实习三 测回法观测水平角
一、实习目的
1．加深对经纬仪的认识；
2．进一步熟悉望远镜的使用和读数方法；
3．练习经纬仪的安置；
4. 掌握DJ6型光学经纬仪按测回法观测水平角的方法及工作程序。 5. 掌握测回法观测水平角的记录、计算方法和各项限差要求。
二、实习要求
1．能比较熟练地叫出经纬仪各部件的名称并熟悉其功能；
2．初步掌握经纬仪的安置方法，要求对中偏差不超过3mm（光学对中偏差不超过对中器小圆圈），整平要求水准管气泡偏离中心不超过一格；
3．能比较正确地进行望远镜对光和使用制、微动螺旋，要求在2~3分钟内准确照准目标一次；
4．能在1~2分钟内正确读出一个读数，要求每人用测回法对同一角度观测2~3个测回，且上、下两半测回角度值之差≤±45秒；
三、实验原理
如图2-4-l所示，A、O、B为地面上高程不同的三个点，沿铅垂线方向投影到水平面P上，得到相应的A1、O1、B1点，则水平投影线O1A1与O1B1构成的夹角β，称为地面方向线OA与OB两方向线间的水平角。所以，水平角就是地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上所成的角度，其取值是0°～360°。
为了测定水平角的大小，设想在O点铅垂线上任一处O′点水平安置一个带有顺时针均匀刻划的水平度盘，通过左方向OA和右方向OB各作一竖直面与水平度盘平面相交，在度盘上截取相应的读数为a和b（如图2-4-1所示），则水平角β为右方向读数b减去左方向读数a，即
β=b－a。
图2-4-1水平角测量原理
四、准备工作
1．人员组织
每两人一组，轮换操作。 2．仪器工具
每组经纬仪一台，记录板一块。 3．场地布置
院内主干道旁，电气系办公楼前。
五、实习步骤
1、简要步骤
⑴首先对中、整平仪器。
⑵对中、整平仪器。后，每人选择相邻两个目标A和B，按测回法进行观测。 ⑶测回法观测步骤。
配置度盘：共测n个测回，则第i个测回的度盘位置为略大于（i－1）×180°/n。若测两个测回，根据公式计算第一测回起始读数稍大于0度，第二测回起始读数稍大于90度。
测回法一测回观测程序：
盘左：瞄准左目标A，进行读数记a1，记入表格；顺时针方向转动照准部，瞄准右目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值 β左=b1-a1。
盘右：瞄准右目标B，进行读数记b2，逆时针方向转动照准部，瞄准目标A ，进行读数a2，计算下半测回角值 β右=b2-a2。
检查上、下半测回角值互差是否超限（β左-β右≤±40″），若没超限，则成果合格。取上、下半测回角值的均值β=（β左+β右）/2作为一测回角值。
换1人按同样的方法观测其他各角。
当
(β1+β2+
+βn)-360≤±40
2、详细步骤
（1）将经纬仪安置于老师指定的点位上，完成对中、整平工作（此两项操作方法详见实习五）。
（2）用盘左位置（既竖直度盘位于望远镜观测方向的左侧，也称正镜位置），照准左侧目标A（又称后视点），将水平度盘读数设定为0°00′00″或稍大点的位置如0°02′00″左右，现设为a左=0°00′00″记入观测手薄相应的栏内。以下以有水平度盘变换轮和分微尺测微器的仪器为例说明将水平度盘定为0°00′00″或稍大一点位置的方法：照准后视目标A后，按下水平度盘变换手轮，转动该手轮使水平度盘的0°分划线准确对准分微尺的零指标线，即可使读数为0°00′00″， 轻轻弹出水平度盘变换手轮， 仍需检查度盘读数是否仍为0°00′00″，若不是可重新设定，直到满意为止。
（3）松开照准部制动螺旋（或搬手），依顺时针方向转动照准部精确照准右边目标B（又称前视点），读取度盘读数b左=33°22′36″，记入观测手薄相应栏中。
以上两步骤是用盘左位置对角AOB观测了一次，称为上半测回，记录者应在观测者操作仪器的空隙尽快按下式计算出上半测回的角度值
β左=33°22′36″－0°00′00″=33°22′36″
（4）纵转望远镜（此举又称倒镜），使仪器变为盘右位置（即竖盘位于望远镜观测方向的右侧， 又称倒镜位置）， 精确照准B点， 读取读数b右=213°22′42″，记入观测手薄相应的栏内。
（5）松开照准部制动螺旋（或搬手），逆时针旋转照准部，照准A点，读取读数a右=180°00′12″，记入观测手薄相应栏内。
