第3章角度測(cè)量2_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

內(nèi)容提要第三章第三章角度測(cè)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(pán)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2/4/2023測(cè)量學(xué)提要一水平角與垂直角觀測(cè)原理§3-1水平角與垂直角觀測(cè)原理◆水平角觀測(cè)原理◆垂直角觀測(cè)原理兩種角度

水平角

用于確定點(diǎn)的平面位置(計(jì)算坐標(biāo))

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

經(jīng)緯儀、電子全站儀2/4/2023測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理1.水平角觀測(cè)原理水平角——過(guò)一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)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(gè)鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤(pán)=c-a2/4/2023測(cè)量學(xué)2.垂直角觀測(cè)原理2.垂直角觀測(cè)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(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)。2/4/2023測(cè)量學(xué)提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

及度盤(pán)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§3-2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)2/4/2023測(cè)量學(xué)一.經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)一.經(jīng)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(pán)垂直度盤(pán)主要用途經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測(cè)量及精密工程測(cè)量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm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3-12/4/2023測(cè)量學(xué)二.DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造二.DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造基座、照準(zhǔn)部、水平度盤(pán)、讀數(shù)裝置基座照準(zhǔn)部2/4/2023測(cè)量學(xué)1.基座1.基座腳螺旋用于整平儀器基座水平度盤(pán)照準(zhǔn)部2/4/2023測(cè)量學(xué)2.照準(zhǔn)部2.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(pán)部分光學(xué)對(duì)點(diǎn)器復(fù)測(cè)扳手或度盤(pán)變換器望遠(yuǎn)鏡十字絲2/4/2023測(cè)量學(xué)3.水平度盤(pán)3.水平度盤(pán)水平度盤(pán)由光學(xué)玻璃制成

順時(shí)針0360刻度;

儀器整平,水平度盤(pán)水平;

水平度盤(pán)與照準(zhǔn)部相互脫離;

改變度盤(pán)位置,要使用復(fù)測(cè)扳手或度盤(pán)變換手輪。0901802700901802702/4/2023測(cè)量學(xué)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(pán)讀數(shù)光路水平度盤(pán)垂直度盤(pán)讀數(shù)光路2/4/2023測(cè)量學(xué)J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)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(pán)上1度分劃的間隔經(jīng)放大后,與分微尺全長(zhǎng)相等。分微尺全長(zhǎng)分60格,因此其最小格值為1=60。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(pán)讀數(shù):730424a).分微尺測(cè)微——利用度盤(pán)刻度線,在分微尺上讀數(shù)。01732/4/2023測(cè)量學(xué)b).平行玻璃板測(cè)微b).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(pán)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(zhǎng)刻度也等于30分。操作時(shí),調(diào)節(jié)測(cè)微手輪,使度盤(pán)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(pán)讀數(shù):9217282/4/2023測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)§3-3水平角觀測(cè)一.經(jīng)緯儀的操作步驟

對(duì)中——整平——瞄準(zhǔn)——讀數(shù)掌握對(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.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(chǎng)合、作業(yè)程序與記錄。2/4/2023測(cè)量學(xué)對(duì)中BCA對(duì)中——將儀器中心安置在過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。對(duì)中誤差3mm。垂球?qū)χ胁襟E:

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:稍微松開(kāi)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。

注意腳架頭首先要放平,三個(gè)腳螺旋基本等高;

腳架適當(dāng)踩實(shí);

垂球尖盡量接近標(biāo)志,便于判斷。2/4/2023測(cè)量學(xué)光學(xué)對(duì)中步驟圖3-14光學(xué)對(duì)中步驟:對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)中打開(kāi)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(shí)觀測(cè)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字分劃,使其基本對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志,踩實(shí)腳架;調(diào)節(jié)腳螺旋,使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)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(guò)在腳架頭上移動(dòng)儀器,精確對(duì)中。

有時(shí)必須反復(fù)上述三步的操作。2/4/2023測(cè)量學(xué)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(pán)與橫軸水平,豎盤(pán)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(guò)程中,不得再調(diào)氣泡。氣泡居中,1、2等高1232/4/2023測(cè)量學(xué)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:

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,減少由于目標(biāo)不垂直引起的方向誤差。2/4/2023測(cè)量學(xué)測(cè)回法觀測(cè)水平角測(cè)回法觀測(cè)水平角觀測(cè)程序:

