土木工程測(cè)量學(xué)教程ppt(上)

角度測(cè)量測(cè)量教研室主要內(nèi)容1、水平角觀測(cè)原理2、光學(xué)經(jīng)緯儀3、經(jīng)緯儀的使用4、水平角觀測(cè)5、豎直平角觀測(cè)6、經(jīng)緯儀檢驗(yàn)7、水平角觀測(cè)誤差分析主要內(nèi)容：水平角和垂直角測(cè)量原理，DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的使用，水平角和垂直角的觀測(cè)、計(jì)算方法，角度測(cè)量的誤差分析。主要目的：了解經(jīng)緯儀測(cè)角原理，掌握測(cè)量水平角和垂直角的方法。了解經(jīng)緯儀各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件。重點(diǎn)內(nèi)容：測(cè)回法施測(cè)水平角、中絲法施測(cè)豎直角的觀測(cè)方法、經(jīng)緯儀各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件。一、水平角測(cè)量原理水平角：一點(diǎn)到兩目標(biāo)的目標(biāo)方向線同時(shí)投影到同一個(gè)水平面上的夾角，用表示，角值范圍：[0～360°)水平角度為：β=b-a觀測(cè)水平角的經(jīng)緯儀必須具備下列幾個(gè)條件：(1)能夠安置成水平的刻度圓盤和精確讀數(shù)裝置；(2)能夠在水平方向和豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的瞄準(zhǔn)設(shè)備，以精確瞄準(zhǔn)不同方向、不同高度和不同距離的目標(biāo)；(3)有能夠?qū)⒍缺P的中心安置在所測(cè)角頂點(diǎn)的鉛垂線方向上的設(shè)備。二、光學(xué)經(jīng)緯儀1、光學(xué)經(jīng)緯儀等級(jí)的劃分

光學(xué)經(jīng)緯儀按其精度劃分為ＤJ1,ＤJ2,ＤJ6,D,J分別為“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母,1,2,6分別為該經(jīng)緯儀一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù)。1972年,南京1002廠研制J07級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀1972年,南京1002廠研制J05級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀毛主席參觀我國(guó)研制的05秒級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀三角測(cè)量觀測(cè)覘標(biāo)西藏高原三角測(cè)量西安光學(xué)儀器廠——DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀徐州光學(xué)儀器廠——DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀南京1002廠——DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀北京博飛儀器有限公司——DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀WildT1光學(xué)經(jīng)緯儀(1980)2、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)正面反面結(jié)構(gòu)---基座，---水平度盤---照準(zhǔn)部1)基座

腳螺旋,圓水準(zhǔn)氣泡——整平儀器水平度盤旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套中儀器固定于基座上2)水平度盤

圓環(huán)形光學(xué)玻璃盤片盤片邊緣刻劃，順時(shí)針注記0°~360°角度值3)照準(zhǔn)部水平度盤上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱。豎軸(照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸)、U形支架、望遠(yuǎn)鏡、橫軸、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器，讀數(shù)裝置，水平度盤變換螺旋DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置包括：度盤，光路系統(tǒng)，測(cè)微器讀數(shù)裝置：測(cè)微尺讀數(shù)，單平板玻璃讀數(shù)兩種裝置DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)窗示意圖0123456光學(xué)經(jīng)緯儀系列技術(shù)參數(shù)技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1DJ2DJ6一測(cè)回水平方向中誤差不大于（）±1±2±6望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不大于（mm）604040望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)302820水準(zhǔn)管分劃值不大于水平度盤6/2mm20/2mm/2mm垂直度盤/2m/2mm/2mm主要用途二等平面控制測(cè)量及精密工程測(cè)量三、四等平面控制測(cè)量及一般工程量圖根控制測(cè)量及一般工程測(cè)量三、經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的操作包括：—瞄準(zhǔn)—讀數(shù)

對(duì)中—整平經(jīng)緯儀安置1.經(jīng)緯儀的安置

內(nèi)容——對(duì)中，整平使儀器豎軸位于過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上水平盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內(nèi)方法——垂球?qū)χ?，光學(xué)對(duì)中打開(kāi)三腳架腿，調(diào)整長(zhǎng)度使腳架高度適于觀測(cè)者高度張開(kāi)三腳架，安置在測(cè)站上，架頭大致水平取出經(jīng)緯儀放置在三腳架頭上儀器基座中心基本對(duì)齊三腳架頭的中心旋緊連接螺旋1)垂球?qū)χ蟹ò仓媒?jīng)緯儀垂球懸掛于連接螺旋中心掛鉤上調(diào)整垂球線長(zhǎng)度使垂球尖略高于測(cè)站點(diǎn)粗對(duì)中與粗平——平移三腳架使垂球尖大致對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)中心將三腳架的腳尖踩入土中精對(duì)中——稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座在架頭上移動(dòng)儀器，使垂球尖準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)旋緊連接螺旋垂球?qū)χ姓`差≤±3mm精確整平——旋轉(zhuǎn)腳螺旋在相互垂直的兩個(gè)方向使照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中2)光學(xué)對(duì)中法安置經(jīng)緯儀

