数字测图原理及方法Principle and Methods of Digital Mapping武汉大学测绘学院第二章角度测量2.1 角度测量原理2.2 经纬仪的分类及基本结构2.3 经纬仪（全站仪）的对中整平2.4 水平角的观测方法2.5 水平角观测的误差2.6 竖盘构造及竖角测定2.7 经纬仪检验与校正2.1 角度测量原理2.1 角度测量原理角度测量包括水平角测量和竖直角测量。
水平角测量用于确定点的平面位臵。
竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。
常用仪器经纬仪全站仪水平角：相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影。
A B Oab1O 1A 1B 2O ββa b -=β仪器安置的高低及瞄准目标的高低不同部位对水平角的观测有无影响？角值范围：0˚~360˚2.1角度测量原理DJ07 DJ01 DJ2 DJ6 DJ15一测回水平方向观测中误差“1、游标经纬仪：金属度盘2、光学经纬仪：通过光学度盘（玻璃度盘）的放大来读数3、电子经纬仪：用电子学的方法来读数的经纬仪。
4、电子全站仪：能同时测量角度和距离。
游标经纬仪光学经纬仪Wild第一台电子经纬仪(1978年生产)-TC1电子经纬仪2.2 经纬仪的分类及基本结构基本结构及相互关系照准部——水平制动螺旋、微动螺旋——竖轴望远镜——竖直制动螺旋、微动螺旋——横轴、视准轴水平度盘、竖直度盘及其分划中心圆水准器——圆水准器的水准轴水准管——水准管轴光学对中器——光学垂线DJ6光学经纬仪的构造DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。
垂直制动水平微动读数目镜水平度盘转换轮垂直微动光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器DJ6光学经纬仪的构造1、基座由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。
作用：用于连接和整平。
2、度盘包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。
注记：0˚ ~ 360˚分划：20＇、30 ＇、1 ˚三种注：①水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随望远镜转动；②水平度盘有复测钮或变换钮，用作改变观测方向的角度值；③竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望远镜一起转动。
DJ6光学经纬仪的构造3、照准部主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。
望远镜—用于瞄准目标圆水准器—用于粗略整平仪器管水准器—用于精确整平仪器•光学对点器—用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上•读数装臵—用于读数4、辅助工具测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。
▪总结经纬仪常用旋钮的作用▪（1）望远镜物镜对光螺旋：调清物像，让目标成像▪在十字丝分划板上。
▪（2）望远镜目镜对光螺旋：调清十字丝，放大物像▪（3）水平制动螺旋：限制照准部在水平方向上转动▪（4）水平微动螺旋：精确控制水平方向对点，只有在水平制动旋钮锁定后才起作用▪（5）水平度盘位置变换手轮：用于设定某一个方向的水平角为某一角度值▪（6）望远镜制动旋钮：控制望远镜绕横轴转动▪（7）望远镜微动螺旋：精确控制竖直方向对点，只在望远镜制动旋钮锁定后才起作用▪（8）反光镜：调节读数窗口的亮度▪（9）读数目镜对光螺旋：控制读数窗口的清晰度▪（10）测微轮：用于调整读数窗口中上下对径分划线的相对位置（当上下对径分划线对齐时才能读数）▪（11）光学对中器：用于观察仪器中心是否与地面测站点对准▪（12）对中器对光螺旋：用于调节对中器目镜及物镜的清晰度，以便能看清地面上的测站点▪（13）度盘换像轮：用于在读数窗口中切换水平度盘和竖直度盘的影像。
1、带分划尺的显微镜1234566068195J6光学经纬仪水平竖直H V水平度盘竖直度盘水平读数：215˚ 06＇48 "竖直读数：78˚ 52＇00"测微尺光学经纬仪度盘读数原理2、单平板玻璃测微器05测微分划尺的像最小分划20''J6光学经纬仪∆939291∆度盘像，最小分划30'单平板玻璃度盘分划30‘，测微分划尺90小格竖直读数：92˚ 17＇30"水平读数：转动测微轮重合读数测微器测微轮水平、竖直度盘转换手轮DJ2光学经纬仪2、单平板玻璃测微器1510测微分划尺的像J6光学经纬仪939291度盘像旋转测微手轮及转动单平板玻璃'''3014923、双平板玻璃测微器的基本原理转动测微手轮时，一对平板玻璃作等量相反方向转动可使度盘分划线影像作相向移动而彼此接合，这个移动量可在秒盘相应的转动量上显示出来。
78950 12度盘最小分划20'转动测微手轮度盘使对径分划影像重合。
整10‘在度盘上读取。
10‘对应600小格最小分划1‘’不足10'在秒盘上读取'''5.54517光学经纬仪度盘读数原理光学经纬仪度盘读数原理电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。
特点：1、采用电子测角系统，自动显示测量结果；2、可与测距仪组成全站仪；3、测量数据处理自动化。
电子经纬仪和光学经纬仪的主要不同点在于电子经纬仪采用了光电扫描度盘自动计数和读数自动显示存储系统。
目前根据取得电信号的方式不同而分为绝对式编码度盘测角和增量式光栅度盘测角两种。
1、绝对式编码度盘测角∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙0123456789101112131415不透光区（非导电区）信号0透光区（导电区）信号11624===n s n 区间：码道：度盘上部发光二极管度盘下部光电二极管如：0011获取区间状态信号s 360=δ码道角分辨率：不易达到较高的测角精度电子经纬仪测角的基本原理2、增量式光栅度盘测角在光学玻璃度盘的径向上均匀地刻制明暗相间的等角距细线条就构成光栅度盘。
