建筑工程測(cè)量教學(xué)課件作者李捷斌3李捷吧

本文格式為Word版，下載可任意編輯——建筑工程測(cè)量教學(xué)課件作者李捷斌3李捷吧第三章角度測(cè)量,第一節(jié)DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用第三節(jié)水平角測(cè)量第四節(jié)豎直角觀測(cè)第五節(jié)角度測(cè)量誤差分析及留神事項(xiàng)第六節(jié)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,一、DJ６光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造由于生產(chǎn)廠家及儀器型號(hào)不同，光學(xué)經(jīng)緯儀的各部件外形不完全一樣，但其根本構(gòu)造大致一致。光學(xué)經(jīng)緯儀主要由照準(zhǔn)部、水平度盤和基座三片面組成，如圖３．１所示。

１．基座基座包括軸座、腳螺旋和連接板。腳螺旋用于整平儀器，連接板可以將儀器與三腳架通過連接螺旋固定在一起。連接螺旋下有垂球鉤，可懸掛垂球舉行垂球?qū)χ?，或用光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中，以便將儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)上。,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,２．水平度盤水平度盤是由光學(xué)玻璃制成的細(xì)致刻度盤，分劃從０°～３６０°，按順時(shí)針注記，最小間隔有１°、３０′、２０′三種，用以測(cè)量水平角。水平度盤裝在儀器豎軸上，套在度盤軸套內(nèi)。在水平角測(cè)角過程中，水平度盤不隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)。若要變更水平度盤的起始位置，可利用度盤變換手輪將度盤轉(zhuǎn)到所需要的位置。還有少數(shù)儀器采用復(fù)測(cè)裝置，當(dāng)復(fù)測(cè)扳手扳下時(shí)，照準(zhǔn)部與度盤結(jié)合在一起，度盤隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)，度盤讀數(shù)不變；

當(dāng)復(fù)測(cè)扳手扳上時(shí)，兩者相互脫離，照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就不再帶動(dòng)度盤，度盤讀數(shù)就會(huì)變更。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,３．照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是指位于水平度盤之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的片面的總稱。照準(zhǔn)部由望遠(yuǎn)鏡、豎盤裝置、讀數(shù)顯微鏡、水準(zhǔn)管、光學(xué)對(duì)中器、照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋、望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋等組成。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)所繞的幾何中心線稱為經(jīng)緯儀的豎軸，通常也將其旋轉(zhuǎn)軸稱為豎軸。照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋用于操縱照準(zhǔn)部的轉(zhuǎn)動(dòng)。

經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡與水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡大致一致，望遠(yuǎn)鏡與其旋轉(zhuǎn)軸固定在—起，安裝在照準(zhǔn)部的支梁上，并能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的幾何中心線稱為橫軸，通常也將望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸稱為橫軸。望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋（或制動(dòng)扳手）和微動(dòng)螺旋用于操縱望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,豎盤裝置用于量測(cè)豎直角，其主要部件包括豎直度盤（簡(jiǎn)稱豎盤）、豎盤指標(biāo)、豎盤水準(zhǔn)管和水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。

讀數(shù)顯微鏡用于讀取水平度盤和豎直度盤的讀數(shù)。儀器外部的光線經(jīng)反光鏡反射進(jìn)入儀器后，通過一系列透鏡和棱鏡，分別把水平度盤和豎直度盤的影像反映到讀數(shù)窗內(nèi)，然后通過讀數(shù)顯微鏡便可得到度盤影像的讀數(shù)。

