照準部,瞄準左方目標a右。

β右=b右-a右。

4）上、下半測回合稱一測回。

要求上、下半測回角值之差不超過36″，取平均值:

一般需要觀測多個測回，要求測回角值之差不超過24″

水平角觀測記錄（測回法）測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角一測回平均角O左AB

00418742342右AB18005002542406741924741906741915ABO第1方向第2方向測站

為了減弱度盤刻劃誤差，各測回間應(yīng)變換度盤位置，各測回零方向值為（n為測回數(shù),i為測回序號）

分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時按有關(guān)規(guī)則。

一測回過程中，不得再調(diào)整水準管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測記錄（測回法）2、方向觀測法一個測站觀測3個或3個以上方向時用,大于三個方向時稱“全圓方向法”。ABCDE零方向盤左盤右觀測時，盤左半測回需要依次瞄準A、B、C、D點，最后又瞄準A點，稱為歸零。歸零的目的是為了檢查水平度盤的位置在觀測過程中是否發(fā)生了變動。歸零差要求不得大于24″。水平角觀測記錄(方向法)測站測回數(shù)目標讀數(shù)2C平均讀數(shù)歸零方向值各測回歸零后方向之平均值盤左盤右o′″o′″o′″o′″o′″O1ABCDA

051131182002155402020642122412180231311218002155402020030002406+6+12+120+6(0051131182002021554020206)0336062409

051131182001352000030001805113118200135200002802222ABCDA901412212729003175504033000420036270321419227003165503032454305436+6+6+12+60(90901412212729003031655030332)27573657360511311820013520000250425備注1．2C=1/2[盤左─（盤右±180o）]2．如果在一個測站上的水平方向需觀測n個測回，則各測回間水平度盤位置須改變180/n。3．平均讀數(shù)=（盤左讀數(shù)十盤右讀數(shù)士180o）/24．各測回中第一目標的方向值化為0o00′00″稱為“歸零方向值”。ABOCD方向觀測法

方向觀測法限差要求：要求半測回歸零差小于24″各測回間同一方向值的測回差小于24″§3-4垂直角觀測四、垂直角觀測天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°ZAZC

A

C2.垂直角的用途1、垂直角的用途

將斜距化為平距

已知斜距S、豎直角，計算平距D圖3-20斜距化為平距

三角高程測量

已知平距D、豎直角，計算高差：圖3-21三角高程測量SlS豎盤讀數(shù)系統(tǒng)由豎直度盤、豎盤指標水準管、指標水準管微動螺旋組成。讀取豎直度盤讀數(shù)時指標線必須處于標準位置。為此必須把水準管的氣泡“居中”后才能讀取“讀數(shù)”。在進行豎直角觀測時，每次讀取豎盤讀數(shù)之前，都必須先使豎盤指標水準管氣泡居中。

342.豎盤構(gòu)造1-指標水準管軸；2-水準管校正螺絲；3-望遠鏡；4-光具組光軸；5-指標水準管微動螺旋；6-指標水準管反光鏡；7-指標水準管；8-豎盤；9-目鏡；10-光具組（透鏡和棱鏡）圖3-19豎盤構(gòu)造圖二.豎盤構(gòu)造與垂直角測量構(gòu)造特點:

豎盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動。

豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。

讀數(shù)指標與豎盤水準管固定在一起，氣泡居中，指標鉛垂。

視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：盤左時一般L0=90

，盤右時一般R0=270

。270

90

180

0

盤右2.豎盤構(gòu)造0

270

180

90

盤左2.垂直角計算3.垂直角計算

根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為正、俯角為負。盤左：視線慢慢上傾，豎盤讀數(shù)逐漸減小。則盤左半測回角值：望遠鏡視線慢慢上傾，豎盤讀數(shù)逐漸增加，則盤右半測回角值：一測回角值：3.垂直角計算3.豎盤指標差x4.豎盤指標差x指標差：豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角。如圖:盤左視線水平時的讀數(shù)為90+x

盤右視線水平時的讀數(shù)為270+x一測回垂直角觀測步驟5.一測回垂直角觀測步驟（1）根據(jù)儀器豎盤注記形式，確定垂直角計算公式；（2）在測站對中、整平；（3）盤左：用中橫絲切目標某部位，

