电子经纬仪使用方法如何放线及CAD坐标转换Word格式文档下载.docx

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最早绘制地图运用的是三角测量法，就是依据两个点上的观测结果，求出远处第三点的位置,但由于没有适宜的仪器，招致角度测量手腕有限，精度不高，由此绘制出的地形图精度也不高。

而经纬仪的发明，提高了角度的观测精度，同时简化了测量和计算的进程，也为绘制地图提供了更准确的数据。

后来经纬仪被普遍地运用于各项工程树立的测量上。

经纬仪包括基座、度盘〔水平度盘和竖直度盘〕和照准部三个局部。

基座用来支撑整个仪器。

水平度盘用来测量水平角。

照准部上有望远镜、水准管以及读数装置等等。

编辑本段用途和任务原理

　　经纬仪是测量任务中的主要测角仪器。

由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。

测量时，将经纬仪安排在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准空中测站点上，用水准器经纬仪

将仪器定平，用望远镜瞄准测量目的，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。

按精度分为精细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；

按轴系结构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载度盘读数的编码度盘经纬仪；

可延续自动瞄准空中目的的自动跟踪经纬仪；

应用陀螺定向原理迅速独立测定空中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同供空中摄影测量用的摄影经纬仪等。

　　测量水平角和竖直角的仪器。

是由英国机械师西森（Sisson）约于1730年首先研制的，后经改良成型，正式用于英国大地测量中。

1904年，德国末尾消费玻璃度盘经纬仪。

随着电子技术的开展，60年代出现了电子经纬仪。

在此基础上，70年代制成电子速测仪。

　　经纬仪是望远镜的机械局部，使望远镜能指向不同方向。

经纬仪具有两条相互垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度。

此类架台结构复杂，本钱较低，主要配合空中望远镜〔大地测量、观鸟等用途〕运用，假定用来观察天体，由于天体的日周运动方向通常不与地平线垂直或平行，因此需求同时转动两轴并随时间变换转速才干追踪天体，不过视场中其它天体会相关于目的天体旋转，除非加上抵消视场旋转的机构，否那么不适宜用于长时间曝光的天文摄影。

编辑本段自制方法

　　一、赤经及赤纬　在茫茫大海中，飞行的船只遇到风险，求急救时，第一就是要让救援的人知道船只的所在处，也就是说要将船只所在的经纬度告知救援的人。

经纬度不只能在陆地上指出船只的位置。

它的最大益处是能将一个物体的确实位置，很繁复地让大家都能明了。

异样的，在无边无涯的夜空星海中，一旦发现了新的星体，你如何将它的正确位置，公诸于世呢？

你能否想到应该有一种相似经纬度的度量系统，来标定星球位置，制造星图呢？

天文学家所运用的度量系统是赤经〔Rightascension〕及赤纬〔Declination〕，赤纬的单位是度〔Degrees〕，赤经单位是时〔Hours〕、分〔Minutes〕，我们对这些也许并不熟习，但要了解也并不难。

