如何使用DJ6光学经纬仪测水平角

李 丽

(山西交通技师学院，山西太谷 030800)

0 引言

测量工作贯穿于公路工程建设的整个阶段，测量学是公路工程专业的专业基础课，在教学工作和实践活动中，我总结了一些经验认识，下面我主要谈谈如何使用DJ6光学经纬仪测量水平角。

经纬仪是测量角度的仪器。按其精度分，有 DJ6，DJ2两种。表示一测回方向观测中误差分别为6″，2″。DJ6光学经纬仪是一种组合了一系列光学和机械零件的角度测量仪器，内部有玻璃度盘和许多光学棱镜与透镜，组成光学系统。其中D，J分别是“大地测量”“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，6表示该等级经纬仪的精度指标，即水平方向一测回方向中的误差不超过±6″。该仪器的主要功能就是测定或放样水平角和竖直角。另外，由于在该仪器上安置有测距装置——视距丝，所以DJ6光学经纬仪还可以用于距离测量。DJ6光学经纬仪由照准部、水平度盘、基座组成。

1 DJ6光学经纬仪的操作

水平角是指从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角其范围:顺时针0°～360°。在用DJ6光学经纬仪进行水平角度测量之前，必须把仪器安置在测站上。仪器的安置包括对中和整平两项工作。

1)对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。

a.在安置仪器以前，首先将三角架打开，抽出架腿，并旋紧架腿的固定螺旋。然后将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。这时架头平面即约略水平，且中心与地面点约略在同一铅垂线上，将三脚架踩实使之稳固。装上仪器，旋上连接螺旋。b.旋转光学对中器的目镜，看清对中器分划圈，拉或推动目镜使地面测站点标记影像清晰。c.移动三脚架使光学对中器分划圈对准测站点。d.利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准气泡居中。在使用光学对中器时，仪器应先利用脚螺旋使圆水准器气泡居中，再用光学对中器观察地面测站标志是否偏离分划圈中心。如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺旋，在架头上移动仪器，在保证圆水准气泡居中的条件下，使其与地面点对准。如果不用垂球粗略对中，则一面观察光学对中器一面移动脚架，使光学对中器与地面点对准。这时仪器架头可能倾斜很大，则根据圆水准气泡偏移方向，伸缩相关架腿，使气泡居中。伸缩架腿时，应先稍微旋松伸缩螺旋，待气泡居中后，立即旋紧。e.再检验圆水准气泡是否居中以及光学对中器分划圈是否对准测站标志，如有任何一项偏离，则需重新整平圆水准气泡和对准测站标志，直至同时符合要求为止。

2)整平。

经纬仪整平的目的是使仪器的竖轴铅直，水平度盘处于水平位置。在上一个步骤中只进行了粗略整平，还需精确整平。还需用到位于照准部上的管水准器。

在精确整平时，松开水平制动螺旋，转动照准部，使水准管大致平行于任意两个脚螺旋的连线，两手同时向内或向外旋转这两个脚螺旋使气泡居中。气泡的移动方向与左手拇指移动的方向一致。再将照准部旋转90°，水准管处于原位置的垂直位置，用另一个脚螺旋使气泡居中。如此反复操作，直至照准部转到任何位置气泡都居中为止。在整平后还需再次检查光学对中器是否偏移。如果偏移，则重复上述操作方法，直至水准气泡居中，对中器对中为止。

3)瞄准。

先松开水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，调节目镜对光螺旋使十字丝清晰。通过望远镜上的瞄准器瞄准目标，使目标成像在望远镜视场中仅于中央部位。旋紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。转动物镜对光螺旋，使目标成像清晰。最后用望远镜微动螺旋和水平微动螺旋精确瞄准目标。瞄准目标时，应尽量瞄准目标底部，使纵丝的中间部分平分或夹准目标。

4)测量。

当仪器的准备工作充分做好后，就可以开始水平角的测量了。这里我们用测回法测量水平角。测回法适用于观测只有两个方向的单角，这种方法要用盘左和盘右两个位置进行观测。观测时目镜朝向观测者，如果竖盘位于望远镜的左侧，称为盘左;如果位于右侧，称为盘右。我们通常先以盘左位置进行观测，称为上半测回;再以盘右位置观测，称为下半测回，两个半测回称为一测回。

a.例如:欲测OA，OB两方向之间的水平角∠AOB时，在角顶O安置仪器，在A，B处设立观测标志。经过对中、整平以后，即可按下述步骤观测。松开望远镜的制动螺旋，利用望远镜上的粗瞄器，以盘左粗略照准左方目标A。关紧照准部及望远镜的制动螺旋，再用微动螺旋精确照准目标，同时需要注意消除视差及尽可能照准目标的下部。读取该方向上的读数a1，记入手薄。b.松开照准部及望远镜的制动螺旋，顺时针方向转动照准部，粗略照准右方目标B。再关紧制动螺旋，用微动螺旋精确照准，并读取该方向上的水平度盘读数b1，则盘左所得角值为:∠1=b1－a1。以上是上半测回。c.将望远镜纵转180°，改为盘右。重新照准右方目标B，并读取水平度盘读数b2记入手簿。再松开水平制动螺旋，转动照准部，瞄准左边的目标A，读取读数a2，记入手薄，则盘右所得角值即为:∠2=b2－a2。以上是下半测回。

