角度測量原理及方法課件

1、現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)090180270o一、水平角一、水平角 空間空間兩條兩條相交直線在相交直線在水平面上投影的夾角水平面上投影的夾角mnPABabpb b水平面水平面n nm現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)二、垂直角二、垂直角 空間直線與水平面之間空間直線與水平面之間的夾角的夾角900180270ap水平面水平面鉛垂面鉛垂面P a a垂直角與天頂距的關(guān)系：垂直角與天頂距的關(guān)系： 9090Z仰角：仰角：a a 0 0俯角：俯角：a a 0

2、 0垂直指標(biāo)讀數(shù)與垂直角關(guān)系：垂直指標(biāo)讀數(shù)與垂直角關(guān)系： 9090ZAP現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)一、一、J6J6級光學(xué)經(jīng)緯儀級光學(xué)經(jīng)緯儀1 1、基本結(jié)構(gòu)、基本結(jié)構(gòu)（1 1）腳架）腳架 （2 2）基座）基座豎 軸橫 軸照準(zhǔn)軸水平度盤垂直度盤水準(zhǔn)器（3 3）照準(zhǔn)部）照準(zhǔn)部三軸三軸水平度盤軸豎 垂直度盤軸架支準(zhǔn)照架腳三基座準(zhǔn)部照架支橫 軸讀數(shù)顯微鏡現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)水平度盤軸豎 垂直度盤軸架支準(zhǔn)照架腳三基座準(zhǔn)部照架支橫 軸讀數(shù)顯微鏡現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)物

3、鏡L1調(diào)焦透鏡L2十字絲板目鏡筒物鏡調(diào)焦螺旋2 2、J6J6經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)裝置（望遠(yuǎn)鏡）經(jīng)緯儀的照準(zhǔn)裝置（望遠(yuǎn)鏡）主要組成：主要組成：物鏡、目鏡、十字絲板和調(diào)焦裝置物鏡、目鏡、十字絲板和調(diào)焦裝置現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)（1）成像原理：）成像原理：物鏡組和調(diào)焦透鏡構(gòu)成一個焦距可變的等效物鏡組和調(diào)焦透鏡構(gòu)成一個焦距可變的等效透鏡。調(diào)整兩者間距（調(diào)焦），使目標(biāo)成像于十字絲板。十透鏡。調(diào)整兩者間距（調(diào)焦），使目標(biāo)成像于十字絲板。十字絲板安裝在目鏡的前焦點(diǎn)之內(nèi)，通過目鏡可觀測到目標(biāo)放字絲板安裝在目鏡的前焦點(diǎn)之內(nèi)，通過目鏡可觀測到目標(biāo)放大的虛像。大的虛像。F1F

4、2十字絲板十字絲板等效透鏡等效透鏡目鏡目鏡現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)縱絲：測定水平角縱絲：測定水平角橫絲：測定垂直角橫絲：測定垂直角視距絲：與標(biāo)尺配合測定距離視距絲：與標(biāo)尺配合測定距離（2 2）十字絲分劃板：）十字絲分劃板：用于精確照準(zhǔn)目標(biāo)和視距的裝置用于精確照準(zhǔn)目標(biāo)和視距的裝置現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)191920205水平度盤4 46212179 93 310102 212128 8131314141515161617171818232322221111垂直度盤光源光源3 3、J6J6經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)經(jīng)

5、緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)（1 1）度盤度盤：直徑：直徑606090mm90mm，最小分劃最小分劃 1 1視差：視差：度盤影像和測微尺影像不能同度盤影像和測微尺影像不能同時清晰。時清晰。 （調(diào)整透鏡（調(diào)整透鏡7 7與與1212）行差行差：度盤分劃格距與相應(yīng)測微尺分：度盤分劃格距與相應(yīng)測微尺分劃格距不一致。（調(diào)整透鏡劃格距不一致。（調(diào)整透鏡6 6與與1111）（2 2）光路：水平度盤光路、垂）光路：水平度盤光路、垂直度盤光路和對點(diǎn)器光路。直度盤光路和對點(diǎn)器光路?，F(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)（3）測微裝置與使用）測微裝置與使用度、分度、分直接讀出直接讀出秒、值秒、值估

