第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量

1、2022-4-192022-4-191 1第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥角度測(cè)量包括：水平角度測(cè)量包括：水平角測(cè)量，豎直角測(cè)量。角測(cè)量，豎直角測(cè)量。常用儀器：經(jīng)緯儀常用儀器：經(jīng)緯儀41水平角測(cè)量的水平角測(cè)量的原理原理1水平角的概念水平角的概念說(shuō)法說(shuō)法1：空間量直線的：空間量直線的夾角在水平面上的垂夾角在水平面上的垂直投影。直投影。說(shuō)法說(shuō)法2：過(guò)兩方向線所：過(guò)兩方向線所作兩豎直面間的二面作兩豎直面間的二面角。（如圖角。（如圖4-1所示）所示） 圖圖4-12022-4-192022-4-192 2第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥41水平角測(cè)

2、量的原理水平角測(cè)量的原理1水平角的概念水平角的概念2測(cè)量原理測(cè)量原理如圖如圖4-1所示，欲測(cè)水平所示，欲測(cè)水平角角:ACB的水平角的水平角(1)在在C點(diǎn)的鉛垂線上水平點(diǎn)的鉛垂線上水平安置一個(gè)有刻度的圓盤，安置一個(gè)有刻度的圓盤，（稱為水平度盤），鉛垂（稱為水平度盤），鉛垂線與水平度盤的圓心重合。線與水平度盤的圓心重合。(2)過(guò)過(guò)CB、CA的鉛垂面，的鉛垂面，與水平度盤的交線在水平與水平度盤的交線在水平度盤上的讀數(shù)為度盤上的讀數(shù)為b，a,則則=a-b經(jīng)緯儀測(cè)量水平角的裝置就是經(jīng)緯儀測(cè)量水平角的裝置就是根據(jù)這個(gè)原理而設(shè)計(jì)的。根據(jù)這個(gè)原理而設(shè)計(jì)的。圖圖4-12022-4-192022-4-193 3第

3、四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥42 DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀精度等級(jí)按其可分為以下幾個(gè)等級(jí)經(jīng)緯儀精度等級(jí)按其可分為以下幾個(gè)等級(jí)601562107DJDJDJDJDJDJ、一、光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造一、光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀構(gòu)成主要由經(jīng)緯儀構(gòu)成主要由照準(zhǔn)部、照準(zhǔn)部、水平度盤水平度盤和基和基座座三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。（一）照準(zhǔn)部（一）照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部主要有：望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器照準(zhǔn)部主要有：望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器構(gòu)成。構(gòu)成。（二）水平度盤（二）水平度盤0-360度全圓刻劃。（三）基座（三）基座 基座的作用是支承儀器的上部并與三基座的作用是支承儀器的上部并與三腳

4、架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板組成三角壓板組成2022-4-192022-4-194 42022-4-192022-4-195 52022-4-192022-4-196 62022-4-192022-4-197 72022-4-192022-4-198 82022-4-192022-4-199 9第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥42 DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀書方法二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀書方法 （一）單平板玻璃測(cè)微器及其讀數(shù)方法（一）單平板玻璃測(cè)微器及其讀數(shù)方法見(jiàn)圖4-6202

5、2-4-192022-4-191010第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥42 DJ6級(jí)光學(xué)級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀書方法數(shù)裝置和讀書方法 （一）單平板玻璃測(cè)（一）單平板玻璃測(cè)微器及其讀數(shù)方法微器及其讀數(shù)方法見(jiàn)圖4-6（二）測(cè)微尺讀數(shù)裝（二）測(cè)微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法置及其讀數(shù)方法見(jiàn)圖4-8。2022-4-192022-4-191111第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥42 DJ6級(jí)光學(xué)級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀書方法數(shù)裝置和讀書方法 （一）單平板玻璃測(cè)（一）單平板玻

6、璃測(cè)微器及其讀數(shù)方法微器及其讀數(shù)方法見(jiàn)圖4-6（二）測(cè)微尺讀數(shù)裝（二）測(cè)微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法置及其讀數(shù)方法見(jiàn)圖4-8。2022-4-192022-4-191212第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥42 DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和二、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀書方法讀書方法三、光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何三、光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件條件1.水平度盤的水準(zhǔn)管軸水平度盤的水準(zhǔn)管軸(LL)應(yīng)垂直于豎軸應(yīng)垂直于豎軸(VV)；2.視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸(CC)應(yīng)垂直于水平應(yīng)垂直于水平軸軸(HH)；3. 水平軸水平軸(HH)應(yīng)垂直于豎軸應(yīng)垂直于豎軸(VV)。202