　　由于星斗距我们甚远，单靠眼睛真实区分不出它们之间的远近差异，因此这些星球在我们看来都似乎异样远近。

我们就假想有一悬空之球壳罩住了整个地球，这个假想的球就叫做天球〔Celestialsphere〕，而这些星星就固定在球壳内面，每次我们只能看到半个球面。

由于地球自转的结果，天球便似乎由东至西不时地绕著我们旋转，而天球北〔南〕极恰在地球天文北〔南〕极的正上空，天球赤道也恰在地球赤道的正上空，即位在二天极的中央。

像地球一样，我们将天球刻划上了经纬度，在天文学中这相当于地球纬〔经〕度的，便叫做赤纬〔赤经〕。

从天极到天球赤道间，赤纬共分90°

；

而赤经共分24时，1时又分60分，即1h=60m=15°

，这是由于地球或天球每小时旋转15°

而得名。

　　这套决议天体位置的方法，看起来相当复杂，但是它有许多益处。

例如，天球不时旋转，所以星星的视位置不时改动，像是由东至西横过夜空；

同时，又因地球公转结果，虽在同一时辰，隔几天后，星星位置也稍稍偏西；

或是你由北向南行走时，星星对地平线之相对位置，也都有所改动。

既然星星之视位置，如此善变，故要依照所见来说明其位置，是相当困难的，只能藉著赤经、赤纬来说明了，由于每一个星球恰与一组赤经纬度相对应。

但也由于星象瞬息万变，究竟应如何去测量其赤经及赤纬呢？

　　二、经纬仪之制造　　经纬仪〔Theodolite〕是用来量度赤经、赤纬的，它是一种具有许多天文望远镜特性的观测装置。

　　如今引见一种复杂的经纬仪做法，所须资料列于表一，各资料之尺寸大小仅供参改，可自琢磨，但各零件之相关位置必需弄清。

　　制造之前先看看图1，图2，图3，及作法：

　　　1.用厚（3/8）"

之三夹板，锯下二个圆盘，直径比量角器〔分度器〕稍大约（1/2）"

即可。

以强力胶在每一圆盘上，黏上二块量角器，量角器底边中点，须确实黏在圆盘中心上。

〔见图2〕。

　　2.把一个圆盘用二根螺丝钉，固定在D上，圆盘之圆心与90°

之连线，必需与D之中线堆叠，在D之两端各钉上一个螺丝圈，〔留意不是钉在有圆盘的那一面，见图2〕视野便可经过两个小圈观察。

　　3.在另一圆盘圆心处，凿一（1/4）"

的洞，这洞要同时穿过A、C，〔见图3〕，用一螺丝穿过栓好，调整一下松紧水平，使C很容易旋转。

　　4.从附于D之量角器圆心凿洞，以木栓或螺丝将D、C旋紧。

但D、C间要能转动，不要固定。

　　5.用铁片截取三个三角形，以螺丝钉或小钉子将它们附于C上，三角形之尖端必需平贴于量角器上。

　　6.以铰鍊将A、B接好。

〔见图1〕　　7.G、H上距一端（3/4）"

处凿一小洞，距此洞1"

处起，沿每一木绦之中线，凿一宽（3/16）"

之细缝，直到距另一端1"

处。

在小洞处以螺丝钉将G、H栓在A之二边，再用座钻经过细缝将G、H栓在B之边上，这是用来调整角度x的。

钉螺丝或座钻时，应钉在适当位置，致使当调整至细缝末端时，A、B可以重合。

经纬仪这时便可运用了。

　　三、经纬仪之运用　　将经纬仪支在架子上，像椅子、像机三角架均可，目的只在使视野容易经过D之螺丝圈观察。

把经纬仪面向南方放好，首先视臂D不要举起，〔即纬度表E指在零〕，调整B板之倾斜，使视野沿视臂看到地平线，将B板固定在这位置，此时B板即坚持水平，如今旋转C、D观察天体，那么E即指示出天体之地平纬度〔Altitude〕。

　　如今将经纬仪A板举高至x角，x=90°

－〔测量地之纬度〕，例如，你在台北测量，纬度大约25°

3'

，角x就等于64°

57'

