经纬仪测量的误差和注意事项(精)
《测量学》经纬仪实验指导书 2018(1) (1)
《经纬仪实验》实验指导书实验课仪器使用及安全须知1、严格遵守“1米原则”、“一臂原则”！2、严禁在道路中间安置测站！3、严禁坐仪器箱子及其他实验器材！4、长距离搬运仪器应装箱，短距离搬运严禁扛在肩上、不加任何防护！装箱仪器拿起前，务必检查箱盖是否紧闭！5、严禁将水准尺靠着树干、路灯或墙柱上！水准尺不用时，应顺着放在路边。
6、仪器取用及装箱，严禁在手托或怀抱仪器箱的情况下进行！仪器装箱前务必将所有制动螺旋松开，光学经纬仪须将竖盘指标补偿器关闭。
7、仪器安置前，务必检查三脚架是否安装稳固！在光滑地面上，必须做好相应防护措施！8、安置仪器时，在旋紧连接螺旋前绝对不能松手！9、使用钢尺严禁遭车辆碾压！钢尺使用完毕应做擦拭处理。
10、三脚架、仪器上所有螺旋的使用宜用力适度，严禁用力过猛！严禁用手、手帕等物擦拭目镜、物镜等光学部件！11、实验/实习完成后，收工时务必清点仪器和工具，以防丢失！尤其是测钎、尺垫等工具，应派专人负责看守与携带。
经纬仪实验1 经纬仪的认识与使用一、实验目的1、根据测角原理掌握经纬仪的构造特点。
2、认识DJ6光学经纬仪的基本结构、主要部件名称和作用、轴系关系。
3、学会经纬仪的基本操作和读数方法。
二、实验内容1、认识DJ6经纬仪各部件的名称；熟悉经纬仪各螺旋的作用及操作方法。
2、了解经纬仪上主要轴线的名称及应满足的条件。
3、练习经纬仪的基本操作和读数。
三、实验步骤1、认识DJ6光学经纬仪的各操作部件，掌握其使用方法。
将经纬仪三脚架架腿张开安放在地面上，使架头大致水平，三个脚尖插入地面使之稳定。
开箱取出经纬仪放在架头上，一手扶住经纬仪，一手旋紧脚架中心连接螺旋，将经纬仪与三脚架稳固连接。
逐一认识经纬仪的各操作部件，了解其作用及使用方法。
2、掌握经纬仪的基本操作。
经纬仪的基本操作步骤可分为：对中、整平、瞄准和读数。
1）对中和整平——光学对中、整平（1）目估法对中、整平（未放仪器的情况）使三脚架的中心位于测站点的铅垂线上（丢石子）；目估法使架头保持水平（2）前后左右移动两个脚法对中（已安放仪器的情况）固定三脚架一脚；双手持脚架另二脚并不断调整其位置；同时观测光学对点器十字分划，使对点器十字分划基本对准测站标志，踩实脚架（3）旋动脚螺旋精确对中：调节脚螺旋（三个脚螺旋同时转动），使光学对点器精确对准测站标志（4）伸缩架腿法粗略整平：伸缩三脚架的两条腿，调平仪器，使圆气泡居中（5）旋动脚螺旋精确整平（左手拇指法则）：转动照准部使管水准轴与两脚螺旋连线方向平行；以相反的方向转动两脚螺旋使管水准器气泡居中；转动照准部90°，使水准管与原来的方向垂直；转动第三只脚螺旋使管水准器气泡居中（6）检查对中，平移仪器，再次精确整平检查光学对中器，若分划圈中心偏离测站点标志，则稍松中心连接螺旋，前后左右平行移动基座，使之精确对中。
使用经纬仪注意事项
使用经纬仪注意事项：⑴安置仪器后，必须有人守在仪器旁，以免发生意外。
⑵要养成轻手轻脚不乱碰仪器的习惯，保护仪器，亦可以增进测量结果的精度。
⑶仪器箱不可蹬坐。
⑷测量进行中不能用手扶三脚架，以免对仪器施力，从而影响测量结果的准确性。
⑸仪器各螺旋不要拧得太紧，以免滑扣或损坏仪器〔6转动仪器应先松开制动螺旋，不可未拧松制动螺旋，硬扳使其转动。
⑺使用微动螺旋时，不能将螺旋杆拧到极限，这样不但会使弹簧压入不能伸张，还会将螺旋压紧，难以扭回，失去微动作用，一应拧到适中的位置即可。
迁站注意事项：⑴迁站前应先将脚螺旋恢复至适中高度，把经纬仪望远镜的镜面朝下竖直固定，各制动螺丝均略旋紧，以不能自转为宜，查点收好零件、用具记录表等，将垂球放入衣袋，将仪器斜抱胸前，稳步前进。
⑵迁距较远（迁站距离在500米以上时），仪器应装箱携带，通过机架密布、人多杂乱的工地，或陡险山地、攀登脚手架等处，均装箱迁站。
使用平板仪注意事项：⑴平板仪的图板必须保持整洁与平滑、绘图纸应用胶条，贴在图板上，不能用图钉，以免损坏图板。
⑵照准仪自仪器箱中取出后应立即将箱盖关好。
⑶平板仪之附件如水准器、磁针、对点器，比例尺等用毕应收于箱内，不可随地乱放，以免遗失。
⑷平板仪搬动时或用毕后，勿忘将磁针固定，以免损坏针尖。
⑸凡有包裹的图板，用毕后一定要及时装入包中，以免损坏板面。
⑹图板不能放于潮湿或炉火旁，以免板面发生弯曲变形仪器开箱及安置注意事项：⑴一般仪器如经纬仪及水准仪等，多用木箱或塑料箱装起，在开箱取仪器时，应仔细注意开启方法，凡应上下开启者，不可竖立打开，以免仪器及附件掉出，损坏或遗失。
⑵仪器箱中取出前应仔细观察并记住其摆放位置，取出或放入时，应轻轻移动，勿使仪器震击。
⑶开箱取仪器时，不可单手握拿望远镜或度盘，要双手握执仪器，一手握紧仪器上部，另一手托住仪器基座部分。
