uA第四章 經(jīng)緯儀及角度測(cè)量

1、第四章第四章 角度測(cè)量角度測(cè)量 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理 光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀、 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè) 豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀測(cè)角注意事項(xiàng)測(cè)角注意事項(xiàng)4-1 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理1.1.儀器的中心必須位于角頂?shù)你U垂線上。儀器的中心必須位于角頂?shù)你U垂線上。2.2.照準(zhǔn)部設(shè)備（望遠(yuǎn)鏡）要能上下、左右轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部設(shè)備（望遠(yuǎn)鏡）要能上下、左右轉(zhuǎn)動(dòng)，上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的是，上下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的是豎直面豎直面。3.3.要具有一個(gè)有刻劃的度盤，并能安置成水平要具有一個(gè)有刻劃的度盤，并能安置成水平位置。位置。4.4.要有讀數(shù)設(shè)備，讀取要有

2、讀數(shù)設(shè)備，讀取投影方向投影方向的讀數(shù)。的讀數(shù)。儀器的必要條件：儀器的必要條件： 一、經(jīng)緯儀的概述一、經(jīng)緯儀的概述v 經(jīng)緯儀的代號(hào)：經(jīng)緯儀的代號(hào)：djdj1 1、djdj2 2、djdj6 6、djdj1010“d”“d”和和“j”j”大地測(cè)量和經(jīng)緯儀的大地測(cè)量和經(jīng)緯儀的漢語(yǔ)拼音漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母第一個(gè)字母“6”6”和和“2”2”儀器的精密度。儀器的精密度。 一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差不超過(guò)一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差不超過(guò)66和和22在工程中常用在工程中常用djdj2 2、djdj6 6型經(jīng)緯儀，一般簡(jiǎn)稱型經(jīng)緯儀，一般簡(jiǎn)稱j j2 2、j j6 6經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀v 經(jīng)緯儀的發(fā)展經(jīng)緯儀的發(fā)展: : 游標(biāo)經(jīng)緯儀、

3、光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀游標(biāo)經(jīng)緯儀、光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀 金屬度盤、光學(xué)度盤、編碼度盤、光柵度盤金屬度盤、光學(xué)度盤、編碼度盤、光柵度盤4-2 j6型光學(xué)經(jīng)緯儀及其應(yīng)用型光學(xué)經(jīng)緯儀及其應(yīng)用二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造v 基座：基座： 連接儀器與三腳架（支承儀器）連接儀器與三腳架（支承儀器）v 照準(zhǔn)部：望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)管、豎直度盤、讀數(shù)設(shè)備等照準(zhǔn)部：望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)管、豎直度盤、讀數(shù)設(shè)備等v水平度盤水平度盤:0 :0 360360順時(shí)針全圓刻劃、注記順時(shí)針全圓刻劃、注記一、經(jīng)緯儀操作步驟一、經(jīng)緯儀操作步驟1.1.安置儀器：對(duì)中、整平安置儀器：對(duì)中、整平2.2.照準(zhǔn)目標(biāo)：目鏡對(duì)光；粗瞄；物鏡對(duì)光；精確瞄

4、準(zhǔn)照準(zhǔn)目標(biāo)：目鏡對(duì)光；粗瞄；物鏡對(duì)光；精確瞄準(zhǔn)3.3.讀數(shù)讀數(shù)4-3 4-3 水平角測(cè)量水平角測(cè)量二、水平角觀測(cè)方法二、水平角觀測(cè)方法（一）測(cè)回法（兩個(gè)方向的單角觀測(cè)）（一）測(cè)回法（兩個(gè)方向的單角觀測(cè)） 地面上有若干點(diǎn)地面上有若干點(diǎn)a、b、c、d、等，前、等，前進(jìn)方向如圖箭頭所示，則位于前進(jìn)方向左進(jìn)方向如圖箭頭所示，則位于前進(jìn)方向左邊的角度稱為邊的角度稱為左角左角，位于前進(jìn)方向右邊的，位于前進(jìn)方向右邊的角度稱角度稱右角右角。v以上步驟為一測(cè)回觀測(cè)，若需要觀測(cè)以上步驟為一測(cè)回觀測(cè)，若需要觀測(cè)n n測(cè)回，測(cè)回，則每測(cè)回間改變度盤起始位置則每測(cè)回間改變度盤起始位置, , v計(jì)算各測(cè)回角值差，計(jì)算各測(cè)

