§3.2 精密光学经纬仪的构造及使用方法
控制测量中，需用经纬仪进行大量的水平角和垂直角观测。使用经纬仪进行角度观测，最重要的环节是：仪器整平、照准和读数。我们围绕这三个环节，对光学经纬仪的构造和使用方法作如下介绍。
3.2.1 水准器
由前节可知，测角时必须使经纬仪的垂
直轴与测站铅垂线一致。这样，在仪器结
构正确的条件下，才能正确测定所需的角
度。要满足这一要求，必须借助于安装在
仪器照准部上的水准器，即照准部水准器。
照准部水准器一般采用管状水准器。管水
准器是用质量较好的玻璃管制成，将玻璃
管的内壁打磨成光滑的曲面，管内注入冰
点低，流动性强，附着力较小的液体，并
留有空隙形成气泡，将管两端封闭，就成
为带有气泡的水准器，如图3-3所示。
1. 水准轴与水准器轴
为了便于观察水准器的倾斜量，在水准管的外壁上刻有若干个分划，分划间隔一般为2mm ，其中间点称为零点。
水准器安置在一个金属框架内，并安装在经纬仪照准部支架上，所以把这种管状水准器称为照准部水准器。照准部水准器框架的一端有水准器校正螺旋，通过校正螺旋，使照准部水准器的水准器轴与仪器垂直轴正交。
所谓水准器轴，就是过水准器零点O ，水准管内壁圆弧的切线，如图3-3所示。另外，由于水准管内的液体比空气重，当液体静止时，管内气泡永远居于管内最高位置，如图3-3中的'O 位置。显然，过'O 作圆弧的切线，此切线总是水平的，我们称此切线为水准轴由此可知，使其水准轴与水准器轴相重合，即气泡最高点'O 与水准器分划中心O 重合，这时经纬仪的垂直轴与测站铅垂线重合，这个过程称为整置仪器水平。
2. 水准器格值
我们知道，当水准器倾斜时，水准
管内的气泡便会随之移动。不同的水准
器，虽然倾斜的角度完全相同，各自的
气泡移动量不会完全相同。这是因为不
同的水准器，它们的灵敏度不同。灵敏
度以水准器格值表示。所谓水准器格值，
就是当水准气泡移动一格时，水准器轴
所变动的角度，也就是水准管上的一格
所对应的圆心角。
如前所述，水准管的内壁是一圆弧，圆弧的曲率半径愈大，水准管上一格所对应的圆图3-3 水准轴与水准器轴
心角愈小，即水准器格值愈小，水准器的灵敏度就愈高。如图3-4，设气泡在水准管内移动一个格O 'O ，O 'O 所对应的圆心角为τ。若圆弧的半径为R ，则ρρττ("'"'R
OO R OO ==或为常量206 265) 。 图3-4水准器格值
由于水准器轴与仪器的垂直轴正交，若气泡偏离水准器分划零点n 个格，当水准器格值"τ已知时，就可以按下式计算出仪器垂直轴倾斜的角度V ：
"τ?=n V （3-2）
即垂直轴倾斜角度等于气泡偏离水准器零点的格数乘以水准器格值。
3.2.2 望远镜
如前所述，望远镜构成视准轴，在照准目标时形成视准线，以便精确地照准目标。也就是说，望远镜的作用有二：一是将不同距离的远方目标，通过成像，放大视角，以便更清晰地看到目标；二是用望远镜的视准轴精确照准目标，以确定目标的视准线方向。
望远镜由物镜和目镜组成，来自目标的光线经过透镜折射成像，如图3-5所示，目标AB 经物镜成像''B A ，然后再经目镜成为放大的倒像""B A 。
图3-5 望远镜成像原理
另外，为了能够照准目标，在望远镜内安装十字丝网，十字丝网的形状如图3—6所示。十字丝的竖丝应垂直，横丝应水平。观测水平角时，当目标恰被夹在竖丝中，就算照准了目标。这是测量望远镜与一般望远镜的区别。
图3-6 望远镜十字丝网
十字丝的中心与物镜光心的连线称为视准轴。所谓照准，就是使视准轴指向目标，即视 准轴与目标在一条直线上。为了能够正确照准目标，要求目标成像恰好落在十字丝网面上。 这样在照准时，观测者的眼睛稍微左右移动时，目标与十字丝网的相对位置才不会改变。否 则，就会因观测者眼睛位置不同而产生照准误差，称为视差。
为了使目标恰好落在十字丝面上，消除视差，在望远镜的物镜与目镜之间，安装一个调 焦透镜。调焦透镜可以前后移动，从而改变目标像A′B′ 的位置。这样，不同的视力，先调整目镜，使十字丝清晰，再调整调焦透镜，使目标像清晰(即目标像落在十字丝网面上)，则
视差被消除。
综上所述，望远镜由物镜、目镜、十字丝网和调焦透镜四部分组成。物镜和目镜起放大目标像的作用，十字丝与物镜光心构成视准轴供照准目标用；调焦透镜用来调整目标像的位置，起消除视差的作用。其结构如图3-7。
图3-7 望远镜结构示意图
3.2.3 水平度盘和测微器
经纬仪的水平度盘和测微器是用以量度水平角的重要部件，它们二者之间以一定的关系结合起来，就能读出照准目标后的水平角或水平方向值。
1. 水平度盘
光学经纬仪的水平度盘都是用玻璃制成的，安置在仪器基座的垂直轴套上，当仪器照准部转动时，要求水平度盘不得转动和移动。
在水平度盘圆周边上精细地刻有等间隔分划线，全周刻360度，每度一标记，按顺时针方向增值，每度间隔内再等间隔刻有若干个小分划，相邻小分划的间隔值就是该水平度盘的最小分格值。如威特T3经纬仪，在每度间隔内刻有十五个分格，显然，每个分格值为'4。由于水平度盘的周长有限，所以度盘的分格很小，只有借助显微镜才能看清分划线。即使这样，也只能估读到1／10格，这远不能满足精确测角的要求。因此，需要安置显微测微器，以精确量取不足一格之值。
2. 光学测微器及测微原理
为了便于理解光学测微器的测
微原理，下面首先介绍显微镜的成
像光路。
（1）度盘成像光路
目前光学经纬仪的度盘成像光
路可分为两类：第一类，光线能透
过度盘，称为透射式度盘，以蔡司
010经纬仪为代表；另一类在度盘分
划面上镀一层银，光线射到度盘分
划面上，照亮分划面后又被反射回
来，称为反射式度盘，此类经纬仪
以威特经纬仪为代表。
1）反射式度盘成像光路
图3-8为反射式度盘成像光路。
它与普通显微镜的共同之处在于：
都有物镜和目镜。但是，它的作用
是精确测定不足一个分格的微小
量，因此其结构有如下特性：
图3-8 反射式度盘成像光路
第一，为了使度盘对径两端的分划同时成像，来自反光镜的一束光线，在度盘下面的长棱镜的下部被分为二束射入度盘的对径180°的两端，照明度盘分划线。然后，带有度盘两端分划的光线又由长棱镜的上部各经两次反射，同时进入物镜，因而，它们能同时成像于一个平面上，又能上下分开。
第二，双菱形棱镜的两个上斜面，就是显微镜的成像面，在此上面有指标线和度盘读数窗的框子，两个棱镜上斜面的交线就是目镜中见到的度盘上、下影像之问的水平线。
第三，测微器由光路中的两块平行玻璃板及测微盘组成。
垂直度盘的光路如图3-8 Array所示，不再赘述。
2）透射式度盘成像光路
图3-9为透射式度盘成像
光路，它的成像过程与反射式
度盘成像过程大体相同。其不
同点之一，度盘的照明方式不
同于反射式度盘。如图3-9，
光线自反光镜射入后，经棱镜
折射透过度盘的左端，再由透
镜组将度盘左端的分划成像
于度盘右端分划面上，且保持
原有的分划宽度，只是将像旋
转180°。不同点之二，度盘
分划成像于直角棱镜的垂直
面上，在其上刻有度盘窗口。
不同点之三，在物镜与成像面
之间放置了两对光楔来构成
图3-9 透射式度盘成像光路
测微器。
（2）测微器的基本结构和测微原理
由图3-8和图3-9可以看出，图3-8中所示的测微器属于双平行玻璃板式测微器，图3-9 中所示的测微器为双光楔式测微器。
1）双平行玻璃板式测微器测微原理
双平板测微器主要由两块平行玻璃板、测微盘及其他部件构成，见图3-10。
由几何光学知：当光线通过两个折射面互相平行的玻璃板时，方向不会产生变化，仅产生平行位移，其位移量与入射角有关。如图3-11所示，当光线垂直于平行玻璃板的折射面(即入射角为零)入射时，并不产生折射、平移。当光线的入射角i(即不垂直于折射面)时，出射光线方向虽然不变，但其位置却平移了?h。入射角i改变时，平移量?h也随之改变。对于一定厚度的平行玻璃板，当入射角i很小时，光线的平移量?h与其入射角成正比，这就是平行玻璃板的特性。
对于双平行玻璃板测微器，当将两块平行玻璃板相对转动时（即一顺时针转动，另一逆时针转动），度盘对径两端分划也就作相对移动。如果将刻有分划的测微盘与转动平行玻璃板的机构连在一起，而且，当转动平行玻璃板使度盘分划线像相对移动一格时（即各移动半格），测微盘正好从零分划转动到最末一个分划，根据这种关系，测微器就起到量度度盘上
