定向测量-经纬仪同步对向观测技术
摘要：为了解决工业设备高精定向测量问题，诸如：实验室内北向基准建立和子午线标定、惯导测试设备
引北，以及转台轴向定向、精度测试、零位置偏差、和射频天线定向、发射场定向等问题，笔者提出了经纬
仪（或全站仪）同步对向观测方法，并被我国大地天文测量规范中所采用。此方法多次在设备精密定向测量
项目中得到成功运用。实测结果表明，此方法是实现高精定向非常有效实用的方法；基本消除了对中误差、
调焦误差、十字丝偏差对定向误差的影响。笔者提出的高精度定向方法，亦可应用于高精度隧道和矿井贯通
测量。
关键词：同步对向观测法定向测量北向基准测定子午线标定设备引北工业测量
1 引言
所谓定向测量，就是测定目标方向的方位角，包括方位的传递。方位有相对的，也有要求相对于真北的绝对方位。对于设备定向，诸如：惯性导航试验设备、隧道挖掘盾构设备、钻探设备等，简单的说就是测定和放样设备目标面的法线方向的方位角。常规测量技术常常用于测量目标点的地理坐标，对于方向则通过两个点的坐标来计算。而测量工业设备的方向，则因为场地和设备参考面的限制，缺乏有效的高精度的测量方法。为了检测设备，一般需要在室内建立一个方位基准，基准精度常常要求高达角秒级。工业设备，诸如：惯导设备测试转台，常常位于室内，把方位传递到室内，如果测量仪器对中误差哪怕只有0.1mm，则5m的室内距离内引起方向误差高达4″。即便采用强制对中措施，这样需要埋设仪器观测台，既费工，也存在对中误差，而且传统观测办法在试验室内短距离内还存在相当大的调焦误差。
我国军用天文测量规范[1]附加了子午线标定的一种定向方法，并规定了把经纬仪作为准直平行光管目标观测的方法，这是一种双台经纬仪非实时同步的对向观测方法，尚存在一定缺陷：
1)在几个测回观测过程中，用一个盘位的经纬仪作准直光管目标，目标的气象误差和十字丝偏差影响很大；
2)观测了多个测回后仍需要按平均读盘位置再照准，失去了多测回观测意义；
3)由于方位传递角度是独立观测的，另外存在粗差时，不容易被发现，故此不能有效评定和检验方位传递最终目标的方向精度。
笔者在制定大地天文测量规范[2]国家标准时，对高精度定向技术进行了研究，通过主持完成的子午线标定项目[3]，把所研究的双台经纬仪高精度同步对向观测技术应用于室内子午线标定，并纳入了大地天文测量规范国家标准。
国防工业设备定向方面，诸如：惯性导航设备需要建立室内北向基准，惯导试验转台的零方向或轴向需要指向一定的方向；射频仿真试验室的天线（高达几百和上千个）需要分布在球形阵面上，并要求指向球心，有些需要真北方位，球心转台零方向需要对准球形阵面零位置；惯导试验产品需要确定真北方向；惯导试验转台需要检测转动的精度；导弹和航天器发射需要精密定位和定向。随着我国国防及载人航天航空事业的发展，迫切需要高精度的定向测量技术支持。
随着隧道挖掘机的出现，隧道开挖段有时超过规范距离，近年来，在我国出现了超过20km单向贯通的特长水利隧道开挖段，超出了标准的要求，这对于隧道控制网建立、贯通测量精度提出了很高要求；矿井隧道通常很长，传统的贯通测量常常需要加测陀螺方位，以控制方向误差；而采用陀螺定向的联系测量速度慢、设备昂贵、可靠性常常无法检验。应用经纬仪同步对向观测技术，可以提高方向精度，从而可有条件地取消陀螺方向控制。
2 同步对向观测方法
2.1 基本原理和方法
利于平行光管原理，把经纬仪（或全站仪，下同）对无穷远调焦，以照亮的经纬仪十字丝作为观测目标，两台经纬仪分别在盘左右位置实时同步进行互相照准观测读数。
此法优点是：当观测一个夹角时可控制两个方向目标成像在无穷远，无需调焦，因此不含调焦误差；由于分别度盘左右观测，所以可以基本消除十字丝偏差影响。.
此方法过程中应注意一下几点：
a)起始和最终目标最好采用平面镜，采用野外观测标志时，尽量使调焦在无穷远处；
b)事先通过调焦观察，尽量使两台仪器对准望远镜中心区域，以避免两台仪器对准望远镜边缘时，
使得两台仪器相互对无穷远照准产生的平行视准线发生畸变； c) 一个角度半测回观测过程中，不得调焦，以便消除调焦误差； d) 一方对准好对方十字丝时，意味着另一方也已对准好，因此一方可提前设置度盘和望远镜等待另
一方照准观测并读数，以便加快观测速度；
e) 最好采用准直经纬仪，采用非准直经纬仪时，要采用施加光源措施； f) 要选用对向照准时望远镜无穷远成像质量好的仪器，注意个别类型仪器对向观测十字丝成像不在
无穷远附近。
2.2 高精度方向传递联测方法
如图1所示：把方向XA 的方位角高精度传递到YB ，或更远，可采用同步对向观测法进行高精度方位角联测，其观测过程如下：
a) 两台经纬仪在盘左位置分别观测各自平面镜； b) 两台经纬仪在盘左位置对向观测；
c) 两台经纬仪在盘右位置分别观测各自平面镜； d) 室内两台经纬仪在盘右位置对向观测； e) 重复a)~d)步骤连续观测N 个测回。
错误!
