经纬仪检验校正误差分析观测值归算
第03章经纬仪检校及误差04资料讲解
转动180°
气泡偏离
拧脚螺旋 气泡向 中央移 动一半
拨校正螺丝
（二）圆水准器的检验和校正
（１） 目的：使圆水准轴平行于纵轴
（L′ L′// V V ）。
（２） 检验：根据校正后的度盘水准管，将 经纬仪整平，此时，圆水准器气泡如不居中， 则需要校正。
（３）校正：用校正针拨动圆水准器下面的 校正螺丝，使圆水准器气泡居中。
（1）目的：使水准管轴垂直于竖轴 （LL⊥VV）
（２）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡 居中，然后将照准部旋转180°，若气泡 偏离1格，则需校正。
（３）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一 半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居 中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动 圆水准器校正螺丝。
气泡居中 气泡居中
第03章经纬仪检校及误差04
◆水准管轴垂直 轴线间应满足的条件
于竖轴 LL⊥VV
◆视准轴垂直于
C
横轴 CC⊥HH
◆横轴垂直于竖
轴 HH⊥VV
H
◆十字竖丝垂直
于横轴 竖丝
L
C
V
⊥HH
◆圆水准轴平行
于竖轴
L′L′∥VV
V
VV
轴线间应满足的条件
H HH LL L L’ L’
二、经纬仪的检验和校正
(一)．水准管轴L L垂直于竖轴VV的检验与校正
③ 盘右：瞄A，倒镜，读数为B2
④
若B1= B2，则满足要求 若B1≠B2，则存在c角，
c
BB 12
对于DJ6经纬仪，如果c＞ 60″
4D
则需要校正。
（3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ校正
①在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B； ②定出B 、B2两点连线的中点B3 ； ③调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B3 ；
第五讲 经纬仪检验校正、误差分析、观测值归算
而： Z Z K Z , K Z O Z sin 故： i sin
竖轴误差对读数的影响为：
X sin tg
特性：（1）竖轴误差与竖轴倾斜量、照准轴位置和目 标垂直角有关； （2）盘左、盘右观测，横轴倾斜不变，故不能 消除其对水平角的影响。
现 代 测 量 技 术 室
现代测量学
照准轴检校方法
检验方法（二）： 读数：照准与仪器大致同高的目标盘左、盘右分别读取水 平度盘读数，则
2 C 右 左 180
校正方法（ > 1′ ）：
1. 正确读数为 右′=右- C 左′=左+ C 2.在仪器上安置正确读数 3.用改针松开上下两个螺旋的任意一个，用左右两个绞 头螺旋移动十字丝板使其精确照准目标即可。 4.将松开的螺旋上紧。
M o d e r n
S u r v e y
现 代 测 量 技 术 室
现代测量学
§4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
V' Z" Z' i O Z' L' K Z Z" L V Z L'
3、竖轴误差 竖轴倾斜，使横轴倾斜，对读数 产生影响。随照准轴位置的不同， 横轴倾斜量也不同：
i Z Z OZ
现代测量学
§4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
二、照准轴误差 照准轴与横轴不正交对角度观测产生的影响。
M M 1
c
H
O
H
1
M o d e r n
S u r v e y
现 代 测 量 技 术 室
现代测量学
§4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
M m α a
测绘工作中修正测量误差的正确方法
水准测量1.仪器误差望远镜调焦透镜运行的误差物镜对光时，调焦镜应严格沿光轴前后移动。
由于仪器受震或仪器陈旧等原因，使得调焦镜不沿光轴运动，造成目标影像偏移，导致不能正常读数。
这项误差随调焦镜位置不同而变化，根据同距离等影响的原则，采用中间法前后视仅作一次对光，可削弱其误差。
2.观测误差1）水准管气泡居中的误差水准测量读数前，必须使水准管气泡严格居中。
由于水准管内壁的黏滞作用和观测者眼睛分辨能力局限，使气泡未严格居中产生误差。
2）估读误差观测者用望远镜在标尺上估读不足分划值的微小读数，产生的估读误差与人眼分辨能力、视线长度D、望远镜放大倍率V 有关。
3）水准尺倾斜的误差水准尺左右倾斜，在望远镜中容易发现，可及时纠正。
若沿视线方向前后倾斜δ角，会导致读数偏大mδ，其大小与读数大小有关。
