第3章角度測(cè)量2

1、2022-5-27測(cè)量學(xué) 第三章第三章 角角 度度 測(cè)測(cè) 量量 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 水平角與垂直角觀測(cè)原理 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù) 水平角觀測(cè) 垂直角觀測(cè) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正 水平角觀測(cè)的誤差分析2022-5-27測(cè)量學(xué)水平角與垂直角觀測(cè)原理水平角與垂直角觀測(cè)原理水平角觀測(cè)原理水平角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點(diǎn)的平面位置（計(jì)算坐標(biāo)） 豎直角豎直角 用于兩點(diǎn)間高差計(jì)算、斜距改正成平距測(cè)角儀器測(cè)角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀2022-5-27測(cè)量學(xué)1.水平水平角觀測(cè)角觀測(cè)原理原理1.水平角觀測(cè)原理水平角觀測(cè)原理水平角水平角過一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)的

2、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(gè)鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a2022-5-27測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)原理2.垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)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(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與 水平視線的夾角(也叫豎直角)。 =090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。2022-5-27測(cè)量學(xué)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù) DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造 DJ2經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 及度盤讀數(shù)2022-5-27測(cè)量學(xué)一.經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)一一. .經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)經(jīng)

3、緯儀的技術(shù)參數(shù)技術(shù)項(xiàng)目一測(cè)回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制測(cè)量及精密工程測(cè)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(cè)量及一般工程測(cè)量圖根控制測(cè)量 及一般工程測(cè)量技術(shù)參數(shù) 表3-12022-5-27測(cè)量學(xué)二二.DJ6DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座基座照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部2022-5-27測(cè)量學(xué)1

4、.1.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(zhǔn)部照準(zhǔn)部2022-5-27測(cè)量學(xué)2.照準(zhǔn)部2.2.照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部(水平)制動(dòng)、微動(dòng)望遠(yuǎn)鏡(豎直)制動(dòng)、微動(dòng)圓水準(zhǔn)器 8/2mm； 管水準(zhǔn)器30/2mm望遠(yuǎn)鏡：倒像，2630倍， 目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準(zhǔn)器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學(xué)對(duì)點(diǎn)器復(fù)測(cè)扳手或度盤變換器 望遠(yuǎn)鏡十字絲2022-5-27測(cè)量學(xué)3.水平度盤3.3.水平度盤水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時(shí)針0360刻度； 儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離； 改變度盤位置，要使用復(fù)測(cè) 扳手或度盤變換手輪。090180270090180

5、2702022-5-27測(cè)量學(xué)4.J6經(jīng)緯儀的 讀數(shù)裝置4.J64.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2022-5-27測(cè)量學(xué)J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)J6J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)兩種讀數(shù)測(cè)微裝置兩種讀數(shù)測(cè)微裝置：分微尺測(cè)微和平行玻璃板測(cè)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 = =6060。讀數(shù)時(shí)，秒數(shù)必須估讀。 估讀至0.1格，因此， 估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6的 倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)： 730424a).a).分微尺測(cè)微分微尺測(cè)微利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。0173

6、732022-5-27測(cè)量學(xué)b).平行玻璃板測(cè)微b).b).平行玻璃板測(cè)微平行玻璃板測(cè)微利用測(cè)微手輪，用指標(biāo)線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測(cè)微手 輪控制。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，使度 盤像移動(dòng)，則移動(dòng)量可在 分微尺上讀出。平行玻璃板最大調(diào)節(jié)范圍為30分， 分微尺全長刻度也等于30分。操作時(shí)，調(diào)節(jié)測(cè)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(biāo)，雙指標(biāo)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(cè)微器水平度盤讀數(shù)： 9217282022-5-27測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)一一. .經(jīng)緯儀的操作步驟經(jīng)緯儀的操作步驟 對(duì)中對(duì)中整平整平瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)讀數(shù)讀數(shù)掌握

7、對(duì)中、整平的目的、方法與要求。瞄準(zhǔn)方法：用豎絲對(duì)準(zhǔn)豎立于測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志中心。 操作：粗瞄，制動(dòng)，然后用微動(dòng)螺旋完成 精確瞄準(zhǔn)。二二. .水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)掌握測(cè)回法觀測(cè)水平角的儀器操作方法、觀測(cè) 程序和記錄。了解“方向觀測(cè)法”的使用場合、作業(yè)程序與 記錄。2022-5-27測(cè)量學(xué)對(duì)中BCA對(duì)中對(duì)中將儀器中心安置在過測(cè) 站點(diǎn)的鉛垂線上。對(duì)中 誤差3mm。垂球?qū)χ胁襟E：垂球?qū)χ胁襟E： 粗略對(duì)中：粗略對(duì)中：移動(dòng)三腳架，使垂球尖離測(cè) 站中心12cm內(nèi)； 精確對(duì)中：精確對(duì)中：稍微松開中心螺絲，在腳架 頭上移動(dòng)(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精 確對(duì)中測(cè)站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意腳架頭首先要放平，三個(gè)腳

