其中：A为固定误差，以mm为单位； B为每公里的比例误差系数，以mm/km为单位； D为测距边长，以km为单位•1967年第年第13届国际计量会议定义届国际计量会议定义:1秒是相应于铯原子基态的两个超精细能量秒是相应于铯原子基态的两个超精细能量级间的跃迁辐射的级间的跃迁辐射的9192631770个周期的时间个周期的时间.•1983年第年第17届国际计量会议定义届国际计量会议定义:1米是光在真空中于米是光在真空中于1／／299792458秒的时秒的时间间隔内所经路径的长度间间隔内所经路径的长度. 2024/7/27测量学第四章51 2024/7/27测量学第四章52瑞典AGA公司生产的AGA-8激光测距仪用5mw氦氖气体激光器白天测40km，夜间可测60km精度：5mm+1ppm 2024/7/27测量学第四章53T2+DI10，1968年Wild推出的第一台红外测距仪Wild生产的微波测距仪 2024/7/27测量学第四章54Wild DI3000Wild DI3000脉冲测距仪脉冲测距仪 2024/7/27测量学第四章55(三三)光光电测电测距的原理距的原理（（1）脉冲式光电测距仪）脉冲式光电测距仪光电测距的精度主要取决于测量时间的精度。
在电子测距中测量时间一般采用以下两种方法：• 直接测定时间：如电子脉冲法• 间接的测定时间：相位法(通过测量电磁波信号往返传播所产生的相位移来间接的测定时间) 2024/7/27测量学第四章56脉冲式光电测距仪 2024/7/27测量学第四章57讨论l——电子计数器只能记忆整数钟脉冲数lq有±1钟脉冲误差，距离测量误差mD=0.5CT0= 0.5C/f0lf0=15MHz，C=299792458m，mD=19.986ml如令mD=0.01m， f0 = 0.5C/mD=14989MHzl人类可做到的石英晶振频率为1×10-6级的l最高频率为300MHz，测距误差——mD=0.5C/f0=0.5ml徕卡脉冲测距仪——DI3000解决方案l核心技术——一个特殊的充放电电容器，l放电时间T是充电时间t的数千倍l用测距时间t2D对电容器充电，然后放电，l通过填充钟脉冲测量放电时间T2D，l设t2D=T2D/3000，等价将充电时间误差缩小3000倍lf0=15MHz，mD=19.986m/3000=0.007mm 2024/7/27测量学第四章58图为测距仪发出经调制的按正弦波变化的调制信号的往返传播情况。
v信号的周期为T，一个周期信号的相位变化为2，v信号往返所产生的相位移为:φ（（2）相位法测距仪）相位法测距仪 2024/7/27测量学第四章59式中式中 f──调制信号的频率；调制信号的频率； t──调制信号往返传播的时间；调制信号往返传播的时间； c──调制信号在大气中的传播速度；调制信号在大气中的传播速度； ΔN＝＝ 令 ＝＝u，上式可写成，上式可写成 ：： λ＝＝ ,为调制正弦波信号的波长；为调制正弦波信号的波长；D＝＝u（（N＋＋ ΔN）（）（4—14））公式推导 2024/7/27测量学第四章60D＝＝u（（N＋＋ΔN）） 可以理解为用一把长度为“ u ”的“光尺”量距，N为整尺段数，ΔN为不足一整尺段的尾数,相当于钢尺量距D=nl + q 取c=3 X 105km/s，可求出与测尺长度相应的测尺频率的关系，如下表所示： 仪器的测相系统存在测相误差,其值一般达10－3,可见它对测距精度的影响将随测尺长度的增长而增大 仪器用于测量相位的装置（相位计）只能测量出Δ Δ , ,即即尺段尾数ΔN(ΔN = Δ Δ / 2 / 2 )，而不能测量整周数N。
要N=0，则必须选用较长的测尺长度，即较低的调制频率(或称测尺频率) 为解决扩大测程与提高精度的矛盾，可以采用一组测尺配合测距，以短测尺(精测尺精测尺)保证精度，用长测尺(粗测尺粗测尺)保证测程，如同钟表上时、分、秒针互相配合来确定十二小时内的准确时间一样 2024/7/27测量学第四章61例例 2024/7/27测量学第四章62v检验时机：对新购置的仪器或经过修理的测距仪，在使用前一般要进行全面检验v 检验的项目：很多，其中加常数、乘常数是仪器的两项主要系统误差四四)测距仪的检验测距仪的检验1.加常数加常数 K 及简易测定及简易测定 加常数的成因：是由于仪器电子中心与其机械中心不重合而形成的 简易测定：在地面上用木桩标出一直线ABC，桩顶用小钉表示点位用测距仪分别测量出AB、BC、AC的长度，则AC+K=（AB+K）+（BC+K） K=AC－（AB+BC） 这种方法简便，但只能用于粗略测定或检查加常数的变动情况2.乘常数乘常数 R 的概念的概念 乘常数产生：主要是由于测距频率偏移而产生的 乘常数，就是当频率偏离其标准值而引起一个计算改正数的乘系数，也称比例因子。