光學(xué)對(duì)中器用于使水平度盤中心（通常也稱為儀器中心）位于測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上，稱為對(duì)中。對(duì)中器由目鏡、物鏡、分劃板和直角棱鏡組成。當(dāng)水平度盤處于水平位置時(shí)，假設(shè)對(duì)中器分劃板的刻劃圈中心與測(cè)點(diǎn)標(biāo)點(diǎn)相重合，那么說明儀器中心已位于測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管用于使水平度盤處于水平位置，即用來整平儀器。水準(zhǔn)管的分劃值一般為３０″／２ｍｍ。若照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)到任意位置，水準(zhǔn)管氣泡均居中，說明水平度盤已水平。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,二、SJ６光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)光學(xué)經(jīng)緯儀的水平度盤和豎直度盤都是玻璃制成的，整個(gè)圓周為３６０°，一般每隔１°（或３０′）有一刻劃線，在整度分劃線上標(biāo)有注記。度盤分劃線通過一系列的棱鏡和透鏡，成像于望遠(yuǎn)鏡旁的讀數(shù)顯微鏡內(nèi)，觀測(cè)者通過顯微鏡讀取度盤讀數(shù)。圖３．２為ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)系統(tǒng)光路圖。各種光學(xué)經(jīng)緯儀因讀數(shù)設(shè)備不同，讀數(shù)方法也不一樣，對(duì)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀，常用的有分微尺測(cè)微器和單平板玻璃測(cè)微器兩種讀數(shù)方法。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,１．分微尺測(cè)微器讀數(shù)如圖３．３所示，在讀數(shù)顯微鏡中可以看到兩個(gè)讀數(shù)窗：注有“—”（或“Ｈ”“水平”）的是水平度盤讀數(shù)窗；

注有“⊥”（或“Ｖ”“豎直”）的是豎直度盤讀數(shù)窗。每個(gè)讀數(shù)窗上刻有分成６０小格的分微尺，其長度等于度盤間隔１°的兩分劃線之間的影像寬度，因此分微尺上１小格的分劃值為１′，可估讀到０．１′。

讀數(shù)時(shí)，先讀出位于分微尺６０小格區(qū)間內(nèi)的度盤分劃線的度注記值，再以度盤分劃線為指標(biāo)，在分微尺上讀取缺乏１°的分?jǐn)?shù)，并估讀秒數(shù)（秒數(shù)只能是６的整數(shù)倍）。如圖３．３所示的水平度盤（注有Ｈ的讀數(shù)窗）的讀數(shù)是２４５°５４．２′（即２４５°５４′１２″），豎直度盤（注有Ｖ的讀數(shù)窗）的讀數(shù)應(yīng)為８７°０６．４′（即８７°０６′２４″,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,２．單平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)單平板玻璃測(cè)微器的構(gòu)造是將一塊平板玻璃與測(cè)微尺連接在一起，由豎盤支架上的測(cè)微輪來操縱。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，單平板玻璃與測(cè)微尺繞軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)平板玻璃底面垂直于光線時(shí)，如圖３．４（ａ）所示讀數(shù)窗中雙指標(biāo)線的讀數(shù)是９２°＋犪，測(cè)微尺上單指標(biāo)線的讀數(shù)為１５′；

轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使平板玻璃傾斜一個(gè)角度，光線通過平板玻璃后發(fā)生平移，如圖３．４（b）所示，當(dāng)９２°分劃線移到正好被夾在雙指標(biāo)線中間時(shí)，可以從測(cè)微尺上讀出移動(dòng)犪之后的讀數(shù)為２３′２８″。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)ＤＪ６光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,圖３．５為單平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)窗的影像，下窗為水平度盤影像，中窗為豎直度盤影像，上窗為測(cè)微尺影像。度盤最小分劃值為３０′，對(duì)應(yīng)測(cè)微尺為３０大格，１大格又分為３小格。因此測(cè)微尺上每１大格為１′，每１小格為２０″，估讀至０．１小格（２″）。讀數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使度盤某一分劃線精確地夾在雙指標(biāo)線中央，先讀出度盤分劃線上的讀數(shù)，再在測(cè)微尺上依指標(biāo)線讀出３０′以下的余數(shù)，兩者相加即為讀數(shù)結(jié)果。圖３．５（ａ）中，豎盤讀數(shù)為９２°＋１７′４０″＝９２°１７′４０″；

圖３．５（ｂ）中，水平度盤讀數(shù)為４°３０′＋１２′００″＝４°４２′００″。

無論哪種讀數(shù)方式的儀器，讀數(shù)前均應(yīng)認(rèn)清度盤在讀數(shù)窗中的位置，并正確判讀度盤和測(cè)微尺的最小分劃值。,上一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,一、安置經(jīng)緯儀舉行角度觀測(cè)時(shí)，首先要在測(cè)站上安置經(jīng)緯儀，即舉行對(duì)中和整平。對(duì)中是使儀器中心（切實(shí)說是水平度盤的中心）與測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心位于同一鉛垂線上；

