第四章 角度測量課件

1、第四章 角 度 測 量4-1水平角與垂直角觀測原理 兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點的平面位置（計算坐標） 豎直角豎直角 用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器測角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀一、水平角觀測原理一、水平角觀測原理水平角水平角過一點到兩個目標的方向線垂直投影 到水平面上所成的夾角。0360。水平面abcABC也可看成是包含BA、BC視線 的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內，瞄準目標的傾斜視線與 水平視線的夾

2、角(也叫豎直角)。 =0 90 ，仰角為正，俯角為負。經(jīng)緯儀的等級和用途 DJ6經(jīng)緯儀的構造 DJ2經(jīng)緯儀4-2經(jīng)緯儀的構造及度盤讀數(shù)技術項目一測回水平方向中誤差望遠鏡有效孔徑不小于望遠鏡放大倍數(shù)不小于水準管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制測量及精密工程測量60mm 40mm 40mm30倍 28倍 26倍 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量 及一般工程測量經(jīng)緯儀系列經(jīng)緯儀系列技術參數(shù)技術參數(shù)和用途和用途 DJ6經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 T2經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯

3、儀i三、三、DJ6DJ6經(jīng)緯儀的構造經(jīng)緯儀的構造基座、照準部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座、照準部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座基座照準部照準部( (一一) )基座基座腳螺旋用于整平儀器基座基座水平度盤水平度盤照準部照準部( (二二) )照準部照準部照準部(水平)制動、微動望遠鏡(豎直)制動、微動圓水準器 8/2mm； 管水準器30 /2mm望遠鏡：倒像，2630倍， 目鏡調焦，物鏡調焦， 粗瞄準器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學對點器復測扳手或度盤變換器 望遠鏡十字絲( (三三) )水平度盤水平度盤水平度盤由光學玻璃制成水平度盤由光學玻璃制成 順時針0 360 刻度； 儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與

4、照準部相互脫離； 改變度盤位置，要使用復測 扳手或度盤變換手輪。090180270090180270( (四四)J6)J6經(jīng)緯儀的經(jīng)緯儀的 讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置圖3-5 J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路J6J6光學經(jīng)緯儀讀數(shù)光學經(jīng)緯儀讀數(shù)兩種讀數(shù)測微裝置兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺全 長相等。分微尺全長分60格，因 此其最小格值為最小格值為1 1 = =60 60 。讀數(shù)時，秒數(shù)必須估讀。 估讀至0.1格，因此， 估讀的秒數(shù)都應是6的 倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)：73 04 241.1.分微尺測微分微尺測微利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)

5、。0173732.2.平行玻璃板測微平行玻璃板測微利用測微手輪，用指標線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測微手 輪控制。轉動測微手輪，使度 盤像移動，則移動量可在 分微尺上讀出。平行玻璃板最大調節(jié)范圍為30分， 分微尺全長刻度也等于30分。操作時，調節(jié)測微手輪，使度盤 某度(或某30分)的刻度線居中于 雙線讀數(shù)指標，雙指標線所夾刻 度的度數(shù) (或30分)加上分微尺 讀數(shù)，即為該方向的讀數(shù)。圖3-8 平行玻璃板測微器水平度盤讀數(shù)： 92 1728主要特點主要特點（1）采用度盤對徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心 誤差影響。（2）通過轉動測微手輪，操縱測微裝置，使度盤上 相差180度的刻度線一一對應重合，而對應

6、刻 度線相對移動過的量，可在分微尺上讀取。（3）水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)由換像手輪控 制，分別單獨顯示。四、四、DJ2DJ2光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)水平度盤讀數(shù)： 425202.0水平度盤讀數(shù)： 174 02 02.04-3 水平角觀測一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置 對中對中整平整平瞄準瞄準讀數(shù)讀數(shù)掌握對中、整平的目的、方法與要求。瞄準方法：用豎絲對準豎立于測點的標志中心。 操作：粗瞄，制動，然后用微動螺旋完成 精確瞄準。二、水平角觀測二、水平角觀測掌握測回法觀測水平角的儀器操作方法、觀測 程序和記錄。了解“方向觀測法”的使用場合、作業(yè)程序與 記錄。BCA( (一一) )對中對中將

7、儀器中心安置在過測站點的鉛垂線上。對中誤差3mm。1.垂球對中步驟：垂球對中步驟：粗略對中：粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測 站中心12cm內；精確對中：精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架 頭上移動(不能旋轉)儀器，使垂球尖精 確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意腳架頭首先要放平，三個腳螺旋 基本等高； 腳架適當踩實； 垂球尖盡量接近標志，便于判斷。一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置123氣泡居中，3與1、2等高( (二二) )整平整平使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫 軸水平，豎盤位于鉛垂面內。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉動腳螺旋，調節(jié)水準 管氣泡居中(反復)。一測回觀測過程中，不得