3.加常数和乘常数的同时测定加常数和乘常数的同时测定 最常用的是六段基线全组合比较法，对观测数据采用一元回归拟合法处理 2024/7/27测量学第四章63（一）测距成果化算简单项目：（一）测距成果化算简单项目： 气象改正、加常数改正、乘常数改正、倾斜改正气象改正、加常数改正、乘常数改正、倾斜改正(五五) 测距成果计算测距成果计算1．气象改正．气象改正 气象改正：根据测距时的气象条件对测距成果进行改正 电磁波在大气中的传播速度c 随t、p等气象条件变化而变化；而仪器中只能按一个固定值计算测距值因此应进行气象改正 不同的仪器给出的气象改正公式也不尽相同，一般在其使用说明书中给出如：日本产TOPCON测距仪给出的气象改正公式为： Ka＝（＝（279.66－－ ））×10-6 （（4—17）） 式中式中: p——大气压力（大气压力（Pa））; t——大气温度大气温度(℃) 气象改正数Ka的计算公式中,有的是按公里数(10-6)求出的,有的是按百米数(mm/百米)求出的。
气压气压P的单位：的单位：我国我国: mb（毫巴）、（毫巴）、mmHg（毫米汞柱）（毫米汞柱） 国际国际 : Pa（帕）、（帕）、100Pa（百帕）、（百帕）、kPa（千帕）（千帕）1 mb=0.75005 mmHg=100Pa（百帕）；（百帕）；760 mmHg＝＝1013.3472mp 2024/7/27测量学第四章642．加、乘常数改正．加、乘常数改正 w w 加常数与距离的长短无关，即：加常数与距离的长短无关，即： 加常数改正值加常数改正值=加常数本身加常数本身 w w 乘常数一般以乘常数一般以mm/百米或百米或mm/公里公里表示，表示， 乘常数改正值乘常数改正值=乘常数乘常数××距离距离 3．倾斜改正．倾斜改正 l改正后斜距改正后斜距化算为测站所在水平面上的距离化算为测站所在水平面上的距离； 倾斜改正公式倾斜改正公式： D ＝＝S×cos （（4—18）） 式中： S—施加了气象改正、加、乘常数改正的斜距； —竖直角 l考虑到地球曲率及大气折光的影响时考虑到地球曲率及大气折光的影响时,上式变为上式变为 D ＝＝S×cosα－－ ×S2×sinα×cosα （（4—19））式中 ： K——为大气折光系数，一般取为0.13； R——为地球半径。
注意：上式所求为测站所在的水准面上的距离注意：上式所求为测站所在的水准面上的距离 2024/7/27测量学第四章65例题例题 某台测距仪，测得AB两点的斜距＝1578.567m，测量时的气压p＝121.323 kPa，t＝25°C，竖直角α＝＋153000；仪器加常数K＝＋2mm，乘常数R＝＋2.5×10-6，求AB的水平距离 其气象改正公式为：Ka＝（＝（281.8－－ ））×10-6解：1．气象改正D1＝Ka×s＝(281.8－ )×1.578 567＝62.3mm2．加常数改正 D2＝＋2mm3．乘常数改正 D 3＝＋2.5×1.578567＝＋3.9mm4．改正后斜距 S＝S'＋D1＋D 2＋D 3＝1578.635 m5．AB的水平距离DD＝S×cosα＝1578.635×cos153000＝1521.221m 2024/7/27测量学第四章66(六六)测距仪使用注意事项测距仪使用注意事项l测距时严禁将测距头对准太阳和强光源，以免损坏接收镜内的光敏二极管。
在阳光下必须撑伞以遮阳光l测距仪不要在高压线下附近设站，以免受强磁场影响l测距仪在使用及保管过程中注意防震、防潮、防高温● 蓄电池应注意及时充电红外测距仪是使用镍镉可充电电池作为供电电源，由于镍镉电池具有记忆效应，所以一定要确认电池的电量已经全部用完后才可以充电，否则电池的容量会逐渐减小而损坏电池；仪器不用时，电池要充电保存 2024/7/27测量学第四章67(七七)误差分析和精度分析误差分析和精度分析D＝＝ （（N＋＋ ）＋）＋K测距公式则可写成mD＝＝( ＋＋ ＋＋ ) D2＋＋ ＋＋ （（4-23））转化为中误差形式：上式中:前一项与距离成正比，称比例误差比例误差；后两项与距离无关，称固固定误差定误差1) 测定真空光速c0的相对精度已达1×10-9，其影响可略而不计；(2) 折射率ng引起的误差决定于气象参数的精度如果大气改正达到10-6的精度，则空气温度须测量到1℃，大气压力测量到300 Pa;(3) 调制频率f引起的误差，是由于安置频率的不准以及由于晶体老化而产生的频率漂移而产生的误差，对于短程测距仪一般可不予考虑；(4) 测相误差不仅与测相方式有关，还包括照准误差、幅相误差以及噪音引起的误差。
1.误差分析误差分析 2024/7/27测量学第四章68以上分析可以看出，测距仪的测距误差主要有三类： (1) 固定误差：与距离无关的误差； (2) 比例误差：与距离成比例的误差； (3) 周期误差: 按距离成周期变化的误差 此外测距误差还包括仪器和反光镜的对中误差照准误差产生的原因是由于发光二极管所发射的光束相位不均匀性幅相误差是由于接受信号的强弱不同而产生的在测距时按规定的信号强度范围作业，就可基本消除幅相误差的影响由于大气的抖动以及工作电路本身产生噪音也能引起测相误差这种误差是随机性质的，符合高斯分布规律为了消弱噪音的影响，必须增大信号强度，并采用多次检相取平均的办法（一般一次测相结果是几百至上万次检相的平均值）5) 加常数误差是由于加常数测定不准确而产生的剩余值这项误差与检测精度有关除上述误差外，还包括测距仪光电系统产生的干扰信号而引起的按距离成周期变化的周期误差周期误差由于周期误差相对较小，所以估计精度时不予考虑 误差分析 2024/7/27测量学第四章69电磁波测距的误差主要为两类，一类为固定误差；另一类为比例误差周期误差由于很小，一般不予考虑。