豎盤氣泡居中，讀豎盤讀數(shù)L，記入表格；（4）盤右：用中橫絲切目標原部位，豎盤氣泡居中，讀豎盤讀數(shù)R，記入表格；（5）計算一測回豎直角和指標差。注意：

豎盤讀數(shù)方法與水平度盤相同。

豎直角一測回只須讀兩個數(shù)，因為水平視線讀數(shù)為已知常數(shù)。

目標瞄準高與豎盤讀數(shù)相對應(yīng)。

豎直角觀測時，多與高程測量有關(guān)，因此通常須記錄儀器高

和目標的瞄準高。垂直角觀測記錄表

垂直角觀測記錄(表一)測站目標豎盤位置豎盤讀數(shù)

半測回垂直角

一測回垂直角

x

備注I

270

0

90

180

盤左計算公式

左=L-90

右=270

-R

垂直角必須帶“+、-”號。左右J1121500+2215002474438+221522-11+221511左右K1183736+2837362412202+283758-11+283747左右H840610-553502755330-55330

-10-553402.垂直角計算

要求:同一測回不同方向指標互差不超過24″，同一方向不同測回豎直角互差不超過24″,測站目標讀數(shù)指標差一測回豎直角各測回的平均值盤左盤右°′″°′″12345

6

78OAB82371299421227722542601800+3+672251-9420672251-94203AB82371899420627723002601806+9+672251-94200

垂直角觀測記錄(表二)α左=90+x-L=-（L-90）+xα右=R-（270+x）=(R-270)-x

思考題什么是盤左，什么是盤右？簡述測回法觀測水平角的步驟。簡述豎直角的觀測步驟。如何判斷豎直角的計算公式？五、經(jīng)緯儀的檢驗與校正1、經(jīng)緯儀各軸線應(yīng)滿足的條件2、經(jīng)緯儀的檢校3、角度測量誤差消除方法§3-7經(jīng)緯儀的檢驗與校正1、經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件CHHLLVVL’L’C（1）經(jīng)緯儀的軸線橫軸HH

視準軸CC

水準管軸LL

豎軸

VV

圓水準器軸L

L

（2）應(yīng)滿足的條件水準管軸垂直于豎軸LL⊥VV

視準軸垂直于橫軸CC⊥HH

橫軸垂直于豎軸HH⊥VV

十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH

圓水準器軸平行于豎軸L

L

∥VV(次要條件)2、經(jīng)緯儀的檢校（1）水準管軸垂直于豎軸的檢校（2）十字絲豎絲垂直于橫軸的檢校（3）視準軸垂直于橫軸的檢校（4）橫軸垂直于豎軸的檢校（5）豎盤指標差的檢校

（1）照準部水準管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸

的檢驗和校正

檢驗：先整平儀器，照準部水準管平行于任意一對腳螺旋，轉(zhuǎn)動該對腳螺旋使氣泡居中，再將照準部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，說明此條件滿足，否則如圖b，需要校正。

（2）照準部水準管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸

的檢驗和校正

校正：用校正針撥動水準管一端的校正螺絲，使氣泡退回偏離格數(shù)的一半，再轉(zhuǎn)動腳螺旋使氣泡居中。重復(fù)檢驗校正，直到水準管在任何位置時氣泡偏離量都在一格以內(nèi)。

（2）十字絲豎絲應(yīng)垂直于儀器橫軸的

檢驗校正

檢驗：用十字絲豎絲一端瞄準細小點狀目標轉(zhuǎn)動望遠鏡微動螺旋，使其移至豎絲另一端，若目標點始終在豎絲上移動，說明此條件滿足，否則需要校正。

A′校正:旋下十字絲分劃板護罩，用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲，微微轉(zhuǎn)動十字絲分劃板，移動偏離量的一半。反復(fù)上述檢驗校正，直到無顯著誤差為止，最后將固定螺絲擰緊。