3.外界环境因素的影响1）地球曲率和大气折光的影响地球曲率和大气折光的影响可用“中间法” 削弱。
精度要求较高的水准测量还应选择良好的观测时间(一般为日出后或日落前2 小时)，并控制视线高出地面有一定高度和视线长度，来减小其影响。
2）仪器和水准尺升降的影响在观测过程中，由于仪器的自重，随时间会下沉或由于土壤的弹性会使仪器上升，使得读数减小或增大。
如果往测上坡使高差增大，则返测下坡使高差减小，取往返高差平均数，可削弱其影响。
对一个测站进行往返观测就意味着观测程序的改变，按“后、前、前、后”或“前、后、后、前”的观测程序，取高差平均值，也能削弱其影响。
因此，观测时选择坚实的地面作测站和转点，踏实脚架和尺垫，缩短测站观测时间，采取往返观测等，可以减小此项影响。
3）大气温度和风力的影响温度不规则变化、较大的风力，会引起大气折光变化，致使标尺影像跳动，难以读数。
温度变化也会影响仪器几何条件变化，烈日直射仪器会影响水准管气泡居中等，导致产生测量误差。
因此，水准测量时，应选择有利的观测时间，在观测时应撑伞遮阳，避免仪器日晒雨淋，以减小影响。
经纬仪使用16个误差及应对措施
经纬仪使用16个误差及应对措施
一、仪器误差
1、水平度盘刻划不均匀误差；
应对措施：采用在各测回间变换水平度盘位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱。
2、水平度盘的偏心差
应对措施：采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除此项误差的影响。
3、视准轴不垂直于横轴
4、水平轴不垂直于竖轴
应对措施：采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除此项误差的影响。
5、仪器竖轴倾斜误差
注意：无法采用一定的观测方法加以消除。
在经纬仪使用之前应严格检校仪器竖轴与水准管轴的垂直关系。
二、观测误差
1、仪器对中误差
△β与偏心距e成正比；
与测站点到目标的距离D成反比；
△β与水平角β′和偏心角θ的大小有关，当β′=180˚，θ=90˚时，△β最大。
2、目标偏心误差
产生原因：观测标志倾斜或没有立在目标点中心的。
目标偏心误差对水平角观测的影响与偏心距e成正比，与距离D成反比。
观测时尽量瞄目标底部。
3、整平误差
整平误差是指安置仪器时竖轴不竖直的误差。
应注意水准管轴与竖轴垂直的检校和使用中的整平。
4、瞄准误差→消除视差
5、读数误差≤±6″
三、外界条件的影响
1、松软的土壤和风力影响仪器的稳定；
2、日晒和环境温度的变化；
3、太阳照射地面产生热辐射引起大气层密度变化；
4、目标影像的跳动；
5、大气透明度低时目标成像不清晰；
6、视线太靠近建、构筑物时引起旁折光；
应对措施：选择有利的观测时间，避开不利的观测条件。
经纬仪的检验和校正
经纬仪的检验和校正本次检验经J2光学经纬仪1台，需用花杆2根、三角板1个、皮尺1把、记录板1个。
一、仪器各部件的检验仪器的表面洁净无灰尘、锈蚀，望远镜成像清晰，光学零件表面无油迹、霉点等缺陷。
仪器各运动机构转动灵活，制动螺旋没有松动、卡滞和影响操作的现象。
基座的3个脚螺旋及三角架均无松紧不适、晃动或卡死的现象。
二、照准部水准管轴的检验和校正检验方法：1、调节脚螺旋，使水准管气泡居中；2、将照准部旋转180°看气泡是否居中，如果仍然居中，说明满足条件，无需校正，否则需要进行校正。
校正方法：1、在检验的基础上调节脚螺旋，使气泡向中心移动偏移量的一半。
2、用拨针拨动水准管一端的校正螺旋，使气泡居中。
此项检验和校正需反复进行，直到气泡在任何方向偏离值在1/2格以内。
另外，经纬仪上若有圆水准器，也应对其进行检校，当管水准器校正完善并对仪器精确整平后，圆水准器的气泡也应该居中，如果不居中，应拨动其校正螺丝使其居中。
检验结果：用脚螺旋使照准部水准管气泡居中后，将经纬仪的照准部旋转180度，照准部水准管气泡偏离不到1格，因此不需校正。
三、十字丝的检验和校正检验方法：1、精确整平仪器，用竖丝的一端瞄准一个固定点，旋紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。
2、转动望远镜微动螺旋，观察固定点是否始终在竖丝上移动，若始终在竖丝上移动，说明满足条件，否则需要进行校正。
校正方法：1、拧下目镜前面的十字丝的护盖，松开十字丝环的压环螺丝；2、转动十字丝环，使竖丝到达竖直位置，然后将松开的螺丝拧紧。
此项检验校正工作需反复进行。
检验结果：在墙上找一固定点，使其恰好位于经纬仪望远镜十字丝上端的竖丝上，旋转望远镜上下微动螺旋，该点一直位于十字丝的竖丝上，因此不需校正。
四、视准轴的检验和校正检验方法：1.度盘读数法安置仪器，盘左瞄准远处与仪器大致同高的一点A，读水平度盘读数为b1；2.倒转望远镜，盘右再瞄准A点，读水平度盘读数为b2；3.若b1-b2=±180°则满足条件，无需校正，否则需要进行校正。
