工程測(cè)量實(shí)訓(xùn)五 角度測(cè)量(共20頁)

1、 20/20工程(gngchng)測(cè)量實(shí)訓(xùn)五 角度(jiod)測(cè)量一、目的(md)與要求1練習(xí)經(jīng)緯儀對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的方法，掌握基本操作要領(lǐng)。2要求對(duì)中誤差小于3mm，整平誤差小于一格。4掌握測(cè)回法觀測(cè)水平角的觀測(cè)順序、記錄和計(jì)算方法。上、下半測(cè)回角值互差不超過40。二、實(shí)驗(yàn)儀器和工具Dj6電子經(jīng)緯儀1臺(tái) 記錄板1塊 ， 測(cè)釬2根四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容角度測(cè)量的原理及相關(guān)基本概念（一）水平角的測(cè)量原理水平角概念：從一點(diǎn)到兩目標(biāo)的方向線垂直投影在水平面上所成的角，。如下圖為了測(cè)定水平角，那么可設(shè)想在過角頂B點(diǎn)上方安置一個(gè)水平度盤，水平度盤上面帶有順時(shí)針刻劃、注記。我們可以在BA方向讀一個(gè)數(shù)n，在BC

2、方向讀一個(gè)數(shù)m，那水平角就等于m減n，用公式表示為右目標(biāo)讀數(shù)m左目標(biāo)讀數(shù)n水平角值為0360。（二）豎直角的測(cè)量(cling)原理豎直角概念：測(cè)站點(diǎn)到目標(biāo)(mbio)點(diǎn)的視線與水平線間的夾角，用表示(biosh)。如下圖：為AB方向線的豎直角。其值從水平線算起，向上為正，稱為仰角，范圍是090；向下為負(fù)，稱為俯角，范圍為090。為了測(cè)定豎直角，那我們同測(cè)水平角類似，在A點(diǎn)安置一個(gè)豎直度盤，同樣是帶有刻劃和注記。這個(gè)豎直度盤隨著望遠(yuǎn)鏡上下轉(zhuǎn)動(dòng)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)后則有一個(gè)讀數(shù)，那此讀數(shù)就為豎直角。DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀及使用DJ6經(jīng)緯儀組件及其作用水準(zhǔn)器組件管水準(zhǔn)器：放置在照準(zhǔn)部，使水平度盤水平圓水準(zhǔn)器：放置

3、在基座上，使豎軸鉛錘角螺旋：用于整平儀器或?qū)χ谢?jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡組件物鏡及對(duì)光螺旋：調(diào)清目標(biāo)像（十字絲分劃板上成像）目鏡及對(duì)光螺旋：調(diào)清十字絲（影像放大）十字絲分劃板：上中下三條橫絲與一條豎絲（讀數(shù)指標(biāo)線）視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線（形成一條視線）水平制動(dòng)手輪與微動(dòng)手輪：水平方向鎖定照準(zhǔn)部和轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部垂直制動(dòng)手輪與微動(dòng)手輪：垂直方向鎖定望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡角度盤水平角度盤：玻璃圓盤，順時(shí)針刻有0360，水平放置在基座上。豎直角度盤：玻璃圓盤，順或逆刻有0360，鉛垂套在豎軸上讀數(shù)系統(tǒng)反光鏡：給讀數(shù)系統(tǒng)提供光亮讀數(shù)窗分微尺：水平角、豎直角的讀數(shù)標(biāo)尺顯微鏡調(diào)焦手輪：調(diào)清分微尺影像光學(xué)對(duì)中器：小

4、望遠(yuǎn)鏡。將豎軸軸心對(duì)中到地面點(diǎn)上，可拉伸或旋動(dòng)調(diào)焦轉(zhuǎn)盤手輪：用于轉(zhuǎn)動(dòng)水平度盤，可調(diào)整水平度盤讀數(shù)基座鎖緊輪：通過豎軸連接照準(zhǔn)部與基座水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸（水平度盤水平精平）軸間關(guān)系十字絲豎絲垂直于儀器橫軸圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸（豎軸鉛錘粗平）視準(zhǔn)軸垂直于儀器橫軸儀器橫軸垂直于儀器豎軸使用(shyng)方法（一）安置經(jīng)緯儀 在測(cè)量角度以前，首先要把經(jīng)緯儀安置在設(shè)置有地面標(biāo)志的測(cè)站(c zhn)上。所謂測(cè)站。即是所測(cè)角度的頂點(diǎn)。安置工作包括對(duì)中、整平兩項(xiàng)。1對(duì)中 【對(duì)中的目的(md)是是儀器的中心與測(cè)站點(diǎn)（標(biāo)志中心）處于同一鉛垂線上】在安置儀器以前，首先將三腳架打開，抽出架腿，并旋緊架腿的固定

