工程測量第3章測角

1、1 1 水平角測量原理水平角測量原理2 2 經(jīng)緯儀結構經(jīng)緯儀結構3 3 水平角測量方法水平角測量方法4 4 豎直角測量原理及方法豎直角測量原理及方法5 5 經(jīng)緯儀檢驗校正經(jīng)緯儀檢驗校正6 6 角度測量誤差分析角度測量誤差分析1 水平角測量原理水平角水平角 地面上地面上兩相交直線的夾角在兩相交直線的夾角在水平面上的投影。水平面上的投影。OBAnm經(jīng)緯儀應具備的條件：a) 圓盤中心必須處于角頂點的鉛垂線上；圓盤中心必須處于角頂點的鉛垂線上；b) 有一個能置于水平位置帶刻線的圓盤；有一個能置于水平位置帶刻線的圓盤；c) 望遠鏡不僅能在水平方向轉動望遠鏡不僅能在水平方向轉動 而且可以在豎直方而且可以在

2、豎直方 向轉動以瞄準不同方向不同高度的目標；向轉動以瞄準不同方向不同高度的目標；d) 具有一個讀數(shù)設備。具有一個讀數(shù)設備。2 經(jīng)緯儀結構與度盤讀數(shù)常用的光學經(jīng)緯儀：常用的光學經(jīng)緯儀：經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀用于測定水平角和豎直角的儀器。用于測定水平角和豎直角的儀器。光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀精度指標：室內檢定時，一測回水平方向觀測中誤差。精度指標：室內檢定時，一測回水平方向觀測中誤差。照準部照準部水平度盤水平度盤基座基座DJ6光學經(jīng)緯儀 v望遠鏡望遠鏡v照準部水準管照準部水準管v讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡v豎直度盤豎直度盤v橫軸、豎軸橫軸、豎軸 望遠鏡望遠鏡上下上下制動制動螺旋螺旋 望遠鏡望遠鏡

3、上下上下微動微動螺旋螺旋 豎直度盤豎直度盤豎盤指標豎盤指標水準水準管微動管微動螺旋螺旋水平水平制動制動、微動螺旋微動螺旋光學對中器光學對中器水平度盤水平度盤 儀器整平，水平度盤水平；儀器整平，水平度盤水平； 與照準部相互脫離；與照準部相互脫離； 0 360順時針分劃順時針分劃 度盤變換裝置度盤變換裝置（變換手輪或復測扳手）（變換手輪或復測扳手）度盤讀數(shù)裝置度盤讀數(shù)裝置光路系統(tǒng)光路系統(tǒng) + 測微器測微器（度盤分劃線、分微尺）（度盤分劃線、分微尺）HV0123456012345611211389881125506890530度度盤盤讀讀數(shù)數(shù)分微尺分微尺測微器測微器HV012345601234562

4、3427327223421002730242電電子子經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀配盤配盤: : Hold鍵3 水平角測量方法（一）經(jīng)緯儀的安置1 1、對中、對中使得使得度盤中心度盤中心處于處于角頂點角頂點的鉛垂線上。的鉛垂線上。也就是使儀器的中心與測站點的標志中心也就是使儀器的中心與測站點的標志中心在同一鉛垂線上。在同一鉛垂線上。 方法：方法：垂球垂球對中、對中、光學光學對中對中 1 1）粗略對中）粗略對中 移動三腳架，使垂球尖離測站中心移動三腳架，使垂球尖離測站中心1 1 2cm2cm內；內；2 2）精確對中）精確對中 稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動儀器，稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動儀器，使垂球尖精確

5、對中測站標志中心，旋緊中心螺使垂球尖精確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。絲。注意：注意：a.a.腳架頭首先要放平，三個腳螺旋基本等高；腳架頭首先要放平，三個腳螺旋基本等高； b.b.腳架適當踩實；腳架適當踩實； c.c.垂球尖盡量接近標志，便于判斷垂球尖盡量接近標志，便于判斷。垂球對中步驟垂球對中步驟整平整平123氣泡居中，3與1、2等高2 2 整平整平 使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內。盤位于鉛垂面內。氣泡居中，1、2等高123使用光學對中器使用光學對中器圖3-141 1）打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；）打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；2 2）固定

