普通測量學(xué)第三章角度測量解析

1、普通測量學(xué)第三章角度測量解析第三章 角度測量3.1 水平角和豎直角測量原理3.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀3.3 經(jīng)緯儀的使用3.4 水平角測量3.5 豎直角測量3.6 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正3.7 角度測量誤差與注意事項(xiàng)3.1 水平角和豎直角測量原理1水平角是指相交的兩條直線在同一水平面上的投影所夾的角度,或者說分別過兩條直線所作的豎直面所夾的二面角。一般用表示。其值范圍：0360。水平角值為兩個方向值之差。 =a-b豎直角是指在同一豎直面內(nèi)，傾斜視線與水平方向線之間的夾角。一般用表示。其值范圍：090。仰角時(shí)為正，俯角為負(fù)。豎直角值也為兩個方向值之差，但其中水平方向是固定的，為常數(shù)。 =目標(biāo)讀數(shù)-水平

2、讀書3.1 水平角和豎直角測量原理23.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀23.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀1基座用于支撐儀器上部，連接三角架。照準(zhǔn)部包括望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸、橫軸、支架、光學(xué)讀數(shù)裝置及水平和豎直制動和微動螺旋等。1. 望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器同水準(zhǔn)儀。2. 光學(xué)讀數(shù)顯微鏡從中可以看到水平和豎直度盤成像，讀出讀數(shù)。3. 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸、橫軸望遠(yuǎn)鏡可以隨照準(zhǔn)部在水平方向360旋轉(zhuǎn)、繞橫軸在豎直方向360旋轉(zhuǎn)。水平、豎直制動和微動螺旋可以控制其旋轉(zhuǎn)。度盤有水平度盤和豎直度盤，皆由光學(xué)玻璃制成。水平度盤水平放置，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)固定不動，可用度盤變換手輪配置其起始讀數(shù)。豎直度盤豎直固定在橫軸上，隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。

3、 或 6“。3.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀33.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀4讀數(shù)方法13.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀4讀數(shù)方法21分微尺測微器及其讀數(shù)方法 分微尺測微器的結(jié)構(gòu)簡單，讀數(shù)方便，具有一定的讀數(shù)精度，廣泛應(yīng)用于J6級光學(xué)經(jīng)緯儀。國產(chǎn)J6級光學(xué)經(jīng)緯儀，除北京紅旗外，均采用這種裝置。這類儀器的度盤分劃度為1，按順時(shí)針方向注記。其讀數(shù)設(shè)備是由一系列光學(xué)零件組成的 光學(xué)系統(tǒng)。 讀數(shù)的主要設(shè)備為讀數(shù)窗上的 分微尺，水平度盤與豎盤上1的分劃間隔，成象后與分微尺的全長相等。上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象，下面的窗格里是豎盤和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1，可估讀到0.1。讀數(shù)時(shí)，以分微尺上的零線

4、為指標(biāo)。度數(shù)由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出，小于1的數(shù)值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由分微尺上讀出。 3.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀4讀數(shù)方法32單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法 采用單平板玻璃測微器讀數(shù)的光學(xué)經(jīng)緯儀有北京紅旗型、瑞士Wild T1型等。單平板玻玻測微器主要由平板玻璃、測微尺、連接機(jī)構(gòu)和測微輪組成。轉(zhuǎn)動測微輪，通過齒輪帶動平板玻璃和與之固連在一起的測微尺一起轉(zhuǎn)動；測微尺和平板玻璃同步轉(zhuǎn)動， 單平板玻璃測微器讀數(shù)窗的影象:下面的窗格為水平度盤影象；中間的窗格為豎直度盤影象；上面較小的窗格為測微尺影象。度盤分劃值為30，測微尺的量程也為30 ，將其分為90格，即測微尺最小分劃值

5、為20，當(dāng)度盤分劃影象移動一個分劃值(30)時(shí)，測微尺也正好轉(zhuǎn)動303.3 經(jīng)緯儀的使用1方法對中：使儀器豎軸與地面標(biāo)志點(diǎn)在同一鉛垂線上。利用光學(xué)對點(diǎn)器對中。方法是按觀測者身高調(diào)好三角架的高度，張開，使架頭中心對準(zhǔn)測站點(diǎn)并大致水平。將經(jīng)緯儀安置在架頭上，從光學(xué)對點(diǎn)器中觀察測站點(diǎn)以及對點(diǎn)器標(biāo)志圈是否清晰，不清晰調(diào)節(jié)清晰。移動角架，使地面標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)入對點(diǎn)器標(biāo)志圈中心。整平：使經(jīng)緯儀的豎軸鉛垂，水平度盤水平。1. 先用伸縮腳架的方法調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)氣泡居中。2. 再調(diào)節(jié)腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中。操作步驟如下：先使水準(zhǔn)管平行于任意兩個腳螺旋，同時(shí)相對調(diào)節(jié)這兩個腳螺旋使氣泡居中；然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90，調(diào)節(jié)第三個腳