（（1）标称精度）标称精度：指电磁波测距仪出厂时的仪器的精度限额，仪器的实际精度若不低于此值，该仪器即合格，它并不是该仪器的实际精度 标称精度为： mD ＝A＋B × 10-6 （4—23） 式中：A为固定误差，B为比例误差系数（mm/km）2．精度评定．精度评定（（2）检定后的实际精度）检定后的实际精度：仪器经过检定后，成果经过各种常数改正，其精度要高于标称精度 经检定后的实际精度为：(4－－24) 式中 ： mD——测距中误差； mK——加常数K的检测中误差； mR——乘常数R的检测中误差； md——和距离无关的测距中误差，(4—25)对某一距离重复观测md，若在已知距离基线上观测，(4-26) 2024/7/27测量学第四章70二、二、 电子经纬仪、激光经纬仪电子经纬仪、激光经纬仪（一）电子经纬仪（一）电子经纬仪1 1．电子测角原理简介．电子测角原理简介 电子测角仍然采用度盘进行. 电子测角是从特殊格式的度盘上取得电信号，根据电信号再转换成角度，并且自动地以数字形式输出，显示在电子显示屏上，并记录在储存器中。
电子测角度盘根据取得电信号的方式不同，可分为光栅度盘测角、编码度盘测角和电栅度盘测角等 2024/7/27测量学第四章71§2.3 全站仪测角原理全站仪的测角原理静态度盘测角动态度盘测角编码度盘测角光栅度盘测角 2024/7/27测量学第四章72 一、编码度盘测角原理 扇区型码盘 条码型码盘 2024/7/27测量学第四章73二、编码度盘与光栅度盘测角特点比较比较项目编码度盘光栅度盘测角方式绝对式增量式关机后角度信息保留不保留误差与躁声不积累积累制造工艺复杂简单 2024/7/27测量学第四章74三、电子测角中的轴系补偿与改正 新型液态双轴自动补偿系统补偿：（1） 垂直轴倾斜对垂直度盘读数的影响 （2） 垂直轴倾斜对水平度盘读数的影响 2024/7/27测量学第四章75电子经纬仪图片电子经纬仪图片 问世于20世纪60年代末，它为测量工作自动化创造了有利条件，大大降低了测量外业的劳动强度， 提高了观测精度，方便、快捷、精确 2024/7/27测量学第四章76l仅需对准目标，若仪器内置有驱动马达及CCD系统，还可自动搜寻目标l水平度盘和竖直度盘读数同时显示，省却了估读过程；通过接口可直接将数据输入计算机，不需手工记入手簿。
消除了读数、记录时的误差或人为错误l采用双轴倾斜传感器来检测仪器倾斜状态，由仪器倾斜所造成的水平角和竖直角误差，可通过电子系统进行自动补偿2.2.电子经纬仪的特点电子经纬仪的特点l角度计量单位（360六十进制、十进制，400格度，6 400密位）可自动换算l带有输入键盘，且有若干功能键如：水平度盘读数置零或锁定、水平角左、右角转换、坡度显示等l可单次测量（精度较高），也可动态跟踪目标连续测量（精度较低，用于施工放样），且可选择不同的最小角度单位 2024/7/27测量学第四章77（二）激光经纬仪（二）激光经纬仪n激光经纬仪主要用于准直测量激光经纬仪主要用于准直测量(alignment survey)(alignment survey)n准直测量就是定出一条标准的直线，作为土建安装等施工放样的准直测量就是定出一条标准的直线，作为土建安装等施工放样的基准线苏州一光仪器有限公司生产的苏州一光仪器有限公司生产的J2-JDBJ2-JDB激光经纬仪激光经纬仪 2024/7/27测量学第四章78lJ2-JDB激光经纬仪是在DJ2光学经纬仪上设置了一个半导体激光发射装置，将发射的激光导入望远镜的视准轴方向，从望远镜物镜端发射。
l激光光束与望远镜视准轴保持同轴、同焦J2-JDB激光经纬仪发射的激光在100米处的光斑直径为5mm，白天的有效射程为200m，仪器使用两节5号碱性电池供电，一对新电池可供使用一个工作日l激光经纬仪除具有光学经纬仪的所有功能外，还可以提供一条可见的激光光束，可以广泛应用于高层建筑的轴线投测、隧道测量、大型管线的铺设、桥梁工程、大型船舶制造、飞机形架安装等领域当用于倾斜角很大的测量作业时，可以安装上随机附件弯管目镜；为了使目标处的激光光斑更加清晰，以提高测量精度，可以使用随机附件激光觇牌 2024/7/27测量学第四章79附附 水平角观测方法水平角观测方法l 正镜 ：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度盘位于望远镜的左侧叫正镜，也称作盘左位置；l 倒镜：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度盘位于望远镜的右侧叫倒镜，也称作盘右位置l 一测回中观测——正、倒镜两个盘位观测 理论上，正、倒镜瞄准同一目标时水平度盘读数相差180 ，正、倒镜观测可削弱仪器误差影响,还可检核测角精度 观测方法：观测方法：测回法测回法、、方向观测法方向观测法 2024/7/27测量学第四章80一、测一、测 回回 法法测回法适用于观测两个方向的单角。
