地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè)量

1、地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 第四章角度與距離測(cè)量第四章角度與距離測(cè)量 4.1 角度測(cè)量與光學(xué)經(jīng)緯儀角度測(cè)量與光學(xué)經(jīng)緯儀 一、角度測(cè)量原理一、角度測(cè)量原理 水平角：空間兩直 線(xiàn)的夾角在水平面上的 垂直投影。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 垂直角：垂直角：同一鉛垂面內(nèi)，某目標(biāo)方向的 視線(xiàn)與水平線(xiàn)間的夾角。 天頂距：天頂距：視線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)的平角。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 二、二、 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 測(cè)角儀器：經(jīng)緯儀(Theodolite,transit) （一）分類(lèi) 按物理特性：機(jī)械型、光學(xué)機(jī)械型和智能 型 按測(cè)角精度：DJ1，DJ2，

2、DJ6 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）DJ6 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 1 1 照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部 光學(xué)對(duì)點(diǎn)器：儀器對(duì)中 望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡是用作精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的 。它和水平軸連接在一起，可以繞水平軸 在豎直面內(nèi)上下任意轉(zhuǎn)動(dòng) (1)包括：物鏡，目鏡，內(nèi)調(diào)焦鏡，十字 絲板 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線(xiàn) 視線(xiàn)：視準(zhǔn)軸的延長(zhǎng)線(xiàn) 視差：眼睛在目鏡端上下左右少量移動(dòng)時(shí) 產(chǎn)生的十字絲和目標(biāo)影像相對(duì)移動(dòng)的現(xiàn)象 （通過(guò)調(diào)焦消除） 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 (3) 水準(zhǔn)器 照準(zhǔn)部上有一個(gè)水準(zhǔn)管和 一個(gè)圓水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器用作粗略整平

3、，水準(zhǔn)管用作精確整平儀器。 照準(zhǔn)部的下部有一個(gè)能插在軸座內(nèi) 的豎軸，整個(gè)照準(zhǔn)部可在軸座內(nèi)任意地 作水平方向的旋轉(zhuǎn)。照準(zhǔn)部下部裝有水 平制動(dòng)扳鈕和水平微動(dòng)螺旋。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 2 2 基座基座 三個(gè)腳螺旋用于整平儀器（粗平） 連接儀器與三腳架 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 3 度盤(pán) 水平度盤(pán)：不旋轉(zhuǎn) 豎直度盤(pán)(豎盤(pán)) ：隨望遠(yuǎn)鏡而旋轉(zhuǎn) 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 4 度盤(pán)讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法 （1）測(cè)微尺讀數(shù)裝置 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （2）單平行玻璃測(cè)微器讀數(shù)裝置 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （3）讀數(shù)顯微鏡 將讀數(shù)成像放大，以從度盤(pán)上讀

4、出。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （三）（三） 光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿(mǎn)足的幾何條件光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿(mǎn)足的幾何條件 經(jīng)緯儀各軸線(xiàn)之間應(yīng)滿(mǎn)足三軸相互垂 直條件： 水平度盤(pán)的水準(zhǔn)管軸(LL)應(yīng)垂直于 豎軸(VV)； 視準(zhǔn)軸(CC)應(yīng)垂直于水平軸(HH)； 水平軸(HH)應(yīng)垂直于豎軸(VV)。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 三三 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè) 安置經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)目標(biāo)，讀數(shù), 記錄 （一）（一） 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置 1 對(duì)中 把儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)O的鉛垂線(xiàn)上 v 垂球?qū)χ校?v 光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中：先將三腳架插緊后，裝上儀 器用腳螺旋進(jìn)行對(duì)中，然后通過(guò)升降三腳架使圓 水準(zhǔn)器氣泡居中，這時(shí)，儀