（2）十字絲豎絲應(yīng)垂直于儀器橫軸的

檢驗校正檢校目的：視準軸不垂直于橫軸所偏離的角度c，稱為視準誤差。它是由于十字絲交點的位置不正確造成的。此時，望遠鏡上下轉(zhuǎn)動時將形成一個錐面，而不是平面。檢驗方法：選擇與儀器同高的目標A，用盤左、盤右觀測之，取他們的讀數(shù)差即得兩倍的c值，當(dāng)c大于60″則須校正。C=(M1-M2±180)校正方法：盤右位置微動照準部使度盤讀數(shù)為正確讀數(shù)M2+c，則十字絲交點偏離A點，撥動十字絲環(huán)的左、右兩校正螺旋，推動十字絲環(huán)左右移動，至十字絲交點對準A點為止。反復(fù)進行，直到C小于30″為止。（3）視準軸應(yīng)垂直于橫軸的

檢驗和校正（4）橫軸與豎軸垂直的檢驗和校正

檢驗?zāi)康模寒?dāng)儀器整平后，使橫軸處于水平位置，則在滿足上述幾個條件的情況下，望遠鏡上下轉(zhuǎn)動將形成一個鉛垂平面。檢驗方法：在離建筑物20m處安置儀器，盤左瞄準墻上高目標點標志P，將望遠鏡放平，十字絲交點投在墻上定出P1點。盤右瞄準P點同法定出P2點。依下式計算i角，對DJ6經(jīng)緯儀來說，當(dāng)算得的i值大于1′時，須校正。校正由專業(yè)維修人員進行。（5）豎盤指標差的檢驗與校正檢校目的：當(dāng)望遠鏡視線水平時，讀數(shù)為90°，270°檢驗方法：儀器整平后，以盤左、盤右兩個位置瞄準同一明顯目標，讀取豎盤讀數(shù)，并計算指標差，若超過1′，應(yīng)校正。校正方法：旋轉(zhuǎn)指標水準管微動螺旋，使中絲切準目標不動，并使豎盤為正確讀數(shù)為R-x，這時指標水準氣泡必不居中。調(diào)節(jié)水準管校正螺絲，使氣泡居中。0

270

180

90

盤左

校正前校正后六、角度測量誤差消除方法1、儀器誤差:視準軸誤差、橫軸誤差、豎軸誤差、度盤偏心誤差、度盤刻劃不均勻誤差、豎盤指標差2、觀測誤差：儀器對中誤差、目標偏心誤差、照準誤差、讀數(shù)誤差3、外界條件的影響1、儀器誤差視準軸誤差橫軸誤差豎軸誤差----只能通過校正減少誤差影響照準部偏心誤差----可以用盤左盤右取平均的方法消除度盤刻劃不均勻誤差----通過配置度盤消除豎盤指標差----盤左盤右取平均

可以采用盤左盤右取平均的方法消除經(jīng)緯儀照準部偏心差的影響圖中，設(shè)C為度盤刻劃中心，C1為照準部旋轉(zhuǎn)中心，兩者不重合，稱照準部偏心差。如圖，a1=a1′-xa，b1=b1′-xb正確的水平角應(yīng)為

β=b1-a1=（b1′-xb）-（a1′-xa）

=β′+（xa-xb）在對徑方向上的偏心讀數(shù)誤差大小相等而符號相反，

a1=a1′+xa，b1=b1′+xb

β=b1-a1=（b1′+xb）-（a1′+xa）

=β′-（xa-xb）由此可見，采用盤左盤右取平均數(shù)的方法可以消除照準部偏心差對水平角觀測的影響。0o180o90o270oCC1ββ′a1Aa1′b1b1′xaxaxbxba1a1′b1b1′B二.觀測誤差（對中誤差影響）2、觀測誤差——對中誤差A(yù)CBB