5、螺旋。然后將三個(gè)架腿安置在以測(cè)站為中心(zhngxn)的等邊三角形的角頂上。這時(shí)架頭平面即約略水平，且中心與地面點(diǎn)約略在同一鉛垂線上。從儀器箱中取出儀器，用附于三腳架頭上的連結(jié)螺旋，將儀器與三腳架固連在一起，然后(rnhu)即可精確對(duì)中。2整平 【整平的目的是使儀器數(shù)軸在鉛垂位置，水平度盤處于水平位置】經(jīng)緯儀整平的目的，乃是使豎軸居于鉛垂位置。整平時(shí)要先用腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，以粗略整平，再用管水準(zhǔn)器精確整平。由于位于照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器只有一個(gè)，可以先使它與一對(duì)腳螺旋連線的方向平行，然后雙手以相同速度相反方向旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)腳螺旋，使管水準(zhǔn)器的氣泡居中。再將照準(zhǔn)部平轉(zhuǎn)90，用另外一個(gè)腳螺旋使氣泡居

6、中。這樣反復(fù)進(jìn)行，直至管水準(zhǔn)器在任一方向上氣泡都居中為止。在整平后還需檢查光學(xué)對(duì)中器是否偏移。如果偏移，則重復(fù)上述操作方法，直至水準(zhǔn)氣泡居中，對(duì)中器對(duì)中為止。3瞄準(zhǔn)水平角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)盡量(jnling)照準(zhǔn)目標(biāo)的底部。當(dāng)目標(biāo)較近時(shí)，成像較大，則用單絲平分目標(biāo)；當(dāng)目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，成像較小，則用雙絲夾住目標(biāo)或用單絲與目標(biāo)重合。豎直角觀測(cè)時(shí)，應(yīng)用(yngyng)中橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)頂部或某一預(yù)定部位。4讀數(shù)(dsh) 水平角和豎直角的觀測(cè)一水平角觀測(cè)一）測(cè)回法測(cè)水平角當(dāng)所測(cè)的角度只有兩個(gè)方向時(shí)，通常都用測(cè)回法觀測(cè)。如下圖所示，欲測(cè)OA、OB兩方向之間的水平角AOB時(shí)，在角頂O安置儀器，在A、B處設(shè)立觀測(cè)標(biāo)志。經(jīng)

7、過對(duì)中、整平以后，即可按下述步驟觀測(cè)。(1)將復(fù)測(cè)扳手扳向上方。松開照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡的制動(dòng)螺旋。利用望遠(yuǎn)鏡上的粗瞄器，以盤左(豎盤在望遠(yuǎn)鏡視線方向的左側(cè)時(shí)稱盤左)粗略照準(zhǔn)左方目標(biāo)A。關(guān)緊照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡的制動(dòng)螺旋，再用微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)目標(biāo)，同時(shí)需要注意消除視差及盡可能照準(zhǔn)目標(biāo)的下部。對(duì)于細(xì)的目標(biāo)，宜用單絲照準(zhǔn)，使單絲平分目標(biāo)像；而對(duì)于粗的目標(biāo)，則宜用雙絲照準(zhǔn)，使目標(biāo)像平分雙絲，以提高照準(zhǔn)的精度。最后讀取該方向上的讀數(shù)。(2) 松開照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡的制動(dòng)螺旋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，粗略(cl)照準(zhǔn)右方目標(biāo)B。再關(guān)緊制動(dòng)螺旋，用微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)，并讀取該方向(fngxing)上的水平度盤讀數(shù)。盤左所得(

