《2角度測(cè)量》培訓(xùn)課件

2角度測(cè)量2.1角度測(cè)量的原理2.2角度的測(cè)量工具2.3水平角測(cè)量方法2.4豎直角測(cè)量方法2.5角度測(cè)量誤差及其消減方法1.水平角測(cè)量原理地面一點(diǎn)與兩目標(biāo)點(diǎn)連線水平面投影的夾角或過(guò)B

，C兩點(diǎn)鉛垂面與過(guò)B

，A兩點(diǎn)鉛垂面兩面角B點(diǎn)，水平安置刻度圓盤(pán)(順時(shí)針注記)測(cè)出BA方向的度盤(pán)讀數(shù)a

BC方向的度盤(pán)讀數(shù)c水平角β=c－a2.1角度測(cè)量的原理2.豎直角測(cè)量原理豎直面內(nèi)，視線與水平線的夾角視線在水平線上——仰角，豎直角>0視線在水平線下——俯角，豎直角<0鉛垂面內(nèi)安置刻度圓盤(pán)視線水平時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)為90o視線傾斜時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)為L(zhǎng)視線方向的豎直角α=90o－L國(guó)產(chǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀型號(hào)DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30DJ——“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”07，1，2，6，30——一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差秒數(shù)按照度盤(pán)刻度和讀數(shù)方式分為：光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀1.光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)方向經(jīng)緯儀和復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀方向經(jīng)緯儀——地表測(cè)量復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀——光線較暗的地下工程測(cè)量2.2角度測(cè)量工具DJ6級(jí)方向光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)基座，水平度盤(pán)，照準(zhǔn)部(1)基座

