精密測角儀器為什麼要對徑重合讀數

A. 旋光儀的精度為多少讀數時為什麼採用對頂讀數法

旋光儀採用雙復游標讀數，以制消除度盤偏心差。度盤分360格，每格1°，游標分回20格，等於盤19格，用游標直接讀答數到0.05°。度盤和檢偏鏡固為一體，藉手輪（1）能作粗、細轉動。游標窗前方裝有兩塊4倍的放大鏡，供讀數時用。

刻度圓盤讀數方法與游標卡尺的讀數方法相似，為了消除刻度盤與分光計中心軸線之間的偏心差，在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游標。

測量時，兩個游標都應讀數，然後算出每個游標兩次讀數的差，再取平均值。這個平均值可作為望遠鏡（或載物台）轉過的角度，並且消除了偏心差。所以分光計為什麼要用對徑讀數法讀數。

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當放進存有被測溶液的試管後由於溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉了一個角度，零度視場便發生了變化。轉動檢偏鏡一定角度，能再次出現亮度一致的視場。這個轉角就是溶液的旋光度，它的數值可通過放大鏡（10）從度盤（11）上讀出。

旋光物質的旋光度主要取決於物質本身的結構。另外，還與光線透過物質的厚度，測量時所用光的波長和溫度有關。如果被測物質是溶液，影響因素還包括物質的濃度，溶劑也有一定的影響。因此旋光物質的旋光度，在不同的條件下，測定結果通常不一樣。

B. 為什麼在角度測量時要對儀器進行對中整平

在角度測量時要對儀器進行對中整平：
1、對中整平是為了測量的准確性，減少誤差專。
2、對中整平都是屬為了是採集的數據更加准確。如不對中，測量的距離和角度就不是從擺站點起算的；如沒整平，測出的豎直角和水平角就不準確。
3、對中是使儀器的中心和測站點的標志中心在同一鉛垂線上，包括垂球對中、光學對點器對中、強制對中、激光對中；整平是使儀器的豎軸豎直，即水平度盤水平。
對中整平方法：
a、三腳架調成等長並適合操作者身高，將儀器固定在三腳架上，使儀器基座面與三腳架上頂面平行。
b、將儀器擺放在測站上，目估大致對中後，踩穩一條架腳，調好光學對中器目鏡（看清十字絲）與物鏡（看清測站點），用雙手各提一條架腳前後、左右擺動，眼觀對中器使十字絲交點與測站點重合，放穩並踩實架腳。
c、伸縮三腳架腿長整平圓水準器。
d、將水準管平行兩定平螺旋，整平水準管。
e、平轉照準部90度，用第三個螺旋整平水準管。
f、檢查光學對中，若有少量偏差可打開連接螺旋平移基座，使其精確對中，旋緊連接螺旋，再檢查水準氣泡居中，重復d到e步驟。

