控制测量之光学经纬仪及其检验.pptx
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1、第三章第三章 经纬仪、经纬仪、测距仪测距仪及其检及其检验验【问题提出问题提出问题提出问题提出】本章要解决两个问题:介绍经纬仪、测距仪的基本结构和几种常见仪器分析仪器可能产生的误差并找出误差消除减弱和检验方法331 1 经纬仪的基本结构经纬仪的基本结构一、水平角和垂直角一、水平角和垂直角水平角水平角(Hz)定义:两视准线在水平面上的投影线(即水平视线)构成的角度。范围:0360o 顺时针量取垂直角垂直角(V)定义:视线与相应水平面的夹角。范围:90900 上正下负补充:垂直角与天顶距之间的关系为:900Z二、经纬仪的基本结构及其相互关系二、经纬仪的基本结构及其相互关系二、经纬仪的基本结构及其相互
2、关系二、经纬仪的基本结构及其相互关系1.1.基本结构基本结构基本结构基本结构1)1)望远镜:望远镜:构成视准轴,放大影像,精确照准2)垂直轴:垂直轴:照准不同方位的目标3)水平轴:水平轴:照准不同高度的目标4)垂直度盘:垂直度盘:量度垂直角5)水平度盘:水平度盘:量度水平角6)照准部水准器:照准部水准器:引导垂直轴7)指标水准器:指标水准器:引导垂直度盘读数指标8)读数棱镜与测微器:读数棱镜与测微器:读定度盘读数9)基座:基座:垂直轴套、调平仪器的脚螺旋、331 1 经纬仪的基本结构经纬仪的基本结构经纬仪的基本结构经纬仪的基本结构二、经纬仪的基本结构及其相互关系二、经纬仪的基本结构及其相互关系
3、二、经纬仪的基本结构及其相互关系二、经纬仪的基本结构及其相互关系2.主要部件的相互关系主要部件的相互关系(三轴正确,两盘垂直)1)垂直轴与照准部水准器轴垂直2)水平轴应与垂直轴正交3)视准轴应与水平轴垂直4)垂直轴与水平度盘正交,且同心5)水平轴与垂直度盘正交,且同心6)当指标水准器气泡居中时,垂直度盘的读数指标必须水平或垂直 3.经纬仪分类:经纬仪分类:读数方式分类:游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪测量精度分类:J05、J1、J2、J6。三、三、三、三、望远镜和水准器望远镜和水准器望远镜和水准器望远镜和水准器(一)(一)(一)(一)望远镜望远镜1望远镜的作用望远镜的作用(1)放大目标(2)
4、精确照准2望远镜的结构望远镜的结构由物镜、调焦透镜、十字丝板、目镜 组成目标照准的标准目标照准的标准:从目镜中看到十字丝中心与目标影像一致。3视差的产生与消除视差的产生与消除视差:视差:由于目标影像面与十字丝面不一致,使两者相对位置随人眼位置而变化,这种现象称为视差。视差的产生原因视差的产生原因目标影像与十字丝板的相对位置不正确 视差的消除视差的消除望远镜指向天空,调节目镜,使十字丝清晰将望远镜指向目标,调节调焦透镜,使目标清晰,稍改变眼睛位置,若目标像与十字丝相对位置不变即可。三、三、三、三、望远镜和水准器望远镜和水准器望远镜和水准器望远镜和水准器三、三、三、三、望远镜和水准器望远镜和水准器
5、望远镜和水准器望远镜和水准器(二)、(二)、(二)、(二)、水准器水准器水准器水准器1管状水准器管状水准器(1 1)结构:)结构:管内管内:冰点低、流动性强、附着力小的液体管壁管壁:玻璃管,腰鼓状曲面,刻有分划线固定固定:金属框架,透明罩,校正螺旋两轴两轴:水准轴和水准器轴(2 2)整平整平整平的概念整平的概念仪器安置完毕之后,调节角螺旋使水准气泡居中,于是水准器的两轴重合,这个过程称“整平”。整平后的效果整平后的效果气泡在各个方向都已居中,垂直轴与测站铅垂线一致,垂直于测站水平面。符合棱镜的概念符合棱镜的概念使气泡便于观察并提高置中精度三、三、三、三、望远镜和水准器望远镜和水准器望远镜和水准
