精密测角仪器和水平角观测

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1、测绘信息网 http:/13.6 方向观测法根据水平角观测操作基本规则，可制定出不同的观测方法，不论哪种观测方法均应能 有效地减弱各种误差影响，保证观测结果的必要精度；操作程序要尽可能的简单、有规律， 以适应野外作业。不同等级的水平角观测的精度要求不同，其观测方法也不同。当前三、 四等以下的水平角观测采用“方向观测法” 。有时，二等三角观测也使用方向观测法。3.6.1 什么是方向观测法什么是方向观测法如图 3-41，若测站上有 5 个待测方向：A、B、C、D、E，选择其中的一个方向（如 A）作为起始方向（亦称零方向） ，在盘左位置，从起始方向 A 开始，按顺时针方向依次照 准 A、B、C、D、

2、E，并读取度盘读数，称为上半测回；然后纵转望远镜，在盘右位置按逆 时针方向旋转照准部，从最后一个方向 E 开始，依次照准 E、D、C、B、A 并读数，称为 下半测回。上下半测回合为一测回。这种观测方法就叫做方向观测法（又叫方向法） 。如果在上半测回照准最后一个方向 E 之后继续按顺时针方向旋转照准部，重新照准零 方向 A 并读数；下半测回也从零方向 A 开始，依次照准 A、E、D、C、B、A，并进行读数。 这样，在每半测回中，都从零方向开始照准部旋转一整周，再闭合到零方向上的操作，就 叫“归零” 。通常把这种“归零”的方向观测法称为全圆方向法。习惯上把方向观测法和全 圆方向法统称为方向观测法或

3、方向法。当观测方 向多于 3 个时，采用全圆方向法。 “归零”的作用是：当应观测的方向较多时， 半测回的观测时间也较长，这样在半测回中很难 保持仪器底座及仪器本身不发生变动。由于“归 零” ，便可以从零方向的两次方向值之差（即归 零差）的大小，判明这种变动对观测精度影响的 程度以及观测结果是否可以采用。采用方向观测法时，选择理想的方向作为零 方向是最重要的。如果零方向选择的不理想，不 仅是观测工作无法顺利进行，而且还会影响方向 值的精度。选择的零方向应满足以下的条件：第一，边长适中。就是说，与本点其他方向比较，其边长既不是太长，又不是最短。 第二，成像清晰，目标背景最好是天空。若本点所有目标的

4、背景均不是天空时，可选 择背景为远山的目标作为零方向。另外，零方向的相位差影响要小。 第三，视线超越或旁离障碍物较远，不易受水平折光影响，视线最好从觇标的两橹柱 中 间通过。有些方向虽能满足上述要求，但经常处在云雾中，也不宜选作零方向。当需要分组观测时，选择零方向更要慎重，以保证各组均使用同一个零方向。3.6.2 观测方法观测方法1观测度盘表 为了减弱度盘和测微盘分划误差影响，应在开始观测前编出观测度盘表。零方向各测图 3-41 方向观测法测绘信息网 http:/2回度盘位置按下式计算：、型仪器 （3-07J1J)21(120) 1(4) 1(180 jmjjm36）型仪器 （3-2J)21(

5、600) 1(10) 1(180 jmjjm37） 式中 m测回数； j测回序号（j=1，2，3，m） 。按上式计算得的零方向，各测回度盘表如表 3-8。 采用方向观测法时，可根据测站点的等级和仪器类型，遵守表列测回数规定，并按表 3-8 配置各测回零方向的度盘和测微器位置，不需要重新编制观测度盘表。 表 3-8 方向观测度盘等级二 等 三 等 四 等仪器J07型J1(T3)型J07型J1(T3)型J2(T2、010)型J07型J1(T3)型J2(T2、010)型测回数121569124690 00 02g0 00 02g0 00 05g0 00 03g0 00 250 00 08g0 00

6、05g0 00 3315 04 0712 04 0630 04 1520 04 1015 11 1545 04 2330 04 1520 11 4030 08 1224 08 1060 08 2540 08 1730 22 0590 08 3860 08 2540 22 4745 12 1736 12 1490 12 3560 12 2345 32 55135 12 5390 12 3560 33 53V60 16 2248 16 18120 16 4580 16 3060 43 45120 16 4580 45 0075 20 2760 20 22150 20 55100 20 3775 5

7、4 35150 20 55100 56 0790 24 3272 24 26120 24 4390 05 25120 07 13105 28 3784 28 30140 28 50105 16 15140 18 20120 32 4296 32 34160 32 57120 27 05160 29 27135 36 47108 36 38135 37 55150 40 52120 40 42150 48 45165 44 57132 44 46165 59 35X144 48 50X156 52 54XV168 56 582一测回操作程序（1）照准零方向标的，按观测度盘表配置测微盘和度盘。 （

8、2）按顺时针方向旋转照准部 12 周后，精确照准零方向标的，读取水平度盘和测微 盘读数（重合对径分划线两次，读取水平度盘读数一次，读取测微盘读数两次） 。 （3）顺时针方向旋转照准部，精确照准 2 方向标的，按（2）款方法进行读数，继续按 顺时针方向旋转照准部，依次精确照准 3，4，n 方向标的并读数，最后闭合至零方向 (当观测的方向数小于 3 时，可以不“归零”)。 （4）纵转望远镜，按逆时针方向旋转照准部 12 周后，依次精确照准测绘信息网 http:/31，n，3，2，1 方向标的，并按（2）款读数方法进行读数。 以上操作为一测回，方向观测测回数见表 3-9。表 3-9 方向法观测的测回