8、再調氣泡。氣泡居中，1、2等高123圖3-14光學對中步驟：光學對中步驟：對準、調平、整平、對中( (三三) ) 瞄準瞄準用望遠鏡豎絲精確瞄準目標的標志中心。 操作步驟操作步驟 粗瞄、制動、調焦消除視差、水平微動精確瞄準。 用水平微動完成瞄準。 盡量瞄準目標下部，減少由于目標不垂直引起的 方向誤差。水平角觀測方法水平角觀測方法( (一一) )測回法測回法觀測程序： 盤左盤左 瞄準J，讀數(shù)j左 瞄準K，讀數(shù)k左 盤右盤右 瞄準K，讀數(shù)k右 瞄準J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測站測站JKB 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右精度要求精度要求： 左-右40 取: =(左

9、+右)/2 角是從起始方向(即第1方向)順時針轉到第2 方向所成的角度，觀測時，必須首先確定起始 方向，然后按照“測回法”的次序觀測。 水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。起始方向第一個讀數(shù)應調成0（或180/N，N為測回數(shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時按有關規(guī)則。一測回過程中，不得再調整水準管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測記錄（測回法）第1方向第2方向測站測站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測站豎盤位置目標水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角第第2方向方向ACB第第1方向方向水平角觀測記錄（測回法）表中盤右C讀

10、數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時，應 加360后再減。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303測站豎盤位置目標水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角1801118343412( (二二) )方向觀測法方向觀測法 一個測站觀測4個或4個以上方向時，采用方向觀測法，也稱“全圓測回法”。ABCDE方向觀測法零方向盤左盤右4-4 垂直角觀測垂直角觀測原理垂直角觀測原理豎盤構造特點豎盤構造特點垂直角計算公式垂直角計算公式豎盤指標差豎盤指標差垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內，瞄準目標的傾斜視 線

11、與水平視線的夾角(也叫豎直角)。 =090 ，仰角為正，俯角為負。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos (2-4-1)將斜距化為平距將斜距化為平距 已知斜距S、豎直角， 計算平距D：圖3-20 斜距化為平距l(xiāng)ihhDhABtan(2-4-2)三角高程測量三角高程測量 已知平距D、豎直角 ， 計算A、B高差h：圖3-21 三角高程測量ABhl一、垂直度盤構造一、垂直度盤構造構造特點構造特點豎盤隨望遠鏡一起轉動。豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。豎盤氣泡居中，指標鉛垂。9018002701234567891011121. 1.鉛垂線；2.豎盤；3.望遠鏡物鏡；4. 橫軸；5. 豎盤水準管微動螺旋；6

12、.支架外殼；7.水準管觀察鏡；8.豎盤水準管；9. 望遠鏡目鏡；10. 豎盤水準管支架；11.豎盤讀數(shù)棱鏡；12.豎盤讀數(shù)透鏡. 構造特點構造特點豎盤隨望遠鏡一起轉動。豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。豎盤氣泡居中，指標鉛垂。視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： 盤左時一般 L0=90 ，盤右時一般 R0=270 。27027090901801800 0盤右盤右0 02702701801809090盤左盤左垂直度盤與讀數(shù)指標二、垂直角的計算二、垂直角的計算圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負正、俯角為負。R 270右90L左確定垂直角

13、的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負。正、俯角為負。)90(L左90L90L左90L左確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負。正、俯角為負。R 270右270900180270901800豎直角觀測計算逆時針注記順時針注記抬高望遠鏡時，讀數(shù)增大R27090L右左抬高望遠鏡時，讀數(shù)減小270RL90右左 0 0270 270 180 180 90 90 x豎盤指標差豎盤指標差豎盤水準管氣泡居中時

14、，讀數(shù)指 標線與鉛垂線的夾角三、豎盤指標差三、豎盤指標差270901800三、豎盤指標差三、豎盤指標差xxxL左)90(豎盤指標差豎盤指標差豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指 標線與鉛垂線的夾角標線與鉛垂線的夾角902700180豎盤指標差計算xxRxxxL右左)270()90(）（右左21）（右左(2136021RLx0 02702701801809090 x豎盤指標差豎盤指標差豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指 標線與鉛垂線的夾角豎盤指標差豎盤指標差盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標差的影響。指標差計算公式：指標差計算公式：）或右左(21)360(21xRLx）（右左21