5、回角值差， 2424 ，取各測(cè)回角，取各測(cè)回角值的平均值為最后結(jié)果。值的平均值為最后結(jié)果。 ) 1(180 in瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)) 1(180 in2.2.計(jì)算與校核計(jì)算與校核方向觀測(cè)法觀測(cè)手簿方向觀測(cè)法觀測(cè)手簿 表表3-23-24-4 4-4 豎直角測(cè)量豎直角測(cè)量計(jì)算公式計(jì)算公式 ：豎直角照準(zhǔn)目標(biāo)豎直角照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的讀數(shù)與視線水平時(shí)的讀數(shù)與視線水平時(shí)讀數(shù)時(shí)讀數(shù)( (常數(shù)常數(shù)9090 ) )之之差。差。應(yīng)滿足的條件：應(yīng)滿足的條件：視線水平，豎盤水視線水平，豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，豎盤指標(biāo)應(yīng)處在正準(zhǔn)管氣泡居中，豎盤指標(biāo)應(yīng)處在正確的位置確的位置( (9090 的整數(shù)倍的整數(shù)倍) )關(guān)系：關(guān)系：豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)

6、豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)；指標(biāo)與豎盤水準(zhǔn)管連接動(dòng)；指標(biāo)與豎盤水準(zhǔn)管連接在一起，不隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；在一起，不隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；調(diào)節(jié)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，調(diào)節(jié)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，豎盤指標(biāo)可作微小的移動(dòng)。豎盤指標(biāo)可作微小的移動(dòng)。例：例：l = 81l = 81 1818 4242 r = 278 r = 278 4141 5454 則則 l l = 8 = 8 4141 1818 r r = 8 = 8 4141 5454 = 8 = 8 4141 3636 = =（ l+ r）/2/2 r r = r-270 = r-270 l l = 90 = 90 -l-l 望遠(yuǎn)鏡視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤

7、望遠(yuǎn)鏡視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)偏離了正確位置指標(biāo)偏離了正確位置x x角值稱為角值稱為豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差。當(dāng)偏離方向。當(dāng)偏離方向與豎盤注記方向一致時(shí)，記與豎盤注記方向一致時(shí)，記“”號(hào)，反之記號(hào)，反之記“”號(hào)。號(hào)。 = =（r-xr-x）-270-270 = 90 = 90 - -（l-x)l-x)360(21)(21rlxrl結(jié)論：盤左盤右觀測(cè)取平均值可以消除豎盤指標(biāo)差的影響結(jié)論：盤左盤右觀測(cè)取平均值可以消除豎盤指標(biāo)差的影響4-5 4-5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的條件一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的條件（一）（一）llvvllvv（二）（二）cchhcchh

8、（三）（三）hhvvhhvv ll ll水準(zhǔn)管軸水準(zhǔn)管軸 vvvv豎軸豎軸 hhhh橫軸橫軸二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)校正1 1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校2 2、十字絲的檢校、十字絲的檢校整平儀器，用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)清晰目標(biāo)點(diǎn)，將照準(zhǔn)部、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)，整平儀器，用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)清晰目標(biāo)點(diǎn)，將照準(zhǔn)部、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡上下移動(dòng)，若目標(biāo)始終在豎絲上移動(dòng)，表明條件已滿足，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡上下移動(dòng)，若目標(biāo)始終在豎絲上移動(dòng)，表明條件已滿足，否則須檢校否則須檢校校正時(shí)，旋下目鏡校正時(shí)，旋下目鏡護(hù)蓋，松開壓環(huán)螺護(hù)蓋，松開壓環(huán)螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲絲，絲，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲絲，直至望遠(yuǎn)鏡上下移直至望遠(yuǎn)鏡上

9、下移動(dòng)時(shí)，目標(biāo)始終沿動(dòng)時(shí)，目標(biāo)始終沿豎絲移動(dòng)為止。最豎絲移動(dòng)為止。最后擰緊壓環(huán)螺絲，后擰緊壓環(huán)螺絲，蓋上護(hù)蓋。蓋上護(hù)蓋。3 3、視準(zhǔn)軸的檢校、視準(zhǔn)軸的檢校 如圖，在一平坦場(chǎng)地上，選擇一直線如圖，在一平坦場(chǎng)地上，選擇一直線abab，約，約100m100m。置儀于。置儀于o o，a a點(diǎn)點(diǎn)豎一標(biāo)志，豎一標(biāo)志，b b點(diǎn)橫放一毫米分劃的小尺，并使其垂直于點(diǎn)橫放一毫米分劃的小尺，并使其垂直于abab。盤左瞄準(zhǔn)。盤左瞄準(zhǔn)a a，倒鏡于倒鏡于b b尺上讀數(shù)尺上讀數(shù)b b1 1；盤右再瞄準(zhǔn)；盤右再瞄準(zhǔn)a a，倒鏡于，倒鏡于b b尺上讀數(shù)尺上讀數(shù)b b2 2，如果，如果b b2 2與與b b1 1重合，表明視準(zhǔn)