7、2-4-192022-4-191313第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥43水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)一、經(jīng)緯儀的安置（對(duì)中、整平）一、經(jīng)緯儀的安置（對(duì)中、整平）1對(duì)中對(duì)中（1）目的：把儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。）目的：把儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。（2）方法：垂球?qū)χ?；光學(xué)對(duì)中）方法：垂球?qū)χ?；光學(xué)對(duì)中2022-4-192022-4-191414第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥43水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)一、經(jīng)緯儀的安置（對(duì)中、整平）一、經(jīng)緯儀的安置（對(duì)中、整平）1對(duì)中對(duì)中2整平整平（1）目的：豎軸豎直，水平度盤水平。）目的：豎軸豎直，水

8、平度盤水平。（2）方法：平移法、角架法。）方法：平移法、角架法。2022-4-192022-4-191515第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥43水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)二、測(cè)回法測(cè)水平角二、測(cè)回法測(cè)水平角1、盤左、盤左（1）照準(zhǔn)第一個(gè)方向）照準(zhǔn)第一個(gè)方向A，讀，讀數(shù)數(shù)a1。（2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，照準(zhǔn)第二）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，照準(zhǔn)第二個(gè)方向個(gè)方向B，讀數(shù)，讀數(shù)b1。得上半測(cè)。得上半測(cè)回結(jié)果回結(jié)果1= a1- b1。2、盤右、盤右（1）倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡。變成盤右。）倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡。變成盤右。（2）照準(zhǔn)方向）照準(zhǔn)方向B，讀數(shù)，讀數(shù)b2。（3）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，照準(zhǔn)方向）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，照準(zhǔn)方向A，讀數(shù)讀數(shù)a

9、2。得下半測(cè)回結(jié)果。得下半測(cè)回結(jié)果2= a2- b2。a1b12022-4-192022-4-191616第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥43水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)二、測(cè)回法測(cè)水平角二、測(cè)回法測(cè)水平角1、盤左、盤左1= a1- b1。2、盤右、盤右2= a2- b2。3.若若1-240則則=（1+2）/2作為一測(cè)回結(jié)果作為一測(cè)回結(jié)果a1b12022-4-192022-4-191717第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥44豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)一、豎直角測(cè)量的原理一、豎直角測(cè)量的原理1豎直角的概念（定義）豎直角的概念（定義） 豎直角就是同一豎直面

10、內(nèi)視線與水豎直角就是同一豎直面內(nèi)視線與水平線間的夾角，常用平線間的夾角，常用或或表示。表示。仰角為正，仰角為正，090俯角為負(fù)，俯角為負(fù)，-90 02豎直角的測(cè)量原理豎直角的測(cè)量原理 兩方向讀數(shù)之差兩方向讀數(shù)之差，即：，即： =視線讀數(shù)視線讀數(shù)-水平視線讀數(shù)水平視線讀數(shù)但是經(jīng)緯儀將水平視線的讀數(shù)設(shè)計(jì)成某但是經(jīng)緯儀將水平視線的讀數(shù)設(shè)計(jì)成某一常數(shù)，并不需要讀取，所以實(shí)際上，一常數(shù)，并不需要讀取，所以實(shí)際上，在測(cè)量豎直角時(shí)，只需要讀取視線方向在測(cè)量豎直角時(shí)，只需要讀取視線方向的讀數(shù)即可。的讀數(shù)即可。 圖圖4-132022-4-192022-4-191818第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量

11、學(xué)-高井祥高井祥44豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)二、豎盤裝置的構(gòu)造二、豎盤裝置的構(gòu)造包括：包括：豎盤、指標(biāo)水準(zhǔn)管、讀數(shù)指標(biāo)、指標(biāo)豎盤、指標(biāo)水準(zhǔn)管、讀數(shù)指標(biāo)、指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎盤：豎盤：固定在橫軸上，隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；有順固定在橫軸上，隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；有順時(shí)針、逆時(shí)針兩種。全圓刻劃。時(shí)針、逆時(shí)針兩種。全圓刻劃。指標(biāo)水準(zhǔn)管：指標(biāo)水準(zhǔn)管：和指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，連在和指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，連在一起，隨望遠(yuǎn)鏡一齊轉(zhuǎn)動(dòng)；水準(zhǔn)管氣泡居中一起，隨望遠(yuǎn)鏡一齊轉(zhuǎn)動(dòng)；水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀書指標(biāo)處于正確位置。時(shí)，讀書指標(biāo)處于正確位置。望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)的讀數(shù)為的倍數(shù)望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)的讀數(shù)為的倍數(shù)（0，90，

12、 180，270）圖圖4-15指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋：轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，可使水準(zhǔn)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋：轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，可使水準(zhǔn)管氣泡居中。管氣泡居中。豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置：替代指標(biāo)水準(zhǔn)管微豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置：替代指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。動(dòng)螺旋。 2022-4-192022-4-191919第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥4 44 4豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)三、豎直角的觀測(cè)和計(jì)算三、豎直角的觀測(cè)和計(jì)算1.1.觀測(cè)觀測(cè)如圖如圖4-154-15示將經(jīng)緯儀安置于測(cè)站點(diǎn)。示將經(jīng)緯儀安置于測(cè)站點(diǎn)。（1 1）盤左：）盤左：照準(zhǔn)照準(zhǔn)B B點(diǎn)目標(biāo)的某一高度位置，在望遠(yuǎn)鏡中的圖像如圖點(diǎn)目標(biāo)的某一高度位置，在望遠(yuǎn)