另一个法子是将视臂指向北极星，D坚持在这方向，而移动A板，使纬度表E之读数为90°

，此时A板即与B成x角了，当然你稍微想想便知道，可用这种方法来测量你所在地的纬度了，为什麽这样子A与B就成x角呢？

〔注一〕　　仰望天极〔即北极星处〕时仰角即为你的纬度，因此当E读数为零时，将板A举起x角后，视臂即指向天球赤道，为什么？

〔注二〕调整x角之目的，在于求得星星对天球赤道面之仰角〔即赤纬度〕，而不须顾忌到因观测地之纬度不同，所惹起之星星视位置之变化。

此时由西至东旋转视臂，便画出了天球赤道位置。

　　为了测度赤经，你必经将经度表F刻成赤经单位——时，每隔15°

为1时，由零度起反时针方向刻。

　　如今移动视臂注视南天之一星，从星图、天文日历或其它参考星源，决议此星之赤经、赤纬，旋转经度表F，使C之指针指向适当之赤经值。

此时纬度表应即自动指在了正确的赤纬值，否那么仪器便有了偏向。

将F固定住，如今旋转C、D，把视臂指向另一星球，此时从E、F就可读出，此星球之赤纬度、赤经度了。

在天球赤道以北之星球赤纬度为正，在天球赤道以南之星赤纬度为负，即E盘上朝启齿处之量角器度数为正，另一个为负。

　　例如：

角宿大星〔Spica〕，在四、五、六月夜空均可见，它的赤经度（R.A.）=13h23m37s，赤纬度（D.）=-11°

00'

19'

'

，将视臂指向角宿大星，此时纬度表E读数应约为-11°

，调整经度表F至13h23m37s。

如今旋转视臂D，注视轩辕大星〔Regulus〕，此时在E上就可读出约12°

06'

，F上约10h07m，于是知道轩辕大星之R.A.=10h07m，D.=12°

。

　　再举个例，在夏季夜空可见天狼星〔Sirius〕　　　R.A.约为6h44m，D.约为-16°

40'

，将F调整至6h44m后，将视臂举高约在25°

赤纬度，再向西旋转到赤经度约为3h45m，此时经过D上之螺丝圈，你就可以看到昴宿〔Pleiades〕了。

　　在秋冬夜晚较早时，在飞马座〔Pegasus〕大正方形左近，可见朦胧亮带，那是仙女座大星云〔Andromeda〕，它是漩涡星云中独一能被肉眼明晰看见的，你有兴味求求它的概略位置吗？

大约是R.A.=0h40m，D.=41°

　　用这样方法求赤经、赤纬的益处，便在于不用顾忌到观测时间不同，惹起星球视位置改动的要素，为什麽？

由于A板经x角修正后，即与天球赤道面重合，E求得的是星星对A板〔即天球赤道面〕之仰角，自然就是赤纬度了。

又天球虽然不时旋转，但各星星差不多全是极远处之恒星，它们之间的相对位置均不变，我们一星之赤经度，以此为准，自然便可由此星与他星之夹角，而求出另一星的赤经度了，所以不论你在什麽纬度，什麽时节，什麽时间观察，你所求得星星之赤经、赤纬度数均不会有所差异。

　　一些参考星源列于表二。

　　许多伟大的实验，它所需求的装置，往往是相当复杂的，所以你不要小看经纬仪，很能够有一天，你应用它标定出一颗从未为人发现的星球的位置，而著名于世呢？

　　原文系摘自〝ChallengeoftheUriverse〞117页〝ProjectsandExperiments〞1962年由〝NationalScienceTeachersAssociation〞出版。

　　原文仅说明制造法，并不讨论原理，译者参与一些原理的复杂说明而成。

　　注一：

见图4，B板指向南方地平线，D指向天球北极，A板与D垂直，∠Y即观测地之纬度，因北极星距地球甚远，故指向天球北极之D，与北极至地心之联线平行，很容易的我们就可证出∠Z=∠Y，而∠x+∠Z=90°