1

1

2

2e

D1D2

儀器對中誤差影響儀器對中誤差eB

安置儀器時盡量對中，要求：光學(xué)對中誤差小于1mm，垂球?qū)χ姓`差小于3mm，距離較短時應(yīng)特別注意。目標偏心誤差影響

目標傾斜，測角時照準目標的部位與地面標志中心不在同一鉛垂線上。e1圖3-56目標偏心差

觀測時盡量豎直目標、盡量瞄準目標根部。距離較短時應(yīng)特別注意。

2、觀測誤差——目標偏心誤差對水平方向的影響

1

1e1B

BAKD(3-8-8)目標偏心誤差影響2、觀測誤差——整平誤差對水平方向的影響如果由于水準管軸誤差或者操作不當(dāng)（指沒有使氣泡居中）而使豎軸V傾斜，則它將使橫軸隨方向而變化其傾斜度。這種橫軸傾斜不因盤左盤右而變化其符號。豎軸傾斜帶來的誤差無法用盤左盤右觀測的操作方法消除，且目標越高影響越大。要求氣泡不超過1格，測回間最好能重新整平儀器外界環(huán)境影響3、外界環(huán)境對測角的影響由溫度變化引起大氣密度變化，使目標成像不穩(wěn)定。側(cè)面光線使目標明暗各半，產(chǎn)生相位差。視線靠近地面、穿越水面、靠近建筑及物體（特別溫差較大）時，由于大氣密度不同，使視線彎曲，產(chǎn)生旁折光。儀器所在環(huán)境的溫度濕度劇烈變化，使儀器狀態(tài)不穩(wěn)定，特別是電子儀器，影響觀測成果。目標偏心誤差影響

觀測時必須打傘保護儀器；

儀器從箱子里拿出來后，應(yīng)放置一段時間，令儀器適應(yīng)外界溫度再開始觀測；

安置儀器時應(yīng)將腳架踩牢；

選擇有利的觀測時間（水平角觀測：如陰天或早晚。豎直角觀測：從早上10點到下午3點）

為減弱外界環(huán)境影響采取的措施思考題經(jīng)緯儀的主要軸線有哪些？各軸線間應(yīng)滿足什么條件。影響角度觀測的因素有哪些？應(yīng)采取怎樣的方法可以消除或減弱誤差的影響？七、電子經(jīng)緯儀簡介

1、測角儀器的發(fā)展2、電子經(jīng)緯儀的測角原理游標經(jīng)緯儀1640年—光學(xué)測繪儀器的開端。1730年——出現(xiàn)了第一臺經(jīng)緯儀。從17世紀末到20世紀中葉，主要是光學(xué)測繪儀器的發(fā)展

1、測角儀器的發(fā)展測量儀器的發(fā)展光學(xué)經(jīng)緯儀測量儀器的發(fā)展20世紀40年代電子經(jīng)緯儀1985年之前，經(jīng)緯儀市場全部是光學(xué)經(jīng)緯儀。1993年之后，電子經(jīng)緯儀一統(tǒng)天下。2004年底，電子經(jīng)緯儀占市場30%，光學(xué)經(jīng)緯儀占70%。電子經(jīng)緯儀已經(jīng)完全國產(chǎn)化。測量儀器的發(fā)展組合式全站儀1985年誕生了半站儀和組合式全站儀測量儀器的發(fā)展全站儀1985—1994年，出現(xiàn)了簡單全站儀1994年—1998年，有了內(nèi)存1998年至今，出現(xiàn)了多功能全站儀1996年中國出現(xiàn)了第一臺全站儀2003年，國產(chǎn)儀器達到了國際水平測量儀器的發(fā)展南方NTS-660

堅固機身，精度保證

圖形顯示，下拉菜單

32位CPU，高速芯片

16M內(nèi)存，存4萬個點

雙軸補償，國內(nèi)首創(chuàng)

量身定制，專用軟件DOS操作系統(tǒng)智能型全站儀測量儀器的發(fā)展南方NTS-660鍵盤功能測量儀器的發(fā)展智能型全站儀南方WIN全站儀測量儀器的發(fā)展中文操作系統(tǒng)視窗界面、精靈軟件

用戶可自編測量軟件

WindowCE.NET4.2中文操作系統(tǒng)全站儀上實現(xiàn)電腦化操作

3.5英寸超大液晶顯示屏一次顯示大量的信息

視窗操作，測量簡單明了南方WIN全站儀測量儀器的發(fā)展測

量

機

器

人測量儀器的發(fā)展超站儀全站儀與GPS完美結(jié)合，集成GPS接收機的高性能全站儀。無需控制點、長導(dǎo)線和后方交會操作，只需安裝SmartStation，并使用GPS確定該點的準確位置，然后就可以使用全站儀進行測量、放樣。僅僅通過簡單的安裝調(diào)試，就可以簡單、快速地測量作業(yè)。測量儀器的發(fā)展

