第三章經(jīng)緯儀與角度測量2012

面向21世紀(jì)多媒體課程教材

MultimediaTextbookSeriesfor21stCentury測量學(xué)研制欒喬林TelQ：1077723EMAIL163.com

luanqiaolin@前言本課件是在眾多測量學(xué)文字教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校多年來教學(xué)實踐及野外測量經(jīng)驗研制而成。以文本、動畫、語音、圖象、圖形和視頻為基本素材，借助多媒體工具，提供全新的教學(xué)手段，內(nèi)容充實、文字流暢。本課件分為測量基礎(chǔ)篇和地籍測量篇。適用于土地資源管理、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、園林、園藝、農(nóng)學(xué)、草業(yè)科學(xué)以及城市規(guī)劃、工程管理、土木工程、水電工程等專業(yè)。由于作者水平有限，錯誤在所難免，懇請批評指正。課程目錄五、測量誤差的基本知識一、緒論

二、水準(zhǔn)測量

三、經(jīng)緯儀與角度測量

四、距離測量與直線定向測量學(xué)基礎(chǔ)

十、施工測量九、地形圖的識讀與應(yīng)用八、大比例尺地形圖測繪七、GPS技術(shù)與應(yīng)用六、小地區(qū)控制測量第三章經(jīng)緯儀與角度測量一、角度測量原理五、豎直角測量四、水平角測量二、光學(xué)經(jīng)緯儀三、電子經(jīng)緯儀課程目錄本章目錄學(xué)習(xí)提示了解角度測量的儀器和工具重點掌握：

角度測量原理經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法角度的野外施測測量成果的處理掌握概念：

水平角、豎角、對中、整平、盤左、盤右、測回法、方向觀測法、豎盤指標(biāo)差經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄一、角度測量原理水平角測量原理豎直角測量原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄一、角度測量原理水平角測量原理水平角水平角測量原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平角

地面上一點到兩目標(biāo)方向線，垂直投影在水平面上所夾的角度。

地面上兩相交直線之間的夾角地水平面上的投影。

過兩方向線所作兩豎直面的二面角。水平角β：0°~360°經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平角測量原理β=b-a水平度盤鉛垂線經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄一、角度測量原理水平角測量原理豎直角測量原理豎直角豎直角測量原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角

地面上一點至觀測目標(biāo)的方向線與水平線之間的角度。

同一豎直面內(nèi)，傾斜視線與水平線間的夾角。豎直角α：－90°~+90°仰角α：0°~+90°（正）俯角α：0°~-90°（負(fù)）經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角測量原理豎角α

=

傾斜視線讀數(shù)

-水平視線讀數(shù)鉛垂線豎直度盤經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄經(jīng)緯儀應(yīng)具備的條件：1、圓盤中心必須處于角頂點的鉛垂線上；2、有一個能置于水平位置帶刻線的圓盤；3、望遠(yuǎn)鏡不僅能在水平方向轉(zhuǎn)動?而且可以在豎直方向轉(zhuǎn)動以瞄準(zhǔn)不同方向不同高度的目標(biāo)；4、具有一個讀數(shù)設(shè)備。二、光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄常用的光學(xué)經(jīng)緯儀：DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15經(jīng)緯儀：用于測定水平角和豎直角的儀器。有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀之分。二、光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造

照準(zhǔn)部水平度盤基座經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄照準(zhǔn)部水平度盤基座DJ6

級光學(xué)經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄DJ6

級光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄照準(zhǔn)部望遠(yuǎn)鏡橫軸豎直度盤讀數(shù)顯微鏡照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管豎軸光路系統(tǒng)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄經(jīng)緯儀光路系統(tǒng)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平度盤水平度盤0°~360°水平制動螺旋水平微動螺旋經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平度盤水平度盤轉(zhuǎn)動控制裝置度盤變換手輪（方向經(jīng)緯儀）轉(zhuǎn)開保險手柄，手輪推進(jìn)轉(zhuǎn)動打開保護(hù)蓋，手輪直接轉(zhuǎn)動復(fù)測裝置（復(fù)測經(jīng)緯儀）扳上復(fù)測器，度盤與照準(zhǔn)部分離扳下復(fù)測器，度盤與照準(zhǔn)部一起轉(zhuǎn)動復(fù)測器經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄基座軸套基座腳螺旋連接板經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄目鏡水平度盤基座讀數(shù)顯微鏡經(jīng)緯儀反光鏡反光鏡望遠(yuǎn)鏡上下制動螺旋望遠(yuǎn)鏡上下微動螺旋

豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋水平制動、微動螺旋光學(xué)對中器二、光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀

DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法分微尺測微器及其讀數(shù)方法單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄分微尺測微器及其讀數(shù)方法度盤