6、三腳架一腳，雙手持腳架另二）固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調整其位置，同時觀測光學對腳并不斷調整其位置，同時觀測光學對點器十字分劃，使其基本對準測站標志，點器十字分劃，使其基本對準測站標志，踩實腳架；調節(jié)腳螺旋，使光學對點器踩實腳架；調節(jié)腳螺旋，使光學對點器精確對準測站標志；精確對準測站標志；3 3）伸縮三腳架，調平儀器，使圓氣泡）伸縮三腳架，調平儀器，使圓氣泡居中；居中；4 4）調腳螺旋，精確整平儀器，并通過）調腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動儀器，精確對中在腳架頭上移動儀器，精確對中。照準標志照準標志：測桿、測釬和覘標測桿、測釬和覘標3 3 瞄準瞄準 用望遠鏡用望遠鏡豎絲

7、豎絲精確瞄準目精確瞄準目標的標志中心；標的標志中心；粗瞄、制動、調焦消除視粗瞄、制動、調焦消除視差、水平微動精確瞄準。差、水平微動精確瞄準。操作步驟操作步驟 盡量盡量瞄準目標下部瞄準目標下部，減少，減少由于目標不垂直引起的方向由于目標不垂直引起的方向誤差。誤差。 1 1）測回法）測回法適用于觀測適用于觀測兩個方向兩個方向之間的單角之間的單角2 2）方向觀測法（全圓測回法）方向觀測法（全圓測回法）適用于觀測適用于觀測兩個以上的方向兩個以上的方向3 水平角測量方法（一）基本方法（二）基本概念 盤左和盤右盤左和盤右盤左（正鏡）盤左（正鏡） 豎盤在望遠鏡的左邊豎盤在望遠鏡的左邊盤右（倒鏡）盤右（倒鏡）

8、豎盤在望遠鏡的右邊豎盤在望遠鏡的右邊 測回測回一測回上半測回下半測回一測回上半測回下半測回N N個測回個測回作用：作用： 1) 消除儀器誤差對測角影響；消除儀器誤差對測角影響； 2) 檢核觀測中有無錯誤。檢核觀測中有無錯誤。（三）測回法測量水平角左左左ab 以上為以上為上半測回上半測回，得半測回角值，得半測回角值操作步驟操作步驟1）盤左位置盤左位置，瞄準左邊的目標，瞄準左邊的目標A點。點。配置度盤配置度盤在在0度或稍大于度或稍大于0度，讀數(shù)度，讀數(shù) 記于手簿。記于手簿。左a4）逆時針旋轉照準部，瞄準左邊的目標）逆時針旋轉照準部，瞄準左邊的目標A點，讀點，讀數(shù)數(shù) ，并記錄。，并記錄。右a左b2）

9、順時針順時針旋轉望遠鏡，瞄準右邊的目標旋轉望遠鏡，瞄準右邊的目標B點，點，讀數(shù)讀數(shù) 記于手簿。記于手簿。3）倒轉望遠鏡，）倒轉望遠鏡，盤右位置盤右位置，逆時針逆時針旋轉照準旋轉照準部，瞄準右邊的目標部，瞄準右邊的目標B點，讀數(shù)點，讀數(shù) 記錄。記錄。右b5）恢復盤左位置，重新）恢復盤左位置，重新配盤配盤，進行下面的測回。，進行下面的測回。右右右ab 2/ )(右左以上為以上為下半測回下半測回，得半測回角值，得半測回角值 且一測回角值且一測回角值)(bBb左ABJKO注意事項注意事項1）起始方向調成起始方向調成0或或 180/n 度度附近（附近（配盤配盤）作用：多測回時，減弱度盤分劃誤差影響。作用

10、：多測回時，減弱度盤分劃誤差影響。)(bBABJKO4）分、秒數(shù)寫足分、秒數(shù)寫足兩位兩位；5）一測回過程中，一測回過程中，不得再調整不得再調整水準管氣泡水準管氣泡或改變水平度盤位置?；蚋淖兯蕉缺P位置。2）上、下兩個半測回照準部的水平旋轉方上、下兩個半測回照準部的水平旋轉方向，照準目標的向，照準目標的順序不同順序不同；3）測站限差）測站限差：上、下兩個半測回角值之差小于：上、下兩個半測回角值之差小于36，各測回的角度互差應小于，各測回的角度互差應小于24；測測站站豎盤豎盤位置位置目目標標讀數(shù)讀數(shù)半測回半測回角角一測回一測回均值均值均值均值左左右右左左右右O(1)ABAB0 01 0685 36