腳螺旋,圓水準(zhǔn)氣泡——粗平儀器水平度盤(pán)旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套中儀器固定于基座上(2)水平度盤(pán)圓環(huán)形光學(xué)玻璃盤(pán)片盤(pán)片邊緣刻劃順時(shí)針注記0o~360o角度值(3)照準(zhǔn)部水平度盤(pán)上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱豎軸、U形支架、望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器橫軸、豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器讀數(shù)裝置，豎軸VV——照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸水平度盤(pán)變換螺旋各廠生產(chǎn)的DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀水平度盤(pán)變換螺旋的操作方法有一定的差異。2.DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置度盤(pán)，光路系統(tǒng)，測(cè)微器水平度盤(pán)和豎盤(pán)分劃線，經(jīng)棱鏡，透鏡成像顯示在望遠(yuǎn)鏡旁讀數(shù)顯微鏡內(nèi)——有測(cè)微尺讀數(shù)，單平板玻璃讀數(shù)兩種裝置。雙平板玻璃(或雙光楔)測(cè)微器對(duì)徑180°分劃線為讀數(shù)指標(biāo)同時(shí)讀取度盤(pán)對(duì)徑180°兩端分劃線處讀數(shù)的平均值消除度盤(pán)偏心誤差的影響，提高讀數(shù)精度一次只能讀取一個(gè)度盤(pán)讀數(shù)改進(jìn)后的讀數(shù)窗口3.電子經(jīng)緯儀的構(gòu)造光電轉(zhuǎn)換原理和微處理器自動(dòng)測(cè)量度盤(pán)讀數(shù)，顯示窗顯示結(jié)果1)電子經(jīng)緯儀的測(cè)角原理三種測(cè)角系統(tǒng)——編碼度盤(pán)、光柵度盤(pán)、動(dòng)態(tài)測(cè)角(1)編碼度盤(pán)玻璃圓盤(pán)，刻劃n個(gè)同心圓環(huán)每個(gè)同心圓環(huán)——碼道，n——碼道數(shù)外環(huán)碼道圓環(huán)2n等分透光、不透光相間扇形區(qū)——編碼一個(gè)編碼包含圓心角——δ=360÷2n(角度分辨率)編碼度盤(pán)可分辨的最小角度向圓心方向，其余n-1個(gè)碼道圓環(huán)分別被等分——2n-1，2n-2,……21個(gè)編碼作用——確定當(dāng)前方向位于外環(huán)碼道的絕對(duì)位置n=4時(shí)，24=16，角度分辨率δ=360÷16=22o30'向圓心方向，其余3個(gè)碼道編碼數(shù)依次為23=8，22=4，21=2每碼道安置發(fā)光二極管，對(duì)稱側(cè)安置光敏二極管發(fā)光管光線通過(guò)透光編碼被光敏二極管接收——邏輯0光線被不透光編碼遮擋——邏輯1獲得該方向的二進(jìn)制代碼4碼道編碼度盤(pán)——δ=22o30'，精度太低提高碼道數(shù)——減小δ如，n=16，δ=360÷216=0o00'19.78"度盤(pán)半徑不變?cè)黾哟a道數(shù)n——減小碼道徑向?qū)挾韧仄湛礕TS-105N全站儀——R=35.5mmn=16，求出Δ=2.22mm，太小多碼道編碼度盤(pán)不易達(dá)到較高測(cè)角精度現(xiàn)常用單碼道編碼度盤(pán)度盤(pán)外環(huán)刻劃無(wú)重復(fù)碼段二進(jìn)制編碼發(fā)光管照射編碼度盤(pán)接收管獲取度盤(pán)位置編碼信息送微處理器譯碼為實(shí)際角值并顯示(2)光柵度盤(pán)測(cè)角系統(tǒng)玻璃圓盤(pán)徑向均勻刻劃交替透明/不透明輻射狀條紋指示光柵密度與度盤(pán)光柵相同，刻線傾斜一小角θ出現(xiàn)明暗相間的條紋——莫爾條紋指示光柵固定,光柵度盤(pán)隨照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng),形成莫爾條紋照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)一條刻線莫爾條紋則向上或下移動(dòng)一周期光敏二極管產(chǎn)生正弦規(guī)律變化電信號(hào)整形電信號(hào)→成矩形脈沖信號(hào)對(duì)矩形脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)求得度盤(pán)旋轉(zhuǎn)角值譯碼器化算為度、分、秒送顯示窗顯示。傾角θ與相鄰明暗條紋間距w的關(guān)系w=dρ'/θθ=20'，w=172d，紋距w比柵距d大172倍細(xì)分紋距w——提高測(cè)角精度——電源開(kāi)/關(guān)鍵。6個(gè)鍵均有兩種功能一般執(zhí)行鍵上字符的第一功能(測(cè)角操作)+其余鍵，執(zhí)行鍵下字符第二功能(測(cè)距操作)——右/左旋水平角選擇右旋——水平度盤(pán)順時(shí)針注記，讀數(shù)前字符“HR”左旋——水平度盤(pán)為逆時(shí)針注記，讀數(shù)前字符“HL”——水平度盤(pán)讀數(shù)鎖定鍵2)電子經(jīng)緯儀操作界面4.經(jīng)緯儀的使用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(pán)和橫軸處于水平位置，豎盤(pán)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經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中器目鏡對(duì)光，物鏡對(duì)光粗對(duì)中——手握三腳架，觀察光學(xué)對(duì)中器移動(dòng)三腳架，使對(duì)中標(biāo)志基本對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)中心腳尖踩入土中精對(duì)中——旋轉(zhuǎn)腳螺旋對(duì)中，對(duì)中誤差≤±1mm粗平——伸縮腳架腿，圓水準(zhǔn)氣泡居中精平——轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，旋轉(zhuǎn)腳螺旋使管水準(zhǔn)氣泡，在相互垂直的兩個(gè)方向居中精平操作會(huì)略微破壞已完成的對(duì)中關(guān)系再次精對(duì)中——旋松連接螺旋，觀察光學(xué)對(duì)中器平移儀器基座(注意，不要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))對(duì)中標(biāo)志準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)中心，擰緊連接螺旋旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，相互垂直兩方向檢查管水準(zhǔn)氣泡居中否則從再次精對(duì)中開(kāi)始重復(fù)操作。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)水平螺旋、垂直微動(dòng)螺旋(4)讀數(shù)——打開(kāi)度盤(pán)照明反光鏡，調(diào)整開(kāi)度、方向測(cè)回法，方向觀測(cè)法1.測(cè)回法觀測(cè)兩個(gè)方向間單角，一測(cè)回操作步驟：盤(pán)左：照準(zhǔn)A點(diǎn)→配水平盤(pán)→讀數(shù)→順時(shí)針轉(zhuǎn)C點(diǎn)→讀數(shù)盤(pán)右：照準(zhǔn)C點(diǎn)→讀數(shù)→逆時(shí)針(左旋)轉(zhuǎn)A點(diǎn)→讀數(shù)2.3水平角測(cè)量方法2.方向觀測(cè)法觀測(cè)三個(gè)及以上方向，一測(cè)回操作步驟：選擇標(biāo)志十分清晰的點(diǎn)作零方向，如A點(diǎn)盤(pán)左照準(zhǔn)A點(diǎn)→配水平度盤(pán)盤(pán)左(順時(shí)針/右旋)：瞄A讀數(shù)→瞄B讀數(shù)→瞄C讀數(shù)→瞄D讀數(shù)→再瞄A讀數(shù)(盤(pán)左歸零)盤(pán)右(逆時(shí)針/左旋)：瞄A讀數(shù)→瞄D讀數(shù)→瞄C讀數(shù)→瞄B讀數(shù)→再瞄A讀數(shù)(盤(pán)右歸零)3.方向觀測(cè)法限差《工程測(cè)量規(guī)范》規(guī)定——照準(zhǔn)點(diǎn)垂直角超過(guò)±3o時(shí)該方向2C較差按同一觀測(cè)時(shí)段內(nèi)相鄰測(cè)回比較。4.水平角觀測(cè)的注意事項(xiàng)(1)

儀器高度與觀測(cè)者身高相適應(yīng)三腳架踩實(shí)，儀器與腳架連接牢固操作儀器時(shí)，不要手扶三腳架轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡前，先松制動(dòng)螺旋使用各種螺旋時(shí)，用力應(yīng)輕(2)

精確對(duì)中，尤其對(duì)短邊測(cè)角(3)