，因此∠x=90°

-∠Z=90°

-∠Y=90°

-〔观测地之纬度〕。

　　注二：

E读数为零时，D与A平行，见图4知，A与天球北极成直角，即指向天球赤道，故D也指向天球赤道。

　　原理　经纬仪是依据测角原理设计的。

为了测定水平角，必需在经过空间两方向线交点的铅垂线上，水平地放置一个带有角度分划的圆盘──水平度盘〔图2〕。

图上，OAA1竖直面与水平度盘的交线在度盘上失掉读数ɑ,OBB1竖直面与水平度盘的交线在度盘上失掉读数b,b减ɑ就是圆心角β,即为水平角A1O1B1的角值β1。

为了测定竖直角,又必需竖放一个圆盘──竖直度盘。

由于竖直角的一个方向是特定的方向〔水平方向或天顶方向〕，所以只需在竖直度盘上读取视野指向欲测目的时的读数，即可取得竖直角值。

　　类别　经纬仪的种类很多，按精度可分为普通经纬仪和精细经纬仪，有一定的系列规范。

中国消费的精细光学经纬仪，一测回水平方向中误差不大于±

0.7″,其望远镜缩小倍数为56倍、45倍、30倍,水平度盘直径158毫米，最小读数值0.2″，竖直度盘直径88毫米,最小读数值0.4″。

经纬仪按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪；

按轴系又可分为复测经纬仪和方向经纬仪。

　　目前最常用的是光学经纬仪。

为使作业方便，提高效率，这类仪器在原有基础上又有所改良。

例如采用正像望远镜；

快调焦、慢调焦机构；

同轴制动、微动机构；

度盘读数数字化，用带有分划尺的读数显微镜或带有光学测微器的读数显微镜；

两个度盘影像出现不同颜色；

粗、精配置度盘机构以及竖盘目的自动归零装置等。

　　还有某些具有特殊功用的经纬仪，例如，带有光学测距装置的视距经纬仪；

应用磁针定磁南方位的罗盘经纬仪；

将陀螺仪和经纬仪组合，能测定真南方位的陀螺经纬仪〔见矿山测量〕；

应用激光构成可见视准轴，能停止导向、定位和准直测量的激光经纬仪；

停止空中摄影的摄影经纬仪；

自动跟踪测量的电影经纬仪；

自动测角和记载的电子经纬仪；

以及将电子经纬仪、电磁波测距装置、微型信息处置机和记载器等综分解单体零件的电子速测仪。

电子速测仪不只可在现场迅速取得斜距、平距、高差〔或高程〕和坐标增量〔或坐标〕等数据，并能自动显示、打印和穿孔记载，或在磁带上存贮数据，还可树立数字地形模型，或应用公用接口与计算机衔接自动成图。

