第三节 电子经纬仪
电子经纬仪是用光电测角代替光学测角的经纬仪，为测量工作自动化创造了有利条件。电子经纬仪具有与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同，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3类：编码度盘测角、光栅度盘测角及动态测角系统。现对编码度盘测角的原理简介如下。
一、电子经纬仪测角原理
如图3-9所示，编码度盘为绝对式度盘，即度盘的每一个位置，都可读出绝对的数值。电子计数一般采用二进制。在码盘上以透光和不透光两种状态表示二进制代码“0”和“1”。若要在度盘上读出四位二进制数，则需在度盘上刻四道同心圆环，又称四条码道，表示四位二进制数码，在度盘最外圈刻的是透光和不透光相间的16个格，里圈为高位数，外圈为低位数，透光表示为“0”，不透光表示为“1”，沿径向方向由里向外可读出四位二进制数，如图由0000起，顺时针方向可依次读得0001，0010，…，直到1111，也就是十进制数0～15。
图3-9 码盘读数原理
实现码盘读数的方法是：将度盘的透光和不透光两种光信号，由光电转换器件转换成电信号，再送到处理单元，经过处理后，以十进制数自动显示读数值。其结构原理如图3-9（b）所示，四位码盘上装有4个照明器（发光二极管），码盘下面相应的位置上装有4个光电接收二极管，沿径向排列的发光二极管发出的光，通过码盘产生透光或不透光信号。被光电二极管接收，并将光信号转换为“0”或“1”的电信号，透光区的输出为“0”，不透光区的输出为“1”，四位组合起来就是某一径向上码盘的读数。如图3-9（b）中输出为1001。
设想观测时码盘不动，照明器和接收管（又称传感器）随照准部转动，便可在码盘上沿径向读出任何码盘位置的二进制读数。若码盘最小分划值为10″，则度盘上最低位的码道将分成 360×60×6=129600等分，需要以17条码道表示成二进制读数，相应地要用17个传感器组成光电扫描系统。
二、电子经纬仪的使用
图3-10为我国南方测绘仪器公司生产的ET-02电子经纬仪外形，其一测回方向中误差为±2″，角度最小显示1″，采用NiMH可充电电池供电，充满电池可连续使用8～10h，正倒镜位置面向观测者都具有7个功能键的操作板面（图3-11），其操作方法如下。
图3-10 ET-02电子经纬仪
1—手柄；2—手柄固定螺丝；3—电池盒；4—电池盒按钮；5—物镜；6—物镜调焦螺旋；7—目镜调焦螺旋；8—光学瞄准器；9—望远镜制动螺旋；10—望远镜微动螺旋；11—光电测距仪数据接口；12—管水准器；13—管水准器校正螺丝；14—水平制动螺旋；15—水平微动螺旋；16—光学对中器物镜调焦螺旋；17—光学对中器目镜调焦螺旋；18—显示窗；19—电源开关键；20—显示窗照明开关键；21—圆水准器；22—轴套锁定钮；23—脚螺旋
图3-11 ET-02电子经纬仪操作面板
1.开机
如图3-12所示，PWR为电源开关键。当仪器处于关机时，按下该键，2s后打开仪器电源，当仪器处于开机时，按下该键，2s后关闭仪器电源。当打开仪器时，显示窗中字符“HR”右边的数字表示当前视线方向的水平度盘读数，字符“V”右边显示“OSET”,在盘左时转动望远镜，让其通过水平位置时，竖直度盘读数才出现，这个过程为初始化（图3-12）。
图3-12 ET-02电子经纬仪开机显示内容
2.键盘功能
在面板的7个键中，除PWR键外，其余6个键都具有两种功能，在一般情况下，执行按键上方所注文字的第一功能（测角操作），若先按MODE键，再按其余各键，则执行按键下方所注文字的第二功能（测距操作）。现仅介绍第一功能键的操作，第二功能键可参阅仪器操作手册。
R/L键：水平角右/左旋选择键。按该键可使仪器在右旋或左旋之间转换。右旋相当于水平度盘为顺时针注记，左旋为逆时针注记。打开电源时，仪器自动处于右旋状态，字符“HR”和所显数字表示右旋的水平度盘读数，反之，“HL”表示左旋读数。
HOLD键：水平度盘读数锁定键。连续按该键两次，水平度盘读数被锁定，此时转动照准部，水平度盘读数不变，再按一次该键，锁定解除，转动照准部，水平度盘读数发生变化。
OSET键：水平度盘置零键。连续按该键两次，此时视线方向的水平度盘读数被置零。
V%键：竖直角以角度制显示或以斜率百分比显示切换键。按该键可使显示窗中字符“V”右边的竖直角以角度制显示或以斜率百分比显示。
键：显示窗和十字丝分划板照明切换开关。照明灯关闭时，按该键即打开照明灯，再按一次则关闭。当照明灯打开10s内没有任何操作，则会自动关闭，以节省电源。
ET-02型电子经纬仪还具有角度测量单位（360°或400gon等）、自动关机时间（30min或10min等）、竖直角零位设定，角度最小显示单位（1″或5″等）等设置功能，读者可参阅其操作手册。