图1：经纬仪方向传递同步对向观测示意图
如图2所示为双台经纬仪同步对向观测时的视线示意图，其中X1Y3方向为X 台仪器对准Y 台仪器十字丝无穷远成像方向，X1Y2方向为Y 台仪器望远镜中心无穷远成像方向，反方向也一样。
图2：经纬仪同步对向观测时的视线示意图
设盘左的观测值为L ，盘左的观测值为R 、照准的十字丝偏差为，并忽略其2C 影响，则： 180
2
180
R -R L -L 2180R R La L XA YB X YX B X YX B A Y XY Y XY ±±?++?-+±-?-+-?++
=
1802
180
R -R L -L 2180R R La L XA YX B YX B A XY XY ±±++±-+-+
=
对于多测站的方位传递测量的方位角计算和导线测量计算机基本类似。另外对于根据方位基准对实验室的转台和产品的定向也是类似的。
应当指出对于大地和天文方位角传递测量，应顾及子午线收敛角改正，这样必须概略测定导线边长，以便改正。 3 典型应用
3.1 室内定向基准测定
为了惯导产品和检测设备定向，往往需要在室内建立高精度方位或子午方向基准，常用测量方法是采用北极星任意时角法测定天文方位角，也就是通过观测任意时刻的北极星的水平度盘位置并记录观测时刻，来测定被测方向的天文方位角。如图3所示，可利用两台经纬仪进行同步对向观测方法，把室外测定的天文方位实时传递到室内基准台上的平面镜面法向方向。
图3 天文定向观测示意图
实测中可采用如下程序：
a) 室内经纬仪在盘左观测平面镜
b) 在盘左位置上室内外经纬仪相互对准观测； c) 在盘左位置上，观测北极星并记录时刻； d) 继续在盘左位置上观测北极星并记录时刻； e) 继续在盘左位置上观测室内经纬仪；
f) 换盘右位置上室内外经纬仪相互对准观测； g) 然后在盘右位置上，观测北极星并记录时刻； h) 继续在盘右位置上观测北极星并记录时刻； i) 继续在盘右位置上观测室内经纬仪； j) 室内经纬仪在盘右位置观测平面镜； k) 转入a)，重复N 测回。 3.2 转台零位置测定
如图4所示：射频阵列实验室的转台水平度盘零位置方向一般需要对准射频阵面设施中心零位置，因此首先需要测定其差值。利用分别设置在转台中心和地面的两台经纬仪进行对向观测，测定方位点到地面准值经纬仪的角度，以及地面准值经纬仪到转台中心方向和转台产品安装面的法方向的角度，从而可确定转台零位置的阵面方位。
图4 转台零位置测定示意图
具体的测试过程如下：
1) 在分别在转台中心和转台旁边的坚实地面上安置经纬仪； 2) 分别在度盘左右位置观测已知方位点和地面经纬仪方向； 3) 在地面经纬仪上分别在盘左右位置观测转台中心经纬仪方向；
4) 卸下转台中心的经纬仪，把转台转到面向地面经纬仪方向，并把转台产品安装面法向对准地面经
纬仪；
5) 在产品安装面3-4个位置上放置镜面，利用准直原理，在地面经纬仪观测镜面法向； 6) 计算转台零位置的方位角。
转台零位置的阵面方位角按下式计算：
Z Z F F A L L L L A A --+-+=)()(12δ
式中：
A δ─转台零位置的方位角； F A ─方位点的阵面方位角； F L ─方位点的度盘位置观测值； 1L ─中心经纬仪方向的度盘观测值；
2L ─地面准直经纬仪方向的度盘观测值；
Z L ─转台产品安装面法向的度盘位置观测值； Z A ─准直方向的转台水平方位。
4 实测结果
多年来，笔者承接了多家单位的北向基准建立、子午线标定、射频天线定向安装测试、转台置换和定向及转动精度检测项目，成功地运用了双台经纬仪高精度同步对向观测相对定向方法，配合天文方位角和GPS 结合的绝对定向方法以及纯GPS 绝对定向方法，顺利地完成了多类型高精度定向项目。在室内超短距离上克服了对中误差、调焦误差、十字丝偏差，使得建立的室内北向基准精度可高达0.5″（方向经两站传递多测回结果算得的中误差）。另外通过复测也发现有的单位所建的旧子午线因没有采用有效的方向传递方法致使精度非常低。这里给出几个有代表性的运用双台经纬仪高精度同步对向观测方法进行定向的实测结果。
4.1 天文定向结果
如表1、2所示为天文方位基准的实测结果。
室内天文方位测定结果表1
4.2 方向联测结果
如表3所示为根据天文方位基准的联测结果。
方向联测实测结果表3
注：采用仪器WILD T3，室内观测环境，不包含起算误差。
5 结论
通过大量的北向基准和子午线标定项目实测结果验证，根据上述论述，可以得出如下结论：
1)经纬仪同步对向观测技术基本消除了对中误差、调焦误差、十字丝偏差对定向误差的影响；
2)基准方位的观测成果具有多测回、多时间段、多次架设仪器的方位传递观测结果，其测量结果是稳定和可靠的；
3)利用经纬仪同步对向观测技术在室内等超短距离上可实现1″以内的高精度方向联测；
4)此方法是实现超短距离上高精方向联测非常有效、实用的方法，基本解决了室内北向基准、子午线标定、设备定向等高精度定向问题；
5)此方法对于提高控制网方向精度、对于特长隧道贯通测量是非常有意义的。
参考文献
[1]西安测绘研究所，GJB 149-86 军用天文测量规范（内部资料）， 1986
[2]张耀民等，GB/T 17943-2000 大地天文测量规范，中国标准出版社, 2000
[3]张耀民等，应用GPS建立高精度惯导定向基准，《航空兵器》96年No.6
[4]马志强等，靶场大地测量，国防工业出版社, 2004
[5]建设部科技发展促进中心等，盾构掘进隧道工程施工及验收规范（征求意见稿），2005
经纬仪,全站仪操作步骤
电子经纬仪操作步骤 经纬仪是测量工作中的主要测角仪器，由照准部、度盘、基座等部分组成。经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪，光学经纬仪和电子经纬仪。目前我国较为普遍使用的是电子经纬仪，游标经纬仪和光学经纬仪已逐渐淘汰。 下图为经纬仪各部件组成名称：
经纬仪的安置： 1 、架设仪器： 三脚架调成等长并使架头高度与观测者身高适宜，打开三脚架，使架头大致水平，将经纬仪固定在三脚架上，拧紧连接螺旋，置于测站点之上。 2 、对中： 对中就是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。用双手各提一条架脚前后、左右摆动，同时使架头大致保持水平状态，眼观对中标志（激光或十字丝交点）与测站点重合，同时使架头大致保持水平 状态，放稳并踩实架脚。
3 、整平： 整平的目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，水平度盘一定要水平。（1）粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。同时检查对中标志是否偏离地面测站点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志精确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋并使圆水准气泡居中。 （2）精平：旋转照准部，使其水准管与基座上的任意两只脚螺旋的连线方向平行（图a）。双手同时相向转动两只脚螺旋，使水准管气泡居中；然后将照准部旋转90°(图b),旋转第三只脚螺旋，使气泡居中；如此反复进行，直到水准管在任何方向，气泡均居中为止。 4 、瞄准与读数: 首先将望远镜对向明亮的背景或天空，旋转目镜使十字丝变清晰；然后旋转照准部和望远镜，通过望远镜上的粗瞄准器大概瞄准目标，并将照准部和望远镜制动螺旋制紧；再旋转照准部和望远镜的微动螺旋照准目标，注意检查并消除视差。最后进行读数。