　　在如隧道工程等黑暗环境下作业时，应用LDT520对测点发射的可见激光束可高效率实施方向控制和点位定位。

阴天环境下，激光束有效作业半径达600m，黑暗环境下那么更远。

【施工测量勘察】全站仪外业操作深究

效果一、正确检测和设置棱镜常数。

棱镜是直角光学玻璃锥体。

由于光在玻璃中的折射率大于在空气中的折射率，所以它在玻璃中的传达速度比在空气中慢，同时在玻璃中传达所用的超量时间会使测量距离增大某一个值，这就是棱镜常数。

在实践任务中曾遇到过全站仪与前后视棱镜不婚配而形成结果出现较大偏向的状况，尤其当该搭配中出现不同品牌的国产装备时，正确设置棱镜常数就成为精度保证的关键。

状况一：

〔简易基线法〕当现场有两通视的点〔距离不宜过长，团体以为不超越200米〕时。

依据坐标反算计算两点平距；

仪器中设置棱镜常数为零，实测两点斜距、竖直角；

应设置的棱镜常数=［实际平距/Cos〔竖直角〕］-实测斜距值〔即：

把式中第一项假定为真值〕。

状况二：

〔对比法〕当现场有仪器婚配棱镜时，直接应用婚配棱镜与待设置棱镜测量斜距比拟。

状况三：

〔分段法〕无基线无婚配棱镜时。

应用仪器确定位于同一条直线上的三点，该直线段长度100米左右为宜；

如以下图示，三段的真值长度区分是a、b、c；

现将仪器先后架设于A、B点，棱镜常数暂设为0，区分测量a、b、c的长度，其实测值为AC、BA、BC；

其长度真值关系有：

a=b+c；

只思索棱镜常数R这一项误差来源，那么有a=AC+R，b=BA+R，c=BC+R；

代入得AC+R=（BA+R）+（BC+R），移项兼并同类项，R=AC-〔BA+BC〕，可得出该仪器配置相应棱镜时的近似设置常数。

值得留意的是，式中的一切距离均应为斜距，依工程树立要求精度的不同，可近似以平距替代，但最好A、B、C三点所处地势平整为宜。

效果二、正确量取仪高。

高程传递的任务中不难发现，当应用三角高程得出的高程值与水准仪测量结果比拟，存在一定的偏向。

形成这种偏向的要素中仪器高的量取误差应为其中可削弱一项。

仪器高的量取应直接从控制点斜拉卷尺到全站仪中心点，量斜高，至少两面。

取均值，再依据卷尺倾斜水平扣除1—2mm。

效果三、经过全站仪准确测量塔吊装置进程中的垂直度偏向。

首先思索的是针对塔吊上下对应角点应用对边测量确定偏向，但思索到对边测量的结果是显示两点的平距高差，而该结果不具有偏向所要求的方向性。

接上去思索固定仪器横盘，竖盘确定一条垂线，在下端结合塔尺边重合于该线，卷尺量测其偏向值。

假定应用经纬仪，异样可行。

但该法要求视野应垂直于塔吊的某一面。

最后联络仪器中自带的参考线功用，假定以塔吊底端某边两点作为参考基线，可直接测出除高差外塔吊上部某点在沿该线和垂直于该线方向的偏向，但该法要求仪器自带免棱镜测量功用。

效果四、隐蔽点测量。

隐蔽点测量的外业操作模型如下，测站与某待测点不通视，该不通视的待测点称为隐蔽点。

由于遮挡物存在，不思索支点搬站的前提下，借助辅佐工具〔诸如花杆〕确定一条一端点该隐蔽点的直线段，经过测量架设于该直线段上的R1、R2两点，应用仪器外部顺序直接计算出隐蔽点坐标。