⑷仪器箱中的附件，全注于附件表上，使用时应注意附件名称及数量，不可遗失。
⑸仪器自箱中取出后，一定要把仪器箱开好，以免遗失附件、进入灰尘、脏物。
经纬仪使用教程讲解
经纬仪使用教程讲解经纬仪及角度测量角度测量是测量的三项基本工作之一，包括水平角测量和竖直角测量。
经纬仪是最常用的角度测量仪器。
水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，角值范围0º～360 º。
为了测出水平角的大小，可以设想在测站点上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘，并使其圆心在过测站点的铅垂线上。
观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，直线在水平圆盘上的投影是om、on。
如果能读出om、on在水平圆盘上的读数m和n，那么水平角就等于m减去n，即水平角= m-n。
因此，用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘，并能使之水平。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
该度盘应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
二、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°～+ 90°。
竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪，制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。
因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
二、DJ6级光学经纬仪的构造DJ6级光学经纬仪是一种光学经纬仪，按编制了标准分类。
它由望远镜、度盘、水平盘、竖盘、支架等部分组成。
在观测时，需要将经纬仪放置在水平面上，然后通过望远镜观测目标点，读取度盘和竖盘上的读数，从而计算出水平角和竖直角的大小。
级光学经纬仪的构造简单，但功能也更为单一。
它主要由基座、水平度盘、照准部和读数装置组成。
经纬仪精度参数
经纬仪精度参数经纬仪是一种测量仪器，用于测量地球表面上任意一点的经度和纬度。
经纬仪的精度参数是衡量其测量结果的准确性和精确度的重要指标。
本文将从不同角度探讨经纬仪的精度参数。
1. 系统误差：系统误差是指经纬仪在测量过程中产生的固有误差。
这些误差可能来自仪器本身的设计缺陷或材料问题。
例如，经纬仪的测量臂可能存在弯曲或变形，导致测量结果产生偏差。
为了降低系统误差，制造商需要采用精密的制造工艺和高质量的材料，以确保经纬仪的结构稳定性和精密度。
2. 零点漂移：零点漂移是指经纬仪在长时间使用后，测量结果与实际数值之间的偏差。
这可能是由于仪器的零点标定不准确或仪器部件的老化和磨损引起的。
为了避免零点漂移，经纬仪需要定期进行校准和维护，确保测量结果的准确性。
3. 线性度：线性度是指经纬仪在测量范围内，测量结果与实际数值之间的线性关系。
如果经纬仪的线性度不好，即使在测量范围内，也会导致测量结果不准确。
为了提高线性度，制造商需要采用精密的传感器和控制系统，确保经纬仪在不同位置和角度下的测量结果具有良好的线性关系。
4. 分辨率：分辨率是指经纬仪能够区分两个相邻测量值之间的最小差异。
较高的分辨率意味着经纬仪能够提供更精细的测量结果。
为了提高分辨率，经纬仪需要采用高精度的传感器和数据处理算法，以确保测量结果的精确度和可靠性。
5. 重复性：重复性是指经纬仪在多次测量同一点时，得到的测量结果之间的一致性。
较好的重复性意味着经纬仪能够提供稳定和可靠的测量结果。
为了提高重复性，制造商需要采用稳定的测量技术和精密的数据处理方法，以减少随机误差和外界干扰对测量结果的影响。
6. 环境适应性：环境适应性是指经纬仪在不同环境条件下的测量能力。
例如，经纬仪可能需要在高温、低温、高湿度或低湿度等复杂环境下工作。
为了提高环境适应性，制造商需要采用耐高温、耐湿度和防尘防水等设计措施，确保经纬仪在不同环境条件下的正常工作和精确测量。
经纬仪的精度参数对于测量结果的准确性和精确度至关重要。
测量误差基础知识—角度测量的精度(工程测量)
∑ =
角度测量的精度
➢ 多边形水平角闭合差的规定
如果以两倍中误差为极限误差，则允许的n边形的角度闭合差为：
允 =
例如，设水平的测角中误差 = ±18″ ，则三角形的角度闭合差限差应为：
= × ±″ × ≈ ±″
由于一测回的水平角值取盘左、盘右两个半测回角度的平均值，故半测回
水平角值的中误差为：