不足一格的值的作用。
2）光楔式测微器测微原理
光楔式测微器主要由光楔和测微尺组成。由几何光学知道，光楔能使光线向光楔的底
面偏折，偏折角的大小与光楔的楔角成正比。
图3-10 双平行玻璃板测微器图3-11 平行玻璃板行倾斜使光线平移
a平面，在测微器中，把楔角相等的两个光楔安置成图3-12的形式，使ac平面平行于''c
且互相倒置，与光线正交。因为它们的楔角相等且又互相倒置，A光楔使光线偏折向下，B 光楔又使光线向上偏折同一量。这样，光线就被平移。如果A光楔固定不动，而把B光楔沿光轴前后移动，则光线的平移量△h随两光楔之间的距离增大而增大。当两光楔贴合在一起时，它就成了一块平行玻璃板，对垂直于入射面入射的光线不产生移动。这就说明在一定条件下双光楔可以起到平行玻璃板的作用。但是，两种光学零件的运动方式却不同。平行玻璃板是由于其倾斜使光线产生平移，双光楔则是由于其中一个光楔的直线运动产生平移。
图3-12 双光楔对光线的平移
如图3-13所示，将两组光楔分别安置在度盘
对径分划的光路中，下面一块K1为固定光楔，上
面一块K2为活动光楔。这样，沿直线移动活动光
楔，便可使度盘对径两端的分划光线作相向或相
背移动。把活动光楔与测微尺L固定在一起，装
在一齿条上，用测微螺旋上的齿轮带动它，转动
测微螺旋时，活动光楔。与测微尺便一起运动，
度盘对径两端分划光线相对移动一格，测微尺相
应从零分划移至末端的最后一个分划。这样，测
微尺就可量度出度盘上不足一格的值来。
3. 读数方法
如前所述，使用经纬仪进行角度测量，读数
图3-13 光楔式测微器测微原理
是三个环节之一，又由测微器和度盘的作用可知，经纬仪照准目标之后，其读数就是度盘读数和测微器读数之和。那么，只要会读取度盘读数和测微器读数，经纬仪的读数方法即被掌握。
由光学经纬仪光路和测微器结构原理可知，现代精密光学经纬仪一般都采用对径分划同时成像，通过测微器使度盘对径分划线作相向移动并作精确重合，用测微盘量取对径分划像的相对移动量，这种读数方法叫做重合读数法。
重合读数法的基本方法步骤是：
（1）先从读数窗中了解度盘和测微盘的刻度与注记，确定度盘的最小格值。
度盘对径最小分格值 的总格数
度盘上
121?=G 测微盘的格值 测微盘总格数
度盘对径最小分格值G T = （2）转动测微螺旋，使度盘正倒像分划线精确重合。读取靠近度盘指标线左侧正像分划线的度数 N 。
（3）读取正像分划线 N 到其右侧对径 180的倒像分划线(即 N ±
180)之间的分格数n 。
（4）读取测微盘上的读数c ，c 等于测微盘零分划线到测微盘指标线的总格数乘测微盘格值T 。
综上所述，可得如下的读数公式：
c G n N M +?+=
综合读数公式，举例进一步说明读数方法：
第一，威特T 3经纬仪水平度盘读数方法，见图3-14。
图3-14 威特T 3经纬仪水平度盘读数
第二，威特T 2读数、蔡司010经纬仪水平度盘读数方法，见图3-15。
图3-15 威特T2、蔡司010经纬仪水平度盘读数
另外，有些类型的经纬仪，虽然仍采用重合法读数，
但读数窗中视场有所更新。图3-16就是新威特T2经纬仪
度盘读数窗的视场。一看便知，读数应为94°12′4″。
3.2.4 垂直度盘与垂直角
由§3.1可知，垂直角是照准目标的视准线与相应的水
平视线的夹角。为此，要测定垂直角，需要解决两个问题：
一要求出视准线在垂直度盘上的读数；二要求出相应的水平视线在垂直度盘上的读数。垂直角α的计算式可写成：
α=视准线在垂直度盘上的读数-水平视线在垂直度盘上的读数
为了得到视准线在垂直度盘上的读数，在设计经纬仪时，将望远镜、垂直度盘均固定在水平轴上，并使水平轴与垂直度盘正交且通过其中心。这样，视准线在垂直度盘上的读数为一已知的定数；为了得到水平视线在垂直度盘上的读数，在垂直度盘上安置一个读数指标。用读数指标把水平视线在垂直度盘上的位置标示出来。这时，读数指标在垂直度盘上的读数就是水平视线在垂直度盘上的读数。由此可见，当俯仰望远镜照准目标后，其视准线在垂直度盘上的读数与其水平视线在垂直度盘上的读数之差，就是要测定的垂直角。这就是利用垂直度盘测定垂直角的基本原理。
由于垂直度盘、望远镜均固定在水平轴上，当垂直度盘的刻度确定之后，不论望远镜如何俯仰，照准目标后视准线在垂直度盘上的读数都是固定不变的。也就是说，视准线在垂直度盘上的读数取决于垂直度盘的刻划方法。
1. 垂直度盘刻划
垂直度盘的刻划方法随经纬仪类型不同而不同，刻划方法大致可分为两类：第一类，是在度盘的全周上沿逆时针方向由0°到360°，且使90°到270°分划线的连线与望远镜视准轴平行，如图3-17。盘左时，视准线在垂直度盘上的读数永为90°；盘右时，永为270°。威特T 2、蔡司010型经纬仪都属于这一类。第二类，不是从0°到360°，而是从55°到125°，对径刻划(即相差180°的刻划)注记相同。望远镜视准轴与对径读数均为90°的刻划线平行。即不论盘左或盘右，视准线在垂直度盘上的读数永为90°，如图3-18。
图3-16 新威特T 2读数窗
图3-17 J 2级经纬仪垂直度盘测角示意图
图3-18 T 3经纬仪垂直度盘测角示意图
2．垂直度盘的指标水准器、自动归零装置
如前所述，水平视线在垂直度盘上的读数，是用读数指标把水平视线在垂直度盘上的正确位置确定下来。把读数指标在垂直度盘上的正确位置确定下来的方法目前有两种：符合水准器或自动归零装置。
（1）垂直度盘指标水准器
光学经纬仪的垂直度盘
指标水准器，一般都采用符合
水准器，这样，既可提高气泡
的安平精度，又便于观察，对
于格值为10″以上的水准器，
其安平精度可提高2～3倍。
符合水准器的原理见图3-19，
它是利用两块棱镜1、2，使气
泡的a 、b 两端经过二次反射
后，符合在一个视场内。两块
棱镜1、2的接触线cc′ 成为气
泡的界线，再经过棱镜3放大
为人眼看到。这种水准器叫做符合水准器。这样，在安置垂
直度盘读数指标时，使读数指标与符合水准器的水准器轴重合，若两者不重合，校正符合水准器的改正螺旋，使它们重合，以此来达到垂直度盘读数指标保持水平。
（2）垂直度盘指标自动归零装置
近代一些先进的经纬仪，为了既保证垂直角观测的精度，又提高效率，采用指标自动归图3-19 符合水准器原理
零(或称自动补偿)装置代替指标水准器。其目的仍然是：在进行垂直度盘读数时，使垂直度盘的读数指标保持水平状态。
各种垂直度盘读数指标自动归零装置都是利用重力使悬吊物体自然下垂，或使液面保持水平的原理，通过光学折射补偿的方法，达到垂直度盘读数指标自动归零的目的。目前采用的自动归零装置有三类：吊丝式自动归零装置、簧片式自动归零装置和液体式自动归零装置。带有垂直度盘读数指标自动归零装置的仪器，在测量垂直角时，因无须调整指标水准器符合，显得方便快捷多了。
3．垂直角、指标差计算公式
我们知道，垂直角是视准线在垂直度盘上的读数与水平视线（即垂直度盘读数指标）读数之差。由于望远镜与垂直度盘固定在一起。这样，视准线在垂直度盘上的读数，将随着垂直度盘刻划方式的不同而不同，所以，其垂直角的计算公式也将不同。
（1）蔡司010和威特T 2经纬仪垂直角、指标差计算公式
此类仪器的垂直度盘刻划方式如图3-17（a ）所示。其视准线在垂直度盘上的读数，盘左时为90°（如图3-17（b ）），盘右时为270°（如图3-17（c ））。
俯仰望远镜照准目标，水平视线（即读数指标）在垂直度盘上的读数，盘左时为L （如图3-17（b ）），盘右时为R （如图3-17（c ））。
依照测定垂直角的原理，由图3-17可以看出，盘左时，垂直角左α为
L -= 90左α
盘右时，垂直角右α为：
270-=R 右α
取盘左、盘右（左α、右α）的中数，即得垂直角计算公式：
2
180L R --= α （3-3） 实际上，读数指标的位置不可能完全正确，当指标水准器气泡居中时，读数指标与水平视线总有一夹角i ，我们称之为指标差。存在指标差i 时，盘左和盘右位置，望远镜视准轴在垂直度盘的读数不受其影响，而水平读数指标的读数分别为L 、R 。由图3-17的B 、C 可知，L 、R 与没有指标差时的正确读数L 。、R 。的关系为
??