8、su d)角值即為：。以上稱為上半測(cè)回。(3) 將望遠(yuǎn)鏡縱轉(zhuǎn)180，改為盤右。重新照準(zhǔn)右方目標(biāo)B，并讀取水平度盤讀數(shù)。然后順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)左方目標(biāo)A。讀取水平度盤讀數(shù)，則盤右所得角值。以上稱為下半個(gè)測(cè)回。兩個(gè)半測(cè)回角值之差不超過規(guī)定限值時(shí)，取盤左盤右所得角值的平均值，即為一測(cè)回的角值。根據(jù)測(cè)角精度的要求，可以測(cè)多個(gè)測(cè)回而取其平均值，作為最后成果。觀測(cè)結(jié)果應(yīng)及時(shí)記入手簿，并進(jìn)行計(jì)算，看是否滿足精度要求。ABC水平角測(cè)量記錄表（樣表）小組號(hào)：14 觀測(cè)者： 錢強(qiáng) 朱莉麗 黃偉駿 記錄者：瞿凱水平角測(cè)量記錄表測(cè)站測(cè)點(diǎn)盤左讀數(shù)盤右讀數(shù)均值平均角值備注1A002061800206140

9、015140023B1402121940230A9002482700430140030B104031228405062A00200180034813842301384217B13844543184554A90020627003001384203B22844064845063A001541800842271735271734B2719002072648A9002002700306271733B11718542972118f=1800015 誤差(wch)15 69值得注意的是：上下兩個(gè)半測(cè)回所得角值之差，應(yīng)滿足有關(guān)測(cè)量規(guī)范規(guī)定(gudng)的限差，對(duì)于DJ6級(jí)經(jīng)緯儀，限差一般(ybn)為30或4

10、0。如果超限，則必須重測(cè)。如果重測(cè)的兩半測(cè)回角值之差仍然超限，但兩次的平均角值十分接近，則說明這是由于儀器誤差造成的。取盤左盤右角值的平均值時(shí)，儀器誤差可以得到抵消，所以各測(cè)回所得的平均角值是正確的。兩個(gè)方向相交可形成兩個(gè)角度，計(jì)算角值時(shí)始終應(yīng)以右邊方向的讀數(shù)減去左邊方向的讀數(shù)。如果右方向讀數(shù)小于左方向讀數(shù)，則應(yīng)先加360后再減，所以測(cè)得的是哪個(gè)角度與照準(zhǔn)部的轉(zhuǎn)動(dòng)方向無關(guān)，與先測(cè)哪個(gè)方向也無關(guān)，而是取決于用哪個(gè)方向的讀數(shù)減去哪個(gè)方向的讀數(shù)。在下半測(cè)回時(shí)，仍要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，是為了消減度盤帶動(dòng)誤差的影響。二）方向觀測(cè)法測(cè)水平角當(dāng)在一個(gè)測(cè)站上需觀測(cè)多個(gè)方向時(shí)，宜采用這種方法，它的直接觀測(cè)結(jié)果是各

11、個(gè)方向相對(duì)于起始方向的水平角值，也稱為方向值。相鄰方向的方向值之差，就是它的水平角值。如圖所示，(1) 在O點(diǎn)安置儀器(yq)，對(duì)中、整平。(2) 選擇一個(gè)距離適中且影像清晰的方向作為(zuwi)起始方向，設(shè)為OA。(3) 盤左照準(zhǔn)(zho zhn)A點(diǎn)，并安置水平度盤讀數(shù)，使其稍大于0，用測(cè)微器讀取兩次讀數(shù)。(4) 以順時(shí)針方向依次照準(zhǔn)B、C、D諸點(diǎn)。最后再照準(zhǔn)A，稱為歸零。在每次照準(zhǔn)時(shí)，都用測(cè)微器讀取兩次讀數(shù)。以上稱為上半測(cè)回。(5) 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡改為盤右，以逆時(shí)針方向依次照準(zhǔn)A、D、C、B、A，每次照準(zhǔn)時(shí)，也是用測(cè)微器讀取兩次讀數(shù)。這稱為下半測(cè)回，上下兩個(gè)半測(cè)回構(gòu)成一個(gè)測(cè)回。每次讀數(shù)(ds

