工程測量第三章

1、01 1第 三 章 角 度 測 量 0203角度測量原理經(jīng)緯儀簡介水平角觀測040506豎直角觀測經(jīng)緯儀的檢驗與校正水平角觀測誤差及其削減方法經(jīng)緯儀的結構及安置；測量水平角的方法;角度測量中產(chǎn)生誤差的原因和削減方法;測回法測量水平角的方法,豎盤、豎直角及其觀測法.技能目標核心概念知識要點重點難點測回法；方向觀測法；視準軸；豎軸；誤差第三章 角度測量經(jīng)緯儀的結構及安置；測量水平角的方法;角度測量中產(chǎn)生誤差的原因和削減方法;測回法測量水平角的方法,豎盤、豎直角及其觀測法.熟練操作經(jīng)緯儀進行水平角和豎直角觀測第三章 角度測量兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點的平面位置（計算坐標） 豎直角豎直

2、角 用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器測角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀角度測量原理3.1水平角觀測原理水平角觀測原理垂直角觀測原理垂直角觀測原理2021-12-9測量學1.水平角觀測原理水平面abcABC也可看成是包含BA、BC視線 的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a一、水平角測量原理水平角水平角過一點到兩個目標的方向線垂直投影 到水平面上所成的夾角。0360。2021-12-9測量學2.垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270二、豎直角測量原理垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫

3、豎直角)。=090 ，仰角為正，俯角為負。第三章 角度測量 經(jīng)緯儀簡介3.211經(jīng)緯儀的分類經(jīng)緯儀的構造經(jīng)緯儀的使用2021-12-9測量學1.水平角觀測原理一、經(jīng)緯儀的分類按測角精度不同,經(jīng)緯儀又分成多種等級,如DJ、DJ、DJ等?！癉”和“J”為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”漢語拼音的第一個字母,后面的數(shù)字代表該儀器一測回方向觀測中的誤差，即該儀器所能達到的精度指標,數(shù)字越大,精度越低。 經(jīng)緯儀的種類有很多,按讀數(shù)原理可分為光學經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類。2021-12-9測量學1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造基本構造：基座、照準部、度盤、讀數(shù)(一)DJ型光學經(jīng)緯儀1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的

4、構造1 基本構造1.基座基座基座水平度盤水平度盤照準部照準部二、經(jīng)緯儀的構造(1)(1)基座基座 基座是支撐儀器的底座腳螺旋用于整平儀器2021-12-9測量學1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造望遠鏡和水準儀望遠鏡構造基本相同,是用來照準遠方目標的設備。照準部的管水準器用于經(jīng)緯儀的精平,管水準器軸與豎軸垂直,與橫軸平行。(2)(2)照準部照準部 照準部是位于水平度盤之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的部分的總稱望遠鏡十字絲1.基座二、經(jīng)緯儀的構造(3) (3) 度盤度盤 水平度盤是由光學玻璃制成的帶有刻畫和注記的圓盤在度盤的邊緣按順時針方向均勻刻畫成份,每一份就是,并注記度數(shù)090180270090180

5、2702021-12-9測量學1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1 =60 。2 讀數(shù)設備及其方法017373水平度盤讀數(shù)：7304241.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造（二） DJ型光學經(jīng)緯儀與DJ6構造基本相同1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造（二） DJ型光學經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)： 425202.0水平度盤讀數(shù)： 1740202.0采用度盤對徑分劃重合法讀數(shù),相當于取度盤直徑兩端相差處兩個讀數(shù)的平均值,可以抵消照準部偏心誤差的影響,提高讀數(shù)精度。DJ型光學經(jīng)緯儀大多設置了測微尺和測微手輪1.水平角觀測原理二、

6、經(jīng)緯儀的構造（三） 電子經(jīng)緯儀與光學經(jīng)緯儀主要區(qū)別在于度盤讀數(shù)系統(tǒng)1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造1 光柵度盤測角原理圖-電子經(jīng)緯儀光柵度盤讀數(shù)1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造2 編碼度盤測角原理根據(jù)角度信息在度盤上編碼信息形式的不同，編碼度盤分為碼區(qū)度盤和條碼度盤兩種。1.水平角觀測原理二、經(jīng)緯儀的構造2 編碼度盤測角原理()碼區(qū)度盤測角原理與光柵度盤相比,編碼度盤的優(yōu)點是:能實時反映角度的絕對值,可靠性高,誤差不積累,調(diào)試簡單,有較強的環(huán)境適應性.()條碼度盤測角原理條碼系統(tǒng)是由條碼符號設計、制作及掃描閱讀組成的自動識別系統(tǒng)。條碼具有可靠準確、易于制作、識別速度快等優(yōu)點。1.水平角觀測