超站儀徠卡GLPS：精確自動定位和定向的儀器。

全站儀（激光測距）陀螺儀GPS全站儀未來發(fā)展方向是朝著全自動、多功能、開放性、智能型、標準化方向發(fā)展。測量儀器的發(fā)展2、電子經(jīng)緯儀的測角原理電子測角原理靜態(tài)度盤測角動態(tài)度盤測角編碼度盤測角光柵度盤測角電子測角原理（1）編碼度盤測角原理在玻璃圓盤上刻劃幾個同心圓帶，每一個環(huán)帶表示一位二進制編碼，稱為碼道。如果再將全圓劃分成若干扇區(qū)，則每個扇形區(qū)有幾個梯形，如果每個梯形分別以“亮”和“黑”表示“0”和“1”的信號，則該扇形可用二進制數(shù)表示其角值。全圓刻成24=16個扇形。一般將度盤刻成適當(dāng)?shù)拇a道，再利用測微裝置達到細分角值的目的。全站儀電子測角原理工作過程：在編碼度盤的碼道上方安置一個發(fā)光二極管。在度盤的另一側(cè)正對發(fā)光二極管的位置安放光學(xué)放大鏡和線狀光電二極管陣列或線狀CCD光電接收器件。通過光電探測器獲取特定度盤位置的編碼信息，并由微處理器譯碼，最后換算成實際角度值。

（2）增量式光柵度盤測角原理全站儀電子測角原理增量式光柵度盤測角原理均勻地刻有許多一定間隔細線的直尺或圓盤稱為光柵尺或光柵盤?？淘谥背呱嫌糜谥本€測量的為直線光柵，刻在圓盤上的等角距的光柵稱為徑向光柵。設(shè)光柵的柵線（不透光區(qū)）寬度為

a，縫隙寬度為

b，柵距

d＝

a＋

b，通常

a＝

b，它們都對應(yīng)一角度值。在光柵度盤的上下對應(yīng)位置上裝上光源、計數(shù)器等，使其隨照準部相對于光柵度盤轉(zhuǎn)動，可由計數(shù)器累計所轉(zhuǎn)動的柵距數(shù)，從而求得所轉(zhuǎn)動的角度值。由兩個光柵度盤構(gòu)成增量式光柵度盤測角原理莫爾條紋技術(shù)兩個間隔相同的光柵疊放在一起并錯開很小的夾角，當(dāng)他們相對移動時，可看到明暗相間的干涉條紋，即莫爾條紋。莫爾干涉條紋具有放大作用，有利于提高測角的分辨率。d:柵距；W:紋距；θ：弧度值W=dcotθ＝d／θ對于任意選定的移動量x，

θ愈小，干涉條紋的移動量W就愈大增量式光柵度盤測角原理XY

（3）動態(tài)光柵度盤測角原理LS為固定傳感器，相當(dāng)于角度值的起始方向；LR為可隨望遠鏡轉(zhuǎn)動的可動傳感器，相當(dāng)于提供目標方向。這兩個光電傳感器之間的夾角中就是我們要測定的角度值：動態(tài)光柵度盤測角原理當(dāng)?shù)谝粋€光電傳感器接收到信息時就開始計數(shù)，直至另一個光電傳感器接收到信息時停止計數(shù)。這樣，得到相位差大數(shù)再利用精測功能，得到不足一個的角度值電子測角原理說明需要指出的是，無論采用什么格式的電子度盤，都必須采用適當(dāng)?shù)慕嵌葴y微器技術(shù)，提高角度分辨率，才能滿足角度測量的精度要求。角度的電子測微技術(shù)是運用電子技術(shù)對交變的電信號進行內(nèi)插，從而提高計數(shù)脈沖的頻率，以達到細分的效果。1、全站儀的分類從結(jié)構(gòu)上來分：

組合式——可通過不同構(gòu)件進行靈活多樣組合。（光電測距儀+光學(xué)經(jīng)緯儀+電子計算機、

光電測距儀+電子經(jīng)緯儀+電子計算機）

整體式——電子經(jīng)緯儀和紅外測距儀使用共同的光學(xué)望遠鏡，方向和距離測量只需瞄準一次；具有雙軸自動補償功能；帶有內(nèi)存。八、全站儀測角2、全站儀的特性自檢與改正功能

在一定的誤差范圍內(nèi)，儀器可以將改正后的軸系殘存誤差通過軟件加以改正，從而使觀測得到的結(jié)果是在正確的軸系關(guān)系條件下的觀測結(jié)果。大容量內(nèi)存

