第03章角度測(cè)量水平角及豎直角

第3章角度測(cè)量§3.4

水平角測(cè)量方法§3.4水平角測(cè)量方法測(cè)回法，方向觀(guān)測(cè)法。(1)測(cè)回法觀(guān)測(cè)兩個(gè)方向之間的單角，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)針轉(zhuǎn)A點(diǎn)→讀數(shù)。測(cè)回法觀(guān)測(cè)水平角的記錄格式

測(cè)回法觀(guān)測(cè)手簿測(cè)站豎盤(pán)位置目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值各測(cè)回角值備注1234°‘"5°‘"6°‘"7°‘"8

第一測(cè)回2左右右左第二測(cè)回2131313130012009145009133002714500180113091333091331590112418144309133060145002701148913312913309913312(2)方向觀(guān)測(cè)法觀(guān)測(cè)三個(gè)及以上方向用，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)：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)：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)。方向觀(guān)測(cè)法觀(guān)測(cè)水平角記錄格式(3)方向觀(guān)測(cè)法的限差《城市測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的限差。照準(zhǔn)點(diǎn)垂直角超過(guò)±3°時(shí)，該方向2C較差按同一觀(guān)測(cè)時(shí)段內(nèi)相鄰測(cè)回比較。

角值123456789?＇"方向觀(guān)測(cè)法觀(guān)測(cè)手簿測(cè)站覘點(diǎn)水平度盤(pán)讀數(shù)盤(pán)左盤(pán)右2c平均讀數(shù)一測(cè)回歸零方向值各測(cè)回平均方向值?＇"?＇"?＇"?＇"?＇""第1測(cè)回O第2測(cè)回OCDBACΔΔCABDC00054792748142311828846300004218000242592730322310010846061800018-12+6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24000397927391423109288461800030（00034）

0000079270514230352884544

0000079265914230292884547

90010616927542323130184648900100270004834927365231001984636270003690005716927452323115184642900048

0000079265314230232884550

（900052）7926596303301461518711413-6+12(4)水平角觀(guān)測(cè)的注意事項(xiàng)1)儀器高度與觀(guān)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)，不要用手扶三腳架；轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡前，應(yīng)先松開(kāi)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(guān)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，用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測(cè)釬底部。5)記錄要清楚，應(