将密度相同的两块光栅重叠，并使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，这时就会产生明暗相同的条纹（莫尔条纹）。
夹角越小，条纹越粗。
条纹的亮度按正弦周期性变化。
电子经纬仪测角的基本原理2、增量式光栅度盘测角光电管发光管 光栅度盘指示光栅若发光管、指示光栅、光电管的位置固定，当度盘随照准部转动时，发光管发出的光信号，通过莫尔条纹落到光电管上。
度盘每转动一条光栅，莫尔条纹移动一周期。
莫尔条纹的光信号强度变化一周期，光电管输出的电流也变化一周期。
在照准目标的过程中，仪器的接收元件可累计出条纹的移动量，从而测出光栅的移动量，经转换得到角度值。
全站仪1、同时测角（水平角和竖角）；2、望远镜的视准轴和测距仪的视准轴是同轴的；3、对水平角和竖角进行补偿（具有双轴补偿器）；4、数据电子显示，并存入内存储器，无须读数，无须记录。
5、数据记录量大6、数据输出——提供RS232C串口和电子手簿、掌上电脑、计算机等外部设备连接；激光经纬仪在经纬仪上安装激光装臵，使视准轴射出一条可见光。
主要用于各种施工量。
弯管目镜激光器激光束2.3 经纬仪（全站仪）的对中整平 1、对中——使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。
（垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对中）2、整平——使仪器的竖轴竖直。
即水平度盘水平。
用光学对中器进行对中和整平步骤：1、粗对中——固定三脚架一条腿，移动两条腿；2、精对中——调脚螺旋；3、粗平——升降三脚架使圆水准器气泡居中；4、精平——调脚螺旋（首先，水准管平行两个脚螺旋方向，调该两个脚螺旋，使水准管气泡居中，旋转90度使水准管垂直该两个脚螺旋方向，调第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。
检查任何方向气泡居中。
）5、检查对中；6、反复进行上述操作，直到对中和整平都满足要求。
三脚架架设要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠。
仪器架设对中整平B光学对中器法对中整平(1) 大致水平大致对中眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。
(2) 伸缩脚架粗平根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。
(3)脚螺旋精平——左手大拇指法则(4) 架头上移动仪器，精确对中(5)脚螺旋精平(6)反复（4）、（5）两步。
对中和整平，一般都需要经过几次“整平→对中→整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。
气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高1231）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。
2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。
3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3。
强制对中在进行特种精密工程测量操作时，由于其精度要求特别高，采用垂球对中，光学对中或激光对中时对中误差在总体误差中会产生显著的影响，因此采用精密仪器观测时多采用强制对中的方法。
▪瞄准▪瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪的望远镜视准轴对准另一地面点的中心位置。
一般地，被瞄准的地面点上设有观测目标，目标中心在地面点的垂线上，目标是瞄准的主要对象。
▪瞄准的步骤：大致瞄准、对光、精确瞄准。
▪读数▪在经纬仪瞄准目标之后从读数窗中读水平方向值。
▪读数与记录有呼有应，有错即纠。
▪纠错的原则“只能划改，不能涂改”。
▪最后的读数值应化为度、分、秒的单位。
2.4 水平角的观测方法1、测回法O AB β盘左：先瞄准左边的目标A 读数再瞄准右边的目标B 读数盘右：先瞄准目标B 读数再瞄准目标A 读数盘右半测回或下半测回盘左半测回或上半测回左a 左b 右a 右b 一测回）（右左右右右左左左βββββ+=-=-=21a b a b 在不同的测回间，为了减小度盘刻划的误差，须配度盘n180限差：1、两个半测回方向值之差；2、各测回方向值之差1、测回法记录表格测水平角用双丝夹粗目标2.4 水平角的观测方法2、方向观测法OAB盘左：先瞄准零方向A 读数，顺时针依次瞄准B 、C 、D 读数，再瞄准零方向归零读数。
在不同的测回间，为了减小度盘刻划的误差，须配度盘n180限差：1、归零差；2、上、下半测回同一方向值之差；3、各测回同一方向值之差CD 盘右：先瞄准零方向A 读数，逆时针依次瞄准D 、、C 、B 读数，再瞄准零方向归零读数。
2C = L –(R±180°)方向观测法的各项限差经纬仪型号光学测微器两次重合读数差半测回归零差一测回内2C较差同一方向值各测回较差DJ1 DJ2136891369DJ6-18-242180）（盘右读数盘左读数平均读数︒±+=④归零后方向值的计算：各方向平均读数分别减起始方向平均读数。
①归零差的计算:分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差Δ；（若Δ超限，应及时重测）②计算2c 值（两倍视准误差）：2c = 盘左读数-（盘右读数±180˚）若2c 超限，应及时重测。
③各方向平均读数的计算：⑤各测回归零后平均方向值的计算：各测回归零后方向值的平均值。
