第3章經(jīng)緯儀測量

1、 第三章 經(jīng)緯儀及其角度測量 本 章 主 要 內(nèi) 容3.1 角度測量原理3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造3.4 水平角測量3.5 豎直角測量3.6 經(jīng)緯儀檢驗與校正3.1 角度測量原理水平角測量內(nèi)容內(nèi)容: 目的目的: 測定地面點連線之間的空間位置關(guān)系,以此來確定點的平面坐標和高程.豎直角測量25678910134CDE34CAB3.1 角度測量原理水平角測量原理CA水平面acb0nmB 空間兩直線的夾角在水平面上的垂直投影。=mn范圍： 0360水平角測量基本原理：水平角測量基本原理：水平度盤水平角水平角3.1 角度測量原理豎直角測量原理 同一鉛垂面內(nèi)某方向線與指標線之間的夾角。范圍：090豎直角測

2、量基本原理：豎直角測量基本原理： 豎直度盤：指標線位置固定，一般處于鉛垂位置。水平線：傾角（豎直角 ）鉛垂線：水平面OA1水平線鉛垂線天頂ZZ= 90- 如何如何區(qū)區(qū)分？分？2B仰角俯角天頂距（Z）豎直角豎直角3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造一一. 光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀型號型號: DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ15,DJ60D:大地測量;J:經(jīng)緯儀;數(shù)字數(shù)字:標稱測角精度,即野外一測回方向中誤差不超過該值, 單位為秒;DJ6-2 DJ6-2 （華光）J2-2 (蘇一光)TDJ2E TDJ2 （北光）J6E J6 （1002廠）3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造（一） DJ6光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造照準部照準

3、部水平度盤水平度盤基座基座二二. DJ6光學經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)光學經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造目鏡圓水準器粗瞄器物鏡腳螺旋讀數(shù)顯微鏡目鏡照明反光鏡物鏡對光螺旋光學對中器目鏡豎直微動螺旋豎直制動螺旋豎盤指標水準管及反光鏡水平制動螺旋水平微動螺旋豎盤水準管微動螺旋度盤配置手輪照準部水準管豎直度盤水平度盤3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造望遠鏡：望遠鏡：用于精確瞄準目標，可繞橫軸在豎直面內(nèi)上下轉(zhuǎn)動。豎直度盤：豎直度盤：用于觀測豎直角，與望遠鏡連成一體。盤左：盤左： 豎盤在望遠鏡的左邊，正鏡。盤右：盤右： 豎盤在望遠鏡的右邊，倒鏡。水準器：水準器：水準管、豎盤指標水準管。照準部照準部3.2 光學經(jīng)

4、緯儀及其構(gòu)造光學玻璃，用于觀測水平角順時針方向注記， 0360最小格值一般為1或30 。復(fù)測系統(tǒng)：復(fù)測系統(tǒng)：復(fù)測扳手（撥盤手輪）水平度盤水平度盤松開：水平度盤不隨照準部一起動。按下：水平度盤和照準部一起動3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造腳螺旋，連接板，圓水準器。圓水準器：用于粗平儀器?；?座座3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造（二） DJ6光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法 度盤 光路系統(tǒng) 測微器讀數(shù)設(shè)備：讀數(shù)設(shè)備：（1）測微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法）測微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法（2）單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法）單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法012345601234563 58 7863 43.2 光學經(jīng)緯儀及其

5、構(gòu)造（二） DJ6光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法p 測微尺及其讀數(shù)方法測微尺及其讀數(shù)方法1.測微尺測微尺：用于讀不足1的讀數(shù)，60個分隔。長度和度盤上1影像的寬度相等。2.讀數(shù)方法讀數(shù)方法：度數(shù)在度盤上直接讀出。分數(shù)在測微尺上讀出秒數(shù)為估讀，估讀至6秒數(shù)為秒數(shù)為6秒的整數(shù)倍秒的整數(shù)倍以測微尺的0分劃為指標3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造水平2152147978垂直21507 30”水平：水平：7852 42”豎直：豎直：7857 06”13404 42”3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造p 單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法1.單平板玻璃測微器單平板玻璃測微器：2.讀數(shù)方法讀數(shù)方法：1