但必需在该直线段总长〔操作界面中被称为测量杆长度〕与R1、R2点距离并停止相应设置后施测。

举例、验证如下：

选定同一条直线上的三个点，区分作为R1、R2、隐藏点〔为了检验需求，实践上都通视良好〕。

量取得直线段总长〔测量杆长度〕1.901m，R1~R2段长1.161m；

测站坐标为〔10，10，10〕，照准R1点，并置后视水平度盘为0°

00′00″，仪高1.414m；

1〕、进入常用功用→隐蔽点测量菜单。

R1点测量值水平角0°

00′00″

竖直角87°

33′51″

斜距2.785m

R2点测量值水平角24°

24′22″

竖直角87°

24′16″

斜距2.697m

经过该顺序最终结果计算值为：

〔12.243，11.823，11.538〕；

2〕、在设站定向完成后直接测量隐蔽点坐标。

其结果为〔12.242，11.823，11.541〕；

3〕、测出R1点距测站的平距2.783m，于CAD中作图法检验。

∠R1-测站点-R2夹角为24°

24′24″，与外业观测中水平夹角差异仅两秒。

补充说明：

经过本次检验实验，三点能否位于同不时线上的水平，直接影响了测量结果的精度。

现场实地操作时应结合工程精度要求加以确定其可行度。

效果五、高程传递。

仪器自带顺序经过测量高程点〔最多五个然后取平均〕反算测站点高程，H仪+d仪+L*Sinα=H镜+D镜。

效果六、悬高测量。

悬高测量的准确度主要取决于后视点位于前视点正下方与否的水平。

效果七、参考线\弧线放样。

可应用该顺序施测点到基线的偏移。

效果八、公允测量。

1〕、角度公允测量。

本功用适用于公允点A到测站点、待测点P到测站点距离大致相等，而在待测点又无法安排棱镜的状况。

该功用的精度保证应为这两个距离相等的水平。

2〕、单距公允测量。

单距公允测量适用于待测点与测站点不通视，测站点-公允点A-待测点P的夹角θ，并可以用钢尺量取公允点和待测点平距的状况。

该法精度相对较高，应可以运用于经过施测墩柱模板某边中点检测其中心位置偏移。

3〕、双距公允测量。

该法同隐蔽点测量。

4〕、圆柱公允测量。

依据切线法获取圆柱体的圆心坐标和半径。

本功用过测站且相切于圆柱的切线方向选择确定，是精度确定和保证的关键。

效果九、修建轴线法。

与参考线相似，使修建轴线放样更为直观、简便。

效果十、多测回测角，导线平差计算。

虽然在导线测量及变形监测时可自动计算相关限差超限与否，但在前后视实践瞄准操作中对竖直角、水平角要求一次到达照准精度。

效果十一、COGO〔坐标几何学〕。

仪器中自带的计算顺序，现场操作时可提供更多的方式方法。

1〕、坐标反算。

2〕、坐标正算。

包括带偏移量的坐标正算〔左负右正〕。

3〕、交会。

方向交会、方向-距离交会〔一个点与未知点连线的方位角，另一个点到未知点的距离〕、距离-距离交会、四点交会。

4〕、垂足、偏距计算。

可计算出某点于直线基线的垂足坐标，以及沿基线方向和垂直方向的偏距。

相似于直线段线路里程坐标反算。

5〕、偏置点计算。

依据沿基线直线的纵横向偏距推算目的点坐标。

相似于线路里程坐标正算。

6〕、外延点计算。

不同全站仪中自带的顺序和功用不完全相反，其功用弱小远远超出了最后的想象。

关于外业作业中的操作还待进一步补充。

希望各位同行和晚辈们给予支持和协助。

随着全站仪在测量中的普遍运用，越来越多的效果也随之出现，明天，我和大家一同共同讨论一下全站仪测距不准的原因及处置方法这一效果。

测距原理:

全站仪是由测距主板（发射板）发射波长、频率比拟固定的光波，经过棱镜反射到全站仪接纳板，经中频板停止处置，失掉带测距信号的光电信号，再由测距主板CPU停止处置比拟，失掉我们要求的距离。

一、影响测距精度的几个要素：

1.i角（垂直角误差）2C值（水平角误差）精度

2.棱镜常数

仪器显示输入的棱镜常数必需与运用的棱镜常数分歧，如不符请重新输入。

3.气压、温度

仪器显示的气压和温度大致和仪器所处测量地的气压和温度坚持分歧，如不符需重新输入，仪器自动计算ppm值。

4.测距精度（加常数、乘常数）

光波测距仪〔全站仪〕的测距精度一致表示如下：

〔A+BppmD〕mm

D是测量距离，单位是mm；

A是与测量距离长短有关的误差，就是我们通常说的加常数；

B是与测量距离长短有关的误差，也就是我们通常说的乘常数。

加常数是一个固定误差，乘常数是一个随机误差。

5.补偿器精度

补偿器功用是对垂直角和水平角停止补偿，来保证全站仪在运用进程中发生偏斜时，垂直角和水平角的准确性。

6.格网因子

格网因子是指全站仪在停止坐标测量、坐标放样时的比例尺，普通比为1，南方全站仪选不运用。

7.坐标输入顺序

普通全站仪坐标输入方式有两种：

NEZ和ENZ，实践坐标输入的方式和全站仪选的输入方式需分歧，否那么会出现飞点或跑点状况。

二、不同状况测距不准的处置方法：

1.普通测距时，出现一个固定误差

先反省全站仪i角、2C值、棱镜常数能否正常，不正常将做相应的调整，如正常那么只对加常数停止相应的调整。

如：

全站仪显示加常数〔仪器常数〕为A，测量距离为Smm，实践距离为S′mm，那么误差△S=〔S-S′〕mm，那么加常数改为A-△S即可。

2.普通测距时，出现一个随机误差〔与测距长度有关〕

结合固定误差，停止乘常数的调整，建议和南方公司维修部联络。

3.普通测距准确，坐标测量、放样不准

出现这一状况，只需反省全站仪设置菜单中的格网因子和坐标输入顺序能否正确，反之那么停止相应的调整即可。

4.普通测距，出现出大数、跳数、E31