l一测回观测步骤一测回观测步骤： 1．以盘左位置瞄准目标A，读取度盘读数a左，顺时针转动照准部瞄准目标B，读取度盘读数b左上半测回角值β左= b左－a左； 2．以盘右位置瞄准目标B，读取度盘读数b右，逆时针转动照准部瞄准目标A，读取度盘读数a右下半测回角值β右= b右－a右； 3. β左－β右<限值时，一测回角值β=（β左＋β右）÷2填表计算填表计算 2024/7/27测量学第四章81OAB测回法观测记录表测回法观测记录表 2024/7/27测量学第四章82说明：说明： （（1 1）盘左、盘右观测可检核观测中有无错误，亦可抵消一部分）盘左、盘右观测可检核观测中有无错误，亦可抵消一部分仪器误差的影响仪器误差的影响, ,提高观测精度提高观测精度2 2））上、下半测回角值较差的限差应满足有关测量规范的限差上、下半测回角值较差的限差应满足有关测量规范的限差规定规定(DJ(DJ6 6经纬仪，一般为经纬仪，一般为3030 或或4040 ),),当较差小于限差当较差小于限差 , ,可取平可取平均值作为一测回的角值均值作为一测回的角值, ,否则应重测否则应重测 （（3 3）若精度要求较高时）若精度要求较高时, ,可按规范要求测多个测回可按规范要求测多个测回, ,当各测回间当各测回间的角值较差满足限差规定的角值较差满足限差规定（（如如DJDJ6 6经纬仪，一般为经纬仪，一般为2020 或或2424 ））时时, ,方可取各测回的平均值作为最后结果，否则应重测。
方可取各测回的平均值作为最后结果，否则应重测并要求并要求各测回间在各测回间在起始方向起始方向的盘左镜位改变度盘位置的盘左镜位改变度盘位置, ,其其变化量变化量为为180180°°/n/n(n (n 测回数测回数) )4 4））计算角值时始终为计算角值时始终为“右右目标读数目标读数 – 左目标读数左目标读数”( (由于水平由于水平度盘为顺时针刻划度盘为顺时针刻划).).所谓所谓“左左”、、“右右”是指是指站在测站点面向站在测站点面向所要测的角度方向所要测的角度方向, ,左手侧目标为左目标左手侧目标为左目标, ,右手侧目标为右目标右手侧目标为右目标若若“右右–左左”其差值＜其差值＜0 0 时时, ,则结果应加则结果应加360360 2024/7/27测量学第四章83二、方向观测法二、方向观测法 适用范围：在一个测站上，观测三个及以上方向构成数个水平角时三个方向不归零) （2）由零方向A起始,按顺时针依次精确瞄准各点读数 A→B→C→D→A(即所谓“全圆”),并记入方向观测法记录表5－31 1 、上半测回、上半测回( (盘左盘左) ) （1）选择距离适中的A目标为起始方向（称为零方向），瞄准A目标，读取水平度盘读数； 2 2 2 2．下半测回（盘右）．下半测回（盘右）．下半测回（盘右）．下半测回（盘右）（1） 纵转望远镜180 ° ,使仪器为盘右位置； （2） 按逆时针顺序依次精确瞄准各点读数。
D→C→B→A 将读数记入方向观测法记录表5－3中 ,(1-5列) 当用J2经纬仪进行等级测量时，每个方向需符合两次读数 上半测回应从上向下记录 ,下半测回应从下向上记录 2024/7/27测量学第四章84方向观测法观测记录表方向观测法观测记录表测回测回序数序数测测 站站目目 标标水平度盘读数水平度盘读数2c平平 均均方方 向向 值值归归 零零方方 向向 值值各测回归零各测回归零方向值之平方向值之平均值均值盘盘 左左盘盘 右右°′″°′″″°′″°′″°′″1OA0 02 06180 02 00 +6(0 02 06)0 02 030 00 00 B51 15 42231 15 30+1251 15 3651 13 30C131 54 12311 54 00+12131 54 06131 52 00D182 02 242 02 240182 02 24182 00 18A0 02 12180 02 06+60 02 09 2A90 03 30270 03 24 +6（（90 03 32)90 03 27 0 00 00 0 00 00B141 17 00321 16 54+6141 16 5751 13 2551 13 28C221 55 4241 55 30+12221 55 36131 52 04131 52 02D272 04 0092 03 54+6272 03 57182 00 25182 00 22A90 03 36270 03 36090 03 36 表表5-35-3 2024/7/27测量学第四章85方向观测法方向观测法计算与检验计算与检验 （（1 1）光学测微器两次重合读数之差：）光学测微器两次重合读数之差：瞄准目标后两次测微读数之差瞄准目标后两次测微读数之差. .（（2 2）半测回归零差）半测回归零差: :上下半测回中零方向两次读数之差上下半测回中零方向两次读数之差. . （（3 3）各测回同方向）各测回同方向2c2c值互差值互差：：2 2c c值是指上下半测回中，同一方向，盘左、值是指上下半测回中，同一方向，盘左、盘右水平度盘读数之差。
