《2角度測量》培訓(xùn)課件

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

，C兩點鉛垂面與過B

，A兩點鉛垂面兩面角B點，水平安置刻度圓盤(順時針注記)測出BA方向的度盤讀數(shù)a

BC方向的度盤讀數(shù)c水平角β=c－a2.1角度測量的原理2.豎直角測量原理豎直面內(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)安置刻度圓盤視線水平時，豎盤讀數(shù)為90o視線傾斜時，豎盤讀數(shù)為L視線方向的豎直角α=90o－L國產(chǎn)光學(xué)經(jīng)緯儀型號DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30DJ——“大地測量”和“經(jīng)緯儀”07，1，2，6，30——一測回方向觀測中誤差秒數(shù)按照度盤刻度和讀數(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)測經(jīng)緯儀方向經(jīng)緯儀——地表測量復(fù)測經(jīng)緯儀——光線較暗的地下工程測量2.2角度測量工具DJ6級方向光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)基座，水平度盤，照準部(1)基座

腳螺旋,圓水準氣泡——粗平儀器水平度盤旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套中儀器固定于基座上(2)水平度盤圓環(huán)形光學(xué)玻璃盤片盤片邊緣刻劃順時針注記0o~360o角度值(3)照準部水平度盤上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱豎軸、U形支架、望遠鏡照準部管水準器橫軸、豎盤指標管水準器讀數(shù)裝置，豎軸VV——照準部旋轉(zhuǎn)軸水平度盤變換螺旋各廠生產(chǎn)的DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀水平度盤變換螺旋的操作方法有一定的差異。2.DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置度盤，光路系統(tǒng)，測微器水平度盤和豎盤分劃線，經(jīng)棱鏡，透鏡成像顯示在望遠鏡旁讀數(shù)顯微鏡內(nèi)——有測微尺讀數(shù)，單平板玻璃讀數(shù)兩種裝置。雙平板玻璃(或雙光楔)測微器對徑180°分劃線為讀數(shù)指標同時讀取度盤對徑180°兩端分劃線處讀數(shù)的平均值消除度盤偏心誤差的影響，提高讀數(shù)精度一次只能讀取一個度盤讀數(shù)改進后的讀數(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測量度盤讀數(shù)，顯示窗顯示結(jié)果1)電子經(jīng)緯儀的測角原理三種測角系統(tǒng)——編碼度盤、光柵度盤、動態(tài)測角(1)編碼度盤玻璃圓盤，刻劃n個同心圓環(huán)每個同心圓環(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)——編碼一個編碼包含圓心角——δ=360÷2n(角度分辨率)編碼度盤可分辨的最小角度向圓心方向，其余n-1個碼道圓環(huán)分別被等分——2n-1，2n-2,……21個編碼作用——確定當前方向位于外環(huán)碼道的絕對位置n=4時，24=16，角度分辨率δ=360÷16=22o30'向圓心方向，其余3個碼道編碼數(shù)依次為23=8，22=4，21=2每碼道安置發(fā)光二極管，對稱側(cè)安置光敏二極管發(fā)光管光線通過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獲得該方向的二進制代碼4碼道編碼度盤——δ=22o30'，精度太低提高碼道數(shù)——減小δ如，n=16，δ=360÷216=0o00'19.78"度盤半徑不變增加碼道數(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不易達到較高測角精度現(xiàn)常用單碼道編碼度盤度盤外環(huán)刻劃無重復(fù)碼段二進制編碼發(fā)光管照射編碼度盤接收管獲取度盤位置編碼信息送微處理器譯碼為實際角值并顯示(2)光柵度盤測角系統(tǒng)玻璃圓盤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,光柵度盤隨照準部轉(zhuǎn)動,形成莫爾條紋照準部轉(zhuǎn)動一條刻線莫爾條紋則向上或下移動一周期光敏二極管產(chǎn)生正弦規(guī)律變化電信號整形電信號→成矩形脈沖信號對矩形脈沖信號計數(shù)求得度盤旋轉(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倍細分紋距w——提高測角精度——電源開/關(guān)鍵。6個鍵均有兩種功能一般執(zhí)行鍵上字符的第一功能(測角操作)+其余鍵，執(zhí)行鍵下字符第二功能(測距操作)——右/左旋水平角選擇右旋——水平度盤順時針注記，讀數(shù)前字符“HR”左旋——水平度盤為逆時針注記，讀數(shù)前字符“HL”——水平度盤讀數(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——對中，整平使儀器豎軸位于過測站點的鉛垂線上水平盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內(nèi)方法——垂球?qū)χ?，光學(xué)對中打開三腳架腿，調(diào)整長度使腳架高度適于觀測者高度張開三腳架，安置在測站上，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齊三腳架頭的中心旋緊連接螺旋經(jīng)緯儀光學(xué)對中器目鏡對光，物鏡對光粗對中——手握三腳架，觀察光學(xué)對中器移動三腳架，使對中標志基本對準測站點中心腳尖踩入土中精對中——旋轉(zhuǎn)腳螺旋對中，對中誤差≤±1mm粗平——伸縮腳架腿，圓水準氣泡居中精平——轉(zhuǎn)動照準部，旋轉(zhuǎn)腳螺旋使管水準氣泡，在相互垂直的兩個方向居中精平操作會略微破壞已完成的對中關(guān)系再次精對中——旋松連接螺旋，觀察光學(xué)對中器平移儀器基座(注意，不要有旋轉(zhuǎn)運動)對中標志準確對準測站點中心，擰緊連接螺旋旋轉(zhuǎn)照準部，相互垂直兩方向檢查管水準氣泡居中否則從再次精對中開始重復(fù)操作。2)瞄準和讀數(shù)測角照準標志——豎立于測點的標桿測釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌水平角測量，望遠鏡十字絲豎絲瞄準照準標志(1)目鏡對光——望遠鏡對向明亮背景轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲清晰(2)粗瞄目標——望遠鏡粗瞄器瞄準目標(3)精瞄目標——從望遠鏡觀察旋轉(zhuǎn)水平螺旋、垂直微動螺旋(4)讀數(shù)——打開度盤照明反光鏡，調(diào)整開度、方向測回法，方向觀測法1.測回法觀測兩個方向間單角，一測回操作步驟：盤左：照準A點→配水平盤→讀數(shù)→順時針轉(zhuǎn)C點→讀數(shù)盤右：照準C點→讀數(shù)→逆時針(左旋)轉(zhuǎn)A點→讀數(shù)2.3水平角測量方法2.方向觀測法觀測三個及以上方向，一測回操作步驟：選擇標志十分清晰的點作零方向，如A點盤左照準A點→配水平度盤盤左(順時針/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)(盤左歸零)盤右(逆時針/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)(盤右歸零)3.方向觀測法限差《工程測量規(guī)范》規(guī)定——照準點垂直角超過±3o時該方向2C較差按同一觀測時段內(nèi)相鄰測回比較。4.水平角觀測的注意事項(1)