6、器望远镜和水准器2圆形水准器圆形水准器精度精度:比管状水准器低,用于概略整平结构结构:上部:球冠面,有同心分划圆 下部:带分咀的玻璃座 外部:金属底壳3水准器的格值、灵敏度水准器的格值、灵敏度(1 1)水准器的格值)水准器的格值定义定义:相邻分划线形成的一格宽度所对应的圆心角值表示表示:t/R=t/R其中:格值;t:格值宽度;R:圆弧半径;:常数;当t=2mm,206265“时,”=412.53“/R(m),T3仪器”=58“,T2”=20(2 2)水准器的灵敏度水准器的灵敏度定义定义:气泡产生可以查觉的最小位移时,水准器轴倾斜变化的角值表示表示:气泡移动0.1格的角值比较比较:圆水准器管状水
7、准器tR R几个重要概念:几个重要概念:水平角、垂直角、视差、整平几个重要问题:几个重要问题:1、经纬仪的基本结构及其相互关系 2、望远镜的作用 3、视差的产生与消除 4、水准器的格值四、四、四、四、光学经纬仪水平度盘及光学系统光学经纬仪水平度盘及光学系统光学经纬仪水平度盘及光学系统光学经纬仪水平度盘及光学系统水平度盘(水平度盘(水平度盘(水平度盘(T T3 3,T,T2 2)构构构构 成:成:成:成:经纬仪水平度盘由厚6 mm,直径 140/90 mm的光学玻璃制成,刻划精度:刻划精度:经纬仪水平度盘全周刻划3600,每度注记,顺时针增值。每度分15/3等份,每份宽度为 T3为0.078毫米
8、,刻划值为4/20/光学系统光学系统:由照明、光学度盘、光学读数、光学测微器等构成。蔡司蔡司蔡司蔡司010010光路图光路图光路图光路图WildT3WildT3光路图光路图光路图光路图33332 2 2 2 光学测微器读数方法及电子测角原理光学测微器读数方法及电子测角原理光学测微器读数方法及电子测角原理光学测微器读数方法及电子测角原理2.光学测微器的原理光学测微器的原理 双平行玻璃板:双平行玻璃板:平行移动量与入射角相关,垂直入射时,移动量为零;视线随之发生 平移,这样可测取不足一个整分划的值。双光楔测微器:双光楔测微器:光楔角相等,相互倒置,光楔组可使光偏转,量值相同,方向相反,视线随之发生
9、平移。一、光学测微器及其原理一、光学测微器及其原理1测微器的分类测微器的分类双平行玻璃板测微器:T3、T2、J05双光楔测微器:蔡司010、苏光J2168168 20168 40169指标168168 20168 40169指标aa168020/+a3.平行玻璃板测微原理平行玻璃板测微原理转动测微轮两平行玻璃板作相对等量转动,分别来自正倒度盘对径分划影像作等量相对移动。当对径分划线重合时,测微盘转到一定分划位置,其读数 K 就是所需要测量的微小量值。设计T3正倒度盘对径分划影像相对移动一格,测微器(盘)转动了60大格600小格;而T2 相对移动一格,测微器(盘)转动了600小格。4.双光楔测微
10、原理双光楔测微原理双光楔行粘合在一起时,等效为一块 平行玻璃板,对垂直入射面的光线不移动一光楔固定,另一光楔沿光线方向前后移动,则光线平移量p与光楔移动量成正比。双光楔由直线运动导致光线平移。转动齿轮,齿条、双移动光楔和测微尺沿光线方向移动,分别来自正倒度盘对径分划影像作等量相对移动。当对径分划线重合时,测微尺移动到一定分划位置,其读数 K 就是所需要量测的微小量值。5.重合读数法重合读数法转动测微轮,使度盘对径分划影像作相对等量移动,采用正倒分划影像重合进行读数的方法,称为重合读数法,相当两次指标读数取平均值重合读数法,相当两次指标读数取平均值。6.测微盘的格值测微盘的格值T3测微盘的一大格
11、的格值:2”(T2仪器:1”)T3测微盘的一小格的格值:0.2”(T2仪器:0.1”)732759.6”5度4分分划与指标重合得到a值:5 04 29.3 g 185度4分分划与指标重合得到b值:5 04 28.9 g 测量结果:5 04 58.2”“平均效应”:重合读数法的自动取中数。7.特例说明特例说明指标线指标线 可以不设置度盘分划线,蔡司010的度盘读数视窗内无指标线。T2仪器读数仪器读数 T2仪器读出格值以角秒为单位,无需乘2。指标线不在中央,或无指标线指标线不在中央,或无指标线 正倒像重合后,直接读出两分划线之间的格数,然后乘以格值的一半(2),便是正确的分读数。No 和(和(N1
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