整平那么是為了使水平度盤處于水平狀態(tài)。對(duì)中和整平兩個(gè)根本操作既相互影響又相互聯(lián)系。

（一）對(duì)中經(jīng)緯儀的對(duì)中方式有以下兩種。

１．垂球?qū)χ校ǎ保┰跍y(cè)站點(diǎn)上開啟三腳架，并目測(cè)使架頂中心與測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心大致對(duì)準(zhǔn)。留神此時(shí)三腳架的高度要便當(dāng)查看和讀數(shù)，架頭要大致水平，三個(gè)腳至測(cè)站點(diǎn)的距離要大致相等。

（２）開啟儀器箱，將儀器放在架頭上，并擰緊中心連接螺旋。

（３）掛上垂球，調(diào)整垂球線長度至標(biāo)志點(diǎn)的高差２～３ｍｍ。,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,（４）當(dāng)垂球尖端距測(cè)站點(diǎn)稍遠(yuǎn)時(shí)，可平移三腳架或以一只腳為中心將另外兩只腳抬起以前后推拉和左右旋轉(zhuǎn)的方式使垂球尖大致對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)，然后將架腳尖踩入土中。

（５）松開中心連接螺旋，在架頭上緩慢移動(dòng)儀器使垂球尖精確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。

用垂球?qū)χ械恼`差一般可操縱在３ｍｍ以內(nèi)，但誤差仍相對(duì)較大，一般適用于初學(xué)者或精度要求不高的處境。

２．光學(xué)對(duì)中器對(duì)中（１）在測(cè)站點(diǎn)上開啟三腳架，使架頭高度適中，并目估使架頭大致水平，而后用垂球或目估使架頭中心與測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心大致對(duì)準(zhǔn)。

（２）連接經(jīng)緯儀，調(diào)整光學(xué)對(duì)中器使對(duì)中標(biāo)志明顯及地面點(diǎn)成像明顯。,上一頁,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,（３）通過光學(xué)對(duì)中器瞄準(zhǔn)地面并輕提三腳架的兩只腳，以另一只腳為中心移動(dòng)，直至對(duì)中器分劃板的對(duì)中標(biāo)志中心與測(cè)站中心大致重合，而后放下三腳架并踩實(shí)。

（４）調(diào)理腳螺旋使測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心與對(duì)中器分劃板的對(duì)中標(biāo)志中心嚴(yán)格重合。

（５）調(diào)整三腳架的相應(yīng)架腿使圓水準(zhǔn)器氣泡大致居中。整平儀器，使照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器在相互垂直的兩個(gè)方向的氣泡都居中。

（６）檢查對(duì)中器標(biāo)志中心與觀測(cè)站標(biāo)志中心是否重合。當(dāng)偏移較小時(shí)，可稍微松開中心連接螺旋，在架頭上平移（不得旋轉(zhuǎn)）儀器，使之重合。重復(fù)（５）、（６）步，直至儀器既對(duì)中又整平。

（７）當(dāng)偏移較大時(shí)重復(fù)（３）～（６）步。

用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中的誤差一般可操縱１ｍｍ以內(nèi)。目前的經(jīng)緯儀一般均采用該種方法。,上一頁,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,（二）整平整平分為粗平和精平，概括操作程序如下。

（１）粗略整平。伸縮三腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中，此操作一般不會(huì)破壞已完成的對(duì)中關(guān)系。

（２）精確整平。如圖３．６（ａ）所示，放松照準(zhǔn)部水平制動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)管與一對(duì)腳螺旋１和２的連線平行。兩手拇指同時(shí)相向或相背旋轉(zhuǎn)一對(duì)腳螺旋使氣泡居中，氣泡移動(dòng)方向和左手大拇指運(yùn)動(dòng)方向一致。

（３）轉(zhuǎn)換度盤位置精平調(diào)整。如圖３．６（b）所示，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)９０°與腳螺旋１和２連線的方向垂直，調(diào)理第三個(gè)腳螺旋使氣泡居中。,上一頁,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,（４）對(duì)鏡檢查。將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)至對(duì)徑位置（即旋轉(zhuǎn)１８０°），檢查氣泡是否居中。若不居中（一般大于２ｍｍ），那么重復(fù)以上操作。