[说明]经纬仪的检验与校正的步骤
![[说明]经纬仪的检验与校正的步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/61c8497c571252d380eb6294dd88d0d233d43c69.png)
经纬仪的检验与校正的步骤经纬仪的检验与校正的步骤步骤简要1、照准部水准管的检校（1）检验方法：将经纬仪大致整平后，转动照准部，使水准管平行于任意两个基座螺旋A、B的连线，调节这两个基座螺旋A、B，严格使水准管气泡居中。
将照准部旋转180°，若气泡仍然居中，则说明水准管轴与竖轴相垂直，满足条件，若气泡偏离则需要校正。
（2）校正方法调节水准管上下两个校正螺旋，一松一紧，先松后紧，使气泡退回偏离量的一半。
仍然调节这两个基座螺旋A、B，使气泡居中。
反复进行上述两步工作，直到水准管气泡在各方向的偏离量均不超过半格为止。
2、十字丝竖丝的检校（1）检验方法安置仪器后，在距离仪器10米左右寻找一明显、固定的目标点，转动照准部与望远镜，使十字丝中心的交点与目标点相切后，制动照准部与望远镜，旋转竖直微动螺旋，使目标点运动到纵丝一端，若该点偏离纵丝则需要校正。
（2）校正方法旋开十字丝环外护盖，松开四个十字丝固定螺丝（见图2-6-2），转动十字丝分划板，使纵丝和目标点相切，拧紧十字丝固定螺丝即可。
3、视准轴的检验与校正（1）检验方法选一约100米长的平坦场地，中间安置经纬仪，场地一端插测钎，一端横放一尺。
两处应与仪器同高。
盘左瞄准测钎，将照准部制动。
倒转望远镜瞄准尺子，并读取纵丝在尺上切取的读数B1。
盘右瞄准测钎，将照准部制动。
倒转望远镜瞄准尺子，并读取纵丝在尺上切取的读数B2。
若B1与B2读数相同，则说明视准轴与横轴垂直，否则需要校正。
（2）校正方法计算出正确的B值，即B=B2－(B2－B1)/4。
旋开十字丝环外盖。
稍许松开十字丝上下校正螺丝，将左右校正螺丝一松一紧，先松后紧，使望远镜十字丝竖丝对准正确的B值。
旋紧十字丝上下校正螺丝，盖上十字丝环外盖。
重复检验与校正步骤，直至为止（式中S为尺仪距）。
4、横轴的检验与校正（1）检验方法在一距高墙30米远处安置经纬仪，在墙上与经纬仪同高的位置上，水平安置一根尺子。
经纬仪测量的误差和注意事项(精)
一、仪器误差 仪器误差的来源主要有两个方面： （1）仪器检校后还存在着残余误差； （2）仪器制造、加工不完善而引起的误差。 可以采用适当的观测方法来减弱或消除其中一些误差。如视准轴不垂直于横 轴、横轴不垂直于竖轴及度盘偏心等误差，可通过盘左、盘右观测取平均值的方 法消除，度盘刻划不均匀的误差可以通过改变各测回度盘起始位置的办法削弱等。 二、仪器安置误差 1、仪器对中误差 右图所示，B为测站点，A、C为观测 目标，B′为仪器中心。BB′为对中误差， 其长度称为偏心距，以e表示。由图可知，观测角值β′与正确角值β之间的关系式 为 β=β′+（ε1+ε2） 因ε1、ε2很小，所以
面目标而产生目标偏心差。设照准点至地面的测杆长度为L，测杆与铅垂线的夹 角为γ，则照准点的偏心距为 ：
e' L sin
e′对水平角的影响，类似于对中误差的影响，边长越短，测杆越倾斜，瞄 准点越高，影响就越大。因此，在观测水平角时，测杆要竖直，并且尽量瞄准 其底部，以减小目标倾斜引起的水平角观测误差△β。
设D1=D2=D，则
1 1 ) D1 D2
2e D
''
设当D=100m，e=3mm时，ε=12.4″。可见，边越短，对中越要仔细。
2
2、整平误差 整平误差引起竖轴倾斜，且正、倒镜观测时的影响相同，因而不能消除。故 观测时应严格整平仪器。其影响类似于横轴与竖轴不垂直的情况，垂直角越大， 影响也越大。在山区观测时，一般垂直角较大，尤其要注意。当发现水准管气泡 偏离零点超过一格时，要重新整平仪器，重新观测。 三、目标偏心误差 如右图所示，水平角观测时，常用测杆立 于目标上作为照准标志。当测杆倾斜而又瞄准 测杆上部时，将使照准点偏离地
精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正（精）
精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正（精）§3.4 精密光学经纬仪的仪器误差及其检验和校正前面几节具体介绍了光学经纬仪的主要部件及其相互关系。
仪器的制造和安装不论如何精细，也不可能完全满足理论上对仪器各部件及其相互几何关系的要求，加之在仪器使用过程中产生的磨损、变形，以及外界条件对仪器的影响，必然给角度测定结果带来误差影响。
这种因仪器结构不能完全满足理论上对各部件及其相互关系的要求而造成的测角误差称为仪器误差。