光學(xué)對(duì)中器的結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中器目鏡對(duì)光與物鏡對(duì)光采用光學(xué)對(duì)中器安置經(jīng)緯儀的操作步驟如下：將儀器置于測(cè)站點(diǎn)上，架頭大致水平。粗略對(duì)中測(cè)站點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。伸縮三腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。再用腳螺旋精確整平經(jīng)緯儀。如果光學(xué)對(duì)中器分劃圈不在測(cè)站點(diǎn)上，應(yīng)松開(kāi)連接螺旋，在架頭上平移儀器，使分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。重新再整平儀器，依此反復(fù)進(jìn)行直至儀器整平后，光學(xué)對(duì)中器分劃圈對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)為止。2.瞄準(zhǔn)和讀數(shù)測(cè)角照準(zhǔn)標(biāo)志——豎立于測(cè)點(diǎn)的標(biāo)桿測(cè)釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌水平角測(cè)量，望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲瞄準(zhǔn)照準(zhǔn)標(biāo)志①目鏡對(duì)光——望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮背景轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字絲清晰②粗瞄目標(biāo)——望遠(yuǎn)鏡粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)③精瞄目標(biāo)——從望遠(yuǎn)鏡觀察旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動(dòng)螺旋④讀數(shù)——打開(kāi)度盤照明反光鏡，調(diào)整開(kāi)度、方向測(cè)回法：適用：2個(gè)方向的單角（AOB）步驟：欲用測(cè)回法測(cè)量∠AOB，先在A、B兩點(diǎn)上立好標(biāo)桿或測(cè)釬，將經(jīng)緯儀安置于O點(diǎn)后可按下列步驟進(jìn)行觀測(cè)：

1）盤左瞄準(zhǔn)左邊A，讀取b左

2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b左。則上半測(cè)回角值:β左=b左-a左測(cè)站ABOa左b左左四、水平角觀測(cè)3）倒鏡成盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b右。

4）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a右。

則下半測(cè)回角值:

β右=b右-a右

5）計(jì)算角值

若：β左-β右≤±40“（圖根級(jí)）

則有：

β=（β左+β右）/2

a右b右右測(cè)站ABO測(cè)站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回均值均值O(1)左A001200913300913315913312B914500右A1801130913330B2714500O(2)左A901124913306913309B1814430右A2701148913309B014500起始方向水平讀數(shù)對(duì)零的方法1、瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，水平制動(dòng)。2、轉(zhuǎn)動(dòng)度盤變換手輪，使水平度盤讀數(shù)為等于或略大于0°0′0″。水平度盤位置變換手輪周二實(shí)習(xí)1、實(shí)習(xí)目的：經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)2、儀器設(shè)備：一小組一臺(tái)儀器3、實(shí)習(xí)任務(wù)：每組員完成儀器安置、測(cè)一水平角，要有記錄。上一講內(nèi)容復(fù)習(xí)1、水平角定義2、水平角測(cè)量原理3、經(jīng)緯儀使用方法——安置、對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)4、測(cè)回法觀測(cè)步驟5、水平角的應(yīng)用五、豎直角觀測(cè)原理高度角——在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)方向與水平方向的夾角稱為高度角。=0°

90°，仰角為正，俯角為負(fù)；也叫垂直角。天頂距

：目標(biāo)方向與天頂方向（即鉛垂線的反方向）的夾角稱為天頂距。豎直角：高度角、天頂距都是豎直面內(nèi)的角，通稱豎直角。注：本書中的出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)“豎直角”若未作特殊說(shuō)明，皆指高度角。

天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°1、豎直度盤的構(gòu)造A．包括:豎盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管、及其豎直度盤微動(dòng)螺旋。B．特點(diǎn)：讀數(shù)指標(biāo)線固定不動(dòng)，而整個(gè)豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。C、豎盤的注記形式：有順時(shí)針與逆時(shí)針兩種。

（a）順時(shí)針注記180270

090盤左指標(biāo)線270900180盤右指標(biāo)線（b）逆時(shí)針注記

0270

18090盤左指標(biāo)線270901800盤右指標(biāo)線2、豎直角測(cè)量的方法在測(cè)站上安置、對(duì)中和整平儀器。以盤左為目標(biāo)，用望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋使十字絲橫絲準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使指標(biāo)水準(zhǔn)氣泡居中。讀數(shù)盤右瞄準(zhǔn)目標(biāo)，與盤左操作順序同。3、豎直角的計(jì)算公式A、順時(shí)針注記α左=90°-Lα右=R-270°故一測(cè)回豎直角:

α=（α左+α右）/2B、逆時(shí)針注記問(wèn)題：α左=？α右=？故有:α左=L

-90°α右=270°-R一測(cè)回豎直角:α=（α左+α右）/24、水平始讀數(shù)MO

A、定義在盤左狀態(tài)下，望遠(yuǎn)鏡視線水平是豎盤讀數(shù)為水平始讀數(shù)MO.B、計(jì)算（順時(shí)針注記）α左=MO-Lα右=R-(MO+180°)5、豎盤指標(biāo)差

A、定義由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)不是恰好等于90°或270°上，而是與90°或270°相差一個(gè)x角，稱為豎盤指標(biāo)差.180270090盤左（2）結(jié)論：取盤左盤右平均值，可消除指標(biāo)差的影響。一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動(dòng)范圍，J6≤25"、J2≤15"。B、計(jì)算公式（1）指標(biāo)差:對(duì)于順時(shí)針注記的：正確的豎直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x6、豎直角的觀測(cè)及記錄A、水平距離B、觀測(cè)高差7、豎直角應(yīng)用六、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的主要軸線:1、豎軸VV2、水準(zhǔn)管軸LL3、橫軸HH4、視準(zhǔn)軸CC5、圓水準(zhǔn)器軸L’L’LLHHCCVVL’L’1、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件A、VV⊥LL——照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校。B、HH⊥十字絲豎絲——十字絲豎絲的檢校C、HH⊥CC——視準(zhǔn)軸的檢校LLHHCCVVL’L’D．HH⊥VV——橫軸的檢校

D．豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零——指標(biāo)差的檢校

LLHHCCVVL’L’七、水平角觀測(cè)誤差分析1、儀器誤差：儀器校正的殘余誤差

視準(zhǔn)軸誤差（CC⊥HH）盤左盤右觀