?-=-=i
R R i L L 垂直角为
?????--=+-=i R i 270L 90右左αα （3-4） 取其中数，垂直角计算公式为
2
180L R --= α （3-5）
（3-3）式与（3-5）式完全相同。这表明，通过盘左、盘右观测垂直角，可以消除指标差的影响。
将（3-4）式的两式相减，可得
0)270()90(=---+-i R i L
即 2
360
-+=R L i （3-6） 这就是威特T 2和蔡司010经纬仪的指标差计算公式。
（2）威特T 3经纬仪的垂直角、指标差计算公式
如前所述，威特T 3经纬仪垂直度盘的刻划特点是：非全圆周刻划及分划注记仅为实际 所对角度的一半。另外，读数指标不是与水平视线一致，而是与水平视线正交。因此，其垂直角、指标差的计算公式与威特T 2、蔡司010经纬仪的不同。由图3—18可以看出，盘左、盘右时，望远镜照准目标后其视准轴(即视准线)的读数均为90°，读数指标的读数分别为L 、R 。没有指标差时的正确读数为L 。、R 。，则
??
?-=-=1
1i R R i L L 盘左、盘右时，垂直角应为 ?????+-=+=--=-=i i i L i L 2)R 90(2)R -90(22)90(290-211 右
左）（αα （3-7） 取其中数，得垂直角计算公式
R L -=α （3-8）
将式（3-7）的两式相减，得
[][]
02)90(22)90(211=+----i R i L
由于垂直度盘刻划是实际所对角度值的2倍，所以，上式可写成：
180)(-+=R L i （3-9）
3.2.5 常用精密光学经纬仪简介
经纬仪是按照所能达到的测角精度来分类的，凡适用于国家各等级三角、导线测量的光 学经纬仪，通称为精密光学经纬仪。用于地形及工程测量的光学经纬仪称为普通光学经纬仪 或工程光学经纬仪。
《国家三角测量和精密导线测量规范》指出，用于国家各级角度观测的精密光学经纬仪
系列分为：J07，J1，J2；普通光学经纬仪分为：J6和J30。“J”为“经纬仪”汉语拼音的第一个字母；数标为该级仪器能达到的测角精度指标。
常用精密光学经纬仪系列中的威特T3、威特T2、蔡司010、苏光J2经纬仪的外形和主要部件名称分别见图3-20、图3-21、图3-22、图3-23，主要技术参数见表3-1。
图3-20 威特T3经纬仪图3-21 威特T2经纬仪
1—垂直制动螺旋；2—测微轮；3—读数显微镜的目镜管；4—垂直微动螺旋；5—度盘影像变换钮；6—水平微动螺旋；7—水平制动螺旋；8—三角基座；9—垂直度盘符合水准器反射棱镜；10—瞄准器；11—垂直度盘水准器改正螺旋；12—望远镜调焦环；13—度盘照明反光镜；14—望远镜的目镜管；15—照准部的水准器；16—圆盒水准器；17—照准部与基座的连接螺旋；18—垂直度盘水准器；19—垂直度盘水准器微动螺旋；20—水平度盘变换螺旋；21—水平度盘变换螺旋保险钮；22—物镜内镀银面；23—十字丝照明反光镜；24—照准部水准器改正螺旋；25—光学对点器；26—脚螺旋
图3-22 蔡司010经纬仪
1—望远镜物镜；2—光学瞄准器；3—十字丝照明反光板螺旋；4—测微轮；5—读数显微镜管；6—垂直微动螺旋弹簧套；7—度盘影像变换螺旋；8—照准部水准器校正螺丝；9—水平度盘物镜组盖板；10—水平度盘变换螺旋护盖；11—垂直度盘转像透镜组盖板；12—望远镜调焦环；13—读数显微镜目镜；14—望远镜目镜；15—垂直度盘物镜组盖板；16—垂直度盘指标水准器护盖；17—照准部水准器；18—水平制动螺旋；19—水平度盘变换螺旋；20—垂直度盘照明反光镜；21—垂直度盘指标水准器观察棱镜；22—垂直度盘指标水准器微动螺旋；23—水平度盘转像透镜组盖板；24—光学对点器；25—水平度盘照明反光镜；26—照准部与基座的连接螺旋；27—固紧螺母；28—垂直制动螺旋；29—垂直微动螺旋；30—水平微动螺旋；31—三角基座；32—脚螺旋；33—三角底板
图3-23 苏光J2经纬仪
光学经纬仪的结构组成 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
普通光学经纬仪的结构组成大致可分为基座、度盘、照准部等三大部分，如图225（b ）所示。 图223 苏州J2光学经纬仪的基本结构 1望远镜；2望远镜目镜；3物镜；4物镜调节螺旋；5光学瞄准器；6读数显微镜；7竖直度盘；8望远镜制动螺旋 9望远镜微调螺旋；10竖盘进光镜；11竖盘指标水准管微调；12竖盘指标水准管显示窗；13水平、竖直度盘换像手轮 14水平度盘制动螺旋；15水平度盘微调螺旋；16水平度盘进光镜；17测微器调节手轮；18光学对中器；19水准管 20水平度盘变位手轮；21基座中心轴套固定螺旋；22底座；23脚螺旋；24底座连接板；25水准盒；26仪器支架 图225 光学经纬仪的结构 （a ）光学经纬仪的几何结构示意图；（b ）J2光学经纬仪的基本组成结构 VV ——竖轴；HH ——横轴；LL ——水准管轴；CC ——视准轴 1—望远镜；2—读数显微镜；3—竖直度盘；4—竖盘进光镜；5—竖盘制动螺旋；6—测微轮；7—瞄准镜；8—竖盘微动螺旋 9—水平、竖直度盘转换螺旋；10—仪器外壳支架；11—对中器；12—仪器中心旋转轴套；13—水平度盘；14—水平制动螺旋 15—水平微动螺旋；15— 水平度盘进光镜；17—仪器中心旋转轴套制动螺丝；18—脚螺旋；19—底座连接板
另外，为方便目标的快速捕捉，在望远镜的上下还分别装设的光学瞄准器，以实现对观测目标的初瞄准。 图228 对中器示意图 （a ）对中器外形图；（b ）对中器原理结构；（c ）对中器分划板 图224 北京TDJ2E 光学经纬仪的基本结构 1望远镜；2望远镜目镜；3物镜；4物镜调节螺旋；5光学瞄准器；6读数显微镜；7竖直度盘；8望远镜制动螺旋 9望远镜微调螺旋；10竖直度盘进光镜；11竖直度盘补偿器；12仪器外壳支架；13水平、竖直度盘换像手轮 14水平度盘制动螺旋；15水平度盘微调螺旋； 16水平度盘进光镜；17测微器调节手轮；18光学对中器19水准管 20水准盒；21度盘离合、变位手轮；22底座；23脚螺旋；24底座连接板
第三节经纬仪的使用 一、安臵仪器 安臵仪器是将经纬仪安臵在测站点上，包括对中和整平两项内容。对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位臵，水平度盘处于水平位臵。 1．初步对中整平 （1）用锤球对中，其操作方法如下： 1）将三脚架调整到合适高度，张开三脚架安臵在测站点上方，在脚架的连接螺旋上挂上锤球，如果锤球尖离标志中心太远，可固定一脚移动另外两脚，或将三脚架整体平移，使锤球尖大致对准测站点标志中心，并注意使架头大致水平，然后将三脚架的脚尖踩入土中。 2）将经纬仪从箱中取出，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。 3）此时，如果锤球尖偏离测站点标志中心，可旋松连接螺旋，在架头上移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，然后旋紧连接螺旋。 （2）用光学对中器对中时，其操作方法如下： 1）使架头大致对中和水平，连接经纬仪；调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，使光学对中器的分划板小圆圈和测站点标志的影像清晰。 2）转动脚螺旋，使光学对中器对准测站标志中心，此时圆水准器气泡偏离，伸缩三脚架架腿，使圆水准器气泡居中，注意脚架尖位臵不得移动。 2．精确对中和整平