经纬仪角度测量-水平角(测回法)-教学设计jx
建筑工程测量课程 --“经纬仪角度测量-水平角观测”教学设计（6课时）【授课专业】：建筑施工【授课科目】：测量放线 【授课课时】：6课时【授课教材】：高等教育出版社《测量放线》【授课对象】：11级建筑施工2班（共50人） 一、教学对象分析 教学对象为我校建筑施工专业11建筑施工（2）班学生，共50人。 （一）知识技能 1、完成测量学基础知识的学习，了解测量的基本工作 2、完成水准测量部分的学习，掌握学习思路和方法 3、完成了经纬仪结构以及经纬仪使用的学习，能熟练完成经纬仪的操作。 4、理解水平角的概念 （二）经验态度 1、部分学生在专业选择时目的明确，规划清晰 2、有个别学生在课余时间接触过测量仪器，有利于其学习，但会有自己先入为主的主观概念，有不良的操作习惯，并会影响其他学生。 3、学生能够积极思考，认真学习。 4、班级学习气氛较好，有较强的团队合作意识。 5、学生对于技能应用比较看重，不重视理论的学习。 （三）风格特点 1、大部分学生上课能够认真听讲，并能跟随教师的上课思路 2、能够主动学习，发现问题，并能通过小组讨论和请教老师等途径寻求解决方法。 3、仍有部分学生上课思想不集中，导致实际操作过程中会出现各种细节问题。 二、教学目的及要求 （一）知识目标： 1、掌握测回法测定水平角的操作过程和角度计算 2、了解水平角测量的实际应用。 （二）技能目标： 1、熟练经纬仪的操作；
2、能了解误差产生的原因并在测量过程中加以控制； 3、能评价判断测量结果。 （三）素质目标： 1、学会团队合作，能相互协作学习讨论，并在小组学习中构建自己的知识体系。 2、培养认真细致、吃苦耐劳的专业作风，严谨的工作态度。 【原由】： 对于建筑施工专业的学生而言，测量不仅仅是需要了解的技能，更可能是他们以后从事的工作，所以对于测量的基本功的要求更加严苛。 由于中职学生对于理论的轻视，使得在知识层面上的掌握浅薄，所以在理论知识上要求他们熟练记忆。 从岗位需求上看，中职学生要打破社会成见，必须有一定的技能证书，所以面向技能层面的目标是以中级测量工的基本要求为标准的。 对于学生的素质培养是所有教学的基本，先做人，后做事，所以严谨细致的作风和团队合作的精神，是贯彻教学当中的。 三、教学内容分析 （一）教学内容 根据课程要求和中职建筑施工专业学生的就业前景与职业发展，扎实完成测量的基本工作之一：水平角的测量。从基本的测回法入手，在掌握仪器使用的前提下，清晰了解水平角测量的原理和方法，清晰掌握测回法的步骤和注意事项。并通过四边形内角测回法观测这一具体测量项目考核与检查学生的概念理解能力，实际操作能力，合作组织能力以及发散思考能力。具体教学任务为: 1、熟练掌握角度的计算 2、掌握测回法测定水平角的过程 3、完成一四边形内角的观测。 4、分析项目完成过程中的不规范操作并能加以改正。 （二）教材分析 所采用的教材：《测量放线》----高等教育出版社出版 课程内容： 3.2.2 测回法测定水平角 本教材在编排上，先介绍了仪器的操作，再介绍 原理和方法，比较符合中职学生的认知顺序。通过对 教材的整理，拓展了一项综合性的小组任务：四边形内 角和的测量。从而达到理实一体化的教学效果。
经纬仪认识与使用实验报告
姓名: 班级：地球物理1701班学号：0110170 实验一经纬仪认识与使用 一、实验名称：经纬仪认识与使用 二、实验目的与要求： 1、了解光学经纬仪的基本构造，各部件的名称和作用。 2、掌握经纬仪对中、整平、瞄准和读数的基本方法。 三、实验仪器： 经纬仪1台，三脚架1个。 四、实验内容： 1、熟悉经纬仪的构造，熟悉各部件功能及使用； 2、掌握经纬仪对中整平方法； 3、熟悉经纬仪测角的流程； 4、掌握经纬仪测水平角、垂直角的瞄准方法； 5、按物理实验报告格式，独立编写并提交一份实验报告。 五、实验原理与方法： 1、经纬仪的构造及各部件功能及使用方法 DJ6 经纬仪由三部分组成：照准部、水平度盘、基座组成。各部件名称如图1 所示。 图 1 经纬仪各部件名称 1）各部件功能及使用各种旋钮的作用与经纬仪基本一致，在实验过程中进一步加深认识。
水平制动螺旋：粗瞄后制动，照准部则不能转动；水平微动螺旋：水平 制动螺旋制动后，水平微动螺旋可以小范围微动， 用于精确照准目标；竖直制动螺旋： 粗瞄后制动，望远镜则不能转动； 竖直微动螺旋：竖直制动螺旋制动后，竖直微动螺旋可以小范围微动， 用于精确照准目标； 脚螺旋：用于对中和整平仪器； 物镜调焦螺旋：旋转该螺旋，进行物镜调焦，看清目标成像。目 镜调焦螺旋：旋转该螺旋，进行目镜调焦，看清十字丝成像。指 标水准管调节螺旋：调节该螺旋，使指标水准管气泡居中。反光 镜：360 度转动反光镜，是读数窗的亮度最大。 光学对点器：用于仪器对中。 2、经纬仪使用方法 使用经纬仪进行角度测量，按以下流程进行：安置仪器—仪器对中整平—瞄准——读数。如果是垂直角测量，在读数前应使指标水准管气泡居中。 1）对中整平 （1）安置仪器 将三脚架成正三角形打开，测站点在三角形中心，架头大致水平，拧紧固定螺旋将仪器安置在架头上。 （2）精确对中如果测站点位未出现在光学对点器视野中，可两手各握住一个脚架架腿移动脚架，使测站点位大致位于对点器标识圆圈附近，最后用脚螺旋精确对中。 （3）粗略整平 33
经纬仪原理及角度测量方法解析
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
经纬仪导线测量
图&!&!用经纬仪测设斜平面 将式'%*(代入式'%)("得到* =7>+/2/L M>9'%-( ,3测法 按公式'%-(测设倾斜平面的步骤如下* !在倾斜平面的底边上>点安置经纬仪"量出仪器高+2! "用+:++1++;后视斜平面的底边方向>)"前视斜平上任意点("测出水平角 值! & #根据斜平面的坡度2和所测得的&值"代入公式'%-(算出(点处的应读仰角+/7<2G40'2/L M> &(! $将望远镜仰角置于+处"此时若望远镜十字横线正对准(点的+2处"则该(点正在所要测设的倾斜平面上! 第五节!经纬仪导线测量 在测区内将相邻控制点布设成连续的折线"称为导线!构成导线的控制点"称为导线点! 用经纬仪测量导线的转折角"用钢卷尺测量导线的长度!这个被测导线"称为经纬仪导线! $ + $
一 经纬仪导线布设形式 $3闭合导线闭合导线是起始 终止于同一已知点的导线 如图%,(所示 即导线从已知点&和已知方向'&出发 经过若干导线点 最后仍回到起始点' 形成一闭合多边形的导线 它本身具有严密的几何条件 因而能起检验审核的作用 闭合导线通常用于小测区首级平面控制测量 图&!(!闭合导线 ,3附合导线附合导线是布设在两已知点间的导线 如图%,'所示 即导线从一已知高级控制点'和已知方向'&出发 经过若干导线点 最后附合到另一已知高级控制点9和已知方向9"上的导线 图&!$!附合导线 它具有检验审核观测成果的作用 故通常用于平面控制测量的加密 即增加控制点的数量 %3支导线支导线是由一已知点和一已知方向出发 既不回到原出发点 又不附合到另一已知点上的导线 如图%,&所示 从已知点'和已知方向'&出发 经过$ ,个导线点后所形成的导线 支导线缺乏检验审核条件 因此 其点数一般不超过,个 它仅用于图根测量 $$$
经纬仪测量实习指导