刻劃：0°~360°

格值：

1°測微尺刻劃：0°~1°

格值：

1′

估讀：1/10格＝6″196°54′30″經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄分微尺測微器及其讀數(shù)方法度盤

刻劃：0°~360°

格值：

1°測微尺刻劃：0°~1°

格值：

1′

估讀：1/10格＝6″89°06′30″經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄HV012345601234561121138988112°54′54″89°05′18″分微尺指標(biāo)線分微尺測微器及其讀數(shù)方法度盤刻劃：0°~360°

格值：1°測微尺刻劃：0°~1°

格值：1′

估讀：1/10格＝6″HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″01234562013456

讀數(shù)練習(xí)11578787920134561161150123456115°26′42″78°17′06″115°58′24″79°04′12″VHHV單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法度盤

刻劃：0°~360°

格值：

30′測微尺刻劃：0′~30′

格值：

20″

估讀：1/4格＝5″度盤分劃應(yīng)位于雙指標(biāo)線中央。222°37′20″水平度盤經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法度盤

刻劃：0°~360°

格值：

30′測微尺刻劃：0′~30′

格值：

20″

估讀：1/4格＝5″度盤分劃應(yīng)位于雙指標(biāo)線中央。87°19′30″豎直度盤經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄平行玻璃板測微器及讀數(shù)方法5108687888912112212312451086878889121122123124雙指標(biāo)線經(jīng)緯儀讀數(shù)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄二、光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)裝置讀數(shù)方法經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄讀數(shù)裝置對鏡符合數(shù)字讀數(shù)設(shè)備對鏡符合窗整10分倍數(shù)度盤整度值測微尺整分?jǐn)?shù)整10秒數(shù)倍數(shù)讀數(shù)指標(biāo)線經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平度盤讀數(shù)窗對鏡分劃符合經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直度盤讀數(shù)窗對鏡分劃符合經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄讀數(shù)方法使對鏡分劃符合讀數(shù)對鏡符合窗整10分倍數(shù)度盤整度值測微尺分秒數(shù)讀數(shù)指標(biāo)線94°12′44″94°10′2′44″經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄水平度盤讀數(shù)256°01′54″對鏡分劃符合256°00′01′54″經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直度盤讀數(shù)78°57′15.4″對鏡分劃符合78°50′7′15.4″經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄三、電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀簡介電子經(jīng)緯儀測角原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄三、電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀簡介

電子經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)特征測角方法步驟經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄

電子經(jīng)緯儀簡介電子經(jīng)緯儀是一種用光電測角代替光學(xué)測角的儀器，可以直接測出水平角、豎直角、水平距離和高差。電子經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)、測角方法步驟與光學(xué)經(jīng)緯儀基本相同。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄三、電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀簡介電子經(jīng)緯儀測角原理

編碼度盤測角光柵度盤測角動態(tài)測角原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄編碼度盤測角經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄光柵度盤測角經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄動態(tài)測角原理經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄四、水平角測量經(jīng)緯儀的安置水平角觀測經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄四、水平角測量經(jīng)緯儀的安置

對中整平經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄對中對中的目的是使度盤中心與測站點在同一鉛垂線上。對中誤差：小于2mm經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄對中使用垂球?qū)χ袑χ械哪康氖鞘苟缺P中心與測站點在同一鉛垂線上。對中誤差：小于3mm光學(xué)對中安置三腳架于測站安放經(jīng)緯儀腳螺旋使儀器對中升降腳架使圓氣泡居中腳螺旋精確整平儀器移動經(jīng)緯儀進(jìn)行對中再精確整平、對中

以上各步需反復(fù)進(jìn)行經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄整平整平的目的是使水平度盤處于水平位置，儀器的豎軸處于鉛垂位置。左拇指法經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄整平整平誤差：小于半格經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄經(jīng)緯儀的十字絲分劃板瞄準(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、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。用水平微動完成瞄準(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。瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄單絲瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄雙絲瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄四、水平角測量經(jīng)緯儀的安置水平角觀測

測回法方向觀測法經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測回法測回法用于兩個方向的單角測量。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測回法的步驟1、盤左位置，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點。配置度盤在0度或稍大于0度，讀數(shù)記于手簿。4、逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點，讀數(shù)，并記錄。2、順時針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點，讀數(shù)記于手簿。以上為上半測回，得半測回角值3、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置，逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點，讀數(shù)記錄。5、恢復(fù)盤左位置，重新配盤，進(jìn)行下面的測回。以上為下半測回，得半測回角值且一測回角值018027090180027090測回法觀測步驟安置經(jīng)緯儀于測站O點盤左照準(zhǔn)左方向起始目標(biāo)A，水平度盤置零，讀實際讀數(shù)a盤左順時針照準(zhǔn)右方向目標(biāo)B，讀數(shù)b