5、器可能又不對(duì)中了， 可稍微松動(dòng)中心螺旋，在架頭上平移儀器，使儀 器對(duì)中 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 2整平 使儀器豎軸豎直、水平度盤(pán)水平。 主要用腳螺旋進(jìn)行 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）照準(zhǔn)點(diǎn)上照準(zhǔn)標(biāo)志與瞄準(zhǔn)方法 測(cè)站點(diǎn)：儀器所在點(diǎn) 照準(zhǔn)點(diǎn)：遠(yuǎn)方目標(biāo)點(diǎn) 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （三）（三） 水平角觀測(cè)方法水平角觀測(cè)方法 1 測(cè)回法 觀測(cè)兩個(gè)方向的單角 (1) 先將經(jīng)緯儀豎盤(pán) 放在盤(pán)左位置(又稱(chēng)正鏡 位置)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn) 部，使望遠(yuǎn)鏡大致瞄準(zhǔn)A 點(diǎn)上的標(biāo)桿。然后，擰緊 水平制動(dòng)扳鈕，用微動(dòng)螺 旋使望遠(yuǎn)鏡精確地瞄準(zhǔn)A 點(diǎn)，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)A左 地圖與測(cè)量第四章角

6、度測(cè)量距離測(cè) 量 (2) 松開(kāi)水平制動(dòng)扳鈕，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)照 準(zhǔn)部，用上述方法精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀水平度盤(pán)讀 數(shù)B左 左= B左 A左 按上述程序測(cè)量水平角一次，稱(chēng)為半測(cè)回。 (3) 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使豎盤(pán)位于盤(pán)右位置，逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀水平度盤(pán)讀數(shù)B右。 (4) 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，讀取 水平度盤(pán)讀數(shù)A右， 則：右= B右 A右 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 上下半測(cè)回角值差不大于40時(shí)： =（ 左+ 右）/2 測(cè) 站 豎盤(pán) 位置 目 標(biāo) 水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回平均值備注 O 左 A 00012 120 2024 120 20 21 B 120 2036 右

7、B 180 0048 120 2018 A 300 2106 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 2 方向觀測(cè)法 一個(gè)測(cè)站上要觀測(cè)的方向數(shù)大于2個(gè) O B C A D 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 四四 垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè) 將傾斜距離化算為水平距離 在三角高程測(cè)量中進(jìn)行三角高差的計(jì)算 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 1 1 垂直度盤(pán)（垂直度盤(pán)（豎盤(pán)）的構(gòu)造）的構(gòu)造 豎直度盤(pán)(豎盤(pán)) 指標(biāo)水準(zhǔn)管 指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋 豎盤(pán)固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸(橫軸)的一端，隨望 遠(yuǎn)鏡一起在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 2 2 豎直角計(jì)算豎直角計(jì)算 一測(cè)回：要用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次。

8、 逆時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式逆時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式： 盤(pán)左 盤(pán)右R 一測(cè)回豎直角為： （ R ）/2 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 2 2 豎直角計(jì)算豎直角計(jì)算 一測(cè)回：要用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次。 豎盤(pán)順時(shí)針注記計(jì)算公式豎盤(pán)順時(shí)針注記計(jì)算公式： 盤(pán)左 盤(pán)右R 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 3 3 豎盤(pán)指標(biāo)差豎盤(pán)指標(biāo)差 當(dāng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)并不恰好 指向90或270，而與正確位置相差一個(gè)小角度 x,x稱(chēng)為豎盤(pán)指標(biāo)差。 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 由于指標(biāo)差i的存在，豎盤(pán)盤(pán)左讀數(shù)為90+i ，則正確的豎直角應(yīng)為： L-（90 i)= - i 盤(pán)右時(shí)正確的豎直角應(yīng)為 R 27

9、0-(R-i)= R + i 兩式相加并除以2，得： = ( R ）/2 = (R-L-180 ) 可以求出： i = (- R ）/2 = (R+L-360)/2 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 4 4 垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè) 十字絲中絲瞄準(zhǔn)覘標(biāo)高的量取位置 安置經(jīng)緯儀，量取儀器高 正鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)，讀盤(pán)左讀數(shù)L 倒鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)相同位置，讀盤(pán)右讀數(shù)R 計(jì)算 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 五、角度測(cè)量誤差五、角度測(cè)量誤差 （一）儀器誤差（一）儀器誤差 1 照準(zhǔn)部偏心誤差 產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤(pán)分劃中心 不重合 規(guī)律：隨瞄準(zhǔn)方向而異，照準(zhǔn)方向垂直于偏 心方向時(shí)對(duì)水平方向讀數(shù)影響最大 消