12、h)后，應(yīng)及時(shí)記入手簿。手簿的格式見實(shí)習(xí)手簿。數(shù)據(jù)(shj)整理： 平均值=L+（R+-180）/2， 二豎直角(zhjio)觀測(cè)一）豎盤的構(gòu)造為測(cè)豎直角而設(shè)置的豎直度盤(簡(jiǎn)稱豎盤)固定安置于望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸(橫軸)的一端，其刻劃中心與橫軸的旋轉(zhuǎn)中心重合。所以在望遠(yuǎn)鏡作豎直方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，度盤也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。另外有一個(gè)固定的豎盤指標(biāo)，以指示豎盤轉(zhuǎn)動(dòng)在不同位置時(shí)的讀數(shù)，這與水平度盤是不同的。豎直度盤的刻劃也是在全圓周上刻為360，但注字的方式有順時(shí)針及逆時(shí)針兩種。通常在望遠(yuǎn)鏡方向上注以0及180，如下圖所示。在視線水平時(shí)，指標(biāo)所指的讀數(shù)為90或270。豎盤讀數(shù)也是通過一系列光學(xué)組件傳至讀數(shù)顯微鏡內(nèi)讀取。(a

13、) (b)對(duì)豎盤指標(biāo)的要求，是始終能夠讀出與豎盤刻劃中心在同一鉛垂線上的豎盤讀數(shù)。為了滿足這個(gè)要求，它有兩種構(gòu)造形式：一種是借助于與指標(biāo)固連的水準(zhǔn)器的指示，使其處于正確位置，在早期的儀器都屬此類；另一種是借助于自動(dòng)補(bǔ)償器，使其在儀器整平后，自動(dòng)處于正確位置。 二）豎直角的觀測(cè)(gunc)方法由豎直角的定義已知，它是傾斜視線與在同一鉛垂面內(nèi)的水平視線所夾的角度。由于水平視線的讀數(shù)是固定的，所以只要讀出傾斜視線的豎盤讀數(shù)，即可求算出豎直角值。但為了(wi le)消除儀器誤差的影響，同樣需要用盤左、盤右觀測(cè)。其具體觀測(cè)步驟為：1. 在測(cè)站(c zhn)上安置儀器，對(duì)中，整平。2. 以盤左照準(zhǔn)目標(biāo)，如

14、果是指標(biāo)帶水準(zhǔn)器的儀器，必須用指標(biāo)微動(dòng)螺旋使水準(zhǔn)器氣泡居中，然后讀取豎盤讀數(shù)L，這稱為上半測(cè)回。3. 將望遠(yuǎn)鏡倒轉(zhuǎn)，以盤右用同樣方法照準(zhǔn)同一目標(biāo)，使指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)R，這稱為下半測(cè)回。如果用指標(biāo)帶補(bǔ)償器的儀器，在照準(zhǔn)目標(biāo)后即可直接讀取豎盤讀數(shù)。根據(jù)需要可測(cè)多個(gè)測(cè)回。三）豎直角的計(jì)算豎直角的計(jì)算方法，因豎盤刻劃的方式不同而異。但現(xiàn)在已逐漸統(tǒng)一為全圓分度，順時(shí)針增加注字，且在視線水平時(shí)的豎盤讀數(shù)為90?，F(xiàn)以這種刻劃方式的豎盤為例，說明豎直角的計(jì)算方法、如遇其他方式的刻劃，可以根據(jù)同樣的方法推導(dǎo)其計(jì)算公式。，當(dāng)在盤左位置且視線(shxin)水平時(shí)，豎盤的讀數(shù)為90(圖中(a)，如照

15、準(zhǔn)(zho zhn)高處一點(diǎn)A(圖中(b)，則視線(shxin)向上傾斜，得讀數(shù)L。按前述的規(guī)定，豎直角應(yīng)為“”值，所以盤左時(shí)的豎直角應(yīng)為：當(dāng)在盤右位置且視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)為270(圖中(c)，在照準(zhǔn)高處的同一點(diǎn)A時(shí)(圖中(d)，得讀數(shù)R。則豎直角應(yīng)為：取盤左、盤右的平均值，即為一個(gè)測(cè)回的豎直角值，即四）豎盤指標(biāo)差如果指標(biāo)不位于過豎盤刻劃中心的鉛垂線上，如上圖所示，視線水平時(shí)的讀數(shù)不90或270，而相差x，這樣用一個(gè)盤位測(cè)得的豎直角值，即含有誤差x，這個(gè)誤差稱為豎盤指標(biāo)差。為求得正確角值，需加入指標(biāo)差改正。即： (31) (32)解上兩式可得：(33)(34)從(33)式可以(ky)看出，取