盘右水平度盘读数之差 （（4 4）平均方向值：）平均方向值：各测回中同一方向盘左和盘右读数的平均值各测回中同一方向盘左和盘右读数的平均值 （（5 5）归零方向值：）归零方向值：在各个测回中将起始方向的方向值化为在各个测回中将起始方向的方向值化为0 0°°, ,并把其它并把其它各方向的平均方向值减去起始方向的平均方向值，即得各方向的归零方向各方向的平均方向值减去起始方向的平均方向值，即得各方向的归零方向值 （（6 6）各测回同方向归零方向值互差小于限差）各测回同方向归零方向值互差小于限差. . (3)(3)、、(5)(5)、（、（6 6）项是指多个测回时的限差检验项是指多个测回时的限差检验 2024/7/27测量学第四章86三、水平角观测注意事项三、水平角观测注意事项l l 仪器不受烈日直接曝晒、选择有利观测时间l精确对中和瞄准，瞄准底部.尤其对短边测角时对中要求更严格；瞄准时尽可能地用十字丝交点瞄准目标点底部l 注意仪器的整平. 观测目标间高差较大时，须注意仪器的整平l 记录计算要及时、清楚. 发现问题，立即重测l 一测回观测过程中，不得再调整照准部水准管.，若气泡偏离中央较大（>1.5格）,须重新整平,重新观测。
l 选择好零方向，应考虑通视良好、距离适中、成像清晰、竖角较小的目标l 各测回在起始方向的盘左位置要配置度盘 R=180°/m×(i－1)＋10′(i－1)＋600″/m×(i－1/2) m为测回总数，i为测回序数l l 旋进旋进 2024/7/27测量学第四章87四、竖直角观测方法四、竖直角观测方法l l 竖直角观测与水平角一样竖直角观测与水平角一样, ,都是依据度盘上两个方向读数都是依据度盘上两个方向读数之差来实现之差来实现, ,但其中一个方向读数不变但其中一个方向读数不变l l 竖直角观测只需竖直角观测只需照准目标照准目标, ,读取竖直读取竖直度盘读数度盘读数, ,即可根据即可根据相应公式计算出竖相应公式计算出竖直角直角 l l 两方向中必有一个是水平线方向两方向中必有一个是水平线方向, ,视线水平时其竖盘读数是一固定值视线水平时其竖盘读数是一固定值( (如如9090 或或270270 ) ) 2024/7/27测量学第四章88(1)(1)竖直角计算公式的确定方法竖直角计算公式的确定方法 竖直角的计算公式，因竖盘注记方式的不同而异,首先看一下视线水平时的竖盘读数， 然后望远镜上仰看竖盘读数变化：α左左=90°°－－Lαα右右=R=R－－270 270 °°l读数增大时读数增大时, ,竖直角竖直角= =瞄准目瞄准目标时读数－视线水平时读数标时读数－视线水平时读数; ;l读数减小时读数减小时, ,竖直角竖直角= =视线水视线水平时读数－瞄准目标时读数平时读数－瞄准目标时读数; ; 若盘左属第若盘左属第(1)(1)种情况种情况, ,则盘右必属第则盘右必属第(2)(2)情况；反情况；反之亦然。
之亦然 2024/7/27测量学第四章89l l 在测站上安置仪器，对中，整平l l 盘左位置： 1)瞄准目标，用望远镜十字丝中丝（横丝）的单丝精确切准目标； 2)读取竖直度盘读数，并记入记录表格2)(2)观测和计算观测和计算l l盘右位置：纵转望远镜，以盘右位置用十字丝中丝的单丝精确切准目标同一位置，其它操作与盘左相同 盘左、盘右构成一测回竖直角观测 2024/7/27测量学第四章90 α α左左=90=90°°－－L L；；αα右右=R=R－－270270°°；； 若若αα左、、左、、αα右右之差在容许之差在容许 范围之内范围之内( DJ( DJ2 2为为3030 ;DJ;DJ6 6为为6060 ) ) 一测回角值一测回角值 ：：α=α=（（αα左左＋＋αα右右））/ 2/ 2，，计算结果添入表中计算结果添入表中l l 上下半测回角值较差上下半测回角值较差不超过规定限值不超过规定限值时时 (DJ2-30(DJ2-30 ;DJ6-60;DJ6-60 ), ), 取平均值作为一测回的竖直角值取平均值作为一测回的竖直角值; ;l l 测回间的竖直角较差小于限差时取均值作为最后测回间的竖直角较差小于限差时取均值作为最后 结果结果。