15、 270 0 90 180 盤左計算公式左=L-90 右=270 -R測站目標豎盤位置豎盤讀數(shù) 半 測 回垂 直 角 一 測 回垂 直 角 2x 備 注I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 22-22 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28 37 58-22 +28 37 47左右H 84 06 10 - 5 53 50275 53 30 - 5 53 30 -20 - 5 53 40垂直角必須帶“ 、”號。垂直角觀測記錄垂直角觀測記錄4-5經(jīng)緯儀的檢驗與校正一、經(jīng)緯儀的軸線及其應滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線

16、及其應滿足的條件目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的 幾何關系幾何關系 橫軸 HH 視準軸 CC 水準管軸 LL 豎軸 VV 圓水準軸 LLLLHHCCVVL L 經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線圖圖3-30 3-30 經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線 水準管軸垂直于豎軸 LLVV 圓水準軸平行于豎軸 LLVV 十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 視準軸垂直于橫軸 CCHH 橫軸垂直于豎軸 HHVV 軸線間應滿足的條件軸線間應滿足的條件LLHHCCVVLL二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正 校正項目 校正目的 1.1.平盤水準管的檢驗與校正 LLVV 2.2.圓水準器的檢驗與校

17、正 LLVV(次要) 3.3.視準軸的檢驗與校正 CCHH 4.4.橫軸的檢驗與校正 HHVV 5.5.十字豎絲垂直于橫軸 6.豎盤指標差的檢驗與校正 7.光學對中器的檢驗與校正掌握各項目的校正原理與方法經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準管的檢驗與校正 檢驗：初步整平儀器，轉動照準部使水準管平行于一對腳螺旋，相對轉動這對腳螺旋，使水準管氣泡居中。目的：使平盤水準管軸垂直于縱軸。LLVV然后將照準部旋轉180，如果氣泡仍居中，說明水準管軸垂直于縱軸。如果氣泡偏離中心，應進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準管的檢驗與校正 檢驗：初步整平儀器，轉動照準

18、部使水準管平行于一對腳螺旋，相對轉動這對腳螺旋，使水準管氣泡居中。目的：使平盤水準管軸垂直于縱軸。LLVV然后將照準部旋轉180，如果氣泡仍居中，說明水準管軸垂直于縱軸。如果氣泡偏離中心，應進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準管的檢驗與校正 校正：相對地轉動平行于水準管的一對腳螺旋，使氣泡向中央移動偏歪格數(shù)的一半；目的：使平盤水準管軸垂直于縱軸。LLVV經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準管的檢驗與校正 校正：然后用校正針撥動水準管一端的校正螺絲，使氣泡完全居中。這項檢驗校正需反復進行幾次，直到照準部旋轉180后水準管氣泡的偏歪在一格以內。 目的：

19、使平盤水準管軸垂直于縱軸:LLVV經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正2.2.圓水準器的檢驗與校正目的：使圓水準管軸平行于縱軸。LL VV 檢驗：根據(jù)校正后的平盤水準管整平儀器，使縱軸鉛垂；此時圓水準器的氣泡如果不居中，則需要校正。 校正：用校正針撥動圓水準器底下的校正螺絲，使氣泡居中。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3.十字絲縱絲垂直于橫軸的檢驗和校正目的：儀器整平后，十字絲的縱絲在鉛垂平面內，橫絲水平。 檢驗：以十字絲的交點瞄準目標點P，旋轉垂直微動螺旋，如果P點相對于十字絲上下移動的軌跡離開縱絲，則需要校正。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3-1十字絲縱絲垂直于橫軸的檢驗和校

20、正校正：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，松開十字絲環(huán)固定螺絲，轉動十字絲環(huán)，直至旋轉垂直微動螺旋時P點始終在縱絲上移動為止。最后轉緊十字絲環(huán)固定螺絲。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3-2視準軸垂直于橫軸的檢驗和校正目的：視準軸垂直于橫軸。檢驗：選擇AB兩點盤左，先照準A點，倒轉望遠鏡得B1盤右，先照準A點，倒轉望遠鏡得B2 若B1，B2不重合則有此誤差校正： 在B2附近標出扣除c影響后的B點，平移十字絲使視準軸照準B3點41232BBBB經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正4.橫軸的檢驗和校正目的：使橫軸垂直于縱軸 檢驗在離墻面1020m處安置經(jīng)緯儀，整平儀器后，瞄準墻面高處一點P（其仰角宜在30左右），制動照準部，然后大致放平望遠鏡，在墻面定出一點A，再以盤右瞄準P點，放平望遠鏡，在墻面定出一點B，如果A點與B點重合，則橫軸垂直于縱軸；若A，B相距大于5mm，則需要進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正目的：使橫軸垂直于縱軸 需要進行校正。由于橫軸校正設備密封在儀器內部，該項校正應由儀器維修人員進行。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正5.指標差的檢驗與校正指標差的檢驗與校正 目的：消除指標差