第四节　电子经纬仪

电子经纬仪是国外在20世纪80年代生产的一种用光电测角代替光学测角的新型经纬仪。以它为主体，可测定水平角、竖直角、水平距和高差。目前，在生产中普遍使用的集电子经纬仪、光电测距仪和微电脑于一体的“电子全站仪”，已代替了单体式的电子全站仪。故本节主要介绍其测角系统和测角原理。

电子经纬仪具有光学经纬仪类似的结构特征，测角的方法步骤与光学经纬仪基本相似，最主要的不同点在于读数系统——光电测角。电子经纬仪采用的光电测角方法有三类：编码度盘测角、光栅度盘测角及近年来又出现的动态测角系统。

动态测角系统是一种较好的测角系统，现将T2000电子经纬仪的动态测角系统的测角原理简介如下。

图3-10为T2000电子经纬仪的外形，图3-11为其测角原理示意图。测角时度盘由马达带动的额定转速不断旋转，而后由光栏扫描产生电信号取得角值。度盘刻有1024个分划，每个分划间隔为φ0，内含有一条黑色反射线和一个白色空隙，相当于不透光与透光区。盘上装有两个指示光栏，LS为固定光栏，安置在度盘的外缘，相当于光学经纬仪度盘的零位，LR为可动光栏，随照准部转动，安置在度盘的内缘。φ表示望远镜照准某方向后LS和LR之间角度，计取通过两指示光栏间的分划信息，即可求得角值。

由图3-11可知φ＝nφ0＋Δφ，即φ角等于n个整分划间隔φ0和不足整分划间隔Δφ之和。它是通过测定光电扫描的脉冲信息nT0＋ΔT＝T，分别由粗测和精测同时获得。

粗测：测定通过LS和LR给出的脉冲计数（nT0）求得φ0的个数n。在度盘径向的外、内缘上设有两个标记a和b，度盘旋转时，从标记a通过LS时，计数器开始计取整分划间隔φ0的个数，当b标记通过LR时计数器停止计数，此时计数器所得到数值即为n。

精测：即测量Δφ。由通过光栅LS和LR产生的两个脉冲信号S和R的相位差ΔT求得。精测开始后，当某一分划通过LS时精测计数开始，计取通过的计数脉冲个数，一个脉冲代表一定的角值（例如2″），而另一分划继而通过LR时停止计数，通过计数器中所计的数值即可求得Δφ。度盘一周有1024个分划间隔，每一间隔计数一次，则度盘转一周可测得1024个Δφ，然后取平均值，可求得最后的Δφ值。粗测、精测数据由微处理器进行衔接处理后即得角值。

动态测角是通过操作键盘上的指令，由中央处理器传给角处理器，于是相应的度盘开始转动，达到规定转速就开始进行粗测和精测并做出处理，若满足所有要求，粗测、精测结果就会被合并成完整的观测结果，并送到中央处理器，由液晶显示器显示或按要求贮存于数据终端。

为了消除度盘偏心的影响，T2000度盘对径位置的两端，各安置一个光栅，所以度盘上实际配置两个固定光栅和两个可动光栅，同时从度盘整个圆周上每个间隔获得观测值取平均值。全圆划分如此多的间隔，以便消除度盘刻划误差和度盘偏心差，从而提高了测角精度，水平角和竖直角都可达到一测回的方向中误差在±0.5″之内。