6、07106105605958202505107106105595860分數(shù)和秒數(shù),每分劃20秒估讀到1/4格，5度數(shù)和整30分度數(shù)和整30分測微盤水平度盤豎直度盤平板玻璃、測微盤、測微輪、連接機構(gòu)讀數(shù)前先轉(zhuǎn)動測微輪,使度盤分劃線精確平分雙指標線。3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造107106105605958202505107106105595860分數(shù)和秒數(shù)度數(shù)和整30分度數(shù)和整30分測微盤水平度盤豎直度盤5922 15”水平度盤水平度盤10631 00”豎直度盤豎直度盤每分劃20秒1.經(jīng)緯儀的安置2.照準目標3.配置度盤4.讀數(shù)5.記錄及檢校成果三三. 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用3.2 光學經(jīng)緯儀及

7、其構(gòu)造3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造1.經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置對對 中中目的：目的：方法：方法：垂球?qū)χ?，光學對中要求：要求：對中偏差不超過3mm使經(jīng)緯儀的豎軸幾何中心線與測站點位于同一條鉛垂線上。觀測目標近時，對中偏差要更小3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造整整 平平目的：目的：裝置：裝置：步驟：步驟：使經(jīng)緯儀的豎軸處于鉛直位置，水平度盤處于水平位置。要求：要求：氣泡中點不超過中線一格圓水準器，照準部水準管。p初步整平初步整平，使圓水準 氣泡居中，調(diào)節(jié)架腿調(diào)節(jié)架腿。p精確整平精確整平：利用基座上的三個腳螺旋腳螺旋，使照準部水準管在相相互垂直的兩個方向互垂直的兩個方向上氣泡都居中。反復(fù)進行，直至水準管氣

8、泡在兩個垂直方向都居中為止。平平行行氣泡居中，氣泡居中，1、2等高等高123高高氣泡居中，氣泡居中，3與與1、2等高等高1233.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造經(jīng)緯儀安置全過程（光學對中器）經(jīng)緯儀安置全過程（光學對中器）p擺放三角架，使高度適宜，目估對中，架頭大致水平,固定經(jīng)緯儀；注意：注意：2，3兩步相互影響，需反復(fù)進行，直至符合要求。p進行光學對中器調(diào)焦，使地面標志清晰；尋找測站標志大致位置；p調(diào)節(jié)腳螺旋使測站地面標志中心影像嚴格位于對中器中心。p粗平：伸縮架腿，使圓水準氣泡居中；p精平：調(diào)節(jié)腳螺旋使照準部水準管氣泡居中；p修正對中：松開中心螺旋，平移儀器，使測站標志影像對中；1233.2 光學經(jīng)

9、緯儀及其構(gòu)造2.照準目標照準目標p豎立照準標志：豎立照準標志：標桿：標桿：稍遠的目標；尖至于地面標志中心，三股細絲拉住上面有測旗。測釬：測釬：較近的目標。覘牌：覘牌：電子經(jīng)緯儀等；由基座安置到三角架上。3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造p照準目標：照準目標：目鏡對光目鏡對光粗瞄目標粗瞄目標物鏡對光物鏡對光消除視差消除視差水平角：水平角：旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋，使十字絲豎絲單絲精確平分目標，或雙絲對稱夾住目標。注意：照準時盡可能瞄準目標底部。注意：照準時盡可能瞄準目標底部。精確瞄準精確瞄準準星準星目鏡目鏡水平微動水平微動物鏡物鏡豎直角：豎直角：旋轉(zhuǎn)豎直微動螺旋，使十字絲中絲精確切準目標的指定部。 本講小結(jié)水平

10、角豎直角 水平角、豎直角水平角、豎直角（天頂距、傾角）、（天頂距、傾角）、角度范圍（俯角、仰角度范圍（俯角、仰角）角）3.1 角度測量原理角度測量原理3.2 光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造光學經(jīng)緯儀及其構(gòu)造 經(jīng)緯儀的構(gòu)造（盤經(jīng)緯儀的構(gòu)造（盤左、盤右）、測微尺讀左、盤右）、測微尺讀數(shù)方法、經(jīng)緯儀的安置數(shù)方法、經(jīng)緯儀的安置（ 對中整平對中整平 和和 瞄準）瞄準）經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)讀數(shù)方法經(jīng)緯儀的使用3.3 水平角觀測1.經(jīng)緯儀的安置2.照準目標3.配置度盤4.讀數(shù)5.記錄及檢校成果經(jīng)緯儀的使用：經(jīng)緯儀的使用：CA水平面acb0nmB3.3 水平角觀測方法：方法：測回法p 安置儀器（同前），豎立照準目標（一）一測

