第3章角度測量2

內(nèi)容提要第三章第三章角度測量

學習要點

◆水平角與垂直角觀測原理

◆光學經(jīng)緯儀的構造及度盤讀數(shù)

◆水平角觀測

◆垂直角觀測

◆經(jīng)緯儀的檢驗與校正

◆水平角觀測的誤差分析2/4/2023測量學提要一水平角與垂直角觀測原理§3-1水平角與垂直角觀測原理◆水平角觀測原理◆垂直角觀測原理兩種角度

水平角

用于確定點的平面位置（計算坐標）

豎直角

用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器

經(jīng)緯儀、電子全站儀2/4/2023測量學1.水平角觀測原理1.水平角觀測原理水平角——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=c-a2/4/2023測量學2.垂直角觀測原理2.垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°垂直角——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標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。2/4/2023測量學提要二光學經(jīng)緯儀的構造

及度盤讀數(shù)●經(jīng)緯儀的技術參數(shù)●

DJ6經(jīng)緯儀的構造●

DJ2經(jīng)緯儀§3-2光學經(jīng)緯儀的構造及度盤讀數(shù)2/4/2023測量學一.經(jīng)緯儀的技術參數(shù)一.經(jīng)緯儀的技術參數(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DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測量及精密工程測量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm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技術參數(shù)表3-12/4/2023測量學二.DJ6經(jīng)緯儀的構造二.DJ6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2/4/2023測量學1.基座1.基座腳螺旋用于整平儀器基座水平度盤照準部2/4/2023測量學2.照準部2.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(diào)焦，物鏡調(diào)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2/4/2023測量學3.水平度盤3.水平度盤水平度盤由光學玻璃制成

順時針0360刻度；

儀器整平，水平度盤水平；

水平度盤與照準部相互脫離；

改變度盤位置，要使用復測扳手或度盤變換手輪。0901802700901802702/4/2023測量學4.J6經(jīng)緯儀的

讀數(shù)裝置4.J6經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置圖3-5J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路2/4/2023測量學J6光學經(jīng)緯儀讀數(shù)J6光學經(jīng)緯儀讀數(shù)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1=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)：730424a).分微尺測微——利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。01732/4/2023測量學b).平行玻璃板測微b).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(zhuǎn)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(diào)節(jié)范圍為30分，分微尺全長刻度也等于30分。操作時，調(diào)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)：9217282/4/2023測量學水平角觀測§3-3水平角觀測一.經(jīng)緯儀的操作步驟

對中——整平——瞄準——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。2/4/2023測量學對中BCA對中——將儀器中心安置在過測站點的鉛垂線上。對中誤差3mm。垂球?qū)χ胁襟E：

粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心12cm內(nèi)；

精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。

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。2/4/2023測量學光學對中步驟圖3-14光學對中步驟：對準、調(diào)平、整平、對中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時觀測光學對點器十字分劃，使其基本對準測站標志，踩實腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學對點器精確對準測站標志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器，使圓氣泡居中；

調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動儀器，精確對中。

有時必須反復上述三步的操作。2/4/2023測量學整平123氣泡居中，3與1、2等高整平——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)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準管氣泡居中(反復)。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高1232/4/2023測量學瞄準瞄準—用望遠鏡豎絲精確瞄準目標的標志中心。操作步驟：

粗瞄、制動、調(diào)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。2/4/2023測量學測回法觀測水平角測回法觀測水平角觀測程序：

盤左瞄準J，讀數(shù)j左瞄準K，讀數(shù)k左

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JKB左=k左-j左右=k右-j右精度要求：左-右±40"取:=(左+右)2角是從起始方向(即第1方向)順時針轉(zhuǎn)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。2/4/2023測量學水平角觀測記錄起始方向第一個讀數(shù)應調(diào)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(diào)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JKB右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915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2/4/2023測量學水平角觀測記錄大角第2方向ACB第1方向水平角觀測記錄（測回法）表中盤右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時，應加360后再減。B左AC010302143342右CA3434121801118214231221422542142303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2/4/2023測量學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2/4/2023測量學垂直角觀測§3-4垂直角觀測◆垂直角觀測原理◆豎盤構造特點◆垂直角計算公式◆豎盤指標差2/4/2023測量學垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°垂直角——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標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。2/4/2023測量學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

已知斜距S、豎直角，計算平距D：圖3-20斜距化為平距(2-4-2)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2/4/2023測量學豎盤構造特點豎盤構造特點構造特點