l l 竖直角计算（顺时针注记为例）竖直角计算（顺时针注记为例） 2024/7/27测量学第四章91(3)竖盘指标差竖盘指标差l l 竖盘指标差：竖盘指标水准管居中（或自动归零装置打开）且望远镜视线水平时，竖盘读数与理论读数的差值 xl l 盘左、盘右取均值可消除指标差盘左、盘右取均值可消除指标差l l 在多测回竖直角测量中在多测回竖直角测量中, ,常用指标差来检验竖直角观测的质量常用指标差来检验竖直角观测的质量: :l l观测同一目标的不同测回中观测同一目标的不同测回中( (或同测站的不同目标时或同测站的不同目标时), ), 各各指标差较差指标差较差不不应超过一定限值应超过一定限值, , 如如在一般竖直角测量中在一般竖直角测量中, ,指标差较差指标差较差应小于应小于1010 l l竖盘读数的正确值: L正正=（（L–x）；）； R正正= R–x正确的竖直角正确的竖直角：： α=90=90°–（（L L–x x））= =α左左+x+x α= =（（R R–x x））–270270°= =α右右–x xl l一测回竖直角：一测回竖直角：l l指标差的计算公式：指标差的计算公式： 2024/7/27测量学第四章92五五 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正五条主要轴线：五条主要轴线：水准管轴水准管轴（（LLLL）、）、竖轴竖轴（（VVVV））、、视准轴视准轴（（CCCC）、）、 横轴横轴（（HHHH）、）、 十字丝竖丝。
十字丝竖丝 l l 上述各项校正，一般都需反复进行几次，直至在允许范围之内其中视准轴上述各项校正，一般都需反复进行几次，直至在允许范围之内其中视准轴的检校是主要一项；的检校是主要一项； l l 校正时，应遵循先松后紧的原则；校正时，应遵循先松后紧的原则； l l 一般地，若前一项未校正会影响到下一项的检验时一般地，若前一项未校正会影响到下一项的检验时,校正次序不宜颠倒；校正次序不宜颠倒； l l 同是校正一个部位的两项同是校正一个部位的两项,宜将重要的置于后面宜将重要的置于后面; 2024/7/27测量学第四章93一、一、LL⊥VV的检校的检校l旋转照准部180°，检查水准管气泡是否居中，若气泡仍居中，则LL⊥VV；否则，说明两者不垂直，需校正播播放放经经纬纬仪仪的的水水准准管管校校正短片正短片1.1.检验检验l粗平经纬仪:使水准管平行于任意两个脚螺旋，调节脚螺旋使水准管气泡居中 2024/7/27测量学第四章941 1．检验．检验l 整平仪器，使竖丝清晰地照准远处点状目标,使其与竖丝上端相切；l 旋转望远镜微动螺旋，将目标点向竖丝下端移动，若目标点与竖丝的位置不变，说明竖丝与横轴垂直；若明显偏离，则需校正。
二、二、““∣∣””⊥⊥HHHH的检校的检校 2024/7/27测量学第四章95三、三、CCCC⊥⊥HHHH的检校方法一的检校方法一 1.1.检验检验 l l选一平坦场地，安置仪器于A、B中点O，在B点与AB方向垂直地横放一刻有毫米分划的直尺M，并使目标A、直尺M与仪器同高l l整平仪器,先以盘左位置照准远处目标A,保持照准部不动,纵转望远镜,于M尺上读得B；l l 以盘右位置仍照准目标A，同法在M尺上读取读数B； l l 若B = B ，则CC⊥HH；若B ≠ B ，则需校正 2024/7/27测量学第四章96 1 1．检验．检验l l 距墙面约20～50米处安置仪器，整平后，盘左瞄准墙面高处目标点P（仰角>30°）；l l 固定照准部，纵转望远镜，使视线水平在墙上定出P1点，并标记；l l 盘右位置同法在墙上作点P2l l 如果P1与P2重合，则HH⊥VV，否则，横轴不水平四、四、HHHH⊥⊥VVVV的检校的检校 2024/7/27测量学第四章97三、全站仪基本功能三、全站仪基本功能 在野外测量中，必须具备采集水平角、竖直角和倾斜距离三种基本数据的基本功能;角度测量角度测量斜距测量斜距测量V ： 90°10′20″HR：120°30′40″ PSM 0.0 SD： PPM 0.0 (m) F.R测量 模式 角度 平距 坐标 P1记录 放样 均值 m/ft P2平距测量平距测量V ： 90°10′20″HR：120°30′40″ PSM 0.0 HD： PPM 0.0VD: (m) F.R测量 模式 角度 斜距 坐标 P1记录 放样 均值 m/ft P2坐标测量坐标测量N ：E ： PSM 0.0 Z ： PPM 0.0 (m) F.R测量 模式 角度 斜距 平距 P1记录 高程 均值 m/ft 设置 P2V ： 87°55′45″HR：120°30′40″斜距 平距 坐标 置零 锁定 P1 记录 置盘 R/L V% 倾斜 P2 •还需要计算坐标、方位角、高差、高程等数据，这些数据由三种基本数据经仪器内部的微处理器的处理得到。
