全站仪角度测量距离测量高程测量.docx

第四章全站仪角度测量、距离测量、高程测量
第一节角度测量
3.1角度测量原理
水平角测量原理
水平角：是指地面上一点到两个目标点的连线在水平面上投影的夹角，或者说水平角是过两条方向线的铅垂面所夹的两面角。
如图，β角就是从地面点B到目标点A、C所形成水平角，B点也称为测站点。水平角的取值范围是从的闭区间。

那么我们如何测得水平角β的大小呢？我们可以想象，在B点的上方水平安置一个有分划（或者说有刻度）的圆盘，圆盘的中心刚好在过B点的铅垂线上。然后在圆盘的上方安装一个望远镜，望远镜能够在水平面内和铅垂面内旋转，这样就可以瞄准不同方向和不同高度的目标。另外为了测出水平角的大小，因此还要有一个用于读数的指标，当望远镜转动的时候指标也一起转动。当望远镜瞄准A点的时候，指标就指向水平圆盘上的分划a，当望远镜瞄准C点的时候，指标就指向水平圆盘上的分划c，假如圆盘的分划是顺时针的，则
水平角β＝c-a
竖直角测量原理
竖直角：在同一竖直平面内，目标方向线与水平方向线之间的夹角成为竖直角。当目标方向线高于水平方向线时，称仰角，取正号，反之为俯角，取负号。竖直角取值范围。
那么如何测竖直角呢？我们可以想象在过测站与目标的方向线的竖直面内竖直安置一个有分划的圆盘，同样为了瞄准目标也需要一个望远镜，望远镜与竖直的圆盘固连在一起，当望远镜在竖直面内转动时，也会带动圆盘一起转动。为了能够读数还需要一个指标，指标并不随望远镜转动。当望远镜视线水平的时候，指标会指向竖直圆盘上某一个固定的分划，如90（如小图）。当望远镜瞄准目标时，竖直圆盘随望远镜一起转动，指标指向圆盘上的另一个分划。则这两个分划之间的差值就是我们要测量的竖直角。
根据水平角和竖直角测量原理，要制造一台既能够观测水平角又能观测竖直角的仪器，它必须要满足几个必要条件：
1.仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。
2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所形成的是竖直面。
3.要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划的圆盘。
4.要有能指示度盘上读数的指标。
经纬仪就是能同时满足这几个必要条件的用于角度测量的仪器。
3.2经纬仪的构造和使用
经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。
光学经纬仪在我国的系列为。D、J分别取大地测量仪器、经纬仪的汉语拼音字头；数字为一个方向、一测回的方向中误差。
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：。T—Theodolite（经纬仪）。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″。
光学经纬仪又可以分为方向经纬仪和复测经纬仪。大部分的经纬仪都是方向经纬仪，主要用于地表的测量。还有一部分光学经纬仪是复测经纬仪，主要用于地下工程测量。
DJ6光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座构成。其主要构造如下：
照准部部分
包括：望远镜（用于瞄准目标，与水准仪类似，也由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板组成）、横轴（望远镜的旋转轴）、U形支架（用于支撑望远镜）、竖轴（照准部旋转轴的几何中心）、竖直度盘（用于测量竖直角，顺时针或逆时针刻划）、竖盘指标水准管（用于指示竖盘指标是否处于正确位置）、管水准器（用于整平仪器）、读数显微镜（用来读取水平度盘和竖直度盘的读数）、调节螺旋等。
水平度盘部分
水平度盘用来测量水平角，它是一个圆环形的光学玻璃盘，圆盘的边缘上刻有分划。分划从按顺时针注记。水平度盘的转动通过复测扳手或水平度盘转换手轮来控制。我们实验中用的DJ6光学经纬仪使用的是度盘转换手轮，在转换手轮的外面有一个护盖。要使用转换手轮的时候先把护盖打开，然后再拨动转换手轮将水平度盘的读数配置成我们想要的数值。不用的时候一定要注意要把护盖盖上，避免不小心碰动转换手轮而导致我们的读数错误。
基座部分
基座上有三个脚螺旋、圆水准器、支座、连接螺旋等。圆水准器用来粗平仪器。
另外，经纬仪上还装有光学对中器，用于对中，使仪器的竖轴与过地面点的铅垂线重合。
1-望远镜制动螺旋2-望远镜微动螺旋3-物镜4-物镜调焦螺旋5-目镜6-目镜调焦螺旋7-粗瞄准器8-度盘读数显微镜9-度盘读数显微镜调焦螺旋10-照准部管水准器11-光学对中器12-度盘照明反光镜13-竖盘指标管水准器14-竖盘指标管水准器观察反射镜15-竖盘指标管水准器微动螺旋16-水平方向制动螺旋17-水平方向微动螺旋18-水平度盘变换手轮与保护盖19-圆水准器20-基座21-轴套固定螺旋22-脚螺旋
DJ6级光学经纬仪的读数装置
级光学经纬仪的读数装置分为：分微尺读数和单平板玻璃测微器读数。目前大多数的光学经纬仪都采用分微尺读数。
分微尺读数装置
采用分微尺读数装置的经纬仪，其水平度盘和竖直度盘均刻划为360格，每格