6、螺旋使氣泡居中。反復(fù)調(diào)節(jié)。照準(zhǔn)目標(biāo)：調(diào)節(jié)十字絲清晰，然后再照準(zhǔn)目標(biāo)固定照準(zhǔn)部，調(diào)節(jié)目標(biāo)清晰并注意消除視差。觀測水平角時(shí)用十字絲交點(diǎn)部分豎絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)；觀測豎直角時(shí)用十字絲橫絲切準(zhǔn)目標(biāo)頂部。讀數(shù)：打開反光鏡，由讀數(shù)顯微鏡中看到水平和豎直度盤及分微尺的成像，若不清晰，可調(diào)節(jié)清晰后，讀出水平度盤或豎直度盤以及測微尺上的讀數(shù)。3.3 經(jīng)緯儀的使用2整平3.3 經(jīng)緯儀的使用3瞄準(zhǔn)3.4 水平角測量用于測量兩個目標(biāo)所構(gòu)成的水平角用于測量三個及其以上目標(biāo)所構(gòu)成的水平角3.4.1 測回法1方法在角頂O上安置經(jīng)緯儀，對中整平盤左測回先用盤左位置照準(zhǔn)起始目標(biāo)A，配度盤：轉(zhuǎn)動度盤變換手輪配置讀數(shù)為004左右，然后讀出

7、讀數(shù)aL；順時(shí)針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)B，讀數(shù)bL；盤右測回倒鏡逆時(shí)針盤右照準(zhǔn)目標(biāo)B，讀數(shù)bR ；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)目標(biāo)A讀數(shù)aL；以上讀數(shù)記入手簿中。數(shù)據(jù)計(jì)算：L = bLaL R = bRaR 若L -R =40 ,則 =(L R) / 2以上為一個測回觀測，為提高精度，可按上述方法觀測n個測回，但每測回盤左起始方向應(yīng)按180/n 配置度盤起始讀數(shù)。3.4.1 測回法2記錄1 342 05 06B 162 05 24B 71 56 36 270 08 30 右A 252 08 30B 72 08 48B 71 56 30 180 12 00右A 71 56 39 71 56 42 90 08

8、 42左A2O 71 56 36 71 56 33 71 56 36 0 12 12左A1O備注各測回平均角值 一測回角值 半測回角值 水平度盤讀數(shù) 豎盤位置目標(biāo)測站L -R =40 3.4.1 測回法2記錄23.4.2 方向法-方法若觀測目標(biāo)ABCD，先用盤左順時(shí)針轉(zhuǎn)動依次照準(zhǔn)ABC DA；再盤右逆時(shí)針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部依次瞄準(zhǔn)目標(biāo)AD C BA。以上讀數(shù)也依次記入手簿中。以上也為一個測回觀測，每測回盤左起始方向也應(yīng)按180/n 配置度盤起始讀數(shù)。3.4.2 方向法-記錄計(jì)算 90 01 15-10270 01 20 90 01 10A 91 19 25181 20 45-10 1 20 50181

9、 20 40C138 40 45228 42 05-10 48 42 10228 42 00D 52 31 40142 33 000322 33 00142 33 00B 0 02 06-12180 02 12 0 02 00A 91 19 22 91 19 19 91 21 25-10271 21 30 91 21 20C138 40 40138 40 34138 42 40-20318 42 50138 42 30D 52 31 37 52 31 34 52 33 400232 33 40 52 33 40B270 01 30180 02 10盤 右 盤 左 0 00 00 (90 01

10、20) 90 01 25-10 90 01 20A2O 0 00 00 0 00 00 (0 02 06) 0 02 05-10 0 02 00A1O備注各測回平均方向值 歸零方向值 平均方向值 2C 水平度盤讀數(shù)目標(biāo)測站3.5 豎直角測量1一、豎盤結(jié)構(gòu) 因?yàn)榻M成豎直角的水平視線方向固定，所以當(dāng)視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)是常數(shù)。豎盤安置在橫軸上望遠(yuǎn)鏡一側(cè)，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動時(shí)，豎盤轉(zhuǎn)動但指示讀數(shù)的指標(biāo)固定。指標(biāo)與豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管連在一起，當(dāng)視線水平、氣泡居中時(shí)，豎盤讀數(shù)為90或270 。二、豎直角觀測與計(jì)算在角頂O上安置經(jīng)緯儀，對中整平后，盤左位置照準(zhǔn)目標(biāo)頂端，調(diào)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)L；盤右照準(zhǔn)目標(biāo)

