角度測(cè)量原理及方法課件

1、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)一、一、J6J6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀級(jí)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(gè)焦距可變的等效物鏡組和調(diào)焦透鏡構(gòu)成一個(gè)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(cè)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(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)縱絲：測(cè)定水平角縱絲：測(cè)定水平角橫絲：測(cè)定垂直角橫絲：測(cè)定垂直角視距絲：與標(biāo)尺配合測(cè)定距離視距絲：與標(biāo)尺配合測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)微尺影像不能同度盤影像和測(cè)微尺影像不能同時(shí)清晰。時(shí)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(cè)微尺分：度盤分劃格距與相應(yīng)測(cè)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(duì)點(diǎn)器光路。直度盤光路和對(duì)點(diǎn)器光路?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)（3）測(cè)微裝置與使用）測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(zhǎng)一般為相鄰分劃間弧長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的圓心角水準(zhǔn)器相鄰兩分劃對(duì)應(yīng)的圓心角現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)（2 2）豎盤自動(dòng)歸零裝置）豎盤自動(dòng)歸零裝置有手動(dòng)和自動(dòng)兩種有手動(dòng)和自動(dòng)兩種手動(dòng)手動(dòng)：現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代

8、測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)自動(dòng)：自動(dòng)：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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)三、三、J2J2經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使度盤對(duì)徑分劃影像旋轉(zhuǎn)測(cè)微螺旋，使度盤對(duì)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(cè)微窗中讀出，在測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)一、經(jīng)緯儀的整置一、經(jīng)緯儀的整置1 1、對(duì)中、對(duì)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(duì)點(diǎn)器法）光學(xué)對(duì)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?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)12現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S

10、u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(dòng)，若十字絲與目標(biāo)相對(duì)：眼睛在目鏡處微微晃動(dòng)，若十字絲與目標(biāo)相對(duì) 移動(dòng)，則調(diào)焦不正確，此現(xiàn)象稱為移動(dòng)，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(duì)角度測(cè)量產(chǎn)生影響，若存在十字絲視差，將對(duì)角度測(cè)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(duì)向背景明亮處，旋轉(zhuǎn)目鏡調(diào)焦螺絲，：望遠(yuǎn)鏡對(duì)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(shí)，兩者之間產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)現(xiàn)象。時(shí)，兩者之間產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v

12、 e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)觀測(cè)準(zhǔn)備工作：觀測(cè)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(cè)法二、水平角方向觀測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)雙絲照準(zhǔn)雙絲照準(zhǔn)水平角觀測(cè)時(shí)目標(biāo)的照準(zhǔn)方法水平角觀測(cè)時(shí)目標(biāo)的照準(zhǔn)方法單絲照準(zhǔn)單絲照準(zhǔn)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(duì)角度觀測(cè)的影響。：消除或減弱度盤分劃誤差對(duì)角度觀測(cè)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(cè)回?cái)?shù)，為總測(cè)回?cái)?shù)，k k為測(cè)回序號(hào)為測(cè)回序號(hào)3 3、觀測(cè)步驟、觀測(cè)步驟（1）上半測(cè)回）上半測(cè)回(盤左盤左)：1、2、3、4、1（2）下半測(cè)回）下半測(cè)回(盤右盤右)：1、4、3、2、1一測(cè)回一測(cè)回4 4、記錄與計(jì)算、記錄與計(jì)算現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量

14、技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)觀測(cè)方向 盤左讀數(shù) 盤右讀數(shù)半測(cè)回方向值一測(cè)回方向值方向中數(shù) 第一測(cè)回第一測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)觀測(cè)方向觀測(cè)方向盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)盤右讀數(shù)盤右讀數(shù)半測(cè)回值半測(cè)回值一測(cè)回值一測(cè)回值方向中數(shù)方向中數(shù)附附 注注第一測(cè)回第一測(cè)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(cuò)記錯(cuò)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(hào)碼：儀器號(hào)碼：020123654觀測(cè)日期：觀測(cè)日期：2003.09.10測(cè)站：測(cè)站：N1觀測(cè)者：李觀測(cè)者：李 平平記錄者：馬志強(qiáng)記錄者：馬志強(qiáng)1919現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)5 5、觀測(cè)限差、觀測(cè)限差J2J6兩次重合讀數(shù)兩次重合讀數(shù)3半測(cè)回歸零差半測(cè)回歸零差824一測(cè)回各方向一測(cè)回各方向2C互差互差13各測(cè)回方向值各測(cè)回方向值互差互差924儀器儀器項(xiàng)目項(xiàng)目現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)

17、不許轉(zhuǎn)抄，秒值不許改動(dòng)，不許連環(huán)涂改；）觀測(cè)數(shù)據(jù)不許轉(zhuǎn)抄，秒值不許改動(dòng)，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(gè)時(shí)個(gè)時(shí)(2(2、3)3)，可不歸零；，可不歸零；（5 5）個(gè)別方向超限時(shí)，應(yīng)重新與原零方向進(jìn)行聯(lián)測(cè)，）個(gè)別方向超限時(shí)，應(yīng)重新與原零方向進(jìn)行聯(lián)測(cè)， 重測(cè)方向數(shù)不許超過總方向數(shù)的重測(cè)方向數(shù)不許超過總方向數(shù)的1/31/3；（6 6）一測(cè)回中間，不許整平。）一測(cè)回中間，不許整平?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v

18、 e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)三、垂直角中絲觀測(cè)法三、垂直角中絲觀測(cè)法1 1、觀測(cè)與計(jì)算、觀測(cè)與計(jì)算（1 1）觀測(cè)：）觀測(cè)：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(cè)回觀測(cè)。以上即為垂直角一測(cè)回觀測(cè)。（2 2）計(jì)算）計(jì)算)360(21RLiiL 90a aiR 270a a)180(21 LRa a現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)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(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)特性：特性： （1 1）指標(biāo)差對(duì)垂直角觀測(cè)的影響，可在一測(cè)回觀）指標(biāo)差對(duì)垂直角觀測(cè)的影響，可在一測(cè)回觀測(cè)中消除；測(cè)中消除； （2 2）短時(shí)間內(nèi)指標(biāo)差大小為常數(shù)，故可利用指標(biāo)）短時(shí)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(cè)質(zhì)量。差互差檢驗(yàn)垂直角觀測(cè)質(zhì)量。 J6J6級(jí)指標(biāo)差互差限差小于級(jí)指標(biāo)差互差限差小于 2424現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)室S u r v e y現(xiàn)代測(cè)量學(xué)現(xiàn)代測(cè)量學(xué)測(cè)站測(cè)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