C. 精密測量的基本原則

在實際測量中，對於同一被測量往往可以採用多種測量方法。為減小測量不確定度，應盡可能遵守以下基本測量原則： （1）量具的標稱值：標注在量具上用以標明其特性或指導其使用的量值。如標在量塊上的尺寸，標在刻線尺上的尺寸等。
（2）刻度：在測量器具上指示出不同量值的刻線標記的組合稱為刻度。
（3）刻度間距：沿著刻線尺（標尺）長度方向所測得的兩個相鄰刻線標記中心之間的距離稱為刻度間距，也稱標尺間距。
（4）分度值：兩相鄰刻線所代表的量值之差稱為儀器的分度值。它是一台儀器所能讀出的最小單位量值。一般地說，分度值越小，測量器具的精度越高。數字式量儀沒有標尺或度盤，而與其相對應的為解析度。解析度是儀器顯示的最末位數字間隔所代表的被測量值。
（5）示值范圍：測量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍稱為示值范圍。
（6）測量范圍：在允許不確定度內，測量器具所能測量的被測量值的下限值至上限值的范圍。如外徑百分尺的測量范圍有0～25mm、25～50mm、50～75mm等，其示值范圍則均為25mm。比較儀的測量范圍為180mm，其示值范圍則為±0.1mm(如圖1－3所示)。示值范圍與標尺有關，測量范圍取決於結構。
（7）量程：測量范圍的上限值和下限值之差稱為量程。量程大的儀器使用起來比較方便，但儀器的線性誤差將隨之變大使儀器的准確度下降。
（8）靈敏度：測量器具對被測量值變化的反應能力稱為靈敏度。對於一般長度測量器具，靈敏度等於標尺間距a與分度值I之比，又稱放大比或放大位數K，即 K= a / I 測量力：採用接觸法測量時，測量器具的感測器與被測零件表面之間的接觸力。測量力及其變動會影響測量結果的精度。因此，絕大多數採用接觸測量法的測量器具，都具有測量力穩定機構。
（9）示值誤差：測量器具的示值與被測量的真值之差。例如用百分尺測量軸的直徑得讀數值為31.675mm，而其真值為31.678mm，則百分尺的示值誤差等於31.675－31.678=－0.003mm. 顯然，測量器具在不同的示值處的示值誤差一般是各不相同的。目前，測量器具的精度大多仍用示值極限誤差來表示測量器具示值誤差的界限值。 回程誤差：是指在相同條件下，被測量值不變，測量器具行程方向不同時，兩示值之差的絕對值。該項誤差是由於測量器具中測量系統的間隙、變形和磨擦等原因引起的。當要求測量值的顯示呈連續的往返性變化時（有連續的正、負值變化），則應選用回程誤差較小的測量器具。 測量不確定度：測量不確定度是在測量結果中表達被測量值分散性的參數。由於測量過程的不完善，測得值對真值總是有所偏離，這種偏離又是不確定的，表達這種不確定程度的參數，就稱為不確定度。
（10）修正值：為修正某一測量器具的示值誤差而在其檢定證書上註明的特定值。它的大小與示值誤差的絕對值相等，符號相反。在測量結果中加入相應的修正值後，可提高測量精度。 （1）標准量具。指用作測量或檢定標準的。如量塊、多面棱體、表面粗糙度比較樣塊等。
（2）通用（或稱萬能）量具。一般指由廠統一製造的通用性。如直尺、平板、角度塊、卡尺等。
（3）專用（或稱非標）量具。指專門為檢測工件某一技術參數而設計製造的。如內外溝槽卡尺、鋼絲繩卡尺、步距規等 是以固定形式復現量值的測量器具。它的特點如下：
（1）本身直接復現了單位量值，即的標稱值就是單位量值的實際大小，如量塊本身就復現了長度量的單位。
（2）在結構上一般沒有測量機構，沒有指示器或運動著的元部件。如量塊只是復現單位量值的一個實物。
（3）由於沒有測量機構，如不依賴其他配用的測量器具，就不能直接測出被測量值。例如量塊要配用干涉儀、光學計。因此它是一種被動式測量器具。 （1）長度測量器具
1）量具類
2）卡尺類
3）千分尺類
4）指示表類
（2）角度測量器具
（3）形位誤差測量器具
（4）表面質量測量器具
（5）齒輪測量器具
（6）螺紋測量器具
（7）其它測量器具
（8） 測量鏈
（9）通用器件及附件

D. 精密水準測量時，為什麼儀器和前後標尺應盡量在一條直線上

根據武漢大學出版社《控制測量學》一書，精密水準測量並未規定儀器和前後標尺應盡回量在一條直線上，只答對前後視距差和前後視距有規定，因為視距是一定的，測程較長時，儀器和前後標尺在一條直線上能延長一個測站的距離，這樣可以少測幾站。

E. 分光計為什麼要用 對徑讀數法 讀數

刻度圓盤讀數方法抄與游標卡尺的讀數襲方法相似，為了消除刻度盤與分光計中心軸線之間的偏心差，在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游標。測量時，兩個游標都應讀數，然後算出每個游標兩次讀數的差，再取平均值。這個平均值可作為望遠鏡（或載物台）轉過的角度，並且消除了偏心差。所以分光計為什麼要用對徑讀數法讀數。

F. 精密測角儀器為什麼要對徑重復讀數

刻度圓盤讀數方法與游標卡尺的讀數方法相似，為了消除刻度盤與分光計中心軸線內之容間的偏心差，在刻度盤同一直徑的兩端各裝有一個游標。測量時，兩個游標都應讀數，然後算出每個游標兩次讀數的差，再取平均值。這個平均值可作為望遠鏡（或載物台）轉過的角度，並且消除了偏心差。所以分光計為什麼要用對徑讀數法讀數。
上面是分光計的資料，可以觸類旁通

G. 在分光計測量光線偏轉角是，為什麼左右兩個游標都要讀數

主要是為了消除離軸誤差：
分光計的圓盤上有360°的刻度,且外部包圍圓盤的基座上相隔內180°的兩處有兩個容游標.在製作分光儀時,不可能使分光儀的圓盤和基座嚴格同軸.
在兩者略有不同軸的情況下,只讀取一個游標的讀數,應該引入離軸誤差加以考慮——不同軸的時候,讀取的角度差不完全等於實際角度差,圓盤半徑偏小（即圓盤的軸比基座的軸更近）的這一側測得的角度差比實際偏小,反之偏大——因此在相隔180°的兩處設置游標,兩次讀得的角度差數據進行平均,就可以有效地消除離軸誤差.