10、除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取平均值可消除 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （一）儀器誤差（一）儀器誤差 2 度盤(pán)刻劃誤差 產(chǎn)生情況：度盤(pán)制造時(shí)產(chǎn)生 消除與減弱措施：變換度盤(pán)位置 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （一）儀器誤差（一）儀器誤差 3 視準(zhǔn)誤差(c) 產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸時(shí)產(chǎn)生的 誤差 規(guī)律：隨垂直角增大而增大 消除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （一）儀器誤差（一）儀器誤差 4 橫軸誤差 產(chǎn)生情況：橫軸不水平 規(guī)律：隨垂直角增大而增大，對(duì)兩等高目標(biāo) 觀測(cè)時(shí)誤差為0 消除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距

11、離測(cè) 量 （一）儀器誤差（一）儀器誤差 5 縱軸誤差 產(chǎn)生情況：縱軸不鉛垂 規(guī)律：隨垂直角增大而增大，與橫軸所處的 方向有關(guān) 消除與減弱措施：注意水準(zhǔn)管的精度與精確 整平 注意：不能用盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差 1 儀器對(duì)中誤差 產(chǎn)生情況：儀器中心與測(cè)站點(diǎn)不在同一鉛垂 線(xiàn)上 規(guī)律：偏心越大、邊越大，誤差越大 消除與減弱措施：精確對(duì)中 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差 2 目標(biāo)偏心誤差 產(chǎn)生情況：覘標(biāo)中心偏離目標(biāo)標(biāo)石中心 規(guī)律：與偏心距與正比，與邊長(zhǎng)成反比，垂 直于視線(xiàn)方向的目標(biāo)偏心誤差最大 消除與減弱

12、措施：覘標(biāo)鉛垂 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差 3 照準(zhǔn)誤差 產(chǎn)生原因：未精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的幾何中心 消除與減弱措施：選擇較好的觀測(cè)環(huán)境 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 （二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差 4 讀數(shù)誤差 產(chǎn)生原因：估讀導(dǎo)致 5 視差和十字絲不清晰的影響 視差：目標(biāo)成象不在十字絲板上引起的誤差 消除措施：觀測(cè)時(shí)認(rèn)真調(diào)焦 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 作業(yè)：作業(yè)： 1 1 水平角計(jì)算水平角計(jì)算 盤(pán)左：A 0 03 24 B 79 20 30 盤(pán)右：A 180 03 36 B 259 20 48 2 2 垂直角計(jì)算（度盤(pán)順時(shí)針注記）垂直角計(jì)算（度盤(pán)順

13、時(shí)針注記） 盤(pán)左讀數(shù)：59 20 30 盤(pán)右讀數(shù)：300 40 00 并計(jì)算i角 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 距離測(cè)量距離測(cè)量：確定兩點(diǎn)間的距離。 方法：方法：鋼尺量距，視距測(cè)量和電磁波測(cè)距 4.2 距離測(cè)量距離測(cè)量 A L 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 一、鋼尺量距（丈量）一、鋼尺量距（丈量） D = nLD = nL0 0 + + L L0 0 工作步驟： 1 直線(xiàn)定線(xiàn)：直線(xiàn)定線(xiàn)：將分段點(diǎn)標(biāo)定在一條直線(xiàn)上 2 量距 3 數(shù)據(jù)整理 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 平坦地面的距離丈量平坦地面的距離丈量 D = nLD = nL0 0 + + L L0 0 在平坦地面丈量距離時(shí)

