單元三角度測量課件

1、第三章第三章 角度測量角度測量 角度測量原理 經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用 水平角的測量方法 豎直角的測量 角度測量注意事項第一節(jié) 角度測量原理1、水平角測量原理 概念：空間相交的兩條直線在水平面上的投影構(gòu)成的夾角，稱為水平角，取值范圍： 0-360 BAOO1A1B1(左)(右)O02 7 0ba水平面(H)鉛垂線n =ab=右目標讀數(shù)左目標讀數(shù)2、豎直角概念豎直角：在同一豎直面內(nèi)，目標方向線與水平視線間的夾角。-90 +90 仰角：目標的方向線在水平視線的上方，為正。0-90 俯角：目標的方向線在水平視線的下方，為負。0-90 BAO+a-a豎直角觀測原理 豎直角的角值也是度盤上兩個方向的讀數(shù)之差。

2、 望遠鏡瞄準目標的視線與水平線分別在豎直度盤上有對應(yīng)讀數(shù)，兩讀數(shù)之差即為豎直角的角值。所不同的是，豎直角的兩方向中的一個方向是水平方豎直角的兩方向中的一個方向是水平方向向。無論對哪一種經(jīng)緯儀來說，視線水平時的豎盤讀數(shù)都應(yīng)為90的倍數(shù)。所以，測量豎直角時，只要測量豎直角時，只要瞄準目標讀出豎盤讀數(shù)瞄準目標讀出豎盤讀數(shù)，即可計算出豎直角。第二節(jié)第二節(jié) 經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀介紹 經(jīng)緯儀是測量角度的儀器。根據(jù)測角精度的不同，我國的經(jīng)緯儀系列分為DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等幾個等級。DJ分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢字拼音第一個字母，其下標數(shù)字為該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。（

3、一）（一）DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造型光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造n三部分：1、照準部、照準部、2、水平度盤、水平度盤3、基座、基座1、照準部 照準部照準部是指經(jīng)緯儀水平度盤之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)部分的總稱。 照準部主要由豎軸、望遠鏡、豎直度盤、讀數(shù)設(shè)備、照準部水準器和光學(xué)對中器等組成。 *照準部制動和微動螺旋 *望遠鏡制動和微動螺旋 *照準部水準器(圓水準器和管水準器) *豎盤機構(gòu) *讀數(shù)顯微鏡 *光學(xué)對中器2、水平度盤和基座n水平度盤 水平度盤是用于測量水平角的，上面刻有0360順時針注記的分劃線。水平度盤與照準部是分離的，當照準部轉(zhuǎn)動時，水平度盤并不隨之轉(zhuǎn)動。 n基座 基座用于支承整個儀器，并通過中心

4、連接螺旋將經(jīng)緯儀固定在三腳架上。腳螺旋起整平儀器的作用。3、光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)設(shè)備n分微尺讀數(shù)裝置 讀數(shù)原理：分微尺為一固定不動的小尺，其上分為若干格，通過光路將度盤影像放大并成像于分微尺所在的平面，且度盤最小分劃間隔之長為分微尺的全長?？梢宰x出小于度盤最小分劃值的讀數(shù)。讀數(shù)窗中的標注：H，Hz, ,水平：均指平盤。V，T，垂直：均指豎盤度盤最小分劃值：1分微尺分劃值： 1估讀至：0.1水平2152147978垂直（二）（二）DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀型光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀的特點n軸系間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，望遠鏡的放大倍數(shù)較大，照準部水準管的靈敏度較高。n在讀數(shù)顯微鏡中，只能看到水平度盤和豎直度盤中的一種影