11、 18180 01 24 265 36 3090 00 36175 35 42270 00 48355 35 48ABABO(2)85 35 1285 35 0685 35 0685 35 0085 35 0985 35 0385 35 06水平角觀測記錄（測回法）經(jīng)緯儀認識與使用（實驗經(jīng)緯儀認識與使用（實驗）目的：目的：了解經(jīng)緯儀構造，掌握其使用方法。了解經(jīng)緯儀構造，掌握其使用方法。實驗內容：實驗內容： （1 1）了解經(jīng)緯儀各部件的構造及其作用。）了解經(jīng)緯儀各部件的構造及其作用。 （2 2）進行經(jīng)緯儀安置（對中、整平）、瞄準與讀數(shù)）進行經(jīng)緯儀安置（對中、整平）、瞄準與讀數(shù)。 （3 3）用測回

12、法練習測量水平角。）用測回法練習測量水平角。盤左盤左盤右盤右ABCDAABCDAABCD（三）方向觀測法測量水平角 一個測站觀測一個測站觀測4 4個或個或4 4個以上方向時，個以上方向時，采用方向觀測法，也稱采用方向觀測法，也稱“全圓測回法全圓測回法”。ABOCD計算步驟計算步驟1 1）計算半測回歸零差；）計算半測回歸零差；2 2）計算兩倍照準誤差）計算兩倍照準誤差2C2C（注：（注：J6J6不要求）；不要求）；2C=2C=盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)-(-(盤右讀數(shù)盤右讀數(shù)180180) )3 3）計算各方向的平均讀數(shù)；）計算各方向的平均讀數(shù)；平均讀數(shù)平均讀數(shù)=盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)+(+(盤右讀數(shù)盤右讀數(shù)1

13、80180) /2) /24 4）計算歸零后的方向值；）計算歸零后的方向值；各方向的平均讀數(shù)零方向的讀數(shù)各方向的平均讀數(shù)零方向的讀數(shù)5 5）計算各測回歸零后的方向值的平均值；）計算各測回歸零后的方向值的平均值；6 6）計算各水平角的值。）計算各水平角的值。全圓測回法記錄全圓測回法記錄測測站站目目標標盤左盤左L盤右盤右R平均讀數(shù)平均讀數(shù)歸零后方歸零后方向值向值各測回歸各測回歸零方向平零方向平均值均值水平角值水平角值 OABCDA 0 01 0671 52 06145 30 48210 12 12 0 01 24180 01 1830 12 06325 30 48251 52 00180 01 1

14、2OABCDA 90 01 24 161 52 06 235 30 54 300 12 24 90 01 36270 01 24120 12 1855 30 48341 52 00270 01 180 01 0971 52 03145 30 48210 12 090 01 2190 01 21161 52 03235 30 51300 12 2190 01 30(0 01 15)0 00 0071 50 48145 29 33210 10 54(90 01 26)0 00 0071 50 37145 29 25210 10 550 00 0071 50 42145 29 29210 10 54

15、71 50 4273 38 4764 41 25全圓測回法測站限差要求全圓測回法測站限差要求3 豎直角測量原理與方法（一）豎直角測量原理豎直角豎直角在同一鉛垂面內，瞄準目標的傾斜視在同一鉛垂面內，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角線與水平視線的夾角( (也叫垂直角也叫垂直角) )。 通過觀測傾斜視線與水平線在豎直度盤上的讀數(shù)通過觀測傾斜視線與水平線在豎直度盤上的讀數(shù)從而求出豎直角的大小。從而求出豎直角的大小。水平線在豎盤上的讀數(shù)為固定讀數(shù)，只需讀取傾水平線在豎盤上的讀數(shù)為固定讀數(shù)，只需讀取傾斜視線的讀數(shù)（斜視線的讀數(shù)（可變的可變的），便可獲得兩讀數(shù)之差。），便可獲得兩讀數(shù)之差。 =0=0909

16、0 仰角仰角為正，為正，俯角俯角為負。為負。天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos將斜距化為平距將斜距化為平距 tanABhDhhil (2-4-2)三角高程測量三角高程測量 l（二）豎盤構造 豎盤隨望遠鏡一起轉動； 豎盤與讀數(shù)指標相互脫離； 豎盤氣泡居中，指標鉛垂。（二）豎盤注記090180270900270180090180270270180900順順時時針針逆逆時時針針090180270090180270L左左=90L（三）豎直角計算公式090180270090180270R右右=R270（三）豎直角計算公式 定義：定義：