可以存儲上萬個點的坐標數(shù)據(jù)或觀測數(shù)據(jù)，有的全站儀內(nèi)存已經(jīng)達到了數(shù)十兆。雙向傳輸功能程序化

全站儀內(nèi)存中存儲了一些常用的測量作業(yè)程序。智能化（智能型全站儀（有操作系統(tǒng)），測量機器人）全站儀與經(jīng)緯儀相比的優(yōu)點:1、測量結(jié)果自動記錄在“電子手簿”或內(nèi)存中,減少了讀數(shù)的錯誤和記錄的粗差,提高了功效。2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;3、距離改正,高差計算和坐標計算在儀器上自動完成,減少了內(nèi)業(yè)計算工作量;4、角度測量中自動掃描整個度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻劃誤差和偏心差。

3、全站儀的測量原理（1）電子測角原理（同電子經(jīng)緯儀）（2）光電測距原理（3）全站儀的補償器（2）光電測距原理光電測距就是利用電磁波作為載波和調(diào)制波進行距離測量。光電測距與傳統(tǒng)的鋼尺量距相比，具有精度高、作業(yè)速度快、受氣候及地形影響小等優(yōu)點。測距儀的技術(shù)指標有測程和測距精度。a.概述測距儀的測程：測距儀一次所測得的最遠距離短程測距儀：測程在5km以內(nèi)；中程測距儀：測程在5-30km以內(nèi)；遠程測距儀：測程在30km以內(nèi)。測定時間t2D的方法不同分為脈沖式測距儀：直接測定儀器發(fā)出的脈沖信號往返被測距離的傳播時間。

相位式測距儀：測定儀器發(fā)射的測距信號往返于被測距離滯后相位來間接推算信號的傳播時間。目前大多數(shù)測距儀利用紅外線作為載波，采取相位法測距b.測距儀分類c.測距精度：mD=±(a+bppmD

)

mD是測距中誤差，mm;

a是固定誤差,mm；b是比例誤差；

D是距離,km；1ppm=1*10-6d.測距公式：D＝V·t2D／2利用儀器直接或間接地測出電磁波在被測距離上往返傳播所需的時間t2D，同時測出大氣溫度、濕度、壓力，利用公式求出距離。(3)全站儀的補償器全站儀的三軸誤差：視準軸誤差橫軸誤差豎軸誤差補償器的目的：減少儀器的三軸誤差對觀測數(shù)據(jù)的影響。補償器的作用：通過檢測儀器豎軸傾斜在x軸和y軸上的分量信息自動地對測量值進行改正。補償器的使用全站儀補償器的補償功能的三種選擇模式：雙軸、單軸、關(guān)單軸補償只能改正由于豎軸傾斜誤差對豎盤讀數(shù)的影響。雙軸補償只能改正由于豎軸傾斜誤差對豎盤和水平度盤讀數(shù)的影響。三軸補償是在雙軸補償?shù)幕A(chǔ)上，用機內(nèi)計算機軟件來改正因橫軸誤差和視準軸誤差對水平度盤讀數(shù)的影響。

4、全站儀測角（1）NTS-350全站儀的構(gòu)造（2）儀器使用注意事項（3）儀器特點（4）儀器鍵盤功能與信息顯示（5）打開與關(guān)閉電源（6）工作模式設(shè)置（7）星鍵模式（8）初始設(shè)置（9）全站儀角度測量南方全站儀的構(gòu)造儀器中心標志光學(xué)對中器整平腳螺旋底板圓水準器顯示屏管水準器物鏡粗瞄器南方全站儀的構(gòu)造電池鎖緊桿電池數(shù)據(jù)通訊接口目鏡望遠鏡把手對中器水平微動水平制動垂直制動螺旋鍵盤垂直微動螺旋基座鎖定鈕（2）儀器使用注意事項日光下測量應(yīng)避免將物鏡直接瞄準太陽

儀器不使用時，應(yīng)將其裝入箱內(nèi)，置于干燥處，注意防震、防塵和防潮。

儀器安裝至三腳架或拆卸時，要一只手先握住儀器，以防儀器跌落。

外露光學(xué)件需要清潔時，應(yīng)用脫脂棉或鏡頭紙輕輕擦凈，切不可用其它物品擦拭。

儀器使用完畢后，用絨布或毛刷清除儀器表面灰塵。儀器被雨水淋濕后，切勿通電開機，應(yīng)用干凈軟布擦干并在通風(fēng)處放一段時間。

作業(yè)前應(yīng)仔細全面檢查儀器，確信儀器各項指標、功能、電源、初始設(shè)置和改正參數(shù)均符合要求時再進行作業(yè)