6、讀估讀例：例：水平角讀數(shù)水平角讀數(shù)2130124垂直角讀數(shù)垂直角讀數(shù)955530 HzHzV V現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)4、J6經(jīng)緯儀的安平裝置經(jīng)緯儀的安平裝置（1）水準(zhǔn)器）水準(zhǔn)器有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。有管水準(zhǔn)器和圓水準(zhǔn)器兩種。HOH管水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器： 過管水準(zhǔn)器內(nèi)壁過管水準(zhǔn)器內(nèi)壁圓弧中點(diǎn)并與圓弧相圓弧中點(diǎn)并與圓弧相切的直線。切的直線。現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)HHRtHHaat t值越小值越小水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)器的靈敏度靈敏度越高越高相鄰分劃間弧長一般為相鄰分劃間弧長一般為2mm2mm：)/2(Rmmt

7、 水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)器的分劃值分劃值 (t)：水準(zhǔn)器相鄰兩分劃對應(yīng)的圓心角水準(zhǔn)器相鄰兩分劃對應(yīng)的圓心角現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)O圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸：過圓水準(zhǔn)器頂部中心并垂直于頂部的直線過圓水準(zhǔn)器頂部中心并垂直于頂部的直線圓水準(zhǔn)器用于概略整平，管水準(zhǔn)器用于精確整平圓水準(zhǔn)器用于概略整平，管水準(zhǔn)器用于精確整平圓水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器：t= 8 60 現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)（2 2）豎盤自動歸零裝置）豎盤自動歸零裝置有手動和自動兩種有手動和自動兩種手動手動：現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代

8、測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)自動：自動：重錘重錘空氣阻尼空氣阻尼簧片簧片限幅器限幅器光路光路現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)空氣阻尼空氣阻尼簧片簧片限幅器限幅器現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)三、三、J2J2經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用旋轉(zhuǎn)測微螺旋，使度盤對徑分劃影像旋轉(zhuǎn)測微螺旋，使度盤對徑分劃影像重合重合，在讀數(shù)窗中讀出，在讀數(shù)窗中讀出度和十分值度和十分值，在測微窗中讀出，在測微窗中讀出不足十分值和秒值不足十分值和秒值（秒值不足（秒值不足一格四舍五入）。如圖讀數(shù)：一格四舍五入）。如圖讀數(shù)：5 5250025005 5a a6 65

9、5404050500 00 09 99 90 00 02020101040404 44 45 55 55 5202010100 05050b b現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)一、經(jīng)緯儀的整置一、經(jīng)緯儀的整置1 1、對中、對中：使水平度盤中心與地面點(diǎn)標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。使水平度盤中心與地面點(diǎn)標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。（1 1）垂球法）垂球法（2 2）光學(xué)對點(diǎn)器法）光學(xué)對點(diǎn)器法2 2、整平、整平：使經(jīng)緯儀豎軸處于鉛垂線方向。使經(jīng)緯儀豎軸處于鉛垂線方向。現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)12現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S

10、u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)3 3、調(diào)焦、調(diào)焦：包括物鏡調(diào)焦和目鏡調(diào)焦。：包括物鏡調(diào)焦和目鏡調(diào)焦。物鏡調(diào)焦物鏡調(diào)焦：使目標(biāo)成像于十字絲分劃板上。：使目標(biāo)成像于十字絲分劃板上。目鏡調(diào)焦：目鏡調(diào)焦：使目標(biāo)影像連同十字絲分劃所成虛像一起成像于使目標(biāo)影像連同十字絲分劃所成虛像一起成像于 人眼明視距離處。人眼明視距離處。調(diào)焦的檢驗(yàn)調(diào)焦的檢驗(yàn)：眼睛在目鏡處微微晃動，若十字絲與目標(biāo)相對：眼睛在目鏡處微微晃動，若十字絲與目標(biāo)相對 移動，則調(diào)焦不正確，此現(xiàn)象稱為移動，則調(diào)焦不正確，此現(xiàn)象稱為十字絲視差。十字絲視差。 若存在十字絲視差，將對角度測量產(chǎn)生影響，若存在十字絲視差，將對角度測量產(chǎn)生影響， 應(yīng)重