H. DJ6經緯儀如何讀數

讀數時先讀位於測微尺0~6之間度盤分劃線的度數即讀「。」,一般都是讀大的那個，如果小的那個度數沒有超過6，就取小的度數）。

分可以准確讀出來（注意x10就好了），秒就要估讀了（一般都取30「，如果想更精確，如處於0.3位置，就是x60」=18「）然後相加就可以了。

一、光學經緯儀讀數方法：

J6儀器讀數設備與J6比較有兩個特點：一是，J2級光學經緯儀採取度盤對徑重合讀數取平均值，消除了照準部偏心的影響。

提高了讀數精度；二是在J2級光學經緯儀讀數顯微鏡中，只能看到水平度盤或豎盤的一種影像，要讀另一種時，需轉動換像手輪9。

為蘇光J6光學經緯儀的讀數窗圖，當照準後，轉動測微手輪7，使主像(正字注記)與副像、倒字注記的分劃線對合好，提出具備下列三個條件而且注有度數的相對分劃線。

相差180°；

主像在左側，副像在右側；

相距最近。

二、舉例說明：

則該對分劃線中的主像所注的度數就是需要讀數的度數。主像分劃線與副像分劃線間的所夾的格數的一半，即為度盤上應讀取的整10′數不足10′，的分，秒數。在右邊的測微尺讀出。故其窗口讀數為：

度盤上的度數163°

度盤上的整10′數2×10′=20′

測微尺上的分秒數7′'32．"5

全部讀數為163°27'32.〃5

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一、DJ6經緯儀讀數方法：

讀數窗中上方H（水平角）為水平度盤影像，讀數度，分，秒讀數分別為：215 ，6，48（秒為估讀值），最終讀數結果為：215度6分48秒；

讀數窗中下方V（豎角）為豎直度盤影像，讀數原理與水平角H的讀數原理相同，讀數為：78度52分30秒。

光學經緯儀採用分微尺讀數法。水平度盤和豎直度盤的格值都是1度，而分微尺的整個測程正好與度盤分劃的一個格值相等，又分為60小格。

每小格1分，估讀至0.1度，注意估讀數據一般為6的倍數。

讀數時，首先，讀取分微尺所夾的度盤分劃線的度數，再依該度盤分劃線在分微尺上所指的小1度的分數，二者相加，即得到完整的讀數。

二、DJ6經緯儀讀數技巧：

電柵度盤是一種用於測量角度位移的感測器，利用兩個平面繞組的互感隨角度位移而變化的原理製造的。它不需要光學系統，結構簡單。它具有純正弦交流工作狀態，可以應用成熟的測相技術進行高倍數電子細分。

計時測角度盤是通過測量兩個「時間」標志的間隔來測量角度。在計時測角裝置內，有一個恆速旋轉系統和一個測量轉角α所需時間t的測時系統。恆速旋轉系統由石英振盪器分頻控制的同步電機驅動，測時系統也用石英振盪器分頻獲得時間基準。

I. 經緯儀的原理

水平角觀測(經緯儀原理)

一、水平角測角原理
如圖3—9所示，A、B、C為地面三點，高程不相等。將這三點沿鉛垂線方向投影到PQ水平面上，在水平面上得到A1、B1、C1三點，則水平成B1A1與BlC1夾角β定義為地面上直線BA和BC間的水平角。由此可見，地面任意兩直線間的水平角度，為通過該兩直線所作豎直面間的兩面角。
為了能測出水平角的大小，可在此兩豎直面的交線上任一高度0點水平地放置一刻度盤，通過BA和BC和一豎直面，與刻度盤的交線為0m、0n，在刻度盤上相應的讀數為b和a，從而求得水平角。
β=a—b (3—1)
根據以上分析，測量水平角的經緯儀必須具備一個水平度盤，並設有能在刻度盤上進行讀數的指標；為了瞄準不同高度的目標，經緯儀的望遠鏡不僅能在水平面內轉動，而且還能在豎直面內旋轉。