2024/7/27测量学第四章98 不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法全站仪的常用功能包括：1.角度测量；2.距离测量；3.坐标测量；4.放样（点放样、距离放样等），程序测量功能包括对边测量、悬高测量、面积测量、偏心测量、后方交会等）本章着重介绍常用功能，程序测量功能简单说明 2024/7/27测量学第四章991. 角度测量（角度测量（angle observation）） （1）功能：可进行水平角、竖直角的测量2）测量原理：测回法、方向观测法 2024/7/27测量学第四章100（3）方法：与经纬仪相同，若要测出水平角∠ AOB ，则： ①按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A②设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″③照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角 2024/7/27测量学第四章1012. 距离测量（距离测量（ distance measurement ）） （1）功能：可测量平距 H 、高差 V 和斜距 S （全站仪镜点至棱镜镜点间高差及斜距）2）测量原理： 式中c＝c0／n，c0为真空中的光速值，其值为299792458m／s, n为大气折射率，它与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t, 气压P和湿度e有关。
2024/7/27测量学第四章102（3）方法： 根据光电测距原理可知，大气折射率与测距仪所用光源的波长，测线上的气温t, 气压P和湿度e有关，所以在测距以及包含测距时的测坐标和放样前均需设置大气改正数(ppm），另外还需设置棱镜常数（PSM） ①设置测距模式设置测距模式：全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种 精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm； 跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S； 粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式 ②设置棱镜类型设置棱镜类型：有棱镜与无棱镜之分 2024/7/27测量学第四章103③设置棱镜常数设置棱镜常数：测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正一般： PRISM=0 （原配棱镜），-30mm （国产棱镜）；④设置大气改正值或气温、气压值设置大气改正值或气温、气压值：光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。
实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正；⑤量仪器高、棱镜高并输入全站仪量仪器高、棱镜高并输入全站仪；；⑥距离测量距离测量：照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差应注意应注意：有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差 2024/7/27测量学第四章104 3. 坐标测量（坐标测量（ coordinate measurement ）） （1）功能：可测量目标点的三维坐标（ X ， Y ， H ）或（E、N、Z） （2）测量原理： 2024/7/27测量学第四章105 2024/7/27测量学第四章106（3）方法： ①设定测站点的三维坐标（E、N、Z）②设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角 ，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角③设置棱镜常数计及反射镜类型④设置大气改正值或气温、气压值⑤量仪器高、棱镜高并输入全站仪⑥照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
2024/7/27测量学第四章1074. 点位放样点位放样 (Layout) （1）功能：根据设计的待放样点 P 的坐标，在实地标出 P 点的平面位置及填挖高度 （2）放样原理：基本测设工作中的原理 2024/7/27测量学第四章108（3）方法：①在大致位置立棱镜，测出当前位置的坐标②将当前坐标与待放样点的坐标相比较，得距离差值dD和角度差dHAR或纵向差值ΔX和横向差值ΔY ③根据显示的 dD 、dHR 或ΔX 、ΔY ，逐渐调整找到放样点的位置 2024/7/27测量学第四章109四、全站仪拓展功能（四、全站仪拓展功能（ programs ）） （1）数据采集 (data collecting) ;（2）对边测量(MLM)、悬高测量(REM)、面积测量(AREA)、后方交会(RESECTION) 等;（3）数据存储管理包括数据的传输、数据文件的操作（改名、删除、查阅） 2024/7/27测量学第四章110操平、坐标测量操平、坐标测量 2024/7/27测量学第四章111对边测量、悬高测量对边测量、悬高测量 2024/7/27测量学第四章112导线测量、放样导线测量、放样 2024/7/27测量学第四章113坐标放样、后方交会坐标放样、后方交会 2024/7/27测量学第四章1146、偏心测量、偏心测量1 2024/7/27测量学第四章115（（1）） 距离偏心距离偏心 （（2) 2) 角度偏心角度偏心 （（3) 3) 双距偏心双距偏心 在点附近的前(C1)、后(C2)、左(C3)或右(C4)点立棱镜，对其观测，输入棱镜点与点的平距d，获得C点的坐标或O→C的距离和角度。