觀測(cè)目標(biāo)間高低相差較大時(shí)，更應(yīng)注意整平儀器(4)

照準(zhǔn)標(biāo)志應(yīng)豎直,十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測(cè)釬底部(5)

記錄要清楚，當(dāng)場(chǎng)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即重測(cè)(6)

一測(cè)回水平角觀測(cè)，不能再調(diào)照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡氣泡偏離中央>2格，重新整平與對(duì)中儀器，重新觀測(cè)1.豎盤(pán)構(gòu)造豎盤(pán)固定于望遠(yuǎn)鏡橫軸一端，與望遠(yuǎn)鏡連接在一起豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，豎盤(pán)面⊥橫軸豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)與豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器連在一起望遠(yuǎn)鏡盤(pán)左,豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中,豎盤(pán)讀數(shù)=90°

2.4豎直角測(cè)量方法2.豎直角計(jì)算公式盤(pán)左豎直角：αL=90o－L盤(pán)右豎直角：αR=R－270o豎盤(pán)指標(biāo)差

豎盤(pán)指標(biāo)差——望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平豎盤(pán)讀數(shù)相對(duì)于正確值(90o/盤(pán)左或270o/盤(pán)右)角度的偏差——x(偏向物鏡端時(shí)，x>0)盤(pán)左豎直角——α=90o＋x－L=αL

＋x，(左加)盤(pán)右豎直角——α=R－(270o＋x)=αR

－x

，(右減)指標(biāo)差——x=(αR

－αL

)/2左右取平均——α=(αL

＋αR

)/2，抵消豎盤(pán)指標(biāo)差。3.豎直角觀測(cè)

豎直角觀測(cè)步驟：（1）經(jīng)緯儀安置測(cè)站點(diǎn)，量取儀器高——I，量取覘標(biāo)高——v（2）盤(pán)左瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，十字絲切于目標(biāo)頂端，讀取讀數(shù)L。（3）盤(pán)右再次瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，讀取讀數(shù)R。盤(pán)左盤(pán)右構(gòu)成一個(gè)測(cè)回。豎直角觀測(cè)手簿與計(jì)算盤(pán)左豎直角——αL=90o－L盤(pán)右豎直角——αR=R－270o指標(biāo)差——x=(αR

－αL

)/2盤(pán)左盤(pán)右取平均——α=(αL

＋αR

)/2角度測(cè)量不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差。研究誤差來(lái)源及性質(zhì)，角度測(cè)量誤差主要有儀器誤差,觀測(cè)誤差,外界條件影響。1儀器誤差(1)視準(zhǔn)軸誤差

視準(zhǔn)軸CC不垂直于橫軸HH的偏差CCC繞HH旋轉(zhuǎn)一周掃出兩個(gè)圓錐面。2.5角度測(cè)量誤差及減弱方法雙盤(pán)位方向觀測(cè)取平均——消除視準(zhǔn)軸誤差影響。(2)橫軸誤差橫軸誤差i對(duì)水平角的影響(i)”與方向豎直角α有關(guān)雙盤(pán)位方向觀測(cè)取平均——消除橫軸誤差影響。(3)豎軸誤差

豎軸VV偏離鉛垂線的偏差δ——豎軸誤差造成水平度盤(pán)傾斜水平面δ角盤(pán)左或盤(pán)右觀測(cè)，傾斜方向相同豎軸誤差不能用雙盤(pán)位觀測(cè)取平均值消除觀測(cè)前應(yīng)嚴(yán)格檢校儀器觀測(cè)時(shí)保持照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中觀測(cè)過(guò)程中氣泡偏離量應(yīng)<1格否則應(yīng)重新對(duì)中整平操作。(4)豎盤(pán)指標(biāo)差氣泡不居中或檢校后有殘余誤差采用正倒鏡觀測(cè)取平均值課消除(5)度盤(pán)偏心差照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平盤(pán)分劃中心不重合產(chǎn)生測(cè)角誤差盤(pán)左盤(pán)右觀測(cè)取平均可消除其影響(6)度盤(pán)刻畫(huà)不均勻的誤差度盤(pán)最小分劃間隔不相等產(chǎn)生測(cè)角誤差各測(cè)回零方向根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)n按180o/n變換水平度盤(pán)位置→削弱該誤差影響2.觀測(cè)誤差(1)對(duì)中誤差對(duì)中點(diǎn)B'偏離測(cè)點(diǎn)標(biāo)志B距離e對(duì)水平角觀測(cè)的影響為δ=δ1+δ2β=180°，θ=90°，δ取得最大值e=3mm，D=100m，δ″=12.4″(2)目標(biāo)偏心誤差照準(zhǔn)點(diǎn)目標(biāo)與地面標(biāo)志中心不在同一鉛垂線上偏差e1對(duì)水平角觀測(cè)的影響為θ1=90o時(shí)，γ取得最大值與瞄準(zhǔn)方向垂直的目標(biāo)偏心e1對(duì)水平方向觀測(cè)的影響最大(3)瞄準(zhǔn)誤差

人眼可分辨的兩個(gè)點(diǎn)最小視角為60"使用放大倍數(shù)為V的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)最小分辨視角可減小V倍m