圖3—4水平角測量
二、經緯儀原理
經緯儀有游標經緯儀、光學經緯儀和電子經緯儀三類。游標經緯儀一般為金屬度盤、游標讀數、錐形軸系，目前已很少使用。電子經緯儀尚未普及，而光學經緯儀具有讀數精度高、體積小、重量輕、使用方便和密封性能好等優點被廣泛使用，下面對光學經緯儀、電子經緯儀作簡要介紹。
1．J6級光學經緯儀
如圖3—5是北京光學儀器廠生產的紅旗Ⅱ型經緯儀。各部件的名稱均標注在圖上。理論上，一測回測角中誤差為6〃，故稱為6秒級經緯儀，它屬於較低精度的經緯儀，一般用於五等以下的控制測量和其他較低精度的測量工作。
J6經緯儀是由基座水平度盤和照準部三部分組成的。
基座上有三個腳螺旋6用來整平儀器。5是軸座連接螺旋，擰緊它可以將儀器固定在基座上，該螺旋不要松動，以免儀器分離而墜落。
水平度盤外面看不見，它是一個玻璃製成的圓環，盤上按順時針方向刻有分劃，從0°—360°，用來測量水平角。

照準部由望遠鏡、讀數系統、橫軸、豎直度盤等幾部分組成，通過讀數顯微鏡9可讀出觀測方向值。一般讀到1′估讀到10分之1分，即6〃的倍數。如圖3—6，為帶分微尺測微器J6經緯儀讀數窗，HZ表示水平度盤，V表示豎直度盤。此處水平度盤讀數為214°54′，0，豎直度盤讀數為79°06′．4。圖3—7為單板玻璃測微器的J6經緯儀的讀數窗。國產紅旗Ⅱ型及瑞士T1，型光學經緯儀就屬這類讀數方法。儀讀數窗在讀數窗中，下面的窗格為水平度盤的像，中間間格為豎直度盤的象。讀數窗格中間的雙線為指標線，度盤1°或30′刻一分劃，注記的數字是度數，上面的窗口為測微尺的像，窗口中間的單線也是指標線，測微器每隔5′注記數字轉動測微輪，使度盤上整度數或整10′的刻劃線恰好夾在雙線指標中間，即可讀數，如圖3—7a豎盤讀數為92°17'24，圖3—7b中水平度盤讀數為4°30』+11'48〃=4°41′48〃。

圖3—7 J6經緯儀讀數窗
2.J2級光學經緯儀
圖3—8是蘇州光學儀器廠生產的DJ2型光學經緯儀的外形圖。它的各個部件的名稱均注在圖上。J2儀器讀數設備與J6比較有兩個特點：一是，J2級光學經緯儀採取度盤對徑重合讀數取平均值，消除了照準部偏心的影響，提高了讀數精度；二是在J2級光學經緯儀讀數顯微鏡中，只能看到水平度盤或豎盤的一種影像，要讀另一種時，需轉動換像手輪9。
如圖3—9為蘇光J2光學經緯儀的讀數窗圖，當照準後，轉動測微手輪7，使主像(正字注記)與副像、倒字注記的分劃線對合好，提出具備下列三個條件而且注有度數的相對分劃線。

圖3—8J2光學經緯儀外形圖

圖3-9 蘇光J2讀數面
(1)相差180°；
(2)主像在左側，副像在右側；
(3)相距最近。
則該對分劃線中的主像所注的度數就是需要讀數的度數。主像分劃線與副像分劃線間的所夾的格數的一半，即為度盤上應讀取的整10′數不足10′，的分，秒數。在右邊的測微尺讀出。故其窗口讀數為：
度盤上的度數163°
度盤上的整10′數2×10′=20′
測微尺上的分秒數7′'32．5
全部讀數為163°27'32.〃5
T2型經緯儀與DJ2的讀數方法相同，但其測微機構用的是雙平板玻璃和阿基米德螺旋線。所不同者主像在下，副像在上，讀數時仍以主像為主。如圖3-10所示，水平度盤讀數為0°09'48．5。
新型T2經緯儀，讀數已數字化，讀數時，轉動測微輪，使主副像刻劃線重合，其讀數可直接在讀數窗中顯示出來，提高了讀數速度，如圖3-11所示，其讀數為94°12'44''．2。