实验三光学及电子经纬仪的认识与使用 角度测量是测量的基本工作之一，经纬仪是测定角度的仪器。通过本实验可使同学们了解光学及电子经纬仪的组成、构造，经纬仪上各螺旋的名称、功能，以及电子经纬仪的特点。 一、实验性质 验证性实验，实验时数安排为1 2学时。 二、目的和要求 ⑴了解DJ6光学经纬仪及DT5电子经纬仪的基本构造，以及主要部件的名称与作用。 ⑵掌握经纬仪的安置方法，学会使用光学及电子经纬仪。 三、仪器和工具 1.DJ6光学经纬仪（或DT5电子经纬仪）1台、记录板1块、测伞1把。 2.自备：铅笔、计算器。 四、方法步骤 （一）光学经纬仪 ⑴仪器讲解。指导教师现场讲解DJ6光学经纬仪的构造，各螺旋的名称、功能及操作方法，仪器的安置及使用方法。 ⑵安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装箱位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把经纬仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接螺旋，使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。 ⑶认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。 ⑷对中。对中有垂球对中和光学对中器对中两种方法。 方法一：垂球对中 ①在架头底部的连接螺旋的小挂钩上挂上垂球。 ②平移三脚架，使垂球尖大致对准地面上的测站点，并注意使架头大致水平，踩紧三脚架。 ③稍松底座下的连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点(对中误差应小于等于3 mm)，最后旋紧连接螺旋。 方法二：光学对中器对中 ①将仪器中心大致对准地面测站点。
②通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰；通过推、拉光学对中器的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。 ③移动脚架或在架头上平移仪器，使地面测站点标志位于对中圈内。 ④逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡居中，大致整平仪器。 ⑤用脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。 ⑥检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连接螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器分划板刻对中圈内。 ⑦检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，最后旋紧连接螺旋。（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤6） ⑸整平。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对（或相反）旋转这两只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照准部绕竖轴转动90o，再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到任何方向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。 ⑹瞄准。取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；然后用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如：远处的避雷针、天线等），旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动对光螺旋（物镜调焦螺旋），使目标影像清晰；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝平分，或被纵向双丝夹在中央。 DJ6光学经纬仪读数窗 图1-3-1 ⑺读数：瞄准目标后，调节反光镜的位置，使读数显微镜读数窗亮度适当，旋转显微
经 纬 仪 测 量 计 算 方 式
经纬仪测量计算方式 象限角与方位角换算关系 直线方向由象限角求 方位角由方位角求 象限角 直线方向由象限角求 方位角 由方位角求 象限角 1：象限（北东）a=R R=a 象限（南西） a=180°+R R=a—180° 2：象限（南东）a=180°—R R=180°—a 象限（北西） a=360°－R R=360°－a 坐标增量符号表 坐标方位角/(°) 所在象限 坐标增量的正负号 △x.cosa △y.sina 0°～90° 1 ＋＋ 90°～180° 2 －＋ 180°～270° 3 －－ 270°～360° 4 ＋－ 计算夹角是左、右盘的前视减去后视两数相加在除以二就等于这个夹角。 计算分五个步骤： 1：角度闭合差的计算 2：坐标方位角推算
由已知方位角加上所测夹角在减去180°等于下一个方位角，如果不够减就加上180°就等于下一个方位角。 3：坐标增量计算 △X的增量=co sa（方位角）×平距。在计算时要主意方位角的象限在增量表那一象限，已象限确定增量正负符号。△y的增量=sin a（方位角）×平距。在计算时要主意方位角的象限在增量表那一象限，已象限确定增量正负符号。 4:由上一个X、Y坐标加或者减去坐标增量就等于这一个坐标。 高程计算 1：在井下测量点布置在顶板上时h=sina一i+v 就是这站到那站的高差等于斜距乘以sin乘以竖直角减去仪器高加上标占高。 2：在井下测量点布置在底板上时h=sina+i－v 就是这站到那站的高差等于斜距乘以sin乘以竖直角加上仪器高减去标占高。 3、角度输入，23d11分按Enter左边的上两点下一点键，秒先按shift在按Enter左边的上两点下一点键。
第十一讲 经纬仪导线测量与计算
第十一讲经纬仪导线测量与计算 在城镇和矿山，最常用的图根加密方法是导线。导线是由若干条首尾相接而构成的折线。根据所用仪器，导线分为经纬仪导线、光电测距导线、罗盘仪导线和平板仪导线。经纬仪导线测量是用经纬仪测量各导线点的转角，钢尺丈量导线的边长，根据起始点的坐标和起始边的坐标方位角计算出各待定点的坐标。根据工作内容和特点，经纬仪导线测量分为外业与内业两部分。外业工作主要包括导线的布设和转角、边长的观测。 一、导线的布设 （一）导线布设形式 导线的基本布设形式有：闭合导线、附合导线和支导线。 1．闭合导线 由一个已知点出发，经过若干个导线点后仍回到同一个已知点上，它所构成的多边形称为闭合导线，如图5—10（a)所示。闭合导线有多边形条件和坐标条件作检核，在生产中广泛使用。 图 5—10 导线形式 2．附合导线 两端（始端和终端）均附合在已知点和已知方向的导线称为附合导线，如图5—10（b)所示。这种导线，不仅有检核条件（坐标条件和方位角条件），而且最弱点位于导线中部，使附合导线在与支导线同等精度的条件下得以增加长度，故附合导线在生产中得到广泛应用。 3．支导线 从已知点B开始，用直线依次连接各待定点，形成自由伸展的折线形状，这种导线形式