.每次取下電池盒時，都必須先關(guān)掉儀器電源，否則儀器易損壞。在進行測量的過程中，千萬不能不關(guān)機拔下電池，否則測量數(shù)據(jù)將會丟失?。?）儀器使用注意事項

注意不要打開此螺絲（3）儀器特點

1.功能豐富

南方全站儀NTS-350具備豐富的測量程序，同時具有數(shù)據(jù)存儲功能、參數(shù)設(shè)置功能，功能強大，適用于各種專業(yè)測量和工程測量。

2.強大的內(nèi)存管理

采用了具有內(nèi)存的程序模塊，可同時存儲測量數(shù)據(jù)和坐標數(shù)據(jù)多達3440點以上，若僅存放樣坐標數(shù)據(jù)可存儲10000點以上，并可以方便地進行內(nèi)存管理、可對數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、傳輸。

3.自動化數(shù)據(jù)采集

野外自動化的數(shù)據(jù)采集程序，可以自動記錄測量數(shù)據(jù)和坐標數(shù)據(jù)，可直接與計算機傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)真正的數(shù)字化測量。

4.特殊測量程序

在具備常用的基本測量模式（角度測量、距離測量、坐標測量）之外，還具有特殊的測量程序，可進行懸高測量、偏心測量、對邊測量、距離放樣、坐標放樣，設(shè)置新點，后方交會，面積計算，功能相當(dāng)?shù)呢S富，可滿足專業(yè)測量的要求。

（4）儀器鍵盤功能與信息顯示坐標測量(左移鍵)菜單鍵(右移鍵)退出鍵角度測量(上移鍵)電源開關(guān)鍵距離測量(下移鍵)星鍵數(shù)字鍵盤F1-F4儀器鍵盤功能與信息顯示按鍵名

稱功

能ANG角度測量鍵進入角度測量模式(上移鍵)距離測量鍵進入距離測量模式(下移鍵)坐標測量鍵進入坐標測量模式(左移鍵)MENU菜單鍵進入菜單模式(右移鍵)ESC退出鍵返回上一級狀態(tài)或返回測量模式POWER電源開關(guān)鍵電源開關(guān)F1-F4軟鍵（功能鍵）對應(yīng)于顯示的軟鍵信息

0-9數(shù)字鍵輸入數(shù)字和字母、小數(shù)點、負號星鍵進入星鍵模式顯示符號內(nèi)容V%垂直角（坡度顯示）HR水平角（右角）HL水平角（左角）HD水平距離VD高差SD傾斜N北向坐標E東向坐標Z高程*EDM（電子測距）正在進行m以米為單位ft以英尺為單位fi以英尺與英寸為單位儀器鍵盤功能與信息顯示（5）打開與關(guān)閉電源確認儀器已經(jīng)整平按POWER鍵開機檢查電池電量HR：

170°30′20″HD：

235.343mVD：

36.551m測量

模式

S/AP1↓為電量充足電池還可使用1小時電量已經(jīng)不多（6）工作模式設(shè)置按住F4鍵的同時，打開電源，儀器進入作業(yè)模式狀態(tài)，可以進行如下設(shè)置：單位設(shè)置:設(shè)置角度、距離等的單位模式設(shè)置：設(shè)置測距、測角、測坐標等的模式其他設(shè)置：設(shè)置兩差改正數(shù)等

（7）星鍵模式按下星鍵可以對以下項目進行設(shè)置：

1．對比度調(diào)節(jié)。按星鍵后，通過按[]或[]鍵，可以調(diào)節(jié)液晶顯示對比度。

2．照明。按星鍵后，通過按F1選擇“照明”，按F1或F2選擇開關(guān)背景光。

3．傾斜。按星鍵后，通過按F2選擇“傾斜”，按F1或F2選擇開關(guān)傾斜改正。

4．S/A。按星鍵后，通過按F4選擇“S/A”，可以對棱鏡常數(shù)和溫度氣