圖3-10 T2經緯儀讀數窗 圖3-11 新型T2讀數
3．電子經緯儀
電子經緯儀目前一般與測距儀、微順一起構成全站式電子速測儀。它採用光電測角，以光電信號的形式表達角度測量結果。即採用新型的度盤刻劃形式，以光電技術和電子測微技術確定與其相適應的光電測角原理。目前光電測角有三種度盤形式，，即格區式度盤，光棚度盤和編碼度盤，下面僅簡介格區式度盤動態測角原理。
如圖3—12是一種格區式玻璃度盤。度盤上刻有明暗的間隔，間隔的寬度和數目視設計要求而定。度盤上還設有光闌LR、LS，光闌上裝配有發光二級發電二極體。當度盤轉動時，不動的光闌中的光電二級管將接收在發光二級管送來的格區明暗信號，明暗信號多少將是度盤轉動大小的標志。

圖3—12 區格式度盤圖 3—13 標志刻劃
度盤明暗格區刻劃有兩種：標志刻和一般刻劃。圖3—13有A、B、C、D四組標志刻劃。各標志以寬窄不同的刻劃線和不同的排列設置在起算位置依次為90°的區間上，一般刻劃類似圖3—12所示，分布在標志刻劃分割的四個區間。一般刻劃的暗條紋為明條紋寬度的2倍。
度盤總刻劃數1024，如圖3—17所示，Φ。=360×60×60／1024=1265．625秒。
動態掃描是通過光電信號掃描獲得角度信息的。在圖3—12中，固定光闌IS設在度盤內側，可動光闌IR設在度盤外側與照準部相連。
角度測量時，由於LR隨照部旋轉，這樣Ls，LR之間構成一定的角度。度盤在馬達的帶動下，始終以一定的速度旋轉，從而使接收二級管斷續地接收由發光二級管發來的紅外光，在接收到光信號時，它送出高電平電信號，在未收到光信號時，則送出低電子電信號，從而完成對度盤的掃描。
由圖3—13可知，Φ。代表一個刻劃寬所代表的角度。即Φ。=2π／N為已知值。對於任一角度Φ，則可表示成：
Φ=n·Φ。+△Φ（n為正整數，0≤△Φ<Φ。） (3—2)
△Φ的測定：從圖3—15中由信號R和信號S送出的波形可以看出，由於△Φ的存在變化范圍為0~T。由於馬達轉速一定，故有：
△Φ=Φ。／T。·△ti(i=1，2，．．．．．N)
式中：N為度盤總刻劃數，△ti可用脈沖填充精確測定。微處理器算出△Φi後，再依式：
△Φ=[△Φi]／N
算出最後結果，由此實現了度盤全刻劃測角。

圖3—14 信號測定 圖3—1 5n的測定
n的測定：度盤上的四組標志刻劃是為測定n值而專門設置的。其作用如圖3—15所示，假定被觀測的角度為Φ，在測角時，度盤旋轉一周，A、B、C、DF均經過R、S一次，R、S發出信號為RA、SA、RB、SD、RC、SC、RD和SD。A由R轉到S時所對應的時間為TA，則Φ中所含Φ。的個數nA可由式nA=TA／T。(取整)(3—5)算出。對於B、C、D組刻劃，同樣有ni=Ti／T。(i=B、C、D)(3—6)這就是說，在旋轉一周時可測出四個n值，微處理器將它們加以比較，如發現差異，則自動重復測定n值，從而保證n值的正確性。
WidTC2000型全站儀就是採用動態掃描的絕對角度測量原理。能大大地消除度盤分劃誤差的影響，消除了度盤偏心差的影響，觀測值最小讀數為0．1〃。一測回觀測中誤差±0．5〃，水平方向，天頂距同時測量的時間為0．9秒。有關具體操作使用請見說明書。此處不繁述。
三、水平角觀測
1．經緯儀的對中、整平和瞄準對中有垂球對中和光學對中。目前生產的經緯儀均帶有光學對點器，一般可採用光學對中，用垂球對中時，對中誤差一般應小於3mm。光學對中誤差一般應小於lmm。但邊長越長，對中精度可低一些，邊長越短，若要保證同樣的測角精度，對中的精度要求就高。
整平：調整腳螺旋(3個)使照準部上的管水準器氣泡居中，從而使水平度盤處於水平位置，豎軸豎直。
光學對中和整平工作要交替進行。因為整平後光學對中會偏離點位，所以對中和整平這兩步工作需要反復進行，直到在限差內為止。
整平誤差不應超過水準管一格分劃值。
瞄準：先調節目鏡使十字絲清晰，然後照準目標，調節物鏡，使物像清晰，觀測水平面時，應盡量瞄準目標的底部，從而提高照準精度。
2．水平角觀測的方法
水平角的觀測方法，視測量工作要求的精度，施測時所用的儀器以及觀測方向的多寡而定。一般有測回法、復測法和全圓測回法三種方法，下面簡介測回法和全圓測回法。
(1)測回法如圖3—16所示，經緯儀置2點，盤左位置(即正鏡)，扳起復測鈕，轉動照準部，視窗口讀數略大於0°，扳下復測鈕，這時水平度盤與照準部一起轉動，照準前視點3，旋緊水平制動螺旋，扳起復測鈕，讀取水平度盤讀數h，記錄入簿(表3—1第4欄中)，放鬆水平制動螺旋，順時針方向轉動照準後視點1，讀數al記錄入簿，則盤左所測得角值β左：al-b1稱上半測回。

