1.电子经纬仪的结构
图2.19 是南方ET-02/05/05B系列电子经纬仪的结构。本仪器键盘具有一键双用功能，一般情况下仪器执行键上方所标的第一（测角）功能，当按下MODE键后再按其余各键则执行按键下方所标示的第二（测距）功能。电子经纬仪的操作键功能见表2.5。
图2.19 电子经纬仪南方ET-02/05/05B
表2.5 电子经纬仪的操作键功能
液晶显示屏采用线条式液晶，常用符号全部显示时其位置如图2.20所示。中间两行各8个数位显示角度或距离等观测数据或提示字符串，左右两侧所显示的符号或字母表示数据的内容或采用的单位名称。显示符号及功能显示见表2.6。
图2.20 经纬仪液晶显示屏
表2.6 显示符号及功能显示
2.经纬仪的基本使用方法
经纬仪的使用包括仪器安置、照准和读数三项。
（1）纬仪的安置。经纬仪安置操作程序是：打开三脚架腿，调整好其长度使脚架高度适合于观测者的高度，张开三脚架，将其安置在测站上，使架头大致水平。从仪器箱中取出经纬仪放置在三脚架头上，并使仪器基座中心基本对齐三脚架的中心，旋紧连接螺旋后，即可进行安置工作，主要有两项：对中和整平。
1）对中。对中的目的是使用仪器的中心（竖轴）与测站点（角的顶点）位于同一铅垂线上。这是测量水平角的基本要求。对中方法有两种：垂球对中、光学对中。这里主要介绍光学对中。使用光学对中器对中应与整平仪器结合进行。光学对中的步骤如下：
a.张开三脚架，目估对中且使三脚架架头大致水平，架高适中。
b.将经纬仪固定在脚架上，调整对中器目镜焦距，使对中器的圆圈标志和测站点影像清晰。
c.转动仪器脚螺旋，使测站点影像位于圆圈中心。
d.伸缩脚架腿，使圆水准器泡居中。然后，旋转脚螺旋，通过水准管整平仪器。
e.察看对中情况，若偏离不大，可以通过平移仪器使圆圈套住测站点位，精确对中。若偏离太远，应重新整置三脚架，直到达到对中的要求为止。
注意事项：
a.对中后应及时固紧连接螺旋和架腿固定螺丝。
b.检查对中偏差是否在规定限差要求之内。
c.在坚滑地面上设站时，应将脚架腿固定好，以防止架腿滑动。
d.在山坡上设站时，应使脚架的两个腿在下坡，一个腿在上坡，以保障仪器稳定、安全。
2）整平。整平的目的是使仪器的水平度盘位于水平位置或使仪器的竖轴位于铅垂方向。
整平分两步进行。首先用脚螺旋使圆水准气泡居中，即概略整平。其主要是通过伸缩脚架腿或旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，其规律是圆水准气泡向升高脚架腿的一侧移动，或圆水准气泡移动方向与左手大拇指和右手食指旋转脚螺旋的方向一致；精确整平是通过旋转脚螺旋使照准管水准器在相互垂直的两个方向上气泡都居中。精确整平的方法如下，如图2.21所示。
图2.21 整平原理示意图
a.旋转仪器使照准部管水准器与任意两个脚螺旋的连线平行，用两手同时相对或相反方向转动这两个脚螺旋，使气泡居中。
b.然后将仪器旋转90°，使水准管与前两个脚螺连线垂直，转动第三个脚螺旋，使气泡居中。如果水准管位置正确，如此反复进行数次即可达到精确整平的目的，即水准管转到任何方向时，水准气泡均居中，或偏离不超过1格。
（2）经纬仪使用。
1）照准。照准系用十字丝中心部位正对目标，故十字丝是瞄准目标的主要设备。经纬仪的十字丝情况如图2.22所示。测水平角时，以十字丝的纵丝瞄准目标。当目标较粗时，常用单丝平分之；若目标较细时，则常用双丝对称夹准之。如图2.23（a）所示，如果杆状目标（花杆或旗杆）歪斜时，尽量照准根部，以减少照准偏差的影响。
横丝用来测竖直角。照准时，目标要靠近纵丝。切准目标的部位一定要明确并记录在手簿上，一般用中丝切准目标的上沿，如图2.23（b）所示。另外还应注意，无论测水平角或竖角，其照准目标的部位均应接近于十字丝的中心较好。