17、豎盤指標水準管氣泡居中豎盤指標水準管氣泡居中時豎盤讀數(shù)與理想讀數(shù)的差。時豎盤讀數(shù)與理想讀數(shù)的差。當指標水準管氣泡居中時，盤左指標線當指標水準管氣泡居中時，盤左指標線所指的度數(shù)不一定恰好就是所指的度數(shù)不一定恰好就是90度或者度或者0度，度，盤右不一定正好是盤右不一定正好是270度或度或180度，即存度，即存在一個在一個豎盤指標差豎盤指標差 i 。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 指標線與指標水準管軸不指標線與指標水準管軸不垂直垂直090180270i（四）豎盤指標差盤左盤左090180270L09018027090(90)LiL左測真ii090180270090180270Rii270(270)RRi右測

18、真1(2)(360 )2iLR（四）豎盤指標差計算公式：計算公式：190270(90)(270)LRiLRi左測右測真真（）n 盤左盤右盤左盤右觀測豎直角觀測豎直角取平均取平均，可消除指標差的影響。，可消除指標差的影響。n 豎盤指標差有正有負，當豎盤指標差有正有負，當指標差超限時指標差超限時，要校正指標水準管；，要校正指標水準管；n 當指標差較小時，當指標差較小時，僅用盤左（或盤右）進行觀測僅用盤左（或盤右）進行觀測，在測得的豎直，在測得的豎直角上加上角上加上指標差改正指標差改正即可；若測量精度要求不高，此時也可不考慮即可；若測量精度要求不高，此時也可不考慮指標差改正。指標差改正。18022R

19、L左右J6: i 24練習題 用經(jīng)緯儀觀測某一目標的豎直角，測得盤左讀用經(jīng)緯儀觀測某一目標的豎直角，測得盤左讀數(shù)為數(shù)為714524，盤右讀數(shù)為，盤右讀數(shù)為2881622，計算豎，計算豎直角及指標差。如用這臺儀器測得另一目標的盤左直角及指標差。如用這臺儀器測得另一目標的盤左讀數(shù)為讀數(shù)為921236，求其豎直角？，求其豎直角？1 1）在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平；）在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平；2 2）用用中絲中絲精確瞄準目標，調節(jié)精確瞄準目標，調節(jié)指標水指標水準管準管氣泡居中，讀數(shù)氣泡居中，讀數(shù)L L；3 3）用用中絲中絲精確瞄準目標，調節(jié)精確瞄準目標，調節(jié)指標水指標水準管準管氣泡居中，讀數(shù)氣泡

20、居中，讀數(shù)R R。（五）豎直角觀測方法（五）豎直角觀測方法中絲瞄準（六）豎直角觀測記錄（六）豎直角觀測記錄測測站站目目標標豎盤豎盤位置位置豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)半測回半測回角值角值指標指標差差一測回一測回角值角值ABAC盤左盤左87 52 182 07 42盤右盤右272 07 302 07 302 07 36盤左盤左93 16 543 16 54盤右盤右266 43 243 16 363 16 45-6+9（一）幾何軸系及應滿足的條件4 經(jīng)緯儀的檢驗與校正1） 縱軸應鉛垂，同時水平度盤應水平縱軸應鉛垂，同時水平度盤應水平圓水準軸縱軸 平盤水準管軸縱軸2） 望遠鏡上下轉動時，視準軸應在同一個鉛垂面內

21、望遠鏡上下轉動時，視準軸應在同一個鉛垂面內 望遠鏡視準軸橫軸橫軸縱軸3）十字絲豎絲橫軸指標水準管軸指標線（二）經(jīng)緯儀檢校1） 平盤水準管軸平盤水準管軸縱軸縱軸的檢校的檢校2） 十字絲十字絲橫軸橫軸的檢校的檢校3） 望遠鏡望遠鏡視準軸視準軸橫軸橫軸的檢校的檢校4 4） 橫軸橫軸縱軸縱軸的檢校的檢校5 5） 豎盤水準管豎盤水準管的檢校的檢校6 6） 光學對中器光學對中器的檢校的檢校4 角度觀測誤差分析及減弱措施（1）照準部偏心差）照準部偏心差（照準部旋轉中心與水平度盤中心不重合）照準部旋轉中心與水平度盤中心不重合） a. 照準部轉向不同方向，偏心讀數(shù)誤差不同；照準部轉向不同方向，偏心讀數(shù)誤差不同； b. 盤左盤右取平均可抵消此誤差影響。盤左盤右取平均可抵消此誤差影響。（2）經(jīng)緯儀軸系誤差）經(jīng)緯儀軸系誤差 視準軸誤