圖3—16測回法測角
盤右位置(即倒鏡)松開水平制動螺旋，先照準後視點1，讀數a2，再逆時針照準前視點3，讀數a2，則得下半測回角值β右=a2-b2。
進行正鏡，倒鏡觀測，主要是消除或削弱儀器誤差對測角的影響。
最後角值：β=(β左+β右)／2
兩個半測回角值之差，對於J6，應小於40，對於游標經緯儀，應小於2t，t為游標最小讀數。
表3-1 測回法觀測手簿

(2)全圓測回法，當一個測站上要觀測幾個角度，即觀測方向多於三個時，一般採用此法觀測。
如圖3—17為一四等三角網中盟山測站有四個方向，為測出各方向相互之間的角值，可用全圓測回法先測出各方向值。

圖3—17全圓測回法觀測方向值
在盟山點安置經緯儀，盤左位置，瞄準第一個目標(取通視好，成像清晰的目標)，此處選麻塘作為第一目標，通常稱為零方向，旋緊水平制動螺旋，轉動水平微動螺旋精確瞄準，轉動度盤變換器使水平度盤讀數略大於0°，再檢查望遠鏡是否精確瞄準，旋進測微手輪，使分劃重合讀一次數，退回一點再旋進重合讀——次數，二次讀數之差，對於J2經緯儀，不允許超過3，零方向讀數與置數之差不充許超過測微器增量的一半。順時針方向旋轉照準部，依次照準周家、義山、大坳……等點，最後閉合到零方向(麻塘)所有讀數依次序記在手盤在欄內。
縱轉望遠鏡，逆時針方向旋轉照準部1～2周後，精確照準零方向，按上述讀數方法讀數。
逆時針方向轉動照準部，按上半測回的相反次序觀測，即麻塘、大坳、義山、周家、麻塘。手簿記錄見表3—2
表3-2 水平方向觀測手簿格式（全圓測回法）

表內有關計算說明：
a．二倍照準誤差2C值
2C二盤左讀數—(盤左讀數±180°)，一測回內2C互差應符合表3—3的規定。計算值填人(2C)欄內。
表3-3 方向觀測的各項限差規定

b.計算各方向的平均讀數
平均讀數=1/2[盤左讀數-（盤右讀數 180°）]，由於一般度、分不會變化，只需把盤左、盤右的秒讀數取平均值即可，該值填左-右/2欄內。
c.計算零方向的平均值：

該值記入麻塘的平均值欄內，見表3-2。
d.計算各觀測點的方向值
零方向麻塘方向值為0°0000.0。其餘方向值=平均方向值-零方向值，如周家的方向值為69°16′51.5-0°00′08.2=69°16′43.3
若觀測多個測回，如四等三角測量，《房產測量規范》規定，採用DJ2經緯儀須觀測6個測回，那麼，同一方向值各測回互差應符合表3-3的規定。
另外，各測回零方向值應按下式配置，那麼