（1）整平 先转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，如图3-7a 所示，两手同时向内或向外转动这两个脚螺旋，使气泡居中，注意气泡移动方向始终与左手大拇指移动方向一致；然后将照准部转动90°，如图3-7b 所示，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。再将照准部转回原位臵，检查气泡是否居中，若不居中，按上述步骤反复进行，直到水准管在任何位臵，气泡偏离零点不超过一格为止。 （2）对中 先旋松连接螺旋，在架头上轻轻移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，或使对中器分划板的刻划中心与测站点标志影像重合；然后旋紧连接螺旋。锤球对中误差一般可控制在3mm 以内，光学对中器对中误差一般可控制在1mm 以内。 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。 二、瞄准目标 （1）松开望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋，将望远镜朝向明亮背景，调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。 （2）利用望远镜上的照门和准星粗略对准目标，拧紧照准部及望远镜制动螺旋；调节物镜对光螺旋，使目标影像清晰，并注意消除图3-7 经纬仪的整平
实验一D J6光学经纬仪的认识与使用
精品资料 实验一 DJ6光学经纬仪的认识与使用 减小字体增大字体 1.目的和要求 (1)了解DJ6经纬仪的构造，主要部件的名称和作用。 (2)练习经纬仪的对中、整平、瞄准和读数的方法。 (3)要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。 2.计划与仪器工具 (1)实验时数安排为2个学时，每一实验小组由4—6人组成。 (2)每实验小组配备DJ6经纬仪1台，测钎2只，记录板1块，伞1把。 (3)认识经纬仪的构造，熟悉经纬仪的操作。 3.方法与步骤 (1)经纬仪的安置 1）初步对中整平 ①用垂球对中张开三脚架，安置在测站上，使三脚架高度适中，架头大致水平。挂上锤球，平移三脚架，使锤球尖大致对准测站点，并注意保持架头大致水平，并将架脚的脚尖踩入土中。然后把经纬仪从箱中取出，用连接螺旋将其固连在三脚架上。调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。此时，如果垂球尖偏离测站点标志中心，稍松连接螺旋，双手扶住基座，在架头上平移仪器，使锤球尖准确对准测站点，最后旋紧连接螺旋。 ②用光学对中器对中使架头大致对中和水平，连接经纬仪；调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，使光学对中器的分化板小圆圈和测站点标志的影像清晰。固定一只三脚架腿，目视对中器目镜并移动其它两只架腿，使镜中小圆圈对准地面点，踩紧脚架，若光学对中器的中心与地面点略有偏离，可转动脚螺旋，使光学对中器对准测站标志中心，此时圆水准器气泡偏离，伸缩三脚架腿，使圆水准器气泡居中，注意脚架尖位置不能移动。 2）精确对中和整平 松开照准部制动螺旋，转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，两手同时反 向转动这对脚螺旋，使气泡居中；将照准部旋转90°，转动第三只脚螺旋，使气泡居中。以上步骤反复1～2次，使照准部转到任何位置时水准管气泡的偏离不超过1格为止。此时若光学对中器的中心与地面点又有偏离，稍松连接螺旋，在架头上平移仪器，使光学对中器的中心准确对准测站点，最后旋紧连接螺旋。锤球对中误差在3mm以内，光学对中器对中误差在1mm以内。对中和整平一般需要几次循环 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
经纬仪的使用说明书 说明书和操作技巧 满意答案 好评率：100% J6、J6E光学经纬仪使用说明书 一、仪器的用途和特点 本仪器的测角精度：水平方向一测回的方向误差不大于±6"；天顶距测量中误差不大于±9"，适用于低等控制测量，地形测量，矿山测量和工程导线测量等。本仪器具有下列特点： 1、望远镜采用内调焦系统（J6E 为正像内调焦系统），主物镜为三片分离型结构。分划板设有双丝和单丝，便于照准不同目标，水平和垂直分划丝上均有供测距用的视距丝。望远镜孔径大，鉴别率高，成像清晰，用于观测远近目标均适宜。 2、度盘读数采用光学带尺读数系统，在同一视场内可同时直接读取水平角和天顶距，并公用一个照明系统，使用方便，读数快速、精确。 3、对点器系一小型望远镜，用于对地面点进行观测，其物镜可随照准部转动；易于发现和消除对点误差，仪器还附有测锤，便于在不同条件下的对点工作。 4、竖轴采用强制定心球面导轨滚珠支承的半运动式轴系（结构示意图见下图），定向及置中精度高，对温度不敏感，不易卡死。由于强制定心和大型球面滚珠支承的摩擦力距较大，运转时有轻微“沙 沙”声，但绝不影响使用。 5、基座内设有防偏扭簧片，通过此簧片将基座上、下体作半刚性联接，可防止扭转，消除偏扭误差。 6、按用户要求可提供管状定心磁针。 7、仪器出厂前均经环境模拟试验和防霉、防雾处理，经久耐用。仪器可在－25°C ～＋40°C 环 境温度下工作。 二、仪器的主要技术参数 望远镜 成像 J6 倒像 J6E 正像 放大率 J6 28倍 J6E 29倍 物镜有效孔径 40毫米 视场角1°20′ 视距乘常数 100 视距加常数 0 鉴别率<3.6″ 调焦范围 2米～∞ 物镜壳外径φ46-0.05毫米 望远镜长度 180毫米 显微镜放大率 水平读数系统 73倍 竖直读数系统 74倍 读数系统 水平度盘分划直径 93.4毫米
经纬仪的度盘读数方法及构造图解
经纬仪的度盘读数方法及构造图解 （一）度盘读数装置和读数方法 光学经纬仪的度盘读数装置包括光路系统及测微器。水平或竖直度盘上的刻划线，经照明后通过一系列棱镜和透镜，最后成像在望远镜旁的读数窗内，本文仅介绍常用的测微尺读数测微装置。 图经纬仪度盘读数窗 测微尺上有60个小格，一小格代表。读数方法如下：按测微尺与度盘刻划相交处读取“度数”，如上图中为73°和87°，从测微尺上的格子读取“分”数，如04′和′，“秒”数则估读至。如图3-5中，水平度盘读数为73°04′30″，
垂直度盘读数为87°06′18″。 （二）、DJ2级光学经纬仪 图3-6所示为J2-1型光学经纬仪的外形及各外部构件名称。 图3-6 J2-1型光学经纬仪 1-垂直制动螺旋；2-望远镜目镜；3-度盘读数测微轮；4-度盘换像轮；5-水平微动螺旋；6-水平度盘位置变换轮；7-基座；8-垂直度盘照明镜；9-瞄准器；10-读数目镜；11-平盘水准管；12-光学对中器；13-水平度盘照明镜；14-水平制动螺旋;15-基座圆水准器；16-脚螺旋；17-望远镜物镜；18-垂直微动螺旋 级光学经纬仪的构造基本同DJ6级，但在度盘读数设备方面，有下列几点不同： （1）采用度盘对径分划重合法读数，相当于取
度盘直径两端相差180°处两个读数的平均值，可以抵消照准部偏心差的影响，提高了读数精度。（2）设置双光楔测微器，分为固定光楔和活动光楔两组楔形玻璃，活动光楔与测微分划尺相连。固定光楔和活动光楔的两个斜面接触时，合并成为一块平行玻璃，光线不产生平移；活动光楔移动后，两个光楔斜面拉开距离，两组光线产生相反方向的平移，可使度盘对径的分划线相重合；平移量以角值表示，可以从测微分划尺上读出。 （3）在读数显微镜中只能看到水平度盘或垂直度盘一种影像，但可以用度盘变换轮使其交替出现，而测微器对于水平度盘和垂直度盘可以共用。 如图3-7为J2-1型光学经纬仪的度盘读数镜中的视场，中间窗口为度盘对径分划线的像，已通过旋转测微轮带动测微器使其上下重合；上窗口为度盘的“度”数及“十分”数注记（142°40′），在左窗口可以按测微器横线指标读出“分、秒”数（7′15.7″），故整个读数为142°47′15.7″.