以上两步骤是用盘右位置对角AOB又观测了一次，称为下半测回，记录者应尽快算出
下半测回的角度值β右，并与β左进行比较，其差值若符合限差要求（≤±45″），则取其平均值作为一测回最终角度值β。
β右=b右－a右＝213°22′42″－180°00′12″＝33°22′30″
∵ β左－β右＝33°22′36″－33°22′30″＝6″＜45″
∴ β＝（β左+β右）/2=（33°22′36″+33°22′30″）/2=33°22′33″ 具体的观测表格和记录、计算方法待实习时将详细讲解和演示。
六、实验注意事项
⑴ 测回法每个单角起始方向盘左应将度盘配置在0°附近。
⑵ 方向观测法应选择距离稍远、易于照准的清晰目标作为起始方向（零方向）。 ⑶ 瞄准目标时，尽可能瞄准目标底部。
⑷ 随时注意水准管气泡是否居中。
⑸ 观测过程中，同一测回上、下半测回之间一般不允许重新整平，确有必要时（如照准部水准管气泡偏离居中大于一格），则重新整平后需要重测该测回。不同测回之间允许在测回间重新整平仪器。
⑹ 同一测回观测时，切勿动度盘配制器。
⑺ 记录员听到观测员读数后应向观测员回报，经观测员默许后方可记入受簿，以防听错而记错。
⑻ 方向观测法测回间盘左零方向的水平度盘读数应变动180°/n(n为测回数)。 ⑼ 注意仪器的安全使用。
七、思考题
1．测量水平角时，为什么要用盘左、盘右两个位置观测? 2．何谓竖盘指标差?如何消除竖盘指标差?
3．试述测回法操作步骤、记录计算及限差规定?
4.水平角测量主要包括哪些误差?为了减小测站对中和目标偏心误差，观测时应注意哪些问题?
利用DJ6级光学经纬仪进行水平角和竖直角观测
班级 组号 实验日期 组员名单
水平角观测记录表
水平角观测记录表
限差要求：① 对于DJ6级光学经纬仪，要求两个半测回角值之差不大于±40″
② 对于DJ6级光学经纬仪，要求各测回角值之差不大于±24″
竖直角观测记录表
限差要求：① 对于DJ6级光学经纬仪，竖盘指标差不超过±60″，否则应进行校正
② 同一测站不同目标的指标差互差，对于DJ6级光学经纬仪应不超过±25″
实习三 测回法观测水平角
一、实习目的
1．加深对经纬仪的认识；
2．进一步熟悉望远镜的使用和读数方法；
3．练习经纬仪的安置；
4. 掌握DJ6型光学经纬仪按测回法观测水平角的方法及工作程序。 5. 掌握测回法观测水平角的记录、计算方法和各项限差要求。
二、实习要求
1．能比较熟练地叫出经纬仪各部件的名称并熟悉其功能；
2．初步掌握经纬仪的安置方法，要求对中偏差不超过3mm（光学对中偏差不超过对中器小圆圈），整平要求水准管气泡偏离中心不超过一格；
3．能比较正确地进行望远镜对光和使用制、微动螺旋，要求在2~3分钟内准确照准目标一次；
4．能在1~2分钟内正确读出一个读数，要求每人用测回法对同一角度观测2~3个测回，且上、下两半测回角度值之差≤±45秒；
三、实验原理
如图2-4-l所示，A、O、B为地面上高程不同的三个点，沿铅垂线方向投影到水平面P上，得到相应的A1、O1、B1点，则水平投影线O1A1与O1B1构成的夹角β，称为地面方向线OA与OB两方向线间的水平角。所以，水平角就是地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上所成的角度，其取值是0°～360°。
为了测定水平角的大小，设想在O点铅垂线上任一处O′点水平安置一个带有顺时针均匀刻划的水平度盘，通过左方向OA和右方向OB各作一竖直面与水平度盘平面相交，在度盘上截取相应的读数为a和b（如图2-4-1所示），则水平角β为右方向读数b减去左方向读数a，即
β=b－a。
图2-4-1水平角测量原理
四、准备工作
1．人员组织
每两人一组，轮换操作。 2．仪器工具
每组经纬仪一台，记录板一块。 3．场地布置
院内主干道旁，电气系办公楼前。
五、实习步骤
1、简要步骤
⑴首先对中、整平仪器。
⑵对中、整平仪器。后，每人选择相邻两个目标A和B，按测回法进行观测。 ⑶测回法观测步骤。
配置度盘：共测n个测回，则第i个测回的度盘位置为略大于（i－1）×180°/n。若测两个测回，根据公式计算第一测回起始读数稍大于0度，第二测回起始读数稍大于90度。
测回法一测回观测程序：