5、像，通過轉(zhuǎn)動換像手輪出現(xiàn)需要讀數(shù)的度盤影像。n采用對徑符合讀數(shù)裝置，可消除偏心誤差的影響，提高讀數(shù)精度。456566656600124243a)b) DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)對徑符合讀數(shù)裝置對徑符合讀數(shù)裝置（三）電子經(jīng)緯儀的構(gòu)造 電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)和外觀上與光學(xué)經(jīng)緯儀相似，主要不同點在于讀數(shù)系統(tǒng)采用了電子測角系統(tǒng)和液晶顯示 。 電子測角系統(tǒng)從度盤上取得電信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并將測量結(jié)果儲存在微處理器內(nèi), 根據(jù)需要自動顯示在顯示屏上，實現(xiàn)了讀數(shù)的自動化和數(shù)字化。 南方電子經(jīng)緯儀n電子經(jīng)緯儀與光電測距儀可以組合成全站型電子速測儀，配合適當?shù)慕涌?，可將電子手簿記錄的?shù)據(jù)輸入計算機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和繪圖自動

6、化。 第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用u 安置儀器：對中和整平u 照準u 讀數(shù)一、安置儀器對中的目的： 儀器中心與測站點標志中心位于同一鉛垂線上；整平的目的： 儀器豎軸處于鉛垂位置，水平度盤處于水平位置。 經(jīng)緯儀安置的操作步驟及要領(lǐng)n初步對中：調(diào)節(jié)架腿位置n初步整平：調(diào)節(jié)架腿高度n精確整平：見圖n精確對中：平移儀器 經(jīng)緯儀精確整平方法注意： 精確對中和精確整平，一般都需要經(jīng)過幾次“整平對中整平”的循環(huán)過程，直至整平和對中均符合要求。二、瞄準目標二、瞄準目標n松開望遠鏡制動螺旋和照準部制動螺旋，將望遠鏡朝向明亮背景，調(diào)節(jié)目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。n利用照門和準星粗略對準目標，擰緊照準部及望遠鏡制動螺旋；調(diào)

7、節(jié)物鏡對光螺旋，使目標影像清晰，注意消除視差。n轉(zhuǎn)動照準部和望遠鏡微動螺旋，精確瞄準目標。測量水平角時，應(yīng)用十字絲交點附近的豎絲瞄準目標底部。瞄準目標示意配盤 水平角觀測或工程施工放樣時，常常需要將水平度盤起始讀數(shù)置于零或某一指定讀數(shù)，這項工作稱為配盤。 使用時，先精確照準目標方向，擰緊水平及豎直制動螺旋，按下度盤手輪保護手柄，把手輪推進并轉(zhuǎn)到所要讀數(shù)，然后將手松開，彈出手輪。 三、讀數(shù)三、讀數(shù)n打開反光鏡，調(diào)節(jié)反光鏡鏡面位置，使讀數(shù)窗亮度適中。n轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡目鏡對光螺旋，使度盤、測微尺及指標線的影像清晰。n根據(jù)儀器的讀數(shù)設(shè)備，按前述的經(jīng)緯儀讀數(shù)方法進行讀數(shù)。四、電子經(jīng)緯儀的使用 電子經(jīng)緯儀

8、在初次使用之前，應(yīng)對儀器采用的功能項目，如角度測量單位、豎直角零方向的位置、角度最小顯示單位、豎盤指標零點補償?shù)冗M行初始設(shè)置。 使用時，首先按下開機鍵，在測站點上安置儀器，在目標點上安置觀測標志，然后瞄準目標，最后在操作鍵盤上按測角鍵，顯示屏上即顯示角度值。 注意開機后應(yīng)首先進行“豎直角過零”，即將望遠鏡在盤左水平方向上下轉(zhuǎn)動12次，當望遠鏡通過水平視線時將指示豎盤指標歸零，顯示出豎直角值。 對中、整平以及瞄準目標的操作方法同光學(xué)經(jīng)緯儀。第四節(jié)第四節(jié) 水平角的觀測與計算水平角的觀測與計算測回法：測回法： 當一個測站上只須觀測兩個方向所夾的單角時使用該種方法。掌握兩組概念掌握兩組概念n盤左盤右盤