仪器误差包括三轴误差(视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差)，照准部旋转误差，分划误差(水平度盘分划误差、测微盘分划误差)以及光学测微器行差等。
本节将介绍这些误差的产生原因，消除或减弱其影响的措施及检验方法。
3.4.1 三轴误差由§3.1知，经纬仪的三轴（视准轴、水平轴、垂直轴）之问在测角时应满足一定的几何关系，即视准轴与水平轴正交，水平轴与垂直轴正交，垂直轴与测站铅垂线一致。
当这些关系不能满足时，将分别引起视准轴误差、水平轴倾斜误差、垂直轴倾斜误差。
1．视准轴误差（1）视准轴误差及其产生原因望远镜的物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。
假设仪器已整置水平(即垂直轴与测站铅垂线一致)，且水平轴与垂直轴正交，仅由于视准轴与水平轴不正交——即实际的视准轴与正确的视准轴存在夹角C ，称为视准轴误差。
如图3—26。
当实际的视准轴偏向垂直度盘一侧时，C 为正值，反之C 为负值。
产生视准轴误差的原因是由于安装和调整不正确，使望远镜的十字丝中心偏离了正确的位置，造成视准轴与水平轴不正交，从而产生了视准轴误差。
此外，外界温度的变化也会引起视准轴的位置变化，产生视准轴误差。
（2）视准轴误差对观测方向值的影响及消除影响的方法视准轴误差C 对观测方向值的影响C ?为αcos CC =? （3-10）式中：α为观测目标的垂直角。
由C ?的表达式可知：1）C ?的大小不仅与C 的大小成正比，而且与观测目标的垂直角α有关。
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e/2 e
管水准轴 水平管度水盘准轴
水平面 水水水平平平度度面盘盘
垂直轴 垂垂垂直直直轴轴轴
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现代测量学
二、十字丝检校
检校目的：十字丝纵丝与横轴正交
检验方法： 1.照准一点状目标A，固
定照准部及望远镜；
2.用望远镜微动螺旋使望 远镜纵转,若目标点A离 开十字丝，仪器条件不 满足。
垂直度盘
照
准
轴
支 架
3.横轴与竖轴正交
水平度盘
4.竖轴与水平度盘正交，且过其中心
5.横轴与垂直度盘正交，且过其中心
6.十字丝纵丝应处于铅垂面内
竖
轴
7.垂直度盘指标差近于零
读数显微镜
横轴
照
支
准
架
部
基 座
三 脚 架
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仪器检校原则
不受未检校项目的影响 不破坏已检校项目的结果
xi = i× tg α
H′ H
i
O
α
xi
i
H
H′
i
m m1
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现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
xi = i× tg α 特性 ： （1） xi与i大小成正比，且与α有关。 （2）盘左、盘右观测中数可消除其影响。
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特性：（1）竖轴误差与竖轴倾斜量、照准轴位置和目 标垂直角有关；
（2）盘左、盘右观测，横轴倾斜不变，故不能 消除其对水平角的影响。
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结论：1、随垂直角增大而增大
2、对于同一目标来说，盘左、盘右照准轴偏离正 确位置的大小相等，方向相反，一测回可消除。
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现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
三、横轴误差
横轴不水平对水平角的影响。
M M1
Байду номын сангаас
xi = mm1/om = MM1/om = i× mM/om
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二、十字丝检校（续）
校正方法
打开十字丝环护盖， 松开4个螺旋E， 转动十字丝环。
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检校原理
三、照准轴检校
检校目的：照准轴与横轴正交 存在照准轴误差时，照准面为锥面
检验方法（一）
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2、调整十字丝（020仪器）
旋转垂直微动螺丝，安置正确垂直角读数右－i或左－i，此时 目标偏离十字丝中心，调整十字丝校正螺丝，使之照准目标。