称为支导线，如图5—10（c）所示。支导线另一端自由伸展，缺乏检核条件，终点点位 误差最大，故在生产中尽量少用。若用支导线测定控制点坐标，应限制支导线长度，并往返观测，以资检核。 此外，根据实际需要导线还可布设成网状形式（即导线网）。 （二）导线布设规格 为满足不同比例尺测图和不同工程测量的精度要求，各有关规范规定了导线的长度、观测限差和精度指标，形成了导线等级和技术规格系列。图根导线的技术要求见表5-4 表5-4 图根导线技术要求 三、导线测量的外业 （一）踏勘选点与埋点 作业前应根据测区范围、原有资料以及测图的要求，拟定出导线的布设形式，制定出经济合理的初步设计方案，然后到实地踏勘，按照实际情况在实地选定点位。选点时应当注意以下几点： 1．相邻两导线点必须互相通视。 2．各边边长尽可能相等，避免长短边突然出现。 3．导线点应选择在便于安置仪器，便于观测的地方。 4．点位应选择在土质坚硬，便于保存，易于寻找的地方。 5．导线点应选择在视野开阔地带，控制面积大，便于扩展。 选点是导线测量中的一项重要内容，关系到测量工作的质量和速度。例如，边短点多就会影响到测量的精度和速度，因此我们一定要认真对待踏勘选点工作。 导线点选定之后，如果作为临时点，应在每一点位上打上木桩，桩顶钉一小钉，作为临
经纬仪读数
在确定地面点的位置时，常常角度测量。角度测量最常用的仪器是经纬仪。角度测量分为水平角测量与竖直角测量。水平角测量用于求算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。 第一节水平角测量原理 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。 经纬仪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，经纬仪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。 第二节 DJ6级光学经纬仪 一、经纬仪概述 1．按读数系统区分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪 2．按编制了标准分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60 二、DJ6级光学经纬仪的构造 1．基座 基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合。其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。竖轴轴套与基座连在一起。轴座连接螺旋拧紧后，可将照准部固定在基座上，使用仪器时，切勿松动该螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。 2．水平度盘 水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。度盘轴套套在竖轴轴套的外面，绕轴套旋转。在水平度盘下方的度盘轴套上，有些仪器装有金属圆盘，用于复测，称为复测盘。 3．照准部 照准部上有望远镜、横轴、支架、竖轴、水准管、水平制微动、竖直制微动及读数装置等。三、J6级光学经纬仪的读数方法 1．分微尺测微器及其读数方法 分微尺测微器的结构简单，读数方便，具有一定的读数精度，广泛应用于J6级光学经纬仪。国产J6级光学经纬仪，除北京红旗外，均采用这种装置。这类仪器的度盘分划度为1°，按顺时针方向注记。其读数设备是由一系列光学零件组成的光学系统。 读数的主要设备为读数窗上的分微尺，水平度盘与竖盘上1°的分划间隔，成象后与分微尺的全长相等。上面的窗格里是水平度盘及其分微尺的影象，下面的窗格里是竖盘和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0.1′。读数时，以分微尺上的零线为指标。度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出，小于1′的数值，即分微尺零线至该度盘刻度线间的角值，由分微尺上读出。 2．单平板玻璃测微器及其读数方法 采用单平板玻璃测微器读数的光学经纬仪有北京红旗Ⅱ型、瑞士Wild T1型等。单平板玻玻测微器主要由平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮组成。转动测微轮，通过齿轮带动平板玻璃和与之固连在一起的测微尺一起转动；测微尺和平板玻璃同步转动，单平板玻璃测微器读数窗的影象:下面的窗格为水平度盘影象；中间的窗格为竖直度盘影象；上面较小的窗格为测微尺影象。度盘分划值为30′，测微尺的量程也为30′ ，将其分为90格，即测微尺最小分划值为20″，当度盘分划影象移动一个分划值(30′)时，测微尺也正好转动30′。
经纬仪全站仪操作步骤
电子经纬仪操作步骤经纬仪是测量工作中的主要测角仪器，由照准部、度盘、基座等部分组成。经纬仪根据度盘刻度和读数方式的不同，分为游标经纬仪，光学经纬仪和电子经纬仪。目前我国较为普遍使用的是电子经纬仪，游标经纬仪和光学经纬仪已逐渐淘汰。 下图为经纬仪各部件组成名称： 经纬仪的安置： 1 、架设仪器： 三脚架调成等长并使架头高度与观测者身高适宜，打开三脚架，使架头大致水平，将经纬仪固定在三脚架上，拧紧连接螺旋，置于测站点之上。 2 、对中： 对中就是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。用双手各提一条架脚前后、左右摆动，同时使架头大致保持水平状态，眼观对中标志（激光或十字丝交点）与测站点重合，同时使架头大致保持水平状态，放稳并踩实架脚。 3 、整平： 整平的目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，水平度盘一定要水平。 （1）粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。同时检查对中标志是否偏离地面测站点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志精确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋并使圆水准气泡居中。
（2）精平：旋转照准部，使其水准管与基座上的任意两只脚螺旋的连线方向平行（图a）。双手同时相向转动两只脚螺旋，使水准管气泡居中；然后将照准部旋转90°(图b),旋转第三只脚螺旋，使气泡居中；如此反复进行，直到水准管在任何方向，气泡均居中为止。 4 、瞄准与读数: 首先将望远镜对向明亮的背景或天空，旋转目镜使十字丝变清晰；然后旋转照准部和望远镜，通过望远镜上的粗瞄准器大概瞄准目标，并将照准部和望远镜制动螺旋制紧；再旋转照准部和望远镜的微动螺旋照准目标，注意检查并消除视差。最后进行读数。 5、水平角测量 在建筑工程施工中，经纬仪主要用于水平角测量，下面只简单介绍一下经纬仪测量水平角的基本步骤： 如图所示： （1）安置经纬仪置于o点，精确调平仪器，使经纬仪处于水平角度测量模式，照准第一个目标A，制动。 （2）按置零键，设置A方向的水平度盘读数为0°00′00"。 （3）顺时针旋转望远镜，照准第二个目标B，制动。此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角β。 竖直角的测量与水平角的测量方法一致，数值也同时显示，若要测量竖直角按上述方法操作，同时读取竖直角即可。 全站仪操作步骤
实验二J经纬仪认识及角度测量