9、左盤右n左目標右目標左目標右目標AOB施測過程和記錄施測過程和記錄n安置儀器：在測站點O安置經(jīng)緯儀，在A、B兩點豎立測桿或測釬等，作為目標標志。 n上半測回：將儀器置于盤左盤左位置位置，轉(zhuǎn)動照準部，先瞄準左目標A，讀取水平度盤讀數(shù) a a左左 ，松開照準部制動螺旋，順時針順時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準右目標B，讀取水平度盤讀數(shù)b b左左 ,計算左左 = b= b左左 -a a左左 n下半測回：松開照準部制動螺旋，倒轉(zhuǎn)望遠鏡成盤右盤右位置位置，先瞄準右目標B，讀取水平度盤讀數(shù)b b右右，松開照準部制動螺旋，逆時針逆時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準左目標A，讀取水平度盤讀數(shù) a a右右,計算右右 = = b b右右

10、- a- a右右n對于DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀，如果上、下兩半測回角值之差不大于40，認為觀測合格。此時，可取上、下兩半測回角值的平均值作為一測回角值。 測回法觀測手簿OAB測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回平均值備注 第一測回O左 A 0 01 3098 19 1898 19 2498 19 30B 98 20 48右A180 01 4298 19 30B278 21 12第二測回O左A 90 01 0698 19 3098 19 36B188 20 36右A270 00 5498 19 42B 8 20 36注意注意l 由于水平度盤是順時針刻劃和注記的，所以在計算由于水平度盤

11、是順時針刻劃和注記的，所以在計算水平角時，水平角時，總是用右目標的讀數(shù)減去左目標的讀數(shù)總是用右目標的讀數(shù)減去左目標的讀數(shù)，如果不夠減，則應(yīng)在右目標的讀數(shù)上加上如果不夠減，則應(yīng)在右目標的讀數(shù)上加上360，再減去，再減去左目標的讀數(shù)，決不可以倒過來減。左目標的讀數(shù)，決不可以倒過來減。l 配盤：當測角精度要求較高時，需對一個角度觀測配盤：當測角精度要求較高時，需對一個角度觀測多個測回，應(yīng)多個測回，應(yīng)根據(jù)測回數(shù)根據(jù)測回數(shù)n，以，以180/n的差值，安置水的差值，安置水平度盤起始讀數(shù)平度盤起始讀數(shù)。 全圓觀測法全圓觀測法 當一個測站上需觀測兩個以上方向所夾的角度時，叫全圓觀測法。 方向觀測法的技術(shù)要求經(jīng)

12、緯儀型號半測回歸零一測回內(nèi)2c互差同一方向值各測回互差DJ28139DJ6183024 OABCD第五節(jié) 豎直角觀測n豎直度盤構(gòu)造豎直度盤構(gòu)造一、豎直度盤構(gòu)造的特點 豎直度盤構(gòu)造的特點是： 當望遠鏡視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，盤左位置的豎盤讀數(shù)為90，盤右位置的豎盤讀數(shù)為270。270900180指標270900180指標L順時針注記順時針注記: L90L盤左270900180R270900180指標 RR270盤右以順時針注記的豎盤為例，豎直角計算的公式為: LL 90270RR 將盤左、盤右位置的兩個豎直角取平均值，則豎直角計算公式為： )(21RL三、豎直角計算公式豎直角計算公式

13、的判別方法 觀測豎直角之前，將望遠鏡大致放置水平，觀察視線水平時的 豎盤讀數(shù)， 然后上仰望遠鏡，觀測豎盤讀數(shù)是增加還是減少：n若讀數(shù)增加，則豎直角的計算公式為： n若讀數(shù)減少，則豎直角的計算公式為： 視線水平時豎盤讀數(shù)瞄準目標時豎盤讀數(shù) 瞄準目標時豎盤讀數(shù)視線水平時豎盤讀數(shù) 四、豎盤指標差四、豎盤指標差n豎盤指標常常偏離正確的位置，其差值x稱為豎盤指標差。n豎盤指標差x本身有正負號，一般規(guī)定當豎盤指標偏移方向與豎盤注記方向一致時，x取正號，反之x取負號。 270900180指標xLL0)180(21)(21LRRL)360(21)(21RLxLR 豎直角觀測時，指標差互差的限差，DJ2型儀器不