13、鏡中的圖像如圖4-154-15所所示。氣泡居中，測(cè)出豎直度盤讀數(shù)示。氣泡居中，測(cè)出豎直度盤讀數(shù)（2 2）盤右：照準(zhǔn)盤右：照準(zhǔn)B B點(diǎn)目標(biāo)的同一高度位置，氣泡居中，測(cè)出豎直度盤讀數(shù)。點(diǎn)目標(biāo)的同一高度位置，氣泡居中，測(cè)出豎直度盤讀數(shù)。2.2.計(jì)算計(jì)算L L=90=90-L-L；R R=R-270=R-270；一測(cè)回豎直角一測(cè)回豎直角=（L L+R R）/2/2 = =（R-L-180R-L-180）/2/2；2022-4-192022-4-192020第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥44豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè)三、豎直角的觀測(cè)和計(jì)算三、豎直角的觀測(cè)和計(jì)算1.觀測(cè)觀測(cè)2.計(jì)算

14、計(jì)算3.計(jì)算豎直角公式的判定計(jì)算豎直角公式的判定望遠(yuǎn)鏡上仰：若讀數(shù)增大，則望遠(yuǎn)鏡上仰：若讀數(shù)增大，則:=豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)-視線水平時(shí)的讀數(shù)；視線水平時(shí)的讀數(shù)；望遠(yuǎn)鏡上仰：若讀數(shù)減小，則望遠(yuǎn)鏡上仰：若讀數(shù)減小，則:=視線水平時(shí)的讀數(shù)視線水平時(shí)的讀數(shù)-豎盤讀數(shù)。豎盤讀數(shù)。四、豎盤指標(biāo)差四、豎盤指標(biāo)差（1）概念：）概念：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)讀數(shù)不等于理論讀數(shù)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)讀數(shù)不等于理論讀數(shù) （0，90， 180，270）中的一個(gè)。中的一個(gè)。其差值稱為豎盤指標(biāo)差，用x表示（2）帶有）帶有X的豎直角計(jì)算的豎直角計(jì)算盤左：盤左： =90+x-L;盤右：盤右： =R-270

15、-x;=（L+R）/2=（R-L-180）/2；（3）X的計(jì)算的計(jì)算X=（R+L-360）/2或或X=（360-R-L）/22022-4-192022-4-192121第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥45三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量1觀測(cè)量和已知的量觀測(cè)量和已知的量觀測(cè)量：觀測(cè)量：豎直角：豎直角：，儀器高：，儀器高：i，覘標(biāo)，覘標(biāo)高：高：v已知量：已知量：豎直角：豎直角：，儀器高：，儀器高：i，覘標(biāo)，覘標(biāo)高：高：v兩點(diǎn)間的水平距離：兩點(diǎn)間的水平距離：l兩點(diǎn)間的傾斜距離：兩點(diǎn)間的傾斜距離：L2高差的計(jì)算高差的計(jì)算=ltg+i-v=Lsin+i-v2022-4-192022

16、-4-192222第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥46視距測(cè)量視距測(cè)量定義：定義：視距測(cè)量是利用用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距絲和視距尺，同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間的視距測(cè)量是利用用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距絲和視距尺，同時(shí)測(cè)定兩點(diǎn)間的水平距離和高差的一種方法。水平距離和高差的一種方法。使用的儀器和輔助工具使用的儀器和輔助工具：經(jīng)緯儀和視距尺（水準(zhǔn)尺）。：經(jīng)緯儀和視距尺（水準(zhǔn)尺）。1視線水平時(shí)的視距公式視線水平時(shí)的視距公式（1）觀測(cè)量）觀測(cè)量上下絲讀數(shù)m、n；儀器高：儀器高：i，覘標(biāo)高：，覘標(biāo)高：v（2）水平距離的計(jì)算）水平距離的計(jì)算L=K|m-n|=100Stg（3）高差的計(jì)算）高差的計(jì)算H=i-v2022-4-192022-4-192323第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥46視距測(cè)量視距測(cè)量2視線傾斜時(shí)的視距公式視線傾斜時(shí)的視距公式（1）觀測(cè)量）觀測(cè)量上下絲讀數(shù)m、n；儀器高：儀器高：i，覘標(biāo)高：，覘標(biāo)高：v; 豎直角豎直角:（2）水平距離的計(jì)算）水平距離的計(jì)算l=KScos2 （3）高差的計(jì)算）高差的計(jì)算h=ltg +i-v =(KSsin2 +i-v)/2l2022-4-192022-4-192424第四章第四章 經(jīng)緯儀測(cè)量經(jīng)緯儀測(cè)量測(cè)量學(xué)測(cè)量學(xué)-高井祥高井祥