实验二J6 经纬仪认识及角度测量（G1214202）学时：4 学时实验性质：验证性实验 一、目的与要求 1）了解J6级光学经纬仪的基本构造和各部件名称及其作用； 2）掌握经纬仪对中、整平、照准、读数的方法； 3）掌握水平角度、竖直角度观测计算方法 二、仪器与工具 每组的仪器有：J6级经纬仪一台，测钎两根，记录板一块。 三、实验内容与步骤 （一）J6 经纬仪认识与使用 1、在指定点上安置经纬仪，并熟悉仪器各部件的名称和作用。 2、经纬仪的操作。 （1）对中：对中的目的是使仪器中心与测站点在一条垂直线上。 1）粗对中（移动三角架的架腿）松开蝶形螺旋，根据身高调整好三角架的高度，旋紧螺旋使架腿固定。张开三角 架、使架头中心对准测站点并大致水平（关键）。将经纬仪安置在架头上，通过拉伸、旋转光学对点器使标志圈清晰和视野清晰。两手轻轻移动两脚架，使目标标志点大致对准标志圈中心。 2）精对中（旋转脚螺旋）按照水准仪的粗平方法调节脚螺旋使目标严格在光学对中器的中心。 （2）整平。整平分为粗略整平（粗平）和精确整平（精平）。 1 ）粗平（升降三角架的架腿） 升降一架腿A使圆水准气泡在另一架腿B的方向线上，然后再升降B架腿使圆水准气泡居中。检查气泡居中情况，若气泡还没有居中，再次升降架腿A使圆水准气泡在架腿B的方向线上，然后再升降B架腿使圆水准气泡居中。此过程反复操作直至气泡居中即可。 2）精平（旋转脚螺旋）调节脚螺旋使水准管气泡严格居中。 操作步骤如下： 旋转照准部，使照准部水准管平行任两个脚螺旋，调节两个脚螺旋使气泡严格居中；旋转照准部90°，调第三个脚螺旋使气泡居中。再反方向旋转照准部90°使其回到初始方向，检查水准管居中情况，这样反复操作一二次即可。 3）检查对中的情况。如果偏得太多，重复以上操作。如果只有小量偏移，则松开中心螺旋，双手捏住基座的底板移动基座，眼睛观察对中窗口，直至严格对中 4）检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，最后旋紧连接螺旋。
经纬仪角度测量
第六讲角度测量 第一节水平角测量原理 一、水平角的概念 相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。水平角一般用β表示，角值范围为0?～360?。
如图3-1所示，A 、O 、B 是地面上任意三个点，OA 和OB 两条方向线所夹的水平角，即为OA 和OB 垂直投影在水平面H 上的投影O 1A 1和O 1B 1所构成的夹角β。 二、水平角测角原理 如图3-1所示，可在O 点的上方任意高度处，水平安置一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O 点的铅垂线上；通过OA 和OB 各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a 和b ，则水平角β的角值为： a b -=β （3-1） 用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置水平度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。 第二节 光学经纬仪的构造 O 图3-1 水平角测量原理
光学经纬仪按测角精度，分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同级别。其中“DJ”分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，下标数字07、1、2、6、15表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。 一、DJ6型光学经纬仪的构造 DJ6型光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。 1．照准部 照准部是指经纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。照准部主要由竖轴、望远镜、竖直度盘、读数设备、照准部水准管和光学对中器等组成。 （1）竖轴照准部的旋转轴称为仪器的竖轴。通过调节照准部制动螺旋和微动螺旋，可以控制照准部在水平方向上的转动。 （2）望远镜望远镜用于瞄准目标。另外为了便于精确瞄准目标，经纬仪的十字丝分划板与水准仪的稍有不同，如图3-3所示。 图3-3 经纬仪的十字丝分划板 望远镜的旋转轴称为横轴。通过调节望远镜制动螺旋和微动螺旋，可以控制望远镜的上下转动。 望远镜的视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴。因此，在仪器竖轴铅直时，望远镜绕横轴转动扫出一个铅垂面。 （3）竖直度盘竖直度盘用于测量垂直角，竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动。 （4）读数设备读数设备用于读取水平度盘和竖直度盘的读数。
全站仪导线测量方法
全站仪导线测量 在地面上选择一条适宜的路线，在其中的一些点上设置测站，采取测边和测角方式来测定这些点的水平位置的方法。它是几何大地测量学中建立国家大地控制网的主要方法之一，也是为地形测图、城市测量和各种工程测量建立控制点的常用方法。 为导线测量选择的测量路线称为导线。它应当尽可能直伸，但由于地形限制，导线一般成一条折线。导线上设置测站的点称为导线点。测量每相邻两点间的距离，并在每一点上观测相邻两边之间的夹角，从一起始点坐标和方位角出发，利用测量的距离和角度，便可依次推算各导线点的水平位置。 为建立国家大地网以及某些城市测量和工程测量所实施的导线测量，称为精密导线测量。其等级和精度要求与三角测量相同。这些等级以下的导线测量，分为经纬仪导线测量、视距导线测量和视差导线测量，其精度、使用的仪器和测量方法各不相同。 传统的精密导线测量用基线尺在地面上直接丈量每相邻两点间的距离。由于距离测量的精度高，导线中不存在尺度误差积累；而方位误差积累则比三角测量严重。因此，导线上每隔一定距离要测定天文经纬度和方位角。由于导线以单线扩展，无其他几何校核，故必须闭合成环,或布设在高级控制点之间。当测区较大时,则构成导线网。 在一般地区，由于地面不平，难于用基线尺直接丈量距离，故传统的精密导线测量不及三角测量优越。但在平坦的森林地区，为了实施三角测量，必须建造过高的测量觇标，又为了清除通视障碍，还要砍伐树木，这样将使作业进展迟缓，用费较大。若改用导线测量，沿道路、林区分界地带或河流推进，利用平坦地势丈量距离，则可降低觇标高度，减少辅助工作，达到较好的经济效果。英国曾在非洲赤道附近平坦的森林地区，广泛采用传统的精密导线测量以代替三角测量。除了这些特殊地区之外，传统的精密导线测量则很少应用。 电磁波导线测量自电磁波测距仪于20世纪50年代出现后，导线测量受到了重视。用电磁波测距仪测定距离，所受地形限制较小，作业迅速，精度随着仪器的不断改进而越来越高。因此，电磁波导线测量得到日益广泛的应用，有逐渐取代三角测量之势。60年代初，中国利用电磁波测距仪在自然条件极其困难的青藏高原实施了精密导线测量，构成了包括10个闭合环的导线网。 美国从60年代初开始，用高精度电磁波测距仪实施了横贯大陆的高精度导线测量，现在已经完成，全长达22000公里。导线上每条边的方位角都直接观测,因而不存在尺度误差和方位误差的积累。高精度导线测量的质量优于一等三角测量，称为零等控制测量。美国正以这
实验二 J6经纬仪认识及角度测量