10、軸垂直于橫軸，否則要檢校重合，表明視準(zhǔn)軸垂直于橫軸，否則要檢校 為了消除視準(zhǔn)軸誤差為了消除視準(zhǔn)軸誤差c c，只需在尺，只需在尺上定出一點(diǎn)上定出一點(diǎn)b b3 3，該點(diǎn)與盤右讀數(shù)，該點(diǎn)與盤右讀數(shù)b b2 2的的距離為四分之一距離為四分之一b b1 1b b2 2的長(zhǎng)度。用校正的長(zhǎng)度。用校正針撥動(dòng)十字絲左右兩個(gè)校正螺絲，先針撥動(dòng)十字絲左右兩個(gè)校正螺絲，先松開一個(gè)，再緊一個(gè)，使讀數(shù)由松開一個(gè)，再緊一個(gè)，使讀數(shù)由b b2 2移移至至b b3 3，然后固緊兩個(gè)螺絲。，然后固緊兩個(gè)螺絲。 此校正需反復(fù)進(jìn)行，直至此校正需反復(fù)進(jìn)行，直至c c值不大值不大于于10”10”為止。為止。 由于儀器橫軸不垂直于豎軸，儀

11、器整平后，由于儀器橫軸不垂直于豎軸，儀器整平后，豎軸牌鉛垂位置，橫軸就不水平，傾斜一個(gè)豎軸牌鉛垂位置，橫軸就不水平，傾斜一個(gè)i i角。角。當(dāng)以盤左、盤右瞄準(zhǔn)當(dāng)以盤左、盤右瞄準(zhǔn)p p點(diǎn)而將望遠(yuǎn)鏡放平時(shí)，其視準(zhǔn)面不是豎直面，而點(diǎn)而將望遠(yuǎn)鏡放平時(shí)，其視準(zhǔn)面不是豎直面，而是分別向兩側(cè)各傾斜一個(gè)是分別向兩側(cè)各傾斜一個(gè)i i角的斜平面。因此，在同一水平線上的角的斜平面。因此，在同一水平線上的p p1 1、p p2 2偏離豎直面的距離相等而方向相反，直線偏離豎直面的距離相等而方向相反，直線p p1 1p p2 2的中點(diǎn)的中點(diǎn)m m必然與必然與p p點(diǎn)位于點(diǎn)位于同一鉛垂線上。同一鉛垂線上。 校正時(shí)，用水平微動(dòng)

12、螺旋使十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)校正時(shí)，用水平微動(dòng)螺旋使十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)m m點(diǎn)，然后抬高望遠(yuǎn)鏡，點(diǎn)，然后抬高望遠(yuǎn)鏡，此時(shí)十字絲交點(diǎn)必然偏離此時(shí)十字絲交點(diǎn)必然偏離p p點(diǎn)。打開支架處橫軸一端的護(hù)蓋，調(diào)整支承點(diǎn)。打開支架處橫軸一端的護(hù)蓋，調(diào)整支承橫軸的偏心軸，抬高或降低橫軸一端，直至十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)橫軸的偏心軸，抬高或降低橫軸一端，直至十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)p p點(diǎn)。點(diǎn)。4 4、橫軸的檢校、橫軸的檢校 如圖，在距一較高墻如圖，在距一較高墻202030m30m處置儀，處置儀，在墻上選擇一仰角大于在墻上選擇一仰角大于3030度的目標(biāo)點(diǎn)度的目標(biāo)點(diǎn)p p，盤左瞄準(zhǔn)盤左瞄準(zhǔn)p p，將望遠(yuǎn)鏡放平，在墻上定一點(diǎn)，將望遠(yuǎn)鏡放平，在墻上

13、定一點(diǎn)p1p1。倒鏡盤右瞄準(zhǔn)倒鏡盤右瞄準(zhǔn)p p點(diǎn)，再將望遠(yuǎn)鏡放平，點(diǎn)，再將望遠(yuǎn)鏡放平，在墻上定出另一點(diǎn)在墻上定出另一點(diǎn)p2p2。如果。如果p1p2p1p2重合，重合，表明儀器橫軸垂直于豎軸，否則應(yīng)校正。表明儀器橫軸垂直于豎軸，否則應(yīng)校正。5 5、豎盤指標(biāo)差的檢校、豎盤指標(biāo)差的檢校 儀器整平后，以盤左、盤右先后瞄準(zhǔn)同一明顯目標(biāo)，儀器整平后，以盤左、盤右先后瞄準(zhǔn)同一明顯目標(biāo)，在豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中的情況下讀取豎盤讀數(shù)在豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中的情況下讀取豎盤讀數(shù)l l和和r r，并計(jì)算指標(biāo)差。并計(jì)算指標(biāo)差。 校正時(shí)先計(jì)算盤右的正確讀數(shù)校正時(shí)先計(jì)算盤右的正確讀數(shù)r r0 0r-xr-x，保持望遠(yuǎn)鏡在，保持望遠(yuǎn)鏡在盤右位置瞄準(zhǔn)原目標(biāo)不變，旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)