§3.2 精密光学经纬仪的构造及使用方法 控制测量中，需用经纬仪进行大量的水平角和垂直角观测。使用经纬仪进行角度观测，最重要的环节是：仪器整平、照准和读数。我们围绕这三个环节，对光学经纬仪的构造和使用方法作如下介绍。 3.2.1 水准器 由前节可知，测角时必须使经纬仪的垂 直轴与测站铅垂线一致。这样，在仪器结 构正确的条件下，才能正确测定所需的角 度。要满足这一要求，必须借助于安装在 仪器照准部上的水准器，即照准部水准器。 照准部水准器一般采用管状水准器。管水 准器是用质量较好的玻璃管制成，将玻璃 管的内壁打磨成光滑的曲面，管内注入冰 点低，流动性强，附着力较小的液体，并 留有空隙形成气泡，将管两端封闭，就成 为带有气泡的水准器，如图3-3所示。 1. 水准轴与水准器轴 为了便于观察水准器的倾斜量，在水准管的外壁上刻有若干个分划，分划间隔一般为2mm ，其中间点称为零点。 水准器安置在一个金属框架内，并安装在经纬仪照准部支架上，所以把这种管状水准器称为照准部水准器。照准部水准器框架的一端有水准器校正螺旋，通过校正螺旋，使照准部水准器的水准器轴与仪器垂直轴正交。 所谓水准器轴，就是过水准器零点O ，水准管内壁圆弧的切线，如图3-3所示。另外，由于水准管内的液体比空气重，当液体静止时，管内气泡永远居于管内最高位置，如图3-3中的'O 位置。显然，过'O 作圆弧的切线，此切线总是水平的，我们称此切线为水准轴由此可知，使其水准轴与水准器轴相重合，即气泡最高点'O 与水准器分划中心O 重合，这时经纬仪的垂直轴与测站铅垂线重合，这个过程称为整置仪器水平。 2. 水准器格值 我们知道，当水准器倾斜时，水准 管内的气泡便会随之移动。不同的水准 器，虽然倾斜的角度完全相同，各自的 气泡移动量不会完全相同。这是因为不 同的水准器，它们的灵敏度不同。灵敏 度以水准器格值表示。所谓水准器格值， 就是当水准气泡移动一格时，水准器轴 所变动的角度，也就是水准管上的一格 所对应的圆心角。 如前所述，水准管的内壁是一圆弧，圆弧的曲率半径愈大，水准管上一格所对应的圆图3-3 水准轴与水准器轴
常用测量仪器使用方法详解（水准仪、经纬仪、全站仪）
1.望远镜 2.调整手轮 3.圆水准器 4.微调手轮 5.水平制动手轮 6.管水准器 7.水平微调手轮8.脚架 二、操作要点： 在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。 计算公式：两点高差=后视－前视。 三、校正方法： 将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。重复以上做法，直到相等为止。 四、水准仪的使用方法 水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。 1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三
脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。 2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。 3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。 4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪，在水准管上部装有一组棱镜，可将水准管气泡两端，折射到镜管旁的符合水准观察窗内，若气泡居中时，气泡两端的象将符合成一抛物线型，说明视线水平。若气泡两端的象不相符合，说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合，仪器便可提供一条水平视线，以满足水准测量基本原理的要求。注意？气泡左半部份的移动方向，总与右手大拇指的方向不一致。 5. 读数 用十字丝，截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜，读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数，后报出全部读数。
§3.2 精密光学经纬仪的构造及使用法 控制测量中，需用经纬仪进行大量的水平角和垂直角观测。使用经纬仪进行角度观测，最重要的环节是：仪器整平、照准和读数。我们围绕这三个环节，对光学经纬仪的构造和使用法作如下介绍。 3.2.1 水准器 由前节可知，测角时必须使经纬仪的垂 直轴与测站铅垂线一致。这样，在仪器结 构正确的条件下，才能正确测定所需的角 度。要满足这一要求，必须借助于安装在 仪器照准部上的水准器，即照准部水准器。 照准部水准器一般采用管状水准器。管水 准器是用质量较好的玻璃管制成，将玻璃 管的壁打磨成光滑的曲面，管注入冰点低， 流动性强，附着力较小的液体，并 图3-3 水准轴与水准器轴 留有空隙形成气泡，将管两端封闭，就成 为带有气泡的水准器，如图3-3所示。 1. 水准轴与水准器轴 为了便于观察水准器的倾斜量，在水准管的外壁上刻有若干个分划，分划间隔一般为2mm，其中间点称为零点。 水准器安置在一个金属框架，并安装在经纬仪照准部支架上，所以把这种管状水准器称为照准部水准器。照准部水准器框架的一端有水准器校正螺旋，通过校正螺旋，使照准部水准器的水准器轴与仪器垂直轴正交。 所谓水准器轴，就是过水准器零点O，水准管壁圆弧的切线，如图3-3所示。另外， O 由于水准管的液体比空气重，当液体静止时，管气泡永远居于管最高位置，如图3-3中的' O作圆弧的切线，此切线总是水平的，我们称此切线为水准轴由此可知，位置。显然，过' O与水准器分划中心O重合，这时经纬仪的使其水准轴与水准器轴相重合，即气泡最高点' 垂直轴与测站铅垂线重合，这个过程称为整置仪器水平。 2. 水准器格值 我们知道，当水准器倾斜时，水准 管的气泡便会随之移动。不同的水准器， 虽然倾斜的角度完全相同，各自的气泡 移动量不会完全相同。这是因为不同的 水准器，它们的灵敏度不同。灵敏度以 水准器格值表示。所谓水准器格值，就 是当水准气泡移动一格时，水准器轴所 变动的角度，也就是水准管上的一格所 对应的圆心角。
J2-2光学经纬仪实验操作方法 目录 ○1仪器用途 ○2仪器主要技术参数 ○3仪器结构 ○4仪器使用方法 ○5仪器的调整 ○6仪器的维护 ○7可供附件 仪器用途 J2-2经纬仪是一种精密光学测角仪器，此种仪器在国防建设、大地测量中占很重要的地位。可以广泛应用于国家和城市的三、四等三角测量。同时亦可用于铁路、公路、桥梁、水利、矿山以及大型企业的建筑，大型机器的安装和计量等工作。 仪器主要技术参数 一测回水平方向标准偏差±2″ 一测回垂直角测量标准偏差±6″ 望远镜正象 物镜通光口径φ40mm 放大倍率30 视场（1000m处）24m 最短视距离2m 乘常数100 加常数不清0 度盘和测微器具 水平度盘直径90mm 垂直度盘直径70mm 全园刻度值勤360 度盘最小格值勤20′ 测微器最小格值勤1′ 自动归零补偿器 补偿精度过±0.3″ 补偿范围±3′ 读数显微镜 水平系统放大率48 x 垂直系统放大率62 x 水准器 长水准器20″/2mm 圆水准器具8′/2mm 光学对点器