盤(pán)左瞄準(zhǔn)J,讀數(shù)j左瞄準(zhǔn)K,讀數(shù)k左

盤(pán)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(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。2/4/2023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,N為測(cè)回?cái)?shù));分、秒數(shù)寫(xiě)足二位;改數(shù)時(shí)按有關(guān)規(guī)則。一測(cè)回過(guò)程中,不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤(pán)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JKB右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915測(cè)站豎盤(pán)位置目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2/4/2023測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)記錄大角第2方向ACB第1方向水平角觀測(cè)記錄(測(cè)回法)表中盤(pán)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AC010302143342右CA3434121801118214231221422542142303測(cè)站豎盤(pán)位置目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2/4/2023測(cè)量學(xué)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(chēng)“全圓測(cè)回法”。ABCDE方向觀測(cè)法零方向盤(pán)左盤(pán)右2/4/2023測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)§3-4垂直角觀測(cè)◆垂直角觀測(cè)原理◆豎盤(pán)構(gòu)造特點(diǎn)◆垂直角計(jì)算公式◆豎盤(pán)指標(biāo)差2/4/2023測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)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(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)。2/4/2023測(cè)量學(xué)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(jì)算平距D:圖3-20斜距化為平距(2-4-2)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2/4/2023測(cè)量學(xué)豎盤(pán)構(gòu)造特點(diǎn)豎盤(pán)構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)

豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

豎盤(pán)與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。

豎盤(pán)氣泡居中,指標(biāo)鉛垂。

視線水平、指標(biāo)鉛垂時(shí),豎盤(pán)讀數(shù)為常數(shù):

盤(pán)左時(shí)一般L0=90,盤(pán)右時(shí)一般R0=270。270901800盤(pán)右027018090盤(pán)左垂直度盤(pán)與讀數(shù)指標(biāo)2/4/2023測(cè)量學(xué)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(pán)讀數(shù)與垂直角計(jì)算根據(jù)度盤(pán)刻度形式,確定豎直角計(jì)算公式,保證仰角為正、俯角為負(fù)。2/4/2023測(cè)量學(xué)豎盤(pán)指標(biāo)差027018090◆豎盤(pán)指標(biāo)差——豎盤(pán)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(pán)指標(biāo)差◆盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)豎直角取平均,可消除指標(biāo)差的影響?!糁笜?biāo)差計(jì)算公式:2/4/2023測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)記錄

270090180盤(pán)左計(jì)算公式左=L-90右=270-R測(cè)站目標(biāo)豎盤(pán)位置豎盤(pán)讀數(shù)

半測(cè)回垂直角一測(cè)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(hào)。垂直角觀測(cè)記錄2/4/2023測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正§3-5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)緯儀的檢驗(yàn)與校正目的:使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的幾何關(guān)系2/4/2023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LLLLHHCCVVL’L’經(jīng)緯儀的軸線2/4/2023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LL⊥VV

◆視準(zhǔn)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(zhǔn)軸平行于豎軸LL∥VV軸線間應(yīng)滿足的條件LLHHCCVTL’L’2/4/2023測(cè)量學(xué)二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正(-)平盤(pán)水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正目的:使水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸(L⊥V)2/4/2023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(pán)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。2/4/2023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。2/4/2023測(cè)量學(xué)

2.視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正目的:視準(zhǔn)軸垂直于橫軸(C⊥H)檢驗(yàn):在大致水平方向選擇遠(yuǎn)處一目標(biāo)P,盤(pán)左,在十字絲交點(diǎn)附近用縱絲瞄準(zhǔn),水平度盤(pán)讀數(shù)為L(zhǎng);盤(pán)右,再瞄準(zhǔn)P點(diǎn),水平度盤(pán)讀數(shù)為R。如果│L-(R±180o)│>20”,則認(rèn)為視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的條件沒(méi)有得到滿足,需要進(jìn)行校正。校正:計(jì)算盤(pán)左、盤(pán)右瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)的水平度盤(pán)讀數(shù)的盤(pán)右平均數(shù)(因檢驗(yàn)時(shí)最后瞄準(zhǔn)目標(biāo)為盤(pán)右位置)r旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋,使盤(pán)右的水平度盤(pán)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。2/4/2023測(cè)量學(xué)(四)橫軸的檢驗(yàn)和校正目的:使橫軸垂直于縱軸(H⊥V)2/4/2023測(cè)量學(xué)(五)豎盤(pán)指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正

目的:消除豎盤(pán)指標(biāo)差x。檢驗(yàn):儀器整平后,盤(pán)左、盤(pán)右分別用橫絲瞄準(zhǔn)高處一目標(biāo),各在豎盤(pán)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)讀取豎盤(pán)讀數(shù),算得垂直角α左與α右,如果α左=α右,說(shuō)明指標(biāo)差為零;如果α左≠α右,即有指標(biāo)差存在。求出x值,如果x值超過(guò)±30”,則需要校正。校正時(shí),盤(pán)右(或盤(pán)左)位置瞄準(zhǔn)原目標(biāo),轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋,使豎盤(pán)讀數(shù)為R’(或L’);此時(shí),豎盤(pán)水準(zhǔn)氣泡不再居中,撥動(dòng)豎盤(pán)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α左與α右的差數(shù)小于±1’為止。2/4/2023測(cè)量學(xué)(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。

2/4/2023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(huà)一十字形的標(biāo)志A。移動(dòng)白紙,使對(duì)中器視場(chǎng)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(shuō)明對(duì)中器的視準(zhǔn)軸沒(méi)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)中器的校正螺絲使對(duì)準(zhǔn)0點(diǎn)。

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