盘左：瞄准左目标A，进行读数记a1，记入表格；顺时针方向转动照准部，瞄准右目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值 β左=b1-a1。
盘右：瞄准右目标B，进行读数记b2，逆时针方向转动照准部，瞄准目标A ，进行读数a2，计算下半测回角值 β右=b2-a2。
检查上、下半测回角值互差是否超限（β左-β右≤±40″），若没超限，则成果合格。取上、下半测回角值的均值β=（β左+β右）/2作为一测回角值。
换1人按同样的方法观测其他各角。
当
(β1+β2+
+βn)-360≤±40
2、详细步骤
（1）将经纬仪安置于老师指定的点位上，完成对中、整平工作（此两项操作方法详见实习五）。
（2）用盘左位置（既竖直度盘位于望远镜观测方向的左侧，也称正镜位置），照准左侧目标A（又称后视点），将水平度盘读数设定为0°00′00″或稍大点的位置如0°02′00″左右，现设为a左=0°00′00″记入观测手薄相应的栏内。以下以有水平度盘变换轮和分微尺测微器的仪器为例说明将水平度盘定为0°00′00″或稍大一点位置的方法：照准后视目标A后，按下水平度盘变换手轮，转动该手轮使水平度盘的0°分划线准确对准分微尺的零指标线，即可使读数为0°00′00″， 轻轻弹出水平度盘变换手轮， 仍需检查度盘读数是否仍为0°00′00″，若不是可重新设定，直到满意为止。
（3）松开照准部制动螺旋（或搬手），依顺时针方向转动照准部精确照准右边目标B（又称前视点），读取度盘读数b左=33°22′36″，记入观测手薄相应栏中。
以上两步骤是用盘左位置对角AOB观测了一次，称为上半测回，记录者应在观测者操作仪器的空隙尽快按下式计算出上半测回的角度值
β左=33°22′36″－0°00′00″=33°22′36″
（4）纵转望远镜（此举又称倒镜），使仪器变为盘右位置（即竖盘位于望远镜观测方向的右侧， 又称倒镜位置）， 精确照准B点， 读取读数b右=213°22′42″，记入观测手薄相应的栏内。
（5）松开照准部制动螺旋（或搬手），逆时针旋转照准部，照准A点，读取读数a右=180°00′12″，记入观测手薄相应栏内。
以上两步骤是用盘右位置对角AOB又观测了一次，称为下半测回，记录者应尽快算出
下半测回的角度值β右，并与β左进行比较，其差值若符合限差要求（≤±45″），则取其平均值作为一测回最终角度值β。
β右=b右－a右＝213°22′42″－180°00′12″＝33°22′30″
∵ β左－β右＝33°22′36″－33°22′30″＝6″＜45″
∴ β＝（β左+β右）/2=（33°22′36″+33°22′30″）/2=33°22′33″ 具体的观测表格和记录、计算方法待实习时将详细讲解和演示。
六、实验注意事项
⑴ 测回法每个单角起始方向盘左应将度盘配置在0°附近。
⑵ 方向观测法应选择距离稍远、易于照准的清晰目标作为起始方向（零方向）。 ⑶ 瞄准目标时，尽可能瞄准目标底部。
⑷ 随时注意水准管气泡是否居中。
⑸ 观测过程中，同一测回上、下半测回之间一般不允许重新整平，确有必要时（如照准部水准管气泡偏离居中大于一格），则重新整平后需要重测该测回。不同测回之间允许在测回间重新整平仪器。
⑹ 同一测回观测时，切勿动度盘配制器。
⑺ 记录员听到观测员读数后应向观测员回报，经观测员默许后方可记入受簿，以防听错而记错。
⑻ 方向观测法测回间盘左零方向的水平度盘读数应变动180°/n(n为测回数)。 ⑼ 注意仪器的安全使用。
七、思考题
1．测量水平角时，为什么要用盘左、盘右两个位置观测? 2．何谓竖盘指标差?如何消除竖盘指标差?
3．试述测回法操作步骤、记录计算及限差规定?
4.水平角测量主要包括哪些误差?为了减小测站对中和目标偏心误差，观测时应注意哪些问题?
利用DJ6级光学经纬仪进行水平角和竖直角观测
班级 组号 实验日期 组员名单
水平角观测记录表
水平角观测记录表
限差要求：① 对于DJ6级光学经纬仪，要求两个半测回角值之差不大于±40″
② 对于DJ6级光学经纬仪，要求各测回角值之差不大于±24″
竖直角观测记录表
限差要求：① 对于DJ6级光学经纬仪，竖盘指标差不超过±60″，否则应进行校正
② 同一测站不同目标的指标差互差，对于DJ6级光学经纬仪应不超过±25″