视场角7°30′ 调焦范围0.3～6m 仪器重量 净重6kg 毛重9kg 一、望远镜 望远镜成正像、采用了双胶合一分离的物镜和对称式目镜。此种结构的望远镜，其成象质量以及在亮度和清晰方面均较好。 望远镜镜筒的上、下二面均装光学粗瞄准器，以便于在正倒镜观测时均可用其进行粗瞄。筒内装有反光板，以便于夜间观测时用其照明分划板。 望远镜分划板上附有保护玻璃片，以便于当分划板有污点时，可以清除，而不致于有十字丝脱色和其他损伤现象。 逆时针方向转动卡环（7），可根据用户所需，置换不同倍率的目镜。 二、竖轴系 本仪器采用的是半运动轴系。此种轴系的幌动角比标准园式园柱小（在同样参数条件下），轴系中的钢珠和轴套锥面具有自动归心作用，所以间隙的大小对轴的幌动影响不大。 半运动式轴系的优点的摩擦力矩小，耐磨性好，当轴套锥面磨损后，在更换直径不同的钢珠后仍可继续使用。同时温度对其影响也较小。 三、读数系统 本仪器采用了对径符合数字读数方式。因此，我们选用了透射工式度盘和1：1透镜式转象系统。并用移动光楔测微器作为测微系统。 移动光楔测微器的原理是光线通过光楔时，光线会发生转角不变。因此通过光楔移动后，由于光线的偏转点改变了而偏转角不变。因此，通过光楔的光线就产生了平行位移地动以这实现其测微的目的。 四、竖盘指标自动归零补偿器 本仪器采用了悬摆补偿器，它能消除仪器整平后的乘余误差给竖盘读数带来的影响，其原理是当仪器竖轴有一小倾角时，悬挂平板相应地的反向摆转一角度，使得通过平板的光线产生偏移，以此来消除竖轴倾斜时对竖盘读数的影响。支架上的按钮（图2），是用来检查补偿器是否正常工作的，整平仪器后，揿一下按钮，竖盘刻线（读数窗中）互相摆开，然后缓慢回复到初始位置，则补助偿工作正常。否则应排除故障。 仪器使用方法 本仪器配用三爪式基座。 一、置中 1、垂球对中 将三脚架架于测站点之上，悬挂垂球于三脚架三角基座下面的中心固定螺旋的弦线上，并使之对准站点中心，压脚架之脚尖入土中，使三脚架稳固。 仪器从箱中取出，一手握扶照准部，一手握住三角基座，小心地放于三角架头上，转动中心固定螺旋，将仪器轻轻地固定于脚架上，再转动脚螺旋（16），使园水泡（20）居中，将仪器在三角架上精细地移动，使垂球尖端正确对测站点，然后拧紧中心固定螺旋。 若对仪器上面的高点定中心，可自该点挂一垂球，当仪器整平和望远镜视准轴在水平位置时，使粗瞄准器上的红点对准垂球尖端。 2、光学对点器对中 精确的对则使用光学对点器，操作如下：先旋转对点器（18）目镜，使分划板清晰，再拉伸对点器镜管，使对中标志清晰。 滑动仪器，使测站点居于分划板的小圆圈中央。 将仪器照准部转动180°后检查仪器对中情况，然后拧紧中心固定螺旋。 仪器整平后再精细对中一次。
经纬仪使用及操作的步骤（光学对中法） 1、架设仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺旋。 2、对中： 目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。 3、整平： 目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。 粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地面点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋。 精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 4、瞄准与读数： ①目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。 ②瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视差。精瞄目标。 ③读数： 调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。 现在很多都是使用全站仪,全站仪的使用（以拓普康全站仪为例进行介绍）介绍: （1）测量前的准备工作
1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电） ①把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。 ②按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。 ③向下按解锁钮，取出电池。 2）仪器的安置。 ①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。 ②将全站仪安置于点，对中、整平。 ③在两点分别安置棱镜。 3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。 ①竖直度盘指标设置。 松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。 ②水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 4）调焦与照准目标。 操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。 （2）角度测量 1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。 2）盘左瞄准左目标A,按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。
光学经纬仪的结构组成 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
普通光学经纬仪的结构组成大致可分为基座、度盘、照准部等三大部分，如图2?2?5（b ）所示。 图2?2?3 苏州J2光学经纬仪的基本结构 1?望远镜；2?望远镜目镜；3?物镜；4?物镜调节螺旋；5?光学瞄准器；6?读数显微镜；7?竖直度盘；8?望远镜制动螺旋 9?望远镜微调螺旋；10?竖盘进光镜；11?竖盘指标水准管微调；12?竖盘指标水准管显示窗；13?水平、竖直度盘换像手轮 14?水平度盘制动螺旋；15?水平度盘微调螺旋；16?水平度盘进光镜；17?测微器调节手轮；18?光学对中器；19?水准管 20?水平度盘变位手轮；21?基座中心轴套固定螺旋；22?底座；23?脚螺旋；24?底座连接板；25?水准盒；26?仪器支架 图2?2?5 光学经纬仪的结构 （a ）光学经纬仪的几何结构示意图；（b ）J2光学经纬仪的基本组成结构 V?V ——竖轴；H?H ——横轴；L?L ——水准管轴；C?C ——视准轴 1—望远镜；2—读数显微镜；3—竖直度盘；4—竖盘进光镜；5—竖盘制动螺旋；6—测微轮；7—瞄准镜；8—竖盘微动螺旋 9—水平、竖直度盘转换螺旋；10—仪器外壳支架；11—对中器；12—仪器中心旋转轴套；13—水平度盘；14—水平制动螺旋 15—水平微动螺旋；15— 水平度盘进光镜；17—仪器中心旋转轴套制动螺丝；18—脚螺旋；19—底座连接板
另外，为方便目标的快速捕捉，在望远镜的上下还分别装设的光学瞄准器，以实现对观测目标的初瞄准。 图2?2?8 对中器示意图 （a ）对中器外形图；（b ）对中器原理结构；（c ）对中器分划板 图2?2?4 北京TDJ2E 光学经纬仪的基本结构 1?望远镜；2?望远镜目镜；3?物镜；4?物镜调节螺旋；5?光学瞄准器；6?读数显微镜；7?竖直度盘；8?望远镜制动螺旋 9?望远镜微调螺旋；10?竖直度盘进光镜；11?竖直度盘补偿器；12?仪器外壳支架；13?水平、竖直度盘换像手轮 14?水平度盘制动螺旋；15?水平度盘微调螺旋； 16?水平度盘进光镜；17?测微器调节手轮；18?光学对中器19?水准管 20?水准盒；21?度盘离合、变位手轮；22?底座；23?脚螺旋；24?底座连接板
,J2-2光学经纬仪使用说明书 目录 ○1仪器用途 ○2仪器主要技术参数 ○3仪器结构 ○4仪器使用方法 ○5仪器的调整 ○6仪器的维护 ○7可供附件 仪器用途 J2-2经纬仪是一种精密光学测角仪器，此种仪器在国防建设、大地测量中占很重要的地位。可以广泛应用于国家和城市的三、四等三角测量。同时亦可用于铁路、公路、桥梁、水利、矿山以及大型企业的建筑，大型机器的安装和计量等工作。 仪器主要技术参数 一测回水平方向标准偏差±2″ 一测回垂直角测量标准偏差±6″ 望远镜正象 物镜通光口径φ40mm 放大倍率30 视场（1000m处）24m 最短视距离2m 乘常数100 加常数不清0 度盘和测微器具 水平度盘直径90mm 垂直度盘直径70mm 全园刻度值勤360 度盘最小格值勤20′ 测微器最小格值勤1′ 自动归零补偿器 补偿精度过±″ 补偿范围±3′ 读数显微镜 水平系统放大率48 x 垂直系统放大率62 x 水准器 长水准器20″/2mm 圆水准器具8′/2mm 光学对点器