′ = = ±″
盘左、盘右水平角值之差的中误差为：
∆ = ′ = ±″
角度测量的精度
➢ 水平角观测的精度规定
取两倍中误差为极限误差，则为±34″。考虑观测水平角时还有仪器对中
和目标偏心误差的影响，故DJ6级光学经纬仪观测水平角，盘左、盘右分
工程测量课件
角度测量的精度
角度测量的精度
➢ 水平角观测的精度规定
用DJ6级经纬仪观测水平角，根据仪器的设计标准，一测回方向观测中误
差（仅包含瞄准与读数误差） = ±″，水平角为两个方向值之差，故一
测回水平角观测的中误差为：
= = ±″ = ±. ″
角度测量的精度
➢ 水平角观测的精度规定
别测得水平角值之差的允许值，一般规定为±″ 。
角度测量的精度
➢ 多边形水平角闭合观测水
平角时每个角度都有偶然误差，使内角之和不等于理论值而产生角度闭合
差：
= + + ⋯ + − − × ° = ∑ − − × °
经纬仪测量使用方法
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。
由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。
测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。
按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪；按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。
此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。
DJ6经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪。
主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成。
1、基座部分用于支撑基照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器2、照准部照准部是经纬仪的主要部件，照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等。
3、度盘部分DJ6光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘，均由光学玻璃制成。
水平度盘沿着全圆从0°～360°顺时针刻画，最小格值一般为1°或30′。
步骤/方法经纬仪的安置方法1）三脚架调成等长并适合操作者身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器基座面与三脚架上顶面平行。
2）将仪器舞摆放在测站上，目估大致对中后，踩稳一条架脚，调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点），用双手各提一条架脚前后、左右摆动，眼观对中器使十字丝交点与测站点重合，放稳并踩实架脚。
3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器。
4）将水准管平行两定平螺旋，整平水准管。
5）平转照准部90度，用第三个螺旋整平水准管。
6）检查光学对中，若有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其精确对中，旋紧连接螺旋，再检查水准气泡居中。
陀螺仪论文-陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差
陀螺经纬仪定向的误差分析及导线平差摘 要：井下经纬仪导线通常是由井底车场开始的向井田边界推进的，根据误差累计原理，导线点位的误差离井底车场越远误差越大。
利用陀螺经纬仪定向时，对其进行误差分析及平差，能有效地控制误差，并提供最优定向法！关键词：陀螺经纬仪；定向误差；导线平差1 陀螺经纬仪定向的精度平定陀螺经纬仪的定向精度主要以陀螺方位角一次测定中误差m T 和一次定向中误差m α表示。
1.1 陀螺方位角一次测定中误差在待定边进行陀螺定向前，陀螺仪需在地面已知坐标方位角边上 测定仪器常数△。
按《煤矿测量规程》规定，前后共需测4~6次，这样就可按白赛尔公式求算陀螺方位角一次测定中误差，即仪器常数一次测定中误差（简称一次测定中误差）为：[]1vv n ±∆- 式中 v i —仪器常数的平均值与各次仪器常数的差值；n △—测定仪器常数的次数。
则测定仪器常数平均值的中误差为：m △平= m T 平=mT n ±∆1.2 一次定向中误差一次定向中误差可按下式计算：式中 —仪器常数平均中误差； —待定边陀螺方位角平均值中误差；m α= 222·m m T m λ∆±平+平+—确定子午线收敛角的中误差。