式中，n為測回數。
第一測回，度盤位置是0°00，測微器位置是測微增量=各測回零方向按以上方法安置讀數，其目的是把各測回讀數均勻分布在度盤和測微器的不同位置上，以消除和減小度盤分劃長、短周期誤差、測微器分劃誤差和行差等影響。
3．水平方向觀測中的注意事項
(1)儀器整置的高度要適宜，做到操作方便。
(2)觀測開始前要調好望遠鏡的焦距，一測回內保持不變，因為調焦會使視准軸發生變化，使2c超限。
(3)觀測應待儀器溫度與外界溫度充分一致時才開始，觀測過程中，儀器不得受日光照射。
(4)整置儀器時，應盡可能使儀器旋轉軸豎直。在觀測過程中，對於DJ2型儀器，氣泡中心位置中心不得超過一格。每測回開始前都要整平儀器。
(5)觀測過程中，如發現二倍照準差(2C)的絕對值大於30(對於DJ2型儀器)，應在測回之間進行視軸校正。
(6)儀器的轉動應平穩、勻稱，照準目標時應按規定方向旋轉，將目標置於十字絲交點附近。照準各方面目標時應在同樣位置。使用微動手輪照準目標或使用測微手輪重合分劃線時，其最後旋轉方向均應為旋進。
4．國家規范關於重測問題的若干規定。
(1)凡超過規范規定限差的結果，均應進行重測。因時錯度盤、照錯方向、讀記錯誤、或因中途發現觀測條件不佳等原因而放棄的測回，不統計在重測數內。
(2)因測回互並超限而重測時，除明顯孤值外，原則上應重測最大和最小的成對測回。
(3)重測數的計算方法：在基節測～觀測結果中，重測一個測回中的一個方向叫做一個「方向測回」，一份成果的全部方向測回數(按基本測回數計算)等於(m-1)·n，式中m是方向數，n是測回數。
基本測回中，需重測的方向測回數越過全部方向測回數的1/，3時，應全份重測。
(4)零方向超限，該測回重測。
(5)一個測回中，需在測的方向歌枉過所測方向數1／3時，或者所測方向只有三個而其中一個方向超限時，必須重測一個測回。但計算重測數時，仍按超限方向數計算。
(6)重測超限方向時，只須聯測零方向。
(7)重測結果與基本回結果不取中數。即每一個度盤位置只採用一個符合限差的測回成果。
(8)因三角形閉合差、測角中誤差等超限而需要重測時，應重測全站成果。
觀測時，儀器不能安置在標石中標石中心偏離一段距離，或照準的覘標中心與標石中心不在一條鉛垂線上，這時，需在現場測定出歸心元素，然後，把觀測成果歸算到標石中心上。
1．歸心計算。
如圖3—18所示，設BIBK是標石中心，YI是儀器中心，Tk是覘標中心。er，θr，稱為測站歸心福，er，θr稱為照準歸心元素。M代表未經歸心改正的觀測方向值。

圖3—18歸心改正
把實際測量得的YITK方向值加上改正數C，改化為BITK方向值加上改正數r，便改化到BITK方向，這項改正稱為照準歸心改正。即
(BIBK)=(YIYK)+C+r
式中：