精平儀器后需要再次檢查對(duì)中處境，假設(shè)對(duì)中關(guān)系被破壞，就要舉行再次精確對(duì)中和精確整平操作。

光學(xué)對(duì)中的精度（≤１ｍｍ）比垂球?qū)χ械木龋ā埽常恚恚└?，更加是在風(fēng)力較大的處境下，更適合用光學(xué)對(duì)中法安置儀器。

二、照準(zhǔn)目標(biāo)照準(zhǔn)目標(biāo)就是用望遠(yuǎn)鏡十字絲分劃板的豎絲對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)標(biāo)志。概括操作步驟如下：

（１）松開照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)亮堂背景，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最明顯。

（２）利用望遠(yuǎn)鏡上的瞄準(zhǔn)器粗略對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，而后旋緊照準(zhǔn)部水平制動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋。,上一頁,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,（３）調(diào)整望遠(yuǎn)鏡物鏡調(diào)焦螺旋，使觀測(cè)標(biāo)志影像明顯，同時(shí)要留神消釋視差。

所謂視差，就是當(dāng)目鏡、物鏡對(duì)光不夠精細(xì)時(shí)，目標(biāo)的影像不在十字絲平面上，以致兩者不能被同時(shí)看清。視差的存在會(huì)影響瞄準(zhǔn)和讀數(shù)精度，務(wù)必加以檢查并消釋。檢查時(shí)用眼睛在目鏡端上、下稍微移動(dòng)，若十字絲和目標(biāo)成像有相對(duì)移動(dòng)現(xiàn)象，說明視差存在。

消釋視差的方法是留心地舉行目鏡和物鏡的調(diào)焦，直至眼睛上下移動(dòng)十字絲和目標(biāo)均不變動(dòng)為止。

（４）調(diào)整照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，使十字絲分劃板的豎絲對(duì)準(zhǔn)或夾住觀測(cè)標(biāo)志，如圖３．７所示，留神水平角觀測(cè)要盡量瞄準(zhǔn)觀測(cè)標(biāo)志的底部。,上一頁,下一頁,返回,其次節(jié)經(jīng)緯儀的使用,三、讀數(shù)開啟反光鏡，并調(diào)整其位置，使進(jìn)光亮堂平勻，然后舉行讀數(shù)顯微鏡調(diào)焦，使讀數(shù)窗分劃讀數(shù)明顯。

對(duì)于分微尺讀數(shù)裝置的儀器，可以直接讀數(shù)。對(duì)于單平板玻璃測(cè)微器的儀器，那么務(wù)必旋轉(zhuǎn)測(cè)微手輪，使度盤上的某分劃線位于雙指標(biāo)線中間后才能讀數(shù)。

豎直角讀數(shù)前，首先要看儀器是采用指標(biāo)自動(dòng)補(bǔ)償器，還是采用指標(biāo)水準(zhǔn)器。假設(shè)采用指標(biāo)水準(zhǔn)器，讀數(shù)前那么務(wù)必轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中。,上一頁,返回,第三節(jié)水平角測(cè)量,一、水平角的定義地面上一點(diǎn)至任意兩個(gè)目標(biāo)的方向線垂直投影到水平面上所成的角稱為水平角。它也是過這兩條方向線的鉛垂面所夾的兩面角。

如圖３．８所示，A、O、B是地面上不同位置的三個(gè)點(diǎn)，其沿鉛垂線投影到水平面犘上得到相應(yīng)的三個(gè)投影點(diǎn)A１、O１、B１，那么水平投影線O１A１與O１B１所構(gòu)成的角β就是地面上從O點(diǎn)至A、B兩點(diǎn)的方向線的水平角，同時(shí)還可看出它也是過犗犃、犗犅兩條方向線的鉛垂面的兩面角。

水平角的取值范圍為０°～３６０°。,下一頁,返回,第三節(jié)水平角測(cè)量,二、水平角的測(cè)量原理為了測(cè)量水平角，設(shè)想在過犗點(diǎn)的鉛垂線上，水平安置一個(gè)刻度盤（簡(jiǎn)稱為水平度盤），使刻度盤刻劃中心（稱為度盤中心）O２與點(diǎn)O在同一鉛垂線上。此時(shí)過OA、OB的鉛垂面