在以测站O为圆心，距离r为半径的圆弧上，任意点C’立棱镜，先观测C’点，再照准C点，可得到C点的坐标或O→C点的距离和角度 设C点与偏心点A，B位于同一空间直线上，分别观测立在A，B点的棱镜，输入C→B的斜距，得C点的坐标或O→C的距离和角度 2024/7/27测量学第四章116四四 全站仪使用的注意事项与维护全站仪使用的注意事项与维护1. 全站仪保管的注意事项全站仪保管的注意事项 （1）仪器的保管由专人负责，每天现场使用完毕带回办公室；不得放在现场工具箱内 （2）仪器箱内应保持干燥，要防潮防水并及时更换干燥剂仪器须放置专门架上或固定位置 （3）仪器长期不用时，应一月左右定期通风防霉并通电驱潮，以保持仪器良好的工作状态 （4）仪器放置要整齐，不得倒置 2. 使用时应注意事项使用时应注意事项 （1）开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固 2024/7/27测量学第四章117（2）开箱后提取仪器前，要看准仪器在箱内放置的方式和位置，装卸仪器时，必须握住提手，将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时，请握住仪器提手和底座，不可握住显示单元的下部切不可拿仪器的镜筒，否则会影响内部固定部件，从而降低仪器的精度。
应握住仪器的基座部分，或双手握住望远镜支架的下部仪器用毕，先盖上物镜罩，并擦去表面的灰尘装箱时各部位要放置妥帖，合上箱盖时应无障碍 （3）在太阳光照射下观测仪器，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，以免影响观测精度在杂乱环境下测量，仪器要有专人守护当仪器架设在光滑的表面时，要用细绳（或细铅丝）将三脚架三个脚联起来，以防滑倒 （4）当架设仪器在三脚架上时，尽可能用木制三脚架，因为使用金属三脚架可能会产生振动，从而影响测量精度 2024/7/27测量学第四章118 （5）当测站之间距离较远，搬站时应将仪器卸下，装箱后背着走行走前要检查仪器箱是否锁好，检查安全带是否系好当测站之间距离较近，搬站时可将仪器连同三脚架一起靠在肩上，但仪器要尽量保持直立放置 （6）搬站之前，应检查仪器与脚架的连接是否牢固，搬运时，应把制动螺旋略微关住，使仪器在搬站过程中不致晃动 （7）仪器任何部分发生故障，不勉强使用，应立即检修，否则会加剧仪器的损坏程度 2024/7/27测量学第四章119（8）元件应保持清洁，如沾染灰沙必须用毛刷或柔软的擦镜纸擦掉禁止用手指抚摸仪器的任何光学元件表面清洁仪器透镜表面时，请先用干净的毛刷扫去灰尘，再用干净的无线棉布沾酒精由透镜中心向外一圈圈的轻轻擦拭。
除去仪器箱上的灰尘时切不可作用任何稀释剂或汽油，而应用干净的布块沾中性洗涤剂擦洗 （9）湿环境中工作，作业结束，要用软布擦干仪器表面的水分及灰尘后装箱回到办公室后立即开箱取出仪器放于干燥处，彻底凉干后再装箱内 （10）冬天室内、室外温差较大时，仪器搬出室外或搬入室内，应隔一段时间后才能开箱 2024/7/27测量学第四章1203. 电池的使用电池的使用 全站仪的电池是全站仪最重要的部件之一，现在全站仪所配备的电池一般为 Ni-MH( 镍氢电池 ) 和 Ni-Cd( 镍镉电池 ) ，电池的好坏、电量的多少决定了外业时间的长短 （1）建议在电源打开期间不要将电池取出，因为此时存储数据可能会丢失，因此在电源关闭后再装入或取出电池 （2）可充电池可以反复充电使用，但是如果在电池还存有剩余电量的状态下充电，则会缩短电池的工作时间，此时，电池的电压可通过刷新予以复原，从而改善作业时间，充足电的电池放电时间约需 8 小时 （3）不要连续进行充电或放电，否则会损坏电池和充电器，如有必要进行充电或放电，则应在停止充电约 30 分钟后再使用充电器 不要在电池刚充电后就进行充电或放电，有时这样会造成电池损坏。
2024/7/27测量学第四章121（4）超过规定的充电时间会缩短电池的使用寿命，应尽量避免电池剩余容量显示级别与当前的测量模式有关，在角度测量的模式下，电池剩余容量够用，并不能够保证电池在距离测量模式下也能用，因为距离测量模式耗电高于角度测量模式，当从角度模式转换为距离模式时，由于电池容量不足，不时会中止测距 总之，只有在日常的工作中，注意全站仪的使用和维护，注意全站仪电池的充放电，才能延长全站仪的使用寿命，使全站仪的功效发挥到最大。