11、回觀測水平角（一）一測回觀測水平角3.3 水平角觀測瞄準A目標指定位置，讀數(shù)aL;順時針旋轉(zhuǎn)照準部,瞄準B目標指定位置,讀數(shù)bL; L= bL-aL。ABO測測 站站測回測回豎盤豎盤位置位置目目 標標水平度盤水平度盤讀數(shù)讀數(shù)水水 平平 角角半測回值半測回值一測回角值一測回角值O1左A B 右BA0 02 24 81 14 36 81 12 12p 盤左觀測盤左觀測: L3.3 水平角觀測ABO測測 站站測回測回豎盤豎盤位置位置目目 標標水平度盤水平度盤讀數(shù)讀數(shù)水水 平平 角角半測回值半測回值一測回角值一測回角值O1左A B 右B A 縱轉(zhuǎn)望遠鏡。瞄準B目標指定位置，讀數(shù)bR;逆時針旋轉(zhuǎn)照準部,

12、瞄準A目標指定位置,讀數(shù)aR;R= bR-aR。 261 14 36180 02 36 81 12 000 02 24 81 14 36 81 12 12p盤右觀測：盤右觀測：R3.3 水平角觀測ABO測測 站站測回測回豎盤豎盤位置位置目目 標標水平度盤水平度盤讀數(shù)讀數(shù)水水 平平 角角半測回值半測回值一測回角值一測回角值O1左A B 右B A 81 12 06p 一測回水平角一測回水平角 （R L)/2前提前提:半測回差半測回差 R- L 36261 14 36180 02 36 81 12 000 02 24 81 14 36 81 12 123.3 水平角觀測p 測回法觀測水平角的優(yōu)點：測

13、回法觀測水平角的優(yōu)點： 消除視準軸與儀器水平軸不垂直帶來的誤差，提高測量精度。上下半測回限差：上下半測回限差： R- L 363.3 水平角觀測（二）多測回觀測水平角（二）多測回觀測水平角測 站 測回豎盤位置目 標水平度盤讀數(shù)水 平 角半測回值 一測回角值O1左A 0 02 2481 12 1281 12 06B 81 14 36右B 261 14 3681 12 00A 180 02 36O2左A 90 03 1281 12 2481 12 15B 171 15 36右B 351 15 3681 12 06A 270 03 00各測回平均角值81 12 11配置度盤配置度盤起始方向度盤讀數(shù)變

14、更數(shù)值：起始方向度盤讀數(shù)變更數(shù)值： 180/n 3.3 水平角觀測配置度盤配置度盤目的：目的：減弱度盤分劃不均勻產(chǎn)生的誤差影響。方法：方法： 精確照準起始方向目標后，轉(zhuǎn)動度盤變換手輪或復(fù)測板鈕，使度盤讀數(shù)調(diào)整至設(shè)定的“起始讀數(shù)”；之后在整個測回觀測過程中不能再動變換手輪或復(fù)測按鈕。3.3 水平角觀測測 站 測回豎盤位置目 標水平度盤讀數(shù)水 平 角半測回值 一測回角值O1左A 0 02 2481 12 1281 12 06B 81 14 36右B 261 14 3681 12 00A 180 02 36O2左A 90 03 1281 12 2481 12 15B 171 15 36右B 351

15、15 3681 12 06A 270 03 00各測回平均角值81 12 113.3 水平角觀測注意事項注意事項p正倒鏡觀測的目的正倒鏡觀測的目的：pb-a,出現(xiàn)負數(shù)時,將b加上360度再減,切勿用a-bp為提高精度,可做n測回,需配置度盤,各測回起始讀數(shù)間隔 (180/n).消除視準軸與儀器水平軸不垂直產(chǎn)生的誤差（c）觀測時應(yīng)注意觀測時應(yīng)注意p三角架踏實,儀器連接牢固,螺旋用力要輕,手不要扶三角架;p觀測過程中不要調(diào)整照準部水準管;若氣泡偏離超過兩格,則要重新整平儀器,重測,陽光強時要打傘;p若觀測目標高差較大,觀測時更應(yīng)注意調(diào)平儀器;p目標標志要鉛直,照準時盡可能瞄準目標底部;p記錄要復(fù)述