操作方法：松开照准部和望远镜的制动螺旋，转动照准部和望远镜，用粗瞄准器使望远镜大致照准目标，然后从镜内找到目标并使其移动到十字丝中心附近，固定照准部和望远镜的制动螺旋，再旋转其微动螺旋，便可以准确照准目标的固定部位，读取水平度盘或竖直度盘数值。
图2.23 照准目标
（a）纵丝测水平角；（b）横丝测竖直角
2）读数。电子经纬仪可直接在显示屏上读取读数。
3）配置度盘。配置度盘又称“对零”，其目的是为了计算方向观测值时更为方便。使起始方向（或称零方向）水平度盘读数在0°附近，或某一指定位置，都称为配置度盘。
当测角精度要求较高时，往往需要在一个测站上观测几个测回。为了减弱光学经纬仪度盘分划误差的影响以及计算方便，各测回零方向的起始数值δ按式（2.2）计算
式中 n——测回数；
i——测回的序号。
例如，测两个测回（n=2），第1测回（i=1），零方向的度盘读数应为略大于0°；第2测回（i=2），零方向度盘读数应为略大于90°。
2.2.2 测回法
测回法常用于观测两个方向之间的夹角，是水平角观测的基本方法。设要测的水平角为∠AOB（图2.24），在O点安置经纬仪，分别照准A、B两点的目标进行读数，两读数之差即为要测的水平角值。
图2.24 测回法示意图
1.具体操作步骤
（1）盘左位置。瞄准目标A，使标杆或测钎准确地夹在双竖丝中间（或单丝去平分）；为了减低标杆或测钎竖立不直的影响，应尽量瞄准标杆或测钎的最低部。
（2）读取水平度盘读数a左，记入观测手簿。(www.xing528.com)
（3）顺时针方向转动照准部，用同样的方法瞄准目标B，读记水平度盘读数b左；以上（2）、（3）步称为盘左半测回或上半测回，测得角值为β左=b左-a左。
（4）倒转望远镜，盘左变成盘右，按上述方法先瞄准目标B，记水平度盘读数b右。
（5）逆时钟转动照准部，瞄准目标A，记水平度盘读数a右。以上操作步骤（4）、（5）称为盘右半测回或下半测回，测得角值为β右=b右-a右。
盘左和盘右两个半测回合在一起称为一测回。两个半测回得角值得平均值就是一测回的观测结果，即
采用盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消某些仪器构造误差对测角的影响，同时可以检查观测中有无错误。由于水平度盘注记是顺时针方向增加的，因此在计算角值时，无论是盘左还是盘右，均应用右侧的读数减去左侧目标的读数，如果不够减，则应加上360°再减。为了提高测量精度，往往需要对某角度观测多个测回。为了减少度盘分划步均匀误差的影响，按式（2.2）设置各测回度盘的起始读数。
测回法通常有两项限差，一是两个半测回的方向值（即角值）之差；二是各测回方向值之差。对于不同精度的仪器，有不同的规定限值。就5秒经纬仪而言，半测回角度之差应小于36″，各测回角度之差应小于24″，如果超限，应找出原因并重测。
2.记录与计算
表2.7为测回法观测记录表。
表2.7 测回法观测记录表
2.2.3 全圆测回法
观测三个及以上的方向时，通常采用全圆测回法（也称方向观测法或全圆方向法），它是以某一个目标作为起始方向（又称零方向），依次观测出其余各个目标相对于起始方向的方向值，然后根据方向值计算水平角值。
设在如图2.25所示的测站O上观测到A、B、C、D各个方向之间的水平角，用全圆测回法的操作步骤如下。
图2.25 全圆测回法示意图
1.观测步骤
（1）将仪器安置与于测站O上，对中、整平。
（2）选与O点相对较远的目标A作为零方向。
（3）盘左位置，照准部标A，配置度盘的起始读数。读取该数并记入观测手簿中。
（4）顺时针方向转动照准部，依次瞄准目标B、C、D，读取相应的水平读数并记入观测手簿中。