豎盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)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。270901800盤右027018090盤左垂直度盤與讀數(shù)指標2/4/2023測量學確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-24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，保證仰角為正、俯角為負。2/4/2023測量學豎盤指標差027018090◆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◆盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標差的影響?！糁笜瞬钣嬎愎剑?/4/2023測量學垂直角觀測記錄

270090180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J1121500+2215002474438+22152222

+221511左右K1183736+2837362412202+28375822

+283747左右H84061055350275533055330

20

55340垂直角必須帶“”號。垂直角觀測記錄2/4/2023測量學經(jīng)緯儀的檢驗與校正§3-5經(jīng)緯儀的檢驗與校正◆經(jīng)緯儀的軸線及其應滿足的條件◆經(jīng)緯儀的檢驗與校正目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的幾何關系2/4/2023測量學經(jīng)緯儀的軸線橫軸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2/4/2023測量學軸線間應滿足的條件

◆水準管軸垂直于豎軸LL⊥VV

◆視準軸垂直于橫軸CC⊥HH

◆橫軸垂直于豎軸HH⊥VV

◆十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH

◆圓水準軸平行于豎軸LL∥VV軸線間應滿足的條件LLHHCCVTL’L’2/4/2023測量學二、經(jīng)緯儀的檢驗和校正（－）平盤水準管的檢驗和校正目的：使水準管軸垂直于縱軸（L⊥V）2/4/2023測量學（二）圓水準器的檢驗和校正

目的：使圓水準軸平行于縱軸（L′//V）。檢驗：根據(jù)校正后的平盤水準管，將經(jīng)緯儀整平，此時，圓水準器氣泡如不居中，則需要校正。校正：用校正針撥動圓水準器下面的校正螺絲，使圓水準器氣泡居中。2/4/2023測量學（三）十字絲的檢驗和校正1．十字絲位置的檢驗和校正目的：儀器整平后，十字絲的縱絲在鉛垂面內(nèi)，橫絲水平。2/4/2023測量學

2．視準軸的檢驗和校正目的:視準軸垂直于橫軸(C⊥H)檢驗:在大致水平方向選擇遠處一目標P,盤左,在十字絲交點附近用縱絲瞄準,水平度盤讀數(shù)為L;盤右,再瞄準P點,水平度盤讀數(shù)為R。如果│L-(R±180o)│>20”,則認為視準軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進行校正。校正:計算盤左、盤右瞄準同一目標的水平度盤讀數(shù)的盤右平均數(shù)(因檢驗時最后瞄準目標為盤右位置)r旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋,使盤右的水平度盤讀數(shù)為r,此時,十字絲縱絲必定偏離目標,用校正針旋轉(zhuǎn)左、右一對十字絲校正螺絲,使縱絲對準目標P。2/4/2023測量學（四）橫軸的檢驗和校正目的：使橫軸垂直于縱軸（H⊥V）2/4/2023測量學（五）豎盤指標差的檢驗和校正

目的：消除豎盤指標差x。檢驗：儀器整平后，盤左、盤右分別用橫絲瞄準高處一目標，各在豎盤水準管氣泡居中時讀取豎盤讀數(shù)，算得垂直角α左與α右，如果α左=α右，說明指標差為零；如果α左≠α右,即有指標差存在。求出x值,如果x值超過±30”，則需要校正。校正時,盤右（或盤左）位置瞄準原目標，轉(zhuǎn)動豎盤水準管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R’（或L’）;此時，豎盤水準氣泡不再居中，撥動豎盤水準管校正螺絲，使氣泡居中。此項檢驗和校正需反復進行，直至α左與α右的差數(shù)小于±1’為止。2/4/2023測量學（六）光學對中器的檢驗和校正光學對中器是由目鏡、分劃板、物鏡和直角棱鏡組成，分劃板刻劃圈中點與物鏡光心的連線是對中器的視準軸。光學對中器的視準軸應與儀器的縱軸重合，否則，會產(chǎn)生對中誤差，影響測角精度。

2/4/2023測量學檢驗：儀器架于一般工作高度，嚴格整平儀器，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志A。移動白紙，使對中器視場中的小圓圈中心對準標志，將照準部在水平方向旋轉(zhuǎn)180o，如果小圓圈中心偏離標志A，而得到另一點A’,則說明對中器的視準軸沒有和儀器的縱軸相重合。校正：定出A,A’兩點的中點0，轉(zhuǎn)動對中器的校正螺絲使對準0點。