因确定子午线收敛角的误差m γ较小，可以忽略不计，故上式可写为：m α= 22·m T m ∆±平+平 2 陀螺经纬仪一次测定方位角的中误差分析如前所述，陀螺经纬仪的测量精度，以陀螺方位角一次测定中误差表示。
不同的定向方法，其误差来源也有差异。
目前国内最常用的是跟踪逆转点法和中天法，其中所用的一些数据是根据具体的仪器试验分析所得，有一定得局限性，但对掌握误差分析方法而言，却是无关紧要的。
2.1 跟踪逆转点法定向时的误差分析以JT 15型陀螺经纬仪为例进行探讨。
按跟踪逆转点法进行陀螺定向时，主要误差来源有：①经纬仪测定方向的误差；②上架式陀螺仪与经纬仪的连接误差；③悬挂带零位变动误差；④灵敏部摆动平衡位置的变动误差；⑤外界条件，如风流、气温及震动等因素的影响。
经纬仪、水准仪、全站仪误差
经纬仪全站仪水准仪误差分析和校准Leica SUR John Shao一、误差分类1、仪器构造误差1）视准轴误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。
2）横轴不水平误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。
3）纵轴误差的影响(1) 纵轴误差的影响不仅随观测目标的垂直角的增大而增大，而且与横轴所处的方向有关；(2) 盘左盘右取平均不能消除该项误差。
4）照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及盘左、盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。
5）其他仪器误差的影响 度盘刻划不均匀误差，竖盘指标差。
2、与观测者有关的误差1）仪器对中误差2）目标偏心误差3）照准误差4）读数误差3、与外界条件有关的误差1）温度的变化2）大风的影响3）大气折光4）大气透明度5）地面稳定性二、经纬仪误差分析：有六项主要误差，即：（1）安平水准器轴垂直于竖轴误差；（2）十字丝竖丝与铅垂线平行误差；（3）视准轴垂直于横轴误差；（4）横轴垂直于竖轴误差——i角误差；（5）竖盘指标差误差；（6）2C误差。
（7）光学对中器的检校（8）圆水准器的检校(次 要)前六项主要误差校正，是在不存在度盘偏心差前提下进行的、否则需先校正度盘偏心差。
（1）如何校正安平水准器轴垂直于仪器竖轴误差检验：初步整平仪器，转动照准部使水准管平行于一对脚螺旋连线，转动这对脚螺旋使气泡严格居中；然后将照准部旋转180˚，如果气泡仍居中，则说明条件满足，如果气泡中点偏离水准管零点超过一格，则需要校正。
校正：先转动脚螺旋，使气泡返回偏移值的一半，再用校正针拨动水准管校正螺钉，使水准管气泡居中。
如此反复检校，直至水准管旋转至任何位置时水准管气泡偏移值都在一格以内。
（2）十字丝竖丝与铅垂线平行误差检验 ：用十字丝交点瞄准一清晰的点状目标P，转动望远镜微动螺旋，使竖丝上、下移动，如果P点始终不离开竖丝，则说明该条件满足，否则需要校正。
十字丝竖丝与铅垂线平行的检验校正：旋下十字丝环护罩，用小螺丝旋具松开十字丝外环的4个固定螺钉，转动十字丝环，使望远镜上、下微动时，P 点始终在竖丝上移动为止，最后旋紧十字丝外环固定螺钉。
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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
'' v '' '' v
e' L sin '' '' D D
时间观测，设法克服不利环境的影响，以提高观测成 1、瞄准误差 影响瞄准的因素很多，如人眼分辩两个点的最小视角约为60″。以此作为眼睛 的鉴别角。当使用放大倍率为ν倍，这时的瞄准误差为 60 m v 设望远镜的放大倍率为26倍，则该仪器的瞄准误差为 60 m 2.3 26 2、读数误差 用分微尺测微器读数时，一般可估到最小格值的十分之一。以此作为读数误 差m0，则 m0 =±0.1t 式中t为分微尺的最小格值。 设t=1′，则读数误差m0=±6″。如果反光镜进光情况不佳，读数显微镜调焦不 好和观测者的技术不够熟练，则估读误差可能超过±6″。 五、外界条件的影响 外界条件对观测质量有直接影响。因此，要选择目标成像清晰而稳定的有利
1
1
D1
e sin
2
''
D2
e sin( ' )
因此，仪器的对中误差对水平角的影响为
' sin sin( ) ' 1 2 ''e( ) D1 D2
当β=180°，θ=90°时，ε的角值最大，即
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