11、新調(diào)焦。應(yīng)重新調(diào)焦。調(diào)焦方法調(diào)焦方法：望遠(yuǎn)鏡對向背景明亮處，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺絲，：望遠(yuǎn)鏡對向背景明亮處，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺絲， 使十字絲最黑；照準(zhǔn)目標(biāo)后，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺使十字絲最黑；照準(zhǔn)目標(biāo)后，旋轉(zhuǎn)物鏡調(diào)焦螺 絲，使目標(biāo)影像最為清晰。絲，使目標(biāo)影像最為清晰?，F(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)十字絲視差十字絲視差：目標(biāo)影像與十字絲不重合，當(dāng)觀察位置發(fā)生變化：目標(biāo)影像與十字絲不重合，當(dāng)觀察位置發(fā)生變化 時，兩者之間產(chǎn)生的相對移動現(xiàn)象。時，兩者之間產(chǎn)生的相對移動現(xiàn)象。像平面十字絲平面像平面十字絲平面像平面十字絲平面acabbac現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v

12、 e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)觀測準(zhǔn)備工作：觀測準(zhǔn)備工作：（1 1）尋找目標(biāo)）尋找目標(biāo)（2 2）選定零方向）選定零方向（3 3）準(zhǔn)備手簿，填寫相關(guān)項(xiàng)目）準(zhǔn)備手簿，填寫相關(guān)項(xiàng)目（4 4）量取儀器高和覘標(biāo)高，并記錄）量取儀器高和覘標(biāo)高，并記錄C CB BA AD DO O二、水平角方向觀測法二、水平角方向觀測法1 1、目標(biāo)的照準(zhǔn)方法、目標(biāo)的照準(zhǔn)方法現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)雙絲照準(zhǔn)雙絲照準(zhǔn)水平角觀測時目標(biāo)的照準(zhǔn)方法水平角觀測時目標(biāo)的照準(zhǔn)方法單絲照準(zhǔn)單絲照準(zhǔn)現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)2 2、安置度盤、安置度盤：消除

13、或減弱度盤分劃誤差對角度觀測的影響。：消除或減弱度盤分劃誤差對角度觀測的影響。 J6J6型型：G G180180/m/m(k-1)+60/m(k-1)+60/m(k-1)(k-1) J2 J2型型：G G180180/m/m(k-1)+10(k-1)+10(k-1)+600/m(k-1)+600/m(k-1/2)(k-1/2) 其中：其中：m m為總測回數(shù)，為總測回數(shù)，k k為測回序號為測回序號3 3、觀測步驟、觀測步驟（1）上半測回）上半測回(盤左盤左)：1、2、3、4、1（2）下半測回）下半測回(盤右盤右)：1、4、3、2、1一測回一測回4 4、記錄與計算、記錄與計算現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量

14、技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)觀測方向 盤左讀數(shù) 盤右讀數(shù)半測回方向值一測回方向值方向中數(shù) 第一測回第一測回馬頭山馬頭山N7N5黃山黃山馬頭山馬頭山 0 02 36 70 23 36228 19 24 0 02 30254 17 54180 02 36250 23 4248 19 30180 02 36 74 17 54 33 36 0 00 00 70 21 03228 16 51254 15 21 06 54 18 0 00 00 70 21 04228 16 52254 15 20 20 46 4414 0 00 00 70 20 55228 16 48254 15 1

15、7現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)觀測方向觀測方向盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)盤右讀數(shù)盤右讀數(shù)半測回值半測回值一測回值一測回值方向中數(shù)方向中數(shù)附附 注注第一測回第一測回 33 36 1 馬頭山馬頭山0 02 36180 02 360 00 000 00 000 00 002 N570 23 36250 23 4270 21 030670 21 0420 4670 20 553 N8228 19 24 48 17 30228 16 5154228 16 5244228 16 48記錯記錯4 黃山黃山254 17 5474 17 54254 15 2118254 15 2