（5）为了检查观测过程中水平度盘是否变动，需要顺时针方向再次瞄准零方向A并读取水平度盘的读数。这一步骤称为“归零”，两次零方向读数之差称为半测回归零差。使用5秒经纬仪观测，半测回归零差不应大于18″。如果半测回归零差超限，应立即查明原因并重测。
观测步骤（3）～（5）为上半测回，可见上半测回的观测顺序为A→B→C→D→A。
（6）倒转望远镜使仪器成盘右位置，逆时针转动照准部，照准零方向A，读取读数并记入观测手簿中。
（7）逆时针方向转动照准部，依次照准目标D、C、B，读取相应的读数并记入观测手簿中。
（8）再逆时针转动照准部瞄准零目标点A，读取水平度盘读数并计算归零误差是否超限，其限差规定同上半测回。
观测步骤（6）～（8）为下半测回，可见下半测回的观测顺序为A→D→C→B→A。
上、下半测回合起来称为一测回。表2.8为两个测回的全圆测回法手簿的记录和计算举例。
表2.8 全圆测回法观测记录表
2.全圆测回法的计算及限差的规定
（1）计算两倍照准轴误差（2C）及限差。两倍照准轴误差（用2C表示），它在数值上等于一测回同一方向的盘左读数L与盘右读数R±180°之差，即
如果观测目标大致在水平方向，则2C值应该为一常数。但实际观测中，由于观测误差的产生是不可避免的，各方向的2C值不可能相等。同一测回中，2C的最大值与最小值之差称为“2C互差”。在进行水平角的测量时更多的是关注“2C互差”。规范规定5秒型仪器同测回2C互差绝对值不得大于36″。
（2）计算各方向读数的平均值。取每一方向盘左读数与盘右读数±180°的平均值，作为该方向的平均数。
由于归零起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，作为该方向的平均读数。
（3）各测回同一方向归零方向值的计算。为了便于以后的计算和比较，要把起始方向值（零方向值）改化成0°00＇00″，即把原来的方向值减去起始方向A“归零”后的平均值，即
如果进行多个测回观测，同一方向的各测回观测得到的归零方向理论上应该是相等，但实际会包含有误差，它们之间的差值称为“同一方向各测回归零值之差”。
（4）各测回平均归零方向值的计算。将各测回同一方向的归零方向值相加减并除以测回数，即得该方向各测回平均归零方向值。
（5）水平角计算。将组成该角的两个方向的方向值相减即可得该水平角。
3.重测及原始数据更改的规定
（1）重测的规定。重测就是观测结果超出规定限差而需要重新进行观测。重测通常在基本测回完成后进行的。其规定如下：
1）2C互差、两个半测回同一方向值互差或各测回同一方向值互差超限时，应均重测超限方向并联测零方向。
2）零方向的2C互差或下半测回的归零差超限，均应重测该测回。方向观测法中一测回中，重测的方向数超过该测回方向总数的1/3时，该测回应重测。
3）采用方向观测法时，每站基本测回中重测的方向数，不应超过测回全部方向总数的1/3，否则重测该测回。
4）因读错度盘、测错方向、读记错误、上半测回归零差超限、碰动仪器以及其他原因未测定的测回，均应立即重新观测，而不算作重测测回数，称之为补测。补测没有限制。
（2）原始数据更改的规定。
1）读记错误的秒值不许改动，应重新观测。读记错误的度、分值必须现场更改，但同一方向盘左、盘右、半测回值三者之间不得同时更改两个相关数字，同一测站不得有两个相关得数字连环更改，否则均应重测。
2）凡更改错误，均应将错误数字、文字用横线整齐划去，在其上方写出正确的数字或文字。原错误数字或文字应仍能看清楚，以便检查。需要重测的方向或需要重测的测回可用从左上角至右下角的斜线划去。凡划改的数字或划去的不合格成果，均应在备注栏内注明原因。需要重测的方向或测回，应注明重测结果所在的页数。废站页应整齐划去并注明原因。
3）补测或重测结果不得记录在测错的手簿页数之前。
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