應該注意，Mr、er、θr，，是要計算歸心改正數的本站工測定的方向值和歸，b元素，而Mr、er和θr則是照準點所在站K測定的方向值和歸心元素，兩者不能混淆。
2．歸心元素測定的要求。
(1)投影時，應選擇二個夾角互成120°的位置安置經緯儀正倒鏡進行投影，也可選擇三個互成60°的投影站投影或兩個互成90°的投影站各投影兩次。投影中，對投影的原始點和描繪方向不得有任何更改。
(2)投影標石中心和儀器中心的誤差三角形邊長不得超過5mm，而投影照準中心的誤差三角形邊長不得超過10mm。
(3)投影須採用專用的投影圖紙，投影完畢後，應在投影用紙上描繪兩個觀測方向，其中一個最好是本站的觀測零方向。
(4)在未設觀測站的點上進行照準點投影時，描繪的兩個方向中，應包括照準本點的測站點的方向。
(5)二等觀測方向，歸心元素應在測前和測後各測定一次；三、四等點的歸心元素可只投影一次。但測定歸心元素與測站觀察的時間差不能超過3個月。
(6)量取er和eT時，應准確到毫米，QRQT准確到15，概算邊長DIK准確到米。e愈大，對9和D的精度要求就愈高。
(7)直接測量法中用鋼尺丈量偏心距兩次，兩次結果之差不超過10mm，用經緯儀觀測偏心角兩測回，取至10〃 。
五、觀測方向的化算——方向曲率改正
所謂觀測方向的化算，就是將橢球體面上兩點之間的大地線方向化算為高斯投影平面上兩點之間的直線方向，即在觀測方向值上加入一種改正數，這種改正數叫方向改正或方向曲率改正。
六、水平角觀測的主要誤差
1．外界條件對於觀測精度的影響
主要是觀測時的大氣溫度、大氣的運動、太陽的照射、地形、地物和視線高度等因素影響觀測精度。大氣的運動會影響目標成像的清晰度，溫差使得大氣密度不均勻導致大氣折光，從而使視線產生彎曲給觀測方向值帶來系統誤差，因日照使各照準目標的明亮和陰暗面各不相同，使照準目標時產生偏差，叫相位差。另外，氣溫的變化會使望遠鏡照準軸發生變化，太陽直射會使儀器腳架扭轉，盡管這些誤差都很小，但對於等級控制測量來說，則需盡量避免或減弱的。
為此，要選擇好觀測時間，如晴天，影像最穩定，清晰的時間是上午日出後1小時至8點及下午3點、4點以後，陰天時，可以觀測的時間比晴天長得多，不要在日出和日落前後、大雨前後這樣的水平折光較大時觀測，對於照準目標的相位差，觀測員應仔細辨別覘標的實際輪廓來進行照準。影響特別顯著的，可以採用上、下午各測半測回數來加以抵償。另外，太陽光線盡量不要直射三腳架，同時，上、下午測回按相反的次序去照準目標可以指望消除或削弱三腳架扭轉的影響。
2．儀器的本身誤差
儀器的製造，不管如何精細，要想不存在誤差是不可能的。儀器本身的誤差主要是軸系間幾何關系的誤差及度盤刻劃及光學測微器存在誤差，如照準軸不和水平軸正交，水平軸傾斜，豎軸與鉛垂線不一致，度盤、測微尺的分劃不均勻等等，都會給觀測值的精度帶來影響。
實際工作中，我們採用正倒鏡減弱照準軸的誤差，消除水平軸誤差的影響；用每一測回重新整平儀器部分消除豎軸偏差的影響；用各測回交換度盤，配置測微器位置來削弱分劃誤差的影響。
3．儀器在操作中產生的誤差
儀器基座，三腳架的彈性扭轉的影響，採用半個測回中都按同一方向轉動照準部照準任何一目標的辦法，使正負誤差大致相抵消：該辦法還可有效地消除基座螺旋窩空隙的影響。為保證各觀測方向所受照準部扭轉的影響基本相等，要盡量使用微動螺旋的中間部位。所以，每一測回開始之前，應將微動螺旋退出到中間部位。為消除照準水平微動螺旋彈簧失靈的影響，必須是「旋進」的方向轉動微動螺旋來照準目標。
4．觀測本身的誤差
觀測由照準和讀數兩步操作組成，其誤差包括讀數誤差、照準誤差，目標偏心及對中誤差。
讀數誤差主要是判斷重合度盤分劃線的誤差，一般認為，度盤分劃線重合一次的中誤差，對J2型儀器不會大於1 〃，兩次重合讀數時，則有
mo=±1/2=±0．7
照準誤差主要與眼睛的分辨力、望遠鏡的放大倍率、氣候喊是否穩定有關，一般認為照準一次的照準誤差mv約為
mv=±60／v
式中v為望遠鏡的放大率，對於J2類儀器，一般有v=30x，故J2
mv=±60／30=±2.0
另外，採用花桿作為照準目標時，很難保證樹立花桿的中心軸線與通過標石中心的鉛垂線嚴格重合，經驗證明，用花桿作為；照準目標，往往是損害觀測精度的主要原因。
儀器對中只要能達到毫米的精度，對於控制測量來說，一般邊長較大，其影響很小。對中誤差一定時，邊長越大，影響越大。
表3-4對中誤差對測角的影響

J. 什麼叫水平度盤對徑分劃線重合一次中誤差的檢驗它對測角帶來怎樣的影響

水平度盤對徑分劃線重合一次中誤差，是指轉動測微螺旋由旋出再旋進（或者回由旋進再旋出）答使水平度盤的對徑分劃重合時前後讀數差值的中誤差。
從0度開始，按照10°+ i/（2*18）設置度盤和測微器為對應的讀數（i 為度盤最小分格值），使度盤整置位置的對徑分劃線重合後再旋出旋進測微螺旋，精確重合對徑分劃線兩次，記錄測微器讀數為Ⅰ和Ⅱ並計算二者之差。計算18次差值的中誤差，J1不超過0.3秒，J2不超過1秒檢校。
度盤分劃線間隔的標稱與實際值之差，會導致測角需要在不同的位置上進行測量，才可以通過取平均值或者是長周期誤差時取觀測值中數。