16、014254 15 17 10 02 30180 02 36儀器號碼：儀器號碼：020123654觀測日期：觀測日期：2003.09.10測站：測站：N1觀測者：李觀測者：李 平平記錄者：馬志強(qiáng)記錄者：馬志強(qiáng)1919現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)5 5、觀測限差、觀測限差J2J6兩次重合讀數(shù)兩次重合讀數(shù)3半測回歸零差半測回歸零差824一測回各方向一測回各方向2C互差互差13各測回方向值各測回方向值互差互差924儀器儀器項(xiàng)目項(xiàng)目現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)6 6、作業(yè)中的若干問題、作業(yè)中的若干問題（1 1）觀測數(shù)據(jù)

17、不許轉(zhuǎn)抄，秒值不許改動，不許連環(huán)涂改；）觀測數(shù)據(jù)不許轉(zhuǎn)抄，秒值不許改動，不許連環(huán)涂改；（2 2）字跡清楚，不許就字改字、不許一改再改；）字跡清楚，不許就字改字、不許一改再改；（3 3）項(xiàng)目填寫齊全，不許空頁、撕頁；）項(xiàng)目填寫齊全，不許空頁、撕頁；（4 4）方向數(shù)小于）方向數(shù)小于4 4個時個時(2(2、3)3)，可不歸零；，可不歸零；（5 5）個別方向超限時，應(yīng)重新與原零方向進(jìn)行聯(lián)測，）個別方向超限時，應(yīng)重新與原零方向進(jìn)行聯(lián)測， 重測方向數(shù)不許超過總方向數(shù)的重測方向數(shù)不許超過總方向數(shù)的1/31/3；（6 6）一測回中間，不許整平。）一測回中間，不許整平?，F(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v

18、 e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)三、垂直角中絲觀測法三、垂直角中絲觀測法1 1、觀測與計算、觀測與計算（1 1）觀測：）觀測：盤左橫絲盤左橫絲切準(zhǔn)切準(zhǔn)目標(biāo)，指標(biāo)水準(zhǔn)器目標(biāo)，指標(biāo)水準(zhǔn)器居中居中，讀數(shù)讀數(shù)L L；盤右橫絲盤右橫絲切準(zhǔn)切準(zhǔn)目標(biāo)，指標(biāo)水準(zhǔn)器目標(biāo)，指標(biāo)水準(zhǔn)器居中居中，讀數(shù)讀數(shù)R R；以上即為垂直角一測回觀測。以上即為垂直角一測回觀測。（2 2）計算）計算)360(21RLiiL 90a aiR 270a a)180(21 LRa a現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)2 2、公式的推證、公式的推證指標(biāo)指標(biāo)目標(biāo)指標(biāo)目標(biāo)270180090270180900180

19、270900iiiaaaa右左指標(biāo)差 i：讀數(shù)指標(biāo)偏離正確位置（鉛垂線）的角值iL90aiR270a2/ )360(RLi2/ )180(LRa現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)特性：特性： （1 1）指標(biāo)差對垂直角觀測的影響，可在一測回觀）指標(biāo)差對垂直角觀測的影響，可在一測回觀測中消除；測中消除； （2 2）短時間內(nèi)指標(biāo)差大小為常數(shù)，故可利用指標(biāo)）短時間內(nèi)指標(biāo)差大小為常數(shù)，故可利用指標(biāo)差互差檢驗(yàn)垂直角觀測質(zhì)量。差互差檢驗(yàn)垂直角觀測質(zhì)量。 J6J6級指標(biāo)差互差限差小于級指標(biāo)差互差限差小于 2424現(xiàn)代測量技術(shù)室現(xiàn)代測量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測量學(xué)現(xiàn)代測量學(xué)測站測站覘覘 點(diǎn)點(diǎn)讀數(shù)讀數(shù)指標(biāo)差指標(biāo)差直垂角直垂角儀器高儀器高覘標(biāo)覘標(biāo)高高盤左盤左盤右盤右N1 旗旗 頂頂88 05 24 271 54 541 54 451.423.0288 05 30 271 54 421 54 36 1 54 40 南南 山山九華山九華山 標(biāo)標(biāo) 頂頂89 40 06270 19 540 000 19 545.7489 40 06270 20