视场角7°30′ 调焦范围～6m 仪器重量 净重6kg 毛重9kg 一、望远镜 望远镜成正像、采用了双胶合一分离的物镜和对称式目镜。此种结构的望远镜，其成象质量以及在亮度和清晰方面均较好。 望远镜镜筒的上、下二面均装光学粗瞄准器，以便于在正倒镜观测时均可用其进行粗瞄。筒内装有反光板，以便于夜间观测时用其照明分划板。 望远镜分划板上附有保护玻璃片，以便于当分划板有污点时，可以清除，而不致于有十字丝脱色和其他损伤现象。 逆时针方向转动卡环（7），可根据用户所需，置换不同倍率的目镜。 二、竖轴系 本仪器采用的是半运动轴系。此种轴系的幌动角比标准园式园柱小（在同样参数条件下），轴系中的钢珠和轴套锥面具有自动归心作用，所以间隙的大小对轴的幌动影响不大。 半运动式轴系的优点的摩擦力矩小，耐磨性好，当轴套锥面磨损后，在更换直径不同的钢珠后仍可继续使用。同时温度对其影响也较小。 三、读数系统 本仪器采用了对径符合数字读数方式。因此，我们选用了透射工式度盘和1：1透镜式转象系统。并用移动光楔测微器作为测微系统。 移动光楔测微器的原理是光线通过光楔时，光线会发生转角不变。因此通过光楔移动后，由于光线的偏转点改变了而偏转角不变。因此，通过光楔的光线就产生了平行位移地动以这实现其测微的目的。 四、竖盘指标自动归零补偿器 本仪器采用了悬摆补偿器，它能消除仪器整平后的乘余误差给竖盘读数带来的影响，其原理是当仪器竖轴有一小倾角时，悬挂平板相应地的反向摆转一角度，使得通过平板的光线产生偏移，以此来消除竖轴倾斜时对竖盘读数的影响。支架上的按钮（图2），是用来检查补偿器是否正常工作的，整平仪器后，揿一下按钮，竖盘刻线（读数窗中）互相摆开，然后缓慢回复到初始位置，则补助偿工作正常。否则应排除故障。 仪器使用方法 本仪器配用三爪式基座。 一、置中 1、垂球对中 将三脚架架于测站点之上，悬挂垂球于三脚架三角基座下面的中心固定螺旋的弦线上，并使之对准站点中心，压脚架之脚尖入土中，使三脚架稳固。 仪器从箱中取出，一手握扶照准部，一手握住三角基座，小心地放于三角架头上，转动中心固定螺旋，将仪器轻轻地固定于脚架上，再转动脚螺旋（16），使园水泡（20）居中，将仪器在三角架上精细地移动，使垂球尖端正确对测站点，然后拧紧中心固定螺旋。 若对仪器上面的高点定中心，可自该点挂一垂球，当仪器整平和望远镜视准轴在水平位置时，使粗瞄准器上的红点对准垂球尖端。 2、光学对点器对中 精确的对则使用光学对点器，操作如下：先旋转对点器（18）目镜，使分划板清晰，再拉伸对点器镜管，使对中标志清晰。 滑动仪器，使测站点居于分划板的小圆圈中央。 将仪器照准部转动180°后检查仪器对中情况，然后拧紧中心固定螺旋。 仪器整平后再精细对中一次。
光学系统图 图1 TDJ2E 型光学系统仪器结构图：
4．仪器结构功能 l 本仪器结构紧凑，携带方便，读数迅速。仪器设计采用近代Array最新结构。选用优质材料，采用精密工艺制造，仪器使用性能稳定可靠。 l 本仪器采用X 型长摆式竖盘指标自动补偿器，具有良好的抗高频振动性能，并采用本厂独特设计的具有极可靠的空气阻尼器结构，使用户使用本仪器极其放心，本补偿器具有独家特点牢固可靠，既能提高垂直角的测量精度又能简化垂直角的观测操作程序，既快又好、提高作效率，实为用户选购的最优仪器。 l 望远镜采用正、倒像两种，任君选购，TDJ2E 为正像望远镜。本仪器的望远镜具有大孔径，高放大倍数的特点，即使在较暗的条件下，仍能获得清晰的成象质量。 l 本仪器采用“半数字”化彩色读数现场，使读数方便无误和舒适清晰。 l 松开固紧基座固定螺旋，仪器上部可以从基座上卸下，以便安装光学投点器、觇标等附件，基座插孔是按国家标准而设计的插孔也能安装其它一些国家经纬仪主机及附件，如Z eiss 仪器及附件。 l 本仪器配有两种 注记方法，一种360o注记，测微器直读 1″，另一种400g 注记，游标直读1cc，可供用户选用。 l 本仪器可配套国际通用基座，并可与国际通用基座互换， 如瑞士威特(wild)基座互换。
图 5.1 5．基本操作方法 在测站上要观测水平角、垂直角或距离，仪器使用方法 可按如下程序进行。 5．1 安置三脚架 将三脚架置于测点上方，三个脚尖大致与测点等距。同 时要注意三脚架张角和高度要适宜，应保持架面尽量水平。 使架头中心尽量通过测点。顺时针转动脚架的翼形手把，紧 固要牢，但不要拧得太紧，当然也不能太松。要将脚尖牢固 地插入地面，保持三脚架的安置在测量中稳定可靠。如果仪 器在塔标上作业，可使用仪器墩，仪器墩牢固地安置在塔标 座上。 5．2 将仪器安置在三脚架上 用双手握住仪器照准架的左右部，把仪器小心地放到三 脚架头上，并适当拧紧中心螺旋。 5．3 仪器整平 首先用圆水准器将仪器粗略整平，然后再用长水准器进 行精确整平。 5．3．1 圆水准器的整平 如图 4．1 所示转动脚螺旋 1 和 2 使圆水泡移动至圆水准 器的中心线上，然后转动脚螺旋 3，如图 4．2 所示。 圆水泡移动的规律为：顺时针转动脚螺旋，圆水泡向脚 螺旋方向移动，即靠近螺旋，反之则远离脚螺旋。 5．3．2 长水准器的整平 首先旋转经纬仪的照准部(经纬仪的上架)使长水准器平 行于两螺旋中心连线(如图 5．1)，同时相反方向旋转脚螺旋 1 和 2，使长水泡居中，然后，使仪器照准部旋转 90o(如图 5．2)， 再旋转脚螺旋 3，使长水准器居中，按上述程序反复操作几次， 使长水准器在任意位置时水泡的偏离不超过允许值。如果发 现长水准器超限，则需要进行校正，校正方法见下文。 图 4.1 图 4.2 图 5.1 图 5.2 长水准泡移动规律，同圆水泡运动的规律相同，通常称 之为左手法，即用左手旋转脚螺旋时，左手大拇指的方向即 为气泡运动的方向，在仪器整平时应尽量避免阳光直接照射
任务4 DJ6光学经纬仪的认识与使用 一、目的与要求 1．了解DJ6光学经纬仪各主要构件的名称和作用。 2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。 3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。 二、计划与仪器工具 1．实训课时安排2学时，实训小组由4人组成。 2．实训设备为DJ6光学经纬仪1台。 3．在实验场地每组打一木桩，桩顶钉一小钉或划十字为测站点，周围布置一个目标点供瞄准，读数用。 4．认识经纬仪的构造，熟悉经纬仪的操作，经老师检查操作过程后，每人上交一份实验报告。 三、方法与步骤 1．经纬仪的安置 ⑴松开三脚架，安置于测站点上。高度适中，架头大致水平。踩紧三脚架。 ⑵打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器取出至于架头上，一手握支架，一手拧紧连接螺栓。 2．经纬仪的使用 ⑴对中、整平 方法一：对中稍松开连接螺栓，两手扶基座，在架头上平移仪器，从光学对中器中观察，直到测站点移至光学对中器的刻画圈内为止（对中误差小于3m m），再拧紧连接螺栓，若误差过大，可重新移动三脚架，直到符合要求为止。 整平转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，相对旋转这对脚螺旋，使水准管气泡居中；将照准部绕竖轴转动90度，旋转第三只脚螺旋，仍使气泡居中，再旋转90度，检查气泡误差，直到小于分划线的一格为止。 脚螺旋整平会影响到仪器的对中，因此要检查对中的结果，如果测站点发生了偏离，则重复以上的对中、整平的步骤。直到对中、整平误差都符合要求为止。
方法二：对中观察光学对中器，同时转动脚螺旋，使测站点移至刻画圈内（对中误差小于3mm），至符合要求为止。 整平转动照准部，使水准管平行于三脚架的其中一只脚架1，观察水准管气泡的位置，通过脚架1的伸缩，使气泡尽量居中，转动照准部，依次使水准管平行脚架2，脚架3，同样通过脚架的伸缩，使水准管气泡在相应位置上尽可能的居中。然后再通过脚螺旋整平经纬仪，步骤同方法一。直到整平的误差符合要求为止。 整平结束后，检查对中结果，此方法对对中的影响不大，一般可一次完成对中整平。 ⑵瞄准 用望远镜上瞄准器瞄准目标，旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰；再转动物镜对光螺旋使目标影象清晰；转动望远镜和照准部微动螺旋，使目标被单根竖丝平分，或将目标夹在双根竖丝中央。 ⑶读数 打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，旋转读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，根据使用的仪器用测微尺或单板平板玻璃测微器读数，并记录。 四、注意事项 1．瞄准目标时尽可能瞄准其底部。 2．各螺旋的使用，不可用力过猛、过大。 3．仪器出箱时要注意仪器在箱内的放置情况，以便按原样放回。 五、报告书 1．实验报告：将观测数据计入水平度盘读数记录表上交。 表2.4 水平度盘读数记录表 日期班级姓名