14、，可把尺子放在地面上 進(jìn)行 丈量至少往返測(cè)各一次 量距精度以相對(duì)誤差表示，并將其換算為分子 為1的分?jǐn)?shù)形式，精度一般不低于1/3000 | |往測(cè)往測(cè) 返測(cè)返測(cè) | / | / 往返均值往返均值 = 1 / = 1 / M M AB 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 測(cè)量結(jié)果為： 整尺段數(shù)為3 余長(zhǎng): 往測(cè)24.890m,返測(cè)24.840m AB D = nLD = nL0 0 + + L L0 0 往測(cè)距離為：174.890m,返測(cè)為174.840m 平均為174.865m 相對(duì)誤差為：|174.890-174.840|/174.865=1/3500 | |往測(cè)往測(cè) 返測(cè)返測(cè) | / |

15、/ 往返均值往返均值 = 1 / = 1 / M M 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 傾斜地面的距離丈量?jī)A斜地面的距離丈量 1 平量法 如果地面起伏不大時(shí) 丈量時(shí)將尺子一端抬高，并用目估法使 尺子大致水平，然后用測(cè)釬將尺子的端點(diǎn)投 到地面上。將量得的各段水平距離求各即為 所量距離 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 傾斜地面的距離丈量?jī)A斜地面的距離丈量 2 斜量法 坡度變化均勻時(shí)，AB的斜距L，測(cè)出地面的 傾角， 則水平距離l為： l=Lcos。 如果未測(cè)傾角，而是測(cè)定了A、B兩點(diǎn)間 的高差h， 按直角三角形計(jì)算 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 精密測(cè)量法精密測(cè)量法 鋼尺檢定，確定尺長(zhǎng)

16、方程式 儀器法定線(xiàn) 按變坡點(diǎn)和尺長(zhǎng)確定尺段，設(shè)立固定木樁 尺段端點(diǎn)高差用水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定 量距時(shí)加標(biāo)準(zhǔn)拉力 測(cè)記鋼尺表面溫度 進(jìn)行改正，計(jì)算結(jié)果 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 鋼尺檢定，確定尺長(zhǎng)方程式 在專(zhuān)門(mén)的鋼尺檢定場(chǎng)進(jìn)行 l = ll = l0 0 + + l + a ll + a l0 0 (t-t (t-t0 0) ) 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 鋼尺量距的成果整理鋼尺量距的成果整理 1 尺長(zhǎng)改正 L = L = （ l / ll / l0 0 ）L L 2 溫度改正 L Lt t = a (t-t = a (t-t0 0)L)L 3 傾斜改正 高差為h,斜距為L(zhǎng) D D

17、h h = - (h = - (h2 2 / 2L) / 2L) 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 4 改正后的尺段水平長(zhǎng)度 D DL L = L + = L + L + L + L Lt t + + D Dh h 5 尺段往測(cè)或返測(cè)水平距 各尺段求和得D D往 往和D D返返 6 相對(duì)中誤差 K = | D|/ D = | D D往 往 - D - D返 返 |/D 7 兩點(diǎn)間的水平距離 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 鋼尺量距的誤差來(lái)源及減弱措施鋼尺量距的誤差來(lái)源及減弱措施 1 定線(xiàn)誤差及影響 2 鋼尺不水平引起的誤差 3 溫度變化引起的誤差 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 4

18、拉力誤差的影響 5 垂曲誤差 6 尺長(zhǎng)誤差 7 丈量誤差 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 二、光學(xué)視距（視距測(cè)量）二、光學(xué)視距（視距測(cè)量） D = p + f + d D = f l / j = k l D = 100 l 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 D = S cos a = k l cosa l = l cos a D = k l cos2a hAB = D tg a + i - v 地圖與測(cè)量第四章角度測(cè)量距離測(cè) 量 三、三、 光電測(cè)距光電測(cè)距 光電測(cè)距儀:以激光和紅外光為載波 微波測(cè)距儀:以微波為載波的測(cè)距儀 光電測(cè)距儀光電測(cè)距儀: : 通過(guò)測(cè)定光波在兩點(diǎn)間傳播 的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離 按測(cè)定傳播時(shí)間方式的不同，可分為相位式 測(cè)距儀和脈沖式測(cè)距儀； 按測(cè)程的大小，可分為遠(yuǎn)程(20 km以上)、中