β=b–a

上半測回縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右照準(zhǔn)目標(biāo)B，讀數(shù)b′盤右逆時針照準(zhǔn)目標(biāo)A，讀數(shù)a′

β′=b′–a′

下半測回經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測回法觀測精度兩個半測回角值之差≤36″β平均

=（β上

+β下）/2各測回間觀測角值之差≤24″

β平均

=（β1+β2+……

）/n經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測回法觀測精度為了提高精度，削弱度盤刻劃誤差的影響，各測回的起始方向讀數(shù)應(yīng)變換180°/n，n為計劃觀測的測回數(shù)。

例：n=3則180°/3＝60°第一測回 起始方向讀數(shù) 0°第二測回 起始方向讀數(shù) 60°第三測回 起始方向讀數(shù) 90°經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測回法觀測記錄經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄測站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測回角一測回均值均值左右左右水平角觀測記錄O（1）ABAB001068536181800124

2653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506方向觀測法方向觀測法適用于兩個以上方向水平角測量。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測步驟上半測回觀測安置經(jīng)緯儀于測站O點，水平度盤置零，盤左照準(zhǔn)左方向起始目標(biāo)A，順時針方向依次照準(zhǔn)目標(biāo)B、C、A點（歸零），分別記錄各方向讀數(shù)。下半測回觀測縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右照準(zhǔn)目標(biāo)A，逆時針方向依次照準(zhǔn)目標(biāo)C、B點，最后又回到A點分別記錄各方向讀數(shù)。

上下半測回合稱一個測回經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測計算歸零差在半測回中，兩次瞄準(zhǔn)起始方向A的讀數(shù)之差；稱為歸零誤差。

△歸零

=∣起始方向讀數(shù)-歸零方向讀數(shù)∣

一般不大于18″；

歸零差超限，應(yīng)重測。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測計算2c的計算（c為照準(zhǔn)誤差）同一目標(biāo)的盤左讀數(shù)減去盤右讀數(shù)±180°之差;

2c=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±180°)

2c一般不大于60″;若超限，可檢查重點方向，直到符合要求為止。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測計算計算盤左、盤右觀測值的平均值

β平均

=(β盤左

+β盤右±180°)/2

歸零方向值計算以0°00′00″為起始方向的方向值，計算各目標(biāo)的方向值起始方向有兩個讀數(shù)，取其平均值為起始點的方向值；各目標(biāo)的方向值減去起始點方向的平均值。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測計算計算各測回歸零方向平均值各測回同一方向的歸零方向值之差不得超過24″

；取其平均值作為各測回歸零方向的平均值；計算水平角用后一方向的方向平均值減去前一方向的方向平均值。

經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄方向法觀測記錄觀測方向不多于三個時，可以不歸零。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄五、豎直角測量豎直度盤和讀數(shù)系統(tǒng)豎直角的計算豎直角觀測經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄五、豎直角測量豎直度盤和讀數(shù)系統(tǒng)

豎直度盤讀數(shù)系統(tǒng)豎盤指標(biāo)差經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直度盤豎直度盤豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管軸豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋豎盤讀數(shù)指標(biāo)經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄讀數(shù)系統(tǒng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤讀數(shù)指標(biāo)豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動，而豎盤指標(biāo)不動，因而可得望遠(yuǎn)鏡不同位置時的讀數(shù)，從而可以計算出不同位置時的豎角豎盤注記順時針注記逆時針注記經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤讀數(shù)指標(biāo)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，指標(biāo)線讀數(shù)應(yīng)為90°或90°的整倍數(shù)，如豎盤指標(biāo)讀數(shù)與規(guī)定常數(shù)不符，其差值為豎盤指標(biāo)差。經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄五、豎直角測量豎直度盤和讀數(shù)系統(tǒng)豎直角的計算

豎直角的計算方法豎直角的計算規(guī)律經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角的計算方法α左=L始-L讀經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角的計算方法若起始讀數(shù)含有指標(biāo)差i,即L始=(90°+i)α左=(90°+i)

-L讀α左=90°-L讀+i=α左′+i經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角的計算方法α右=R讀-R始經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角的計算方法α右=R讀-(270°+i)若起始讀數(shù)含有指標(biāo)差i,即R始=(270°+i)α右=R讀-

270°-i=α右′+i經(jīng)緯儀與角度測量課程目錄本章目錄豎直角的計算方法不含指標(biāo)差i時

L始=90°

R始=270°α左=90°-L讀α右=R讀-270°α平均=（α左+

α右）/2含有指標(biāo)差i時

L始=90°+i

R始=270°+i

α左=(90°+i)-L讀α右=R讀-(270°+i)α平均=（α左+

α右）/2i

=（L讀+

R讀