16、,直接記錄,不得造數(shù),當場計算,錯誤則重測.3.4 豎直角觀測一一.豎直角觀測的用途豎直角觀測的用途p高程測量高程測量p視距測量視距測量二二.豎盤裝置的構(gòu)造豎盤裝置的構(gòu)造p豎直度盤豎直度盤p豎盤指標豎盤指標p豎盤指標水準管豎盤指標水準管p豎盤指標水準管微動螺旋豎盤指標水準管微動螺旋3.4 豎直角觀測 豎盤、豎盤指標及指標水準管豎盤、豎盤指標及指標水準管之間應(yīng)滿足的關(guān)系：之間應(yīng)滿足的關(guān)系： 當視準軸水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標所指的豎盤讀數(shù)為一固定值（初始讀數(shù)初始讀數(shù)）豎直角的大?。贺Q直角的大?。?視線方向的豎直度盤讀數(shù)與初始讀數(shù)之差.注意：注意：每次讀取豎盤讀數(shù)之前，必須先 使豎盤

17、指標水準管氣泡居中。3.4 豎直角觀測豎盤注記豎盤注記:p范圍范圍:0360度度p全圓式順時針注記和全圓式逆時針注記全圓式順時針注記和全圓式逆時針注記p如圖如圖:正鏡水平狀態(tài)豎盤指標讀書位置正鏡水平狀態(tài)豎盤指標讀書位置,以以(a)為最常見為最常見.3.4 豎直角觀測 豎直角（傾角）豎直角（傾角）:同一豎直平面目標方向與水平方向的夾角。三三.豎直角的計算公式豎直角的計算公式水平面OA1水平線鉛垂線2B 確定始讀數(shù)確定始讀數(shù)順時針刻劃順時針刻劃初始讀數(shù)：初始讀數(shù)： 盤左90 盤右2703.4 豎直角觀測p盤左盤左(正鏡正鏡) L90Lp盤右盤右(倒鏡倒鏡)270900180R270900180指標

18、 RR270 =( L + R )/2 =(RL)-180/2 豎角計算公式豎角計算公式3.4 豎直角觀測四四.豎盤指標差的計算豎盤指標差的計算p豎盤指標差豎盤指標差:p 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因:270900180指標xL0L 豎盤、豎盤指標和指標水準管的位置關(guān)系不正確. 豎盤、豎盤指標及指標水準管豎盤、豎盤指標及指標水準管之間應(yīng)滿足的關(guān)系：之間應(yīng)滿足的關(guān)系： 當視準軸水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標所指的豎盤讀數(shù)為一固定值（初始讀數(shù)初始讀數(shù)）。 當豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標線往往與正確初始位置相差一個小角度x.3.4 豎直角觀測p豎盤指標差計算豎盤指標差計算: L = (90+x)

19、L L= 90LL始=90+x盤左盤左(正鏡正鏡)3.4 豎直角觀測盤右盤右(倒鏡倒鏡) RR270 R R(270+x)L始=270+x L = (90L)+ x= L + x3.4 豎直角觀測 R R(270+x) L = (90+x)L =( L + R )/2 =( L + R )/2 =(RL)-180/2 L= 90L RR270 R = (R 270) x= R - xp結(jié)論結(jié)論:正倒鏡觀測法觀測豎直角可以消除豎盤指標差的影響p計算式計算式:x= (R+L)- 360 /2 = ( R - L)/2 同一測回不同方向上指標同一測回不同方向上指標差的變動范圍不超過差的變動范圍不超過

20、25秒！秒！3.3 豎直角觀測四四.豎直角外業(yè)觀測豎直角外業(yè)觀測p安置儀器（同前），豎立照準目標，量儀器高和覘標高，p盤左瞄準目標M,使十字絲中絲精確切準目標的指定位置;p縱轉(zhuǎn)望遠鏡，盤右瞄準目標M,方法同前;讀出盤右讀數(shù)R;p轉(zhuǎn)動豎盤指標水準管微動螺旋,使指標水準管氣泡居中,讀數(shù)L;p計算豎直角和指標差.測測站站名名測站測站儀器儀器高高m目目標標名名豎盤豎盤位置位置豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)半測回半測回豎直角豎直角指標差指標差x一測回一測回豎直角豎直角OM左左 右右 左左右右OM1水平線鉛垂線59 29 48300 29 48測站名測站儀器高m目標名豎盤位置豎盤讀數(shù)（ ）半測回豎直角（ ）指標差x一測回豎直角OA左 59 29 48 右 300 29