8、螺旋 基本等高； 腳架適當(dāng)踩實(shí)； 垂球尖盡量接近標(biāo)志，便于判斷。2022-5-27測(cè)量學(xué)光學(xué)對(duì)中步驟圖3-14光學(xué)對(duì)中步驟：光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)中2022-5-27測(cè)量學(xué)整平123氣泡居中，3與1、2等高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(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn) 管氣泡居中(反復(fù))。一測(cè)回觀測(cè)過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高1232022-5-27測(cè)量學(xué)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。操作步驟操作步驟： 粗瞄、制動(dòng)、調(diào)焦消除視差、水平微動(dòng)精確瞄準(zhǔn)。 用水平微動(dòng)完成瞄準(zhǔn)。 盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少由于

9、目標(biāo)不垂直引起的 方向誤差。2022-5-27測(cè)量學(xué)測(cè)回法觀測(cè)水平角測(cè)回法觀測(cè)水平角測(cè)回法觀測(cè)水平角 觀測(cè)程序： 盤左盤左 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左 瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k左 盤右盤右 瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測(cè)站測(cè)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+右)2角是從起始方向(即第1方向)順時(shí)針轉(zhuǎn)到第2 方向所成的角度，觀測(cè)時(shí)，必須首先確定起始 方向，然后按照“測(cè)回法”的次序觀測(cè)。水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。2022-5-27測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)記錄起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0（或180/N，

10、N為測(cè)回?cái)?shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時(shí)按有關(guān)規(guī)則。一測(cè)回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤 位置。水平角觀測(cè)記錄（測(cè)回法）第1方向第2方向測(cè)站測(cè)站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤 讀 數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2022-5-27測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)記錄大角第第2方向方向ACB第第1方向方向水平角觀測(cè)記錄（測(cè)回法）表中盤右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時(shí)，應(yīng) 加360后再減。B左AC 010302143342右CA3434121801118214231221422542142303測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤

11、讀 數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2022-5-27測(cè)量學(xué)方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法 一個(gè)測(cè)站觀測(cè)4個(gè)或4個(gè)以上方向時(shí)，采用方向觀測(cè)法，也稱“全圓測(cè)回法”。ABCDE方向觀測(cè)法零方向盤左盤右2022-5-27測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理豎盤構(gòu)造特點(diǎn)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)垂直角計(jì)算公式垂直角計(jì)算公式豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差2022-5-27測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)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(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視 線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。 =090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。2022-5-27測(cè)量學(xué)垂直角的

12、主要用途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(jì)算平距D：圖3-20 斜距化為平距l(xiāng)ihhDhABtan(2-4-2)三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量 已知平距D、豎直角 ， 計(jì)算A、B高差h：圖3-21 三角高程測(cè)量ABhl2022-5-27測(cè)量學(xué)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn) 豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。 豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。 視線水平、指標(biāo)鉛垂時(shí)，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： 盤左時(shí)一般 L0=90 ，盤右時(shí)一般 R0=270 。27027090901801800 0盤右盤右0 02702

13、701801809090盤左盤左垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)2022-5-27測(cè)量學(xué)確定垂直角的計(jì)算公式90L左確定垂直角的計(jì)算公式確定垂直角的計(jì)算公式圖3-24 豎盤讀數(shù)與垂直角計(jì)算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計(jì)算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負(fù)。正、俯角為負(fù)。R 270右2022-5-27測(cè)量學(xué)豎盤指標(biāo)差0 02702701801809090 x豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀數(shù)指 標(biāo)線與鉛垂線的夾角豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差盤左盤右觀測(cè)豎直角取平均，可消除指標(biāo)差的影響。指標(biāo)差計(jì)算公式：指標(biāo)差計(jì)算公式：）或右左(21)360(21xRLx2022-5-27測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)記錄 2700

14、90180盤左計(jì)算公式左=L-90右=270-R測(cè)站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù) 半 測(cè) 回垂 直 角 一 測(cè) 回垂 直 角 2x 備 注I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 2222 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28 37 5822 +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(hào)。垂直角觀測(cè)記錄垂直角觀測(cè)記錄2022-5-27測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的