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现代测量学 六、光学对点器的检校
1、照准部上的光学对点器
整置仪器后，旋转照准部于不同位置，并在 地面纸上标定十字丝中心照准点1、2…,若 各点重合，说明光学对点器正确。否则需调 整转向棱镜螺丝，使之照准各点的中心位置。
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现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
二、照准轴误差 照准轴与横轴不正交对角度观测产生的影响。
M
M1
c
H O
H1
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现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
M A
c
m
o
α Xc
a
sinXc = ma/oa =MA/oa =(oA sinc)/(oAcosα) Xc=c/ (cosα)
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照准轴检校方法
检验方法（二）： 读数：照准与仪器大致同高的目标盘左、盘右分别读取水
平度盘读数，则
2C 右 左 180
校正方法（ > 1′ ）：
1. 正确读数为 右′=右- C 左′=左+ C 2.在仪器上安置正确读数
3.用改针松开上下两个螺旋的任意一个，用左右两个绞 头螺旋移动十字丝板使其精确照准目标即可。
现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
3、竖轴误差 竖轴倾斜，使横轴倾斜，对读数
V' V
产生影响。随照准轴位置的不同， Z "
Z
横轴倾斜量也不同：
i ZZ OZ
Z' i
O
L
而 ：ZZ KZ , KZ OZsin L'
K
故 ：i sin
Z
L'
L Z' Z"
竖轴误差对读数的影响为： X sin tg
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五、垂直度盘指标差检校
检验：
中丝法观测垂直角一测回，计算出指标差。
i = ( 左+ 右 - 360°）/2 校正：
<30″J2
i <1′ J6
1、调整指标水准器（030仪器）
保持中丝照准目标，旋转指标水准器微动螺丝，安置正确垂直 角读数右－i或左－i，此时气泡偏离，调整气泡校正 螺丝使 之居中。
2、基座上的光学对点器
悬挂垂球，标定垂球尖位置，若十字丝中 心和该点重合，说明光学对点器正确。否 则需调整转向棱镜螺丝，使之照准该点。
1 23
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现代测量学 §4.5经纬仪仪器误差对角度测量的影响
一、照准部偏心差
度盘刻划中心与照准部旋转中 心不一致，对水平角的影响称 为照准部偏心差。
4.将松开的螺旋上紧。
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四、横轴应与竖轴正交
检验：
AC 1 AB, AB 2
tgi AC PC
PC OC tg s tg
tgi ctg
2S
a
O
校正：专业人员进行
墙 面P
i i
S A2
C B
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0
右' 右
-ε
θ、e 称为偏心元素。
对读数的影响为： e sin(M )
R
左=左′+ε 右=右′-ε
M
e C
C' R
+ε
左' (B') 左 (B)
至目标 T
（左+右）/2 = （左′ +右′ ）/2
特性： 对盘左、盘右读数影响值，大小相等， 符号相反，故一测回观测可消除其影响
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一、管水准器检校
1、检校目的 管水准器水准轴与水平度盘平行
2、检验原理
若仪器满足条件，管水准 器水准轴与水平度盘平行
管水准轴 水平度盘
支架等高
垂直轴
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一、管水准器检校（续）
3、检校方法
管水准轴
水平度盘
现代测量学 §4.4 经纬仪的检验校正
1.竖 轴 2.横 轴 3.照准轴
照 垂直度盘
准
轴 支 架
水平度盘
读数显微镜
横轴
照
支
准
架
部
照准轴和横轴正交， 水平轴与竖轴正交。
基 座
三
竖
脚
架
轴
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现代测量学 经纬仪应满足的条件
经纬仪应满足的条件
1.仪器的竖轴铅垂 2.照准轴和横轴正交