7、原理二、經(jīng)緯儀的構造3 光柵動態(tài)度盤測角原理圖-光柵動態(tài)度盤測角原理1.水平角觀測原理三、經(jīng)緯儀的使用1 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀安置包括對中和整平。對中的目的是使儀器的中心與測站標志中心處于同一鉛垂線上；整平的目的是使儀器的豎軸處于鉛垂線狀態(tài)，使水平度盤處于水平位置。對中整平整平對中BCA三、經(jīng)緯儀的使用對中將儀器中心安置在過測站點的鉛垂線上。垂球?qū)χ胁襟E：垂球?qū)χ胁襟E： 粗略對中：粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心12cm內(nèi)； 精確對中：精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意：腳架頭首先要放平，三個腳螺基本等高；腳

8、架適當踩實；垂球尖盡量接近標志，便于判斷。2021-12-9測量學光學對中步驟圖3-14三、經(jīng)緯儀的使用光學對中步驟：光學對中步驟：對準、調(diào)平、整平、對中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時觀測光學對點器十字分劃，使其基本對準測站標志，踩實腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學對點器精確對 準測站標志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器， 使圓氣泡居中；調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動儀器，精確對中。有時必須反復上述三步的操作。2021-12-9測量學整平123氣泡居中，3與1、2等高氣泡居中，1、2等高123三、經(jīng)緯儀的使用整平整平使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與

9、橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準管氣泡居中(反復)一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。1.水平角觀測原理三、經(jīng)緯儀的使用2 瞄準經(jīng)緯儀安置好后,先將望遠鏡照準遠處,轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦螺旋使十字絲清晰3 讀數(shù)讀數(shù)前,先調(diào)節(jié)反光鏡,使讀數(shù)窗亮度均勻,調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡及目鏡對光螺旋,使讀數(shù)窗內(nèi)分劃線清晰,然后按前述的經(jīng)緯儀讀數(shù)方法進行讀數(shù).第三章 角度測量 水平角觀測3.3在水平角觀測中,為發(fā)現(xiàn)錯誤并提高測角精度,一般要用盤左和盤右兩個位置進行觀測對中整平瞄準讀數(shù)操作步驟1.水平角觀測原理水平角的觀測一 測回法測回法觀測水平角測回法觀測水平角 盤左盤左 瞄準J，讀數(shù)j左 瞄準K

10、，讀數(shù)k左 盤右盤右 瞄準K，讀數(shù)k右 瞄準J，讀數(shù)j右 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右第1方向第2方向測站測站JKB =(=( 左左+ + 右右) )2 2，精度要求精度要求： 左左- - 右右 4040 角是從起始方向角是從起始方向( (即第即第1 1方向方向) )順時針轉(zhuǎn)到第順時針轉(zhuǎn)到第2 2方向所成的角度，觀測時，必方向所成的角度，觀測時，必須首先確定起始方向，然后按照須首先確定起始方向，然后按照“測回法測回法”的次序觀測。的次序觀測。1.水平角觀測原理水平角的觀測一 測回法第1方向第2方向測站測站JKB起始方向第一個讀數(shù)應調(diào)成0（或180/N，N為

11、測回數(shù)）；分、秒數(shù)寫足二位;一測回過程中，不得再調(diào)整水準管氣泡或改變度盤位置。右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測站豎盤位置目標水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角1.水平角觀測原理水平角的觀測二 方向觀測法方向觀測法應首先選擇一起始方向作為零方向,要求零方向應選擇距離適中、通視良好、成像清晰穩(wěn)定、俯仰角和折光影響較小的方向.設A 方向為零方向ABCDE方向觀測法零方向盤左盤右1.水平角觀測原理水平角的觀測方向觀測法角值計算步驟方向觀測法角值計算步驟()計算c 值(即盤左、盤右兩次照準誤差) 2c盤左讀數(shù)(盤右讀數(shù))()計算方

12、向觀測值的平均值平均讀數(shù)/盤左讀數(shù)(盤右讀數(shù))()計算歸零后的方向觀測值()計算各測回歸零后方向值的平均值二 方向觀測法第三章 角度測量 豎直角觀測3.4豎直度盤的構造豎直角的計算豎直角的觀測方法1.水平角觀測原理一 豎直度盤的構造經(jīng)緯儀的豎直度盤也稱為豎盤1.水平角觀測原理二 豎直角的計算垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角。=090 ，仰角為正，俯角為負。天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270確定垂直角的計算公式90L左R 270右二 豎直角的計算豎直角 計算式為 /(左右)/(R L)豎盤讀數(shù)與垂直角計算豎盤讀數(shù)與垂直角計算確定垂直角的計算公

13、式二 豎直角的計算盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標差的影響。豎盤指標差豎盤指標差-豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角。指標差計算公式：指標差計算公式：1(3 6 0)21(2xLRx右左）確定垂直角的計算公式三 豎直角的觀測方法豎直角觀測的操作步驟豎直角觀測的操作步驟第一步 安置儀器 盤左位置 盤右位置 計算最后結果第二步第三步第四步確定垂直角的計算公式三 豎直角的觀測方法豎直角觀測記錄表豎直角觀測記錄表第三章 角度測量 經(jīng)緯儀的檢驗和校正3.5水準管軸的檢驗與校正十字絲豎絲的檢驗和校正望遠鏡視準軸的檢驗和校正橫軸的檢驗和校正豎盤指標差的檢驗和校正光學對中器的檢驗與校正LLHH