14、得超過15； DJ6型儀器不得超過25。)(90900 xLLL270)(2700 xRRR五、豎直角觀測步驟五、豎直角觀測步驟n在測站點O安置經(jīng)緯儀，在目標點A豎立觀測標志，按前述方法確定該儀器豎直角計算公式n盤左位置：瞄準目標A，使十字絲橫絲精確地切于目標頂端，打開豎盤指標自動歸零裝置，讀取豎盤讀數(shù)Ln盤右位置：重復(fù)步驟2n根據(jù)豎直角計算公式計算 豎直角瞄準目標示意 豎直角觀測記錄表 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) 半測回豎直半測回豎直角角 指標指標差差一測回豎直一測回豎直角角 備注備注12345678O A左左95 22 005 22 00365 22 36右右264

15、36 485 23 12OB左左81 12 36+8 47 2445+8 46 39右右278 45 54+8 45 54經(jīng)緯儀操作注意事項1、經(jīng)緯儀安置(1) 檢查軸座固緊螺旋是否旋緊，防止從照準部上滑脫。(2) 中心螺旋要旋緊(3) 對中誤差不大于3mm，整平時，氣泡偏離零點不應(yīng)超過一格2、照準： (1) 觀測水平角時，應(yīng)盡量照準目標的中心位置或底部 (2) 觀測豎直角時，應(yīng)用橫絲與目標頂相切。角度測量注意事項n為了消除儀器誤差，應(yīng)采用盤左、盤右觀測取平均值的方法，各測回間應(yīng)變換度盤位置觀測。n注意儀器的嚴格整平。觀測過程中，水準管偏離零點不得超過一格。n觀測水平角時應(yīng)仔細對中，尤其是當邊

16、長較短或兩目標與儀器接近在一條直線上時，更要特別注意。n測桿應(yīng)立直。n仔細瞄準并消除視差。n讀數(shù)時要仔細調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡和反光鏡，使度盤與測微尺影像清晰，使影像亮度適中，然后再仔細讀數(shù)。n選擇有利的觀測時間和觀測條件。第六節(jié) 經(jīng)緯儀主要軸線一、主要軸線：1、豎軸VV2、橫軸HH3、視準軸CC4、水準管軸LL5、十字絲豎絲JJ二、軸線間應(yīng)滿足的關(guān)系1、望遠鏡上下翻轉(zhuǎn)所掃過的面為豎直平面2、水平度盤應(yīng)嚴格水平 水準管軸LL 豎軸VV 視準軸 CC 橫軸HH 橫軸 HH 豎軸VV3、十字絲豎絲應(yīng)垂直于橫軸JJ 橫軸HH第七節(jié) 水平角觀測誤差來源一、儀器誤差1、視準軸誤差 2、橫軸誤差3、豎軸誤差 4、照準部偏心差 用盤左、盤右所得結(jié)果的平均值可以消除視準軸誤差、橫軸誤差和照準部偏心差的影響。 二、觀測誤差 1、測站對中誤差 2、目標對點誤差 3、照準誤差 4、讀數(shù)誤差 5、整平誤差三、外界條件的影響 1、大氣情況的影響 2、溫度變化的影響幾種常見國產(chǎn)經(jīng)緯儀幾種常見國產(chǎn)經(jīng)緯儀1、南方電子經(jīng)緯儀、南方電子經(jīng)緯儀ET-02/05產(chǎn)品特點 電子經(jīng)緯儀使用區(qū)域廣泛，效率高，應(yīng)用面廣可配成全站，面板直接顯示，方便準確，而且可自動采集。1.型號:ET-02/05/10/20.2.精度:2,5,10,20.3.功能齊全4