经纬仪的基本操作为：对中、整平、瞄准和读数。 （一）对中 对中的目的是使仪器度盘中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。操作步骤为： 张开脚架，调节脚架腿，使其高度适宜，并通过目估使架头水平、架头中心大致对准测站点。 从箱中取出经纬仪安置于架头上，旋紧连接螺旋，并挂上锤球。如锤球尖偏离测站点较远，则需移动三脚架，使锤球尖大致对准测站点，然后将脚架尖踩实。 略微松开连接螺旋，在架头上移动仪器，直至锤球尖准确对准测站点，最后再旋紧连接螺旋。 （二）整平 整平的目的是调节脚螺旋使水准管气泡居中，从而使经纬仪的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。其操作步骤如下： 1．旋转照准部，使水准管平行于任一对脚螺旋[如图3-7A ]。转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。
2．将照准部旋转90°，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中[如图3-7B] 图3-7 整平 3．按以上步骤重复操作，直至水准管在这两个位置上气泡都居中为止。使用光学对中器进行对中、整平时，首先通过目估初步对中（也可利用锤球），旋转对中器目镜看清分划板上的刻划圆圈，再拉伸对中器的目镜筒，使地面标志点成像清晰。转动脚螺旋使标志点的影像移至刻划圆圈中心。然后，通过伸缩三脚架腿，调节三脚架的长度，使经纬仪圆水准器气泡居中，再调节脚螺旋精确整平仪器。接着通过对中器观察地面标志点，如偏刻划圆圈中心，可稍微松开连接螺旋，在架头移动仪器，使其精确对中，此时，如水准管气泡偏移，则再整平仪器，如此反复进行，直至对中、整平同时完成。 瞄准 瞄准目标的步骤如下： 1．目镜对光：将望远镜对向明亮背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。
用途：6 秒级经纬仪适用于低等控制测量，地形测量，矿山、铁路、建筑测量和一般工程测量。 精度：水平方向一测回方向中误差不大于±6"，天顶距测量中误差不大于±9"。 特点：◆仪器可在＋45°C ～－25°C 环境中工作精度可靠；◆J6E 光学经纬仪望远镜成正像；◆度盘采用带尺读数系统，水平和垂直读数同一照明，使用方便；◆竖轴采用强制定心和球面导轨滚珠支承的半运动式轴系，定平和置中精度高；◆基座装有防偏扭簧片。 J6、J6E 光学经纬仪使用说明书 一、仪器的用途和特点 本仪器的测角精度：水平方向一测回的方向误差不大于±6"；天顶距测量中误差不大于±9"，适用于低等控制测量，地形测量，矿山测量和工程导线测量等。本仪器具有下列特点： 1、望远镜采用内调焦系统（J6E 为正像内调焦系统），主物镜为三片分离型结构。分划板设有双丝和单丝，便于照准不同目标，水平和垂直分划丝上均有供测距用的视距丝。望远镜孔径大，鉴别率高，成像清晰，用于观测远近目标均适宜。 2、度盘读数采用光学带尺读数系统，在同一视场内可同时直接读取水平角和天顶距，并公用一个照明系统，使用方便，读数快速、精确。 3、对点器系一小型望远镜，用于对地面点进行观测，其物镜可随照准部转动；易于发现和消除对点误差，仪器还附有测锤，便于在不同条件下的对点工作。 4、竖轴采用强制定心球面导轨滚珠支承的半运动式轴系（结构示意图见下图），定向及置中精度高，对温度不敏感，不易卡死。由于强制定心和大型球面滚珠支承的摩擦力距较大，运转时有轻微“沙沙”声，但绝不影响使用。 5、基座内设有防偏扭簧片，通过此簧片将基座上、下体作半刚性联接，可防止扭转，消除偏扭误差。
在这里经纬仪操作方法步骤详解图解添加日志标题 经纬仪操作方法步骤详解图解 步骤图解 1、连接螺旋:旋紧连接螺旋， 将仪器固定在三脚架上。 2、调节三脚架:将三脚架打开， 调节高度适中，三条架腿分别 处于测站周围。如果地面松软， 应将架腿踩实。 3、光学对中器:调节光学对中 器的目镜和物镜，使地面清晰 成像。
4、脚螺旋:调节脚螺旋，将仪器精确整平。 5、水平制动螺旋:旋紧水平制动螺旋，照准部被固定。望远镜无法在水平方向内转动。 6、水平微动螺旋:水平制动螺旋旋紧后，旋转水平微动螺旋，照准部在水平方向内微微转动。 7、竖直制动螺旋:旋紧竖直制动螺旋，望远镜被固定在支架上无法转动。
8、目镜调焦螺旋:转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。 9、水平度盘反光镜:调整水平度盘反光镜，读书窗内数字明亮。 10、竖直度盘反光镜:调整竖直度盘反光镜，使读数窗内读数明亮。 11、读数显微镜：调节读数显微镜，使读书清晰。
12、配盘手轮:调整配盘手轮， 改变水平度盘读数。 水准仪操作步骤方法详解图解 发布: 2009-10-06 09:32 | 作者: admin | 查看: 4次水准仪操作步骤方法详解图解 步骤图解 1、安放三角架:调节三脚架腿至适当 高度，尽量保持三脚架顶面水平。如 果地面松软，应将架腿踩入土中。 2、连接螺旋:旋紧连接螺旋， 将水准仪和三脚架连接在一 起。
3、脚螺旋:调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。 4、制动螺旋:旋紧制动螺旋，望远镜被固定。 5、水平微动螺旋:在制动螺旋旋紧后，调节水平微动螺旋，望远镜在水平方向内微小转动。 6、目镜调焦螺旋:调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰成像。
经纬仪及角度测量 第一节 角度测量原理 角度测量包括水平角测量和竖直角测量，是测量的三项基本工作之一。角度测量最常用的仪器是经纬仪。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，也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。用β表示，角值范围0o～360 o。如图3-1所示，设A 、B 、C 是任意三个位于地面上不同高程的点，B 1A 1、B 1C 1为空间直线BA 、BC 在水平面上的投影，B 1A 1与B 1C 1的夹角β就是为地面上BA 、BC 两方向之间的水平角。 为了测出水平角的大小，可以设想在B 点的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O 在过B 点的铅垂线上，有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。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BA 、BC 在水平圆盘上的投影是om 、on ，此时如果能读出om 、on 在水平圆盘上的读数m 和n ，那么水平角β就等于m 减去n ，即n m -=β。 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。为了瞄准不同方向，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。 经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。 图3-1 水平角测量原理 图3-2 竖直角测量原理 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°。视线向上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。视线向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。 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。