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

精確對中，尤其對短邊測角(3)

觀測目標間高低相差較大時，更應(yīng)注意整平儀器(4)

照準標志應(yīng)豎直,十字絲交點瞄準標桿或測釬底部(5)

記錄要清楚，當場計算，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測(6)

一測回水平角觀測，不能再調(diào)照準部管水準氣泡氣泡偏離中央>2格，重新整平與對中儀器，重新觀測1.豎盤構(gòu)造豎盤固定于望遠鏡橫軸一端，與望遠鏡連接在一起豎盤隨望遠鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，豎盤面⊥橫軸豎盤讀數(shù)指標與豎盤指標管水準器連在一起望遠鏡盤左,豎盤指標管水準氣泡居中,豎盤讀數(shù)=90°

2.4豎直角測量方法2.豎直角計算公式盤左豎直角：αL=90o－L盤右豎直角：αR=R－270o豎盤指標差

豎盤指標差——望遠鏡視準軸水平豎盤讀數(shù)相對于正確值(90o/盤左或270o/盤右)角度的偏差——x(偏向物鏡端時，x>0)盤左豎直角——α=90o＋x－L=αL

＋x，(左加)盤右豎直角——α=R－(270o＋x)=αR

－x

，(右減)指標差——x=(αR

－αL

)/2左右取平均——α=(αL

＋αR

)/2，抵消豎盤指標差。3.豎直角觀測

豎直角觀測步驟：（1）經(jīng)緯儀安置測站點，量取儀器高——I，量取覘標高——v（2）盤左瞄準目標點，十字絲切于目標頂端，讀取讀數(shù)L。（3）盤右再次瞄準目標點，讀取讀數(shù)R。盤左盤右構(gòu)成一個測回。豎直角觀測手簿與計算盤左豎直角——αL=90o－L盤右豎直角——αR=R－270o指標差——x=(αR

－αL

)/2盤左盤右取平均——α=(αL

＋αR

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

視準軸CC不垂直于橫軸HH的偏差CCC繞HH旋轉(zhuǎn)一周掃出兩個圓錐面。2.5角度測量誤差及減弱方法雙盤位方向觀測取平均——消除視準軸誤差影響。(2)橫軸誤差橫軸誤差i對水平角的影響(i)”與方向豎直角α有關(guān)雙盤位方向觀測取平均——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傾斜水平面δ角盤左或盤右觀測，傾斜方向相同豎軸誤差不能用雙盤位觀測取平均值消除觀測前應(yīng)嚴格檢校儀器觀測時保持照準部管水準氣泡居中觀測過程中氣泡偏離量應(yīng)<1格否則應(yīng)重新對中整平操作。(4)豎盤指標差氣泡不居中或檢校后有殘余誤差采用正倒鏡觀測取平均值課消除(5)度盤偏心差照準部旋轉(zhuǎn)中心與水平盤分劃中心不重合產(chǎn)生測角誤差盤左盤右觀測取平均可消除其影響(6)度盤刻畫不均勻的誤差度盤最小分劃間隔不相等產(chǎn)生測角誤差各測回零方向根據(jù)測回數(shù)n按180o/n變換水平度盤位置→削弱該誤差影響2.觀測誤差(1)對中誤差對中點B'偏離測點標志B距離e對水平角觀測的影響為δ=δ1+δ2β=180°，θ=90°，δ取得最大值e=3mm，D=100m，δ″=12.4″(2)目標偏心誤差照準點目標與地面標志中心不在同一鉛垂線上偏差e1對水平角觀測的影響為θ1=90o時，γ取得最大值與瞄準方向垂直的目標偏心e1對水平方向觀測的影響最大(3)瞄準誤差

人眼可分辨的兩個點最小視角為60"使用放大倍數(shù)為V的望遠鏡觀測時最小分辨視角可減小V倍m