14、CCVTLL3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正軸線間應滿足的條件軸線間應滿足的條件水準管軸垂直于豎軸 LLVV視準軸垂直于橫軸 CCHH橫軸垂直于豎軸 HHVV十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 圓水準軸平行于豎軸 LLVV確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的使十字絲豎絲垂直橫軸1 1 十字絲豎絲的檢驗與校正十字絲豎絲的檢驗與校正檢驗方法檢驗方法整平儀器后,用豎絲一端照準一個固定清晰的點狀目標,擰緊望遠鏡和照準部制動螺旋,然后轉(zhuǎn)動望遠鏡微動螺旋,如果該點始終不離開豎絲,則說明豎絲垂直于橫軸,否則需要校正.校正校正轉(zhuǎn)動平行于水準管的兩個腳螺旋使氣泡退回偏離零點的格數(shù)的一半，再用校正針

15、撥動水準管校正螺釘，使氣泡居中，如此反復幾次，直至氣泡滿足條件。確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的 使水準管軸垂直于儀器豎軸（LLVV）2 2 水準管軸的檢驗與校正水準管軸的檢驗與校正檢驗方法檢驗方法校正校正確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的 使望遠鏡視準軸垂直于橫軸（CCHH）3 3 望遠鏡視準軸的檢驗與校正望遠鏡視準軸的檢驗與校正檢驗方法檢驗方法確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正校正校正 在B 尺上定出B，使BBBB/,調(diào)節(jié)十字絲護環(huán) 左右校正螺釘，使望遠鏡中心對準B 點。3 3 望遠鏡視準軸的檢驗與校正望遠鏡視準軸的檢驗

16、與校正確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的 使橫軸垂直于儀器豎軸4 4 橫軸的檢驗和校正橫軸的檢驗和校正檢驗方法與校正檢驗方法與校正確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的 消除豎盤指標差5 5 豎盤指標差的檢驗與校正豎盤指標差的檢驗與校正檢驗方法檢驗方法在大致水平方向選擇遠處一目標P ,盤左,在十字絲交點附近用縱絲瞄準 ,水平度盤讀數(shù)為L ;盤右,再瞄準P 點,水平度盤讀數(shù)為R。如果L-(R180o)20” ,則認為視準軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進行校正。校正校正盤右（或盤左）位置瞄準原目標，轉(zhuǎn)動豎盤水準管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R（或

17、L）;此時，豎盤水準氣泡不再居中，撥動豎盤水準管校正螺絲，使氣泡居中。此項檢驗和校正需反復進行，直至左與右的差數(shù)小于1為止確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正檢驗目的檢驗目的 使光學對中器視準軸與儀器豎軸重合6 6 光學對中器的檢驗與校正光學對中器的檢驗與校正檢驗方法檢驗方法安置經(jīng)緯儀于一般高度，嚴格整平儀器，在儀器下的地面上放一張白紙，在上面畫一十字形標志P,移動白紙，使對中器中心標志對準P 點，然后固定白紙;將照準部旋轉(zhuǎn)，如果對中器中心標志對準另一點P，則對中器的視準軸未與儀器縱軸重合，需要校正。確定垂直角的計算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗和校正6 6 光學對中器的檢驗與校正光學對中

18、器的檢驗與校正校正校正用直尺在白紙上定出P、P點的中點O,轉(zhuǎn)動對中器的校正螺釘使對中器分劃板的中心對準點O.光學對中器上的校正螺釘隨儀器型號而異,有些是校正視線轉(zhuǎn)向的直角棱鏡,有些是校正分劃板.圖-是位于照準部支架間的圓形護蓋下的校正螺釘,松開護蓋上的兩顆固定螺釘,取下護蓋即可看到,調(diào)節(jié)螺釘可使分劃圈中心前后移動,調(diào)節(jié)螺釘可使分劃圈中心左右移動.直至分劃圈中心與P 點重合為止.圖3-26光學對中器的校正第三章 角度測量 水平角觀測誤差及其削減方法3.6儀器誤差觀測誤差外界條件影響誤差確定垂直角的計算公式3.6 水平角觀測誤差及其削減方法（1 1）視準軸誤差）視準軸誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法來削減（2 2）橫軸誤差）橫軸誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法來削減（3 3）豎軸誤差）豎軸誤差 用校正水準管軸的辦法來削減（4 4）度盤偏心誤差）度盤偏心誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法或采用對徑 分劃的測微尺,可以得到削減（5 5）度盤分劃誤差）度盤分劃誤差 用多測回觀測、變換度盤位置的方法來削減一一