实验二J6经纬仪认识及角度测量（G1214202）学时：4学时实验性质：验证性实验 一、目的与要求 １）了解Ｊ６级光学经纬仪的基本构造和各部件名称及其作用； ２）掌握经纬仪对中、整平、照准、读数的方法； ３）掌握水平角度、竖直角度观测计算方法 二、仪器与工具 每组的仪器有：Ｊ６级经纬仪一台，测钎两根，记录板一块。 三、实验内容与步骤 （一）J6经纬仪认识与使用 1、在指定点上安置经纬仪，并熟悉仪器各部件的名称和作用。 2、经纬仪的操作。 （1）对中：对中的目的是使仪器中心与测站点在一条垂直线上。 1）粗对中（移动三角架的架腿） 松开蝶形螺旋，根据身高调整好三角架的高度，旋紧螺旋使架腿固定。张开三角架、使架头中心对准测站点并大致水平（关键）。将经纬仪安置在架头上，通过拉伸、旋转光学对点器使标志圈清晰和视野清晰。两手轻轻移动两脚架，使目标标志点大致对准标志圈中心。 2）精对中（旋转脚螺旋） 按照水准仪的粗平方法调节脚螺旋使目标严格在光学对中器的中心。 （2）整平。整平分为粗略整平（粗平）和精确整平（精平）。 1）粗平（升降三角架的架腿） 升降一架腿A使圆水准气泡在另一架腿B的方向线上，然后再升降B架腿使圆水准气泡居中。检查气泡居中情况，若气泡还没有居中，再次升降架腿A使圆水准气泡在架腿B的方向线上，然后再升降B架腿使圆水准气泡居中。此过程反复操作直至气泡居中即可。 2）精平（旋转脚螺旋） 调节脚螺旋使水准管气泡严格居中。 操作步骤如下： 旋转照准部，使照准部水准管平行任两个脚螺旋，调节两个脚螺旋使气泡严格居中；旋转照准部90°，调第三个脚螺旋使气泡居中。再反方向旋转照准部90°使其回到初始方向，检查水准管居中情况，这样反复操作一二次即可。 3）检查对中的情况。如果偏得太多，重复以上操作。如果只有小量偏移，则松开中心螺旋，双手捏住基座的底板移动基座，眼睛观察对中窗口，直至严格对中。
经纬仪测量空间任意两点间尺寸
经纬仪测量空间任意两点间尺寸 摘要：针对500kv石雅线输电线路工程，由于在山区施工，基础设计为全方位高低腿插入式角钢，利用经纬仪和钢卷尺检测半跟开半对角线后，还要检测任意两基础之间插钢顶点间斜距，常规拉尺检测方法受到山区地形、地势的困扰，基础间不能通视或存在挡尺现象，无法检测任意两基础间插钢顶点间斜距。 abstract： for the shiya line 500kv transmission line project， because the construction sit is located in the mountains， the basic design is the full range of high and low angle leg plug-in angle iron， so this paper used the theodolite and steel tape to test half with open half diagonal， then detect the slope distance of vertices inserted steel between any two base. the conventional detection method is limited by pulling foot mountainous terrain， it can not assure intervisibility and there exists inter-block ruler phenomenon， so it can not detect the slope distance of vertices inserted steel between any two base. 关键词：经纬仪；任意点；斜距；测量 key words： theodolite；any point；slope distance；measurement 中图分类号：p213 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）25-0082-02
经纬仪测角实验报告
一、实验目的与要求 1、认识DJ6、DJ2光学经纬仪的基本结构及主要部件的名称和作用。 2、掌握DJ6、DJ2光学经纬仪的基本操作和读数方法。 3、掌握用DJ6、DJ2光学经纬仪按方向观测法（全圆方向观测法）测水角的方法及记录、计算方法，了解各项限差要求及检核。 4、掌握用DJ6光学经纬仪观测垂直角的方法（中丝法）。 二、实验原理与方案 1、人员组织: 第10实验小组由7人组成，每轮实验设置：观测员1人、记录员1人，机动人员5人。 2、仪器设备: DJ6、苏一光DJ2经纬仪各l台、记录板1块、测伞1把、记录手簿1本（附记录板）、木桩1根、水泥钉1枚、2B铅笔2、粉笔1支。 3、实验原理： （1）水平角观测原理如图3-1所示。空间两直线OA和OB相交于点O，将点A、O、B沿铅垂线方向投影到水平面上，得相应投影点A′O′B′，水平线O′A′和O′B′夹角β即是过两方向线所做铅垂面夹角—水平角。经纬仪水平度盘上的读数a和b，则水平角β为两读数之差： β=b-a 图3-1 （2）全圆方向观测法原理如图3-2所示。方向观测法是在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，再盘右位置依次观测，取盘左盘右平均值作为各方向的观测值。如图测站点O周围有待测目标A、B、C，选A作为起始方向。用盘左顺时针旋转照准部，依次照准A、B、C、A，读取观测值，称为上半测回；然后纵转望远镜，改用右盘逆时针旋转照准部，依次照准A、C、B、A并读数，称为下半测回。上、下半测回合起来称为一个测回。
图3-2 （3）垂直角观测原理如图3-3所示。垂直角是在同一铅垂面内某目标方向的视线与水平线的夹角a，其范围为0°～±90°，图中Z A、Z A为A、B方向的天顶距读数。用经纬仪望远镜找准目标A、B，由垂直度盘读数减去水平线在度盘上的度数，即可得到垂直角。 如图3-3 三、实验内容与步骤 （一）安置仪器 1、对中整平（锤球对中） （1）将三脚架调整到合适高度，张开三脚架安置在测站点O上方，在脚架的连接螺旋上挂上锤球，如果锤球尖离标志中心太远，可固定一脚移动另外两脚，或将三脚架整体平移，使锤球尖大致对准测站点标志中心，并注意使架头大致水平，然后将三脚架的脚尖踩入土中。 （2）将经纬仪从箱中取出，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。 （3）若锤球尖偏离测站点标志中心，可旋松连接螺旋，在架头上移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，然后旋紧连接螺旋。 2、精确整平对中 （1）转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，两手同时向内或向外转动这两个脚螺旋，使气泡居中，注意气泡移动方向始终与左手大拇指移动方向一致； （2）将照准部转动90°，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。
第二节导线测量的外业工作
第二节导线测量 将测区内相邻控制点用直线连接而构成的折线图形，称为导线。构成导线的控制点，称为导线点。导线测量就是依次测定各导线边的长度和各转折角值，再根据起算数据，推算出各边的坐标方位角，从而求出各导线点的坐标。 导线测量是建立小地区平面控制网常用的一种方法，特别是在地物分布复杂的建筑区、视线障碍较多的隐蔽区和带状地区，多采用导线测量的方法。 依据测量导线边长和测量转折角的仪器、方法不同，可将导线分为两大类：一是用经纬仪测量转折角，用钢尺测定导线边长的导线，称为经纬仪导线；二是用光电测距仪测定导线边长，则称为光电测距导线。
一、导线布设形式 1、附合导线 如图7-4所示，导线从已知控制点B 和已知方向BA 出发，经过1、2、3点，最后附合到另一已知点C 和已知方向CD 上，这样的导线称为附合导线。这种布设形式，具有检核观测成果的作用。 2、闭合导线 如图7-3所示。导线从已知控制点B 和已知方向BA 出发，经过1、2、3、4最后仍回到起点B ， 图7-4 附合导线