11、，調(diào)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)R ；以上讀數(shù)記入手簿中。以上為一個測回觀測，為提高精度，可按上述方法觀測n個測回。 計(jì)算豎直角：L = 90L R = R 270 =(L R) / 2三、豎直度盤指標(biāo)差當(dāng)視線水平、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤指標(biāo)不指向正確位置，而是有一差值x，其為指標(biāo)差。其計(jì)算公式為：3.5 豎直角測量23.5 豎直角觀測記錄手簿 測站測點(diǎn)豎盤位置豎盤讀數(shù) 豎直角 豎直角平均值 指標(biāo)差備注OM左 72 23 30+17 36 30+17 36 15-15豎盤為順時(shí)針注記M右287 36 00+17 36 00N左 95 21 48-5 21 48 -5 22 06-15N

12、右264 37 42-5 22 183.6 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的軸線條件二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的軸線條件1.水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸；2. 十字絲豎絲垂直于橫軸；3. 橫軸垂直于豎軸；4. 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)：將儀器整平后，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，氣泡仍居中，說明條件滿足。若氣泡偏離量超過一格，應(yīng)進(jìn)行校正。2. 校正：先用腳螺旋校正偏離量的一半，再用校正針撥動水準(zhǔn)管校正螺絲使氣泡居中。反復(fù)檢驗(yàn)校正。十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)：用十字絲中點(diǎn)精確瞄準(zhǔn)一點(diǎn)狀目標(biāo)，固定豎直制動螺旋后，用微動螺旋使望遠(yuǎn)鏡上、下移動。若點(diǎn)沿豎絲移動，則滿足條件

13、，否則需校正。2. 校正：打開目鏡護(hù)蓋，松開十字絲分劃板固定螺絲，旋轉(zhuǎn)十字絲分劃板到正確位置后，再旋緊固定螺絲，蓋上護(hù)蓋。反復(fù)檢驗(yàn)校正。視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)：選擇高差不大相距約60米的A、B兩點(diǎn)，在其中點(diǎn)安置儀器， A點(diǎn)設(shè)標(biāo)志， B點(diǎn)橫放一根直尺，并使A點(diǎn)、 B尺和儀器的高度大致相同。盤左瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在B尺讀數(shù)為B1。盤右操作讀數(shù)為B2 。若B1與B2重合，則滿足條件，否則計(jì)算視準(zhǔn)誤差c= B1B2/4D，若c60時(shí)應(yīng)進(jìn)行校正。2. 校正：盤右位置保持B尺不動，在B尺上定出B3點(diǎn)，使B2B3 = B1B2 /4 ，用校正針撥十字絲校正螺絲，一松一緊，平移十

14、字絲分劃板，直到十字絲交點(diǎn)與B3點(diǎn)重合，最后旋緊螺絲。反復(fù)檢驗(yàn)校正。橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正1.檢驗(yàn)：在距墻30米處安置儀器，盤左瞄準(zhǔn)墻上一個明顯高點(diǎn)P，仰角應(yīng)大于30。固定照準(zhǔn)部，將望遠(yuǎn)鏡大致放平。在墻上標(biāo)出十字絲中點(diǎn)所對位置P1；盤右同法標(biāo)出P2。若P1與P2重合則滿足條件，否則當(dāng)橫軸誤差為i 20時(shí)需校正。2. 校正：找出P1與P2的中點(diǎn)PZ，打開支架護(hù)蓋，旋轉(zhuǎn)支架內(nèi)的校正螺絲，使橫軸一端抬高或降低，使十字絲交點(diǎn)與PZ重合。此項(xiàng)校正應(yīng)由專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行。豎軸指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正 光學(xué)對中器的檢驗(yàn)校正3.7 角度測量誤差與注意事項(xiàng)一、角度測量誤差分析1.儀器誤差：水平角測量時(shí)有照準(zhǔn)部偏心誤差、視準(zhǔn)誤差、橫軸誤差，它們可盤左盤右觀測取平均值消除；還有度盤刻劃不均勻誤差，可采用配置度盤讀數(shù)的方法減弱其影響；豎軸傾斜誤差無法采用觀測方法減弱或消除，應(yīng)嚴(yán)格檢校水準(zhǔn)管和仔細(xì)整平。豎直角測量時(shí)有豎盤指標(biāo)差，盤左盤右觀測取平均值可消除。2.觀測誤差：有對中誤差，其可采取強(qiáng)制歸心或加改正數(shù)的方法消除；目標(biāo)偏心誤差，盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部，計(jì)算改正數(shù)；照準(zhǔn)誤差，是偶然誤差；讀數(shù)誤差，取決于儀器讀數(shù)設(shè)備。應(yīng)選擇微風(fēng)多云、空氣清晰度好、大氣湍流不嚴(yán)重的條件下觀測。二、角度觀測注意事項(xiàng) 安置儀器高度適中，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部及使用各種螺旋時(shí)，用力要輕；