16、盤左、盤右結(jié)果的平均值時(shí)，指標(biāo)差x的影響已自然(zrn)消除。將(31)減去(32)式，可得：(35)即利用盤左、盤右照準(zhǔn)(zho zhn)同一目標(biāo)的讀數(shù)，可按上式直接求算指標(biāo)差x。如果x為正值，說明視線水平時(shí)的讀數(shù)大于90或270，如果為負(fù)值，則情況相反。在豎直角測(cè)量中，常常用指標(biāo)差來檢驗(yàn)觀測(cè)的質(zhì)量，即在觀測(cè)的不同測(cè)回中或不同的目標(biāo)時(shí)，指標(biāo)差的較差應(yīng)不超過規(guī)定的限值預(yù)備知識(shí)（請(qǐng)按照要求完成下列題目）某水平角觀測(cè)三個(gè)測(cè)回時(shí)，各測(cè)回理論起始讀數(shù)分別為_、_和_。水平角觀測(cè)中，用盤左、盤右觀測(cè)取其平均值的方法可以消除_、_和_的影響。水平角定義是：_；豎直角定義是：_。瞄準(zhǔn)同一豎直面上高度不同的點(diǎn)

17、，其水平讀盤讀數(shù)_（相同/不相同），原因是：_。觀測(cè)豎直角時(shí)，只需要瞄準(zhǔn)一個(gè)方向就可測(cè)得豎直角值的原因是：_。根據(jù)(gnj)你使用的儀器，在電子(dinz)經(jīng)緯儀上設(shè)定一個(gè)初始讀數(shù)(dsh)為600000的具體操作步驟有哪些？A、O、B是一個(gè)等腰三角形三個(gè)頂點(diǎn)，AO=BO=30m，AOB理論值為300000，儀器架設(shè)在O點(diǎn)進(jìn)行水平角觀測(cè)。如果儀器對(duì)中偏差50mm（假設(shè)可能前移、后退或水平偏移），請(qǐng)分別計(jì)算角度測(cè)量值會(huì)產(chǎn)生多大的偏差？下表是測(cè)回法觀測(cè)水平角AOB的數(shù)據(jù)記錄，請(qǐng)完成相關(guān)計(jì)算及成果校核。測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo)豎盤位置水平度盤讀數(shù)（ ）半測(cè)回角值（ ）一測(cè)回平均值（ ）各測(cè)回平均值（ ）O1A

18、左00 12 00B91 45 00A右180 11 30B271 45 102A左90 05 48B181 38 54A右270 06 12B01 39 12成果校核（1）上下半測(cè)回角值互差校核（2）各測(cè)回角值互差校核測(cè)回法觀測(cè)(gunc)水平角實(shí)訓(xùn)測(cè)回法測(cè)量(cling)水平角手簿組號(hào) 儀器(yq) 編號(hào)(bin ho) 測(cè)區(qū)： 天氣： 日期： 年 月 日測(cè)量時(shí)間：自 ： 測(cè)至 ： 測(cè)回測(cè)站目標(biāo)豎盤位置水平度盤讀 數(shù)（ ）半測(cè)回角 值（ ）一測(cè)回平均角 值（ ）各測(cè)回平均角 值（ ）主測(cè)人簽 字IABCIIABC成果檢核第一測(cè)回：第二測(cè)回：方向觀測(cè)(gunc)法預(yù)備知識(shí)什么(shn me)叫歸零、歸零差和2C值？2C值如何(rh)計(jì)算？可以用什么方法消除2C的影響？方向觀測(cè)法觀測(cè)水平角請(qǐng)根據(jù)右圖所示，簡(jiǎn)述方向觀測(cè)法（一測(cè)回）的具體操作步驟。根據(jù)城市測(cè)量規(guī)范相關(guān)規(guī)定，水平角方向觀測(cè)法（DJ6級(jí)經(jīng)緯儀）有哪些限差項(xiàng)目？容許值各是多少？以題2的示意圖為例（假如進(jìn)行兩個(gè)測(cè)回），請(qǐng)分別列出各限差的計(jì)算式。下表為某方向法觀測(cè)水平角的記錄，請(qǐng)完成相關(guān)計(jì)算