15、條件經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正目的：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(guān)系幾何關(guān)系2022-5-27測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的軸線 橫軸 HH 視準(zhǔn)軸 CC 水準(zhǔn)管軸 LL 豎軸 VV 圓水準(zhǔn)軸 LLLLHHCCVVLL經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線2022-5-27測(cè)量學(xué)軸線間應(yīng)滿足的條件 水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸 LLVV 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸 CCHH 橫軸垂直于豎軸 HHVV 十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸 LLVV軸線間應(yīng)滿足的條件軸線間應(yīng)滿足的條件LLHHCCVTLL2022-5-27測(cè)量學(xué)二、經(jīng)緯二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)儀的檢驗(yàn)和校正和校正 （）平盤水（）平

16、盤水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正校正 目的：使水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸（L V） 2022-5-27測(cè)量學(xué)（二）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正 目的：使圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸（L/ V）。 檢驗(yàn)：根據(jù)校正后的平盤水準(zhǔn)管，將經(jīng)緯儀整平，此時(shí)，圓水準(zhǔn)器氣泡如不居中，則需要校正。校正：用校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器下面的校正螺絲，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。2022-5-27測(cè)量學(xué)（三）十字絲的檢驗(yàn)和校正 1十字絲位置的檢驗(yàn)和校正 目的：儀器整平后，十字絲的縱絲在鉛垂面內(nèi)，橫絲水平。 2022-5-27測(cè)量學(xué) 2視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正 目的: 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸(CH)檢驗(yàn):在大致水平方向選擇遠(yuǎn)處一目標(biāo)P ,盤左,在十字絲交

17、點(diǎn)附近用縱絲瞄準(zhǔn) ,水平度盤讀數(shù)為L ;盤右,再瞄準(zhǔn)P 點(diǎn),水平度盤讀數(shù)為R。如果L-(R180o)20” ,則認(rèn)為視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進(jìn)行校正。校正:計(jì)算盤左、盤右瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)的水平度盤讀數(shù)的盤右平均數(shù) (因檢驗(yàn)時(shí)最后瞄準(zhǔn)目標(biāo)為盤右位置) r 旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋,使盤右的水平度盤讀數(shù)為r,此時(shí), 十字絲縱絲必定偏離目標(biāo),用校正針旋轉(zhuǎn)左、右一對(duì)十字絲校正螺絲,使縱絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)P。2022-5-27測(cè)量學(xué)（四）橫軸的檢驗(yàn)和校正（四）橫軸的檢驗(yàn)和校正 目的：使橫軸垂直于縱軸（HV） 2022-5-27測(cè)量學(xué)（五）豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正五）豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正 目的：消除豎盤指標(biāo)差

18、x。 檢驗(yàn)：儀器整平后，盤左、盤右分別用橫絲瞄準(zhǔn)高處一目標(biāo)，各在豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)讀取豎盤讀數(shù)，算得垂直角左與右，如果左=右，說明指標(biāo)差為零；如果左右,即有指標(biāo)差存在。求出x值,如果x值超過30”，則需要校正。校正時(shí),盤右（或盤左）位置瞄準(zhǔn)原目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為R（或L）;此時(shí)，豎盤水準(zhǔn)氣泡不再居中，撥動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此項(xiàng)檢驗(yàn)和校正需反復(fù)進(jìn)行，直至左與右的差數(shù)小于1為止。 2022-5-27測(cè)量學(xué)（六）光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)和校正（六）光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)和校正 光學(xué)對(duì)中器是由目鏡、分劃板、物鏡和直角棱鏡組成，分劃板刻劃圈中點(diǎn)與物鏡光心的連線是對(duì)中器的視準(zhǔn)軸。光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的縱軸重合，否則，會(huì)產(chǎn)生對(duì)中誤差，影響測(cè)角精度。 2022-5-27測(cè)量學(xué)檢驗(yàn)：儀器架于一般工作高度，嚴(yán)格整平儀器，在腳架的中央地面放置一張白紙，在白紙上畫一十字形的標(biāo)志A。移動(dòng)白紙，使對(duì)中器視場中的小圓圈中心對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，將照準(zhǔn)部在水平方向旋轉(zhuǎn)180o，如果小圓圈中心偏離標(biāo)志A，而得到另一點(diǎn)A,則說明對(duì)中器的視準(zhǔn)軸沒有和儀器的縱軸相重合。 校正：定出A,A兩點(diǎn)的中點(diǎn)0，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)