9、数等级仪器类型二等三等四等J1型J2型15912693观测手簿的记录与计算表 3-10 所列结果，是使用型经纬仪进行二等方向观测一测回的手簿记录、)010,(22TJ计算示例。因为观测顺序是：上半测回为 l，2，3，4，1，下半测回为 1，4，3，2，1，所 以手簿“读数”栏中两个半测回的记录也必须与之相应，即上半测回由上往下，下半测回 由下往上记录。每照准一次，重合读数两次，取两次测微盘读数之平均值作为这次照准的 秒读数。再取盘左盘右观测的平均值。然后将各方向的观测值减去 1 号方向的观测值，得到归零之后的方向值。例如 3 号方向值为： 8 .06491312 .24181400 .3107

10、272用型经纬仪进行三等方向观测一测回的手簿记录、计算见表 3-11。与表 3-10 只)(31TJ有两点不同：一是小数位规定不同；二是测微盘两次读数之结果不是取平均值，而是取其 和作为此次照准的秒读数。测绘信息网 http:/4测绘信息网 http:/6测绘信息网 http:/73.6.3 观测结果的选择观测结果的选择1观测限差观测结果中，有一些数值在理论上应该满足一定的关系。例如，同一个方向各测回的 方向值应相同；归零差应为零等。由于各种误差的影响，实际上是不可能的。为了保证观 测结果的精度，利用它们理论上存在的关系，通过大量的实践验证，对其差异规定出一定 的界限，称为限差。在作业中用这些

11、限差检核观测质量，决定成果的取舍。在限差以内的 结果，认为合格；超限成果，则不合格，应舍去重新观测。方向观测法中的限差规定见表 3-12。表 3-12 中的限差规定是经过长期作业实践和周密 理论分析而总结出来的，只要作业人员严格按照作业规则操作，在正常的外界条件下，这 些限差指标是完全能够满足的。另外限差是对观测质量的最低要求，作业人员不应满足于 观测成果不超限，而应努力提高技术水平，严格遵守操作规则，认真分析误差影响(尤其是 系统误差)的因素，采取相应的措施，在不增加作业时间的前提下，最大限度地消除或减弱 其影响，尽可能的提高观测成果质量。表 3-12 方向观测法限差规定二 等三 等四 等J

12、07型J1型J07型J1型J2型J07型J1型J2型序号项 目1光学测微器两次重合读数之差111131132半测回归零差565685683一测回内 2C互差99991399134不纵转望远镜时，同一方向值在一测回中上、下半测回之差6665化归同一起始方向后，同一方向值各测回互差565695696三角形最大闭合差3.57.09.02观测结果的取舍为了保证观测成果质量，凡是超限成果都必须重测。但超限的具体情况比较复杂，究 竟应该重测哪个，要根据观测的实际情况，仔细地分析，合理地确定其取舍。任何主观臆 断或盲目重测都可能造成观测结果的混乱，影响成果质量。判定重测时注意：第一，超限现象是有其规律可循的

13、。观测结果中的主要误差是偶然误差，它是按其自 身的规律性出现的，因此在成果取舍时，要根据偶然误差的特性加以判断。同时也要根据测绘信息网 http:/8观测时的具体条件，注意分析系统误差的影响，合理地确定取舍。第二，在判断重测时应仔细分析造成超限的真正原因。客观原因，如仪器、目标成像、 水平折光等；主观原因，如操作、照准、观测时间的选择等。假如判定有错误，将会直接 影响成果质量，甚至会造成全部重测。第三，判定重测的方法只是一些基本原则，不可能是包罗万象的公式。在具体处理时， 凡不易判定或把握不大时，要注意从严处理，以避免漏洞。 测回互差超限时，除明显的孤值外，应重测观测结果中最大和最小值的测回，

14、这是判 定重测的基本原则。依此原则，介绍几种判定重测的方法。 （1） “测回互差”超限。出现明显的过大或过小之孤值 例如用北光厂 J07光学经纬仪进行三等水平角观测，某方向各测回的观测秒值如下：显然测回的 313过大，其他各测回秒值都很接近。因此认为测回的结果是不 正常的，属于孤值，可仅重测此测回。 所以，当某一测回秒值与其他测回秒值相差较大，测回互差超限，而其他各测回秒 值很接近，舍去此测回后，其他各测回的互差均合限，该测回可作孤值处理；对于不是 明显的孤值，不易判断时，可按“一大一小”进行重测。 （2） “测回互差”超限，出现“一大一小” 例如用 T2，经纬仪进行三等水平角观测，某一方向的

15、观测结果如下：其中 26.2较小，36.1较大，两者互差超限，仅舍去 26.2时，其他各测回合限，仅 舍去 36.1时，其他各测回互差也合限。此时可认为 36.1与 26.2属于“一大一小” ，应 重测这两测回。 测回互差超限出现“一大一小” ，重测时可能出现这样几种情况：一是大的变小，小的 变大，二者的互差合限，这时采用重测结果；二是大的仍大，小的变大，与大的基本测回 结果合限，这时大的采用基本测回结果，小的采用重测结果；三是小的仍小，大的变小， 这时的处理方法与第二种基本情况相同。 （3） “测回互差”超限，出现“两小一大”(或两大一小) 例如用 010 经纬仪进行三等三角观测，某方向的观测结果如下：其中 13.3与 23.8互差超限；14.0矿与 23.8互差也超限。若舍去 13.3和14.0旷，其他各测回互差合限；若舍去 238，其他各测回也合限。此时可认为 13.3、14.0与 23.8属于 两小一大” ，这三个测回均应重测。 当测回互差超限，出现“两小一大”(或“两大一小”)时，重测的方法