形成一个闭合多边形，这样的导线称为闭合导线。 闭合导线本身存在着严密的几何条件，具有检核作用。 图7-3 闭合导线 3．支导线 支导线是由一已知点和已知方向出发，既不附合到另一已知点，又不回到原起始点的导线，称为支导线。如图7-5，B为已知控制点，αBA为已知方向，1、2为支导线点。
B 2 图7-5支导线 二、导线测量的等级与技术要求 表7-3 经纬仪导线的主要技术要求
注：n为测站数。 表7-4 光电测距导线的主要技术要求
三、导线测量的外业工作 1．导线的布设 在选点前，应先收集测区已有地形图和已有高级控制点的成果资料，将控制点展绘在原有地形图上，然后在地形图上拟定导线布设方案，最后到野外踏勘，核对、修改、落实导线点的位置，并建立标志。 选点时应注意下列事项： （1）相邻点间应相互通视良好，地势平坦，便于测角和量距。 （2）点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存标志的地方。 （3）导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量 （4）导线边长应大致相等，其平均边长应符合表
经纬仪测量视距和高差的方法
用经纬仪测量视距及高差的步骤及方法 淮安供电公司市郊农电葛进进 一、三脚架架设操作步骤及方法 1、架设前，先把三脚架的三条腿拉出张开，三脚架的高度和测量者的下巴高度相等，然后钮紧。 2、对准被测物的方向，将三脚架有前支架支在标桩前向两脚处（约50cm），再把后两脚左右分开，使支架底盘中点能对准地面上的标桩，并尽量让三脚架的底座大概水平，然后将两脚支好。 3、三脚架架好后，打开经纬仪箱，左手抓住仪器支架，右手托住仪器底部，放在三脚架上，并使仪器架底座的方向与三脚架座的方向一致，旋上下面的旋钮。（注意：未旋上旋钮前，左手不能松开仪器） 1、经纬仪对中时，双手握住三脚架两面左右支架，前后左右移动，目光通过光学对中器（可以向外拉或旋转，来调节清楚）寻找中心桩，（可将脚放在中心桩处）进行对中。(中心桩在前向前移动，中心桩在后向后移动，中心桩在左向右移动，中心桩在右向左移动。) 2、光学对中器对准中心桩后，将三个支架用脚轻踩一下。 三、经纬仪整平的操作步骤及方法 1 2、粗整平：用微调整三角支架升降使仪器圆水准器的水泡调至居中；方法：可用精整平的方法，用长条水准管两次来调整圆水准器的水泡。 调整水平泡的技巧：如果水泡在水准器中心的左边，则三脚架螺旋逆时针转，如果在右边，则顺时针转。 3、精整平：精调调整仪器三脚螺旋旋钮，使横向水准管的水泡居中。 精调的方法： 第一步，仪器支架与前面两个三脚螺旋旋钮调致平行后，用两手同时向内或向外慢慢旋转前面两个三脚螺旋旋钮，使水准管水泡调到中央； 第二步，把仪器旋转90度。使仪器支架与第三个三脚螺旋旋钮在一直线上，调整第三个三脚螺旋旋钮，向内或向外慢慢旋转，使水准管水泡调到中央， 以上二步骤反复进行，直至横向水准管的水泡全部居中为止。 四、测量视距 1、对中、整平以后，把望远镜对向被测目标，旋转目镜调焦手轮（靠近眼的黑旋钮），使十字线清晰。 2、把望远镜上的光学瞄准器准星大致对准被测点，转动望远镜上望远镜调焦手轮（远离眼的银色旋钮）使被测点使远处测量物最清晰，并在十字线附近。 3、经纬仪瞄准目标后，锁紧水平制动手轮。再转动望远镜的水平微动旋钮（最下面侧过来的大银色旋钮）使望远镜中的十字线的中线靠近标尺。 4、旋紧度盘和望远镜上的制动螺旋（在正面靠近读数显微镜旁，三个最上面的小银色旋钮），再转动度盘和望远镜上的垂直微动旋钮（中间的黑皮旋钮）来调节中丝，让中丝大约对准备1.3米~1.5米， 5、打开右侧上面的采光镜，关下面的采光镜。
经纬仪的使用方法
1、HR—右旋（顺时针）水平角，HL—左旋（逆时针）水平角。 2、经纬仪的操作步骤（光学对中法） 1 、架设仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺旋。 2 、对中： 目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。 3 、整平： 目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。 粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地面点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋。 精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 4 、瞄准与读数： ①目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。 ②瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视差。精瞄目标。 ③读数： 调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。现在很多都是使用全站仪，全站仪的使用（以拓普康全站仪为例进行介绍）介绍: （1）测量前的准备工作 1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电） ①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。
②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。 ③向下按解锁钮，取出电池。 2）仪器的安置。 ①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。 ②将全站仪安置于点，对中、整平。 ③在两点分别安置棱镜。 3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。 ①竖直度盘指标设置。 松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。 ②水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 4）调焦与照准目标。 操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。 （2）角度测量 1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。2）盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。 3）同样方法可以进行盘右观测。 4）如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。 （3）距离测量 1）首先从显示屏上确定是否处于距离测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。2）照准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出距离，HD为水平距离，VD为倾斜距离。 （4）坐标测量 1）首先从显示屏上确定是否处于坐标测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。2）输入本站点O点及后视点坐标，以及仪器高、棱镜高。