DJ6光学经纬仪盘左盘右两个半测回角值之差不超过40″时，取其平均值为一测回角值，即∠AOB=1/2(∠1+∠2)。由于水平度盘注记是顺时针方向的，因此在计算角值时，无论是盘左还是盘右，均应为盘右的读数减去盘左的读数，如果不够减，则应加上360°再减。值得注意的是DJ6光学经纬仪盘左盘右两个半测回角值之差不超过40″，如果超限，则必须重测。如果重测的两半测回角值之差仍然超限，但两次的平均角值十分接近，则说明这是由于仪器误差造成的。取盘左盘右角值的平均值时，仪器误差可以得到抵消，所以各测回所得的平均角值是正确的。当观测精度要求较高时，往往需要观测几个测回，为了削减度盘刻度不匀的误差，每个测回都要改变度盘的位置，即在照准起始方向时，改变度盘的安置读数。各测回应根据测回数n，按每测回+180°/n来变换水平度盘位置。

2 角度观测的误差

1)仪器误差。仪器误差的主要来源有两个方面:其一，仪器制造、加工不完善所引起的误差。其二，仪器校验不完善的残余误差。

2)观测误差。观测者在观测操作过程中会产生观测误差，包括对中误差、整平误差、标杆倾斜误差、照准误差和读数误差等。

a.对中误差:在测站点上安置经纬仪，必须进行对中。仪器安置完毕后，仪器的中心未位于测站点铅垂线上的误差，即对中误差。对中误差对水平角观测的影响与待测水平角边长成反比。所以，当要测水平角的边长较短时，尤其应注意仔细对中。

b.整平误差:仪器安置未严格水平而产生的误差。整平误差导致水平度盘不能严格水平，竖盘及视准面不能严格竖直。它对测角的影响与目标的高度有关，若目标与仪器同高，其影响很小;若目标与仪器高度不同，其影响将随高差的增大而增大。

c.标杆倾斜误差(即目标偏心误差):在观测中，实际瞄准的目标位置偏离地面标志点而产生的误差。为了减小该项误差对水平角观测影响，应尽量照准标杆的根部，标杆应尽量竖直，边长较短时，宜采用垂球对点，照准时以垂球线替代标杆。

d.照准误差:影响照准精度的因素很多，如人眼的分辨率、望远镜的放大率、十字丝的粗细、目标的形状及大小、目标影响的亮度、清晰度以及稳定性和大气条件等。所以尽管观测者已经尽力照准目标，但仍不可避免的存在程度不同的照准误差。此项误差无法消除，只能选择适宜的照准目标，在其形状、大小、颜色和亮度的选择上多下功夫，改进照准方法，仔细完成照准操作。这样，可减少此项误差的影响。

e.读数误差:是对测微装置估读的误差，它主要取决于仪器的读数设备，它与照明情况和观测者的技术熟练程度有一定关系，一般误差值为测微器最小格的1/10。DJ6光学经纬仪读数误差不超过±0.1'，即不超过±6″。为使读数误差控制在上述范围内，观测时必须仔细操作，准确估读。

3)外界条件的影响。外界条件的影响很多，也比较复杂。如松软的土壤和大风影响仪器的稳定;日晒和温度变化影响水准管气泡的运动;大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等等，这些都会给观测水平角带来误差。要想完全避免这些因素的影响是不可能的，为了削弱此类误差的影响，应选择有利的观测时间和设法避开不利的因素。例如，选择雨后多云的微风天气下观测最为适宜，在晴天观测时，要撑伞阻光，防止暴晒仪器。

3 注意事项

测量工作是一项胆大心细的工作，测量数据的准确需要我们耐心的做好每一个步骤，认真的做好每一个细节。

1)观测前应检校仪器。

2)安置仪器要稳定，应仔细对中和整平。一测回内不得再对中整平。

3)选择有利的观测时间和避开不利的外界条件。应时刻保护好安放好的仪器设备。DJ6光学经纬仪是非常贵重的仪器，仪器不仅自己在使用过程中不让它受一点损害，也要确保不让外界的任何人或物损坏仪器。再有，要保证不让外界影响仪器的安放位置，如不让好奇的人观测或触摸仪器。

4)目标应竖直，尽可能瞄准目标低部，严格遵守各项操作规定和限差要求。

5)观测时尽量用十字丝中间部分。水平角用竖丝，竖直角用横丝。

6)读数应果断、准确。特别应注意估读数。当场计算，如有错误或超限，应立即重测。要认真准确的记录好度盘读数，及时的把原始数据记入表中。原始数据的准确性决定着测量工作的成败。

7)组员之间要团结，要以大局为重，把测量工作做到井然有序。

［1］梁启勇.公路工程测量［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［2］李仕东.工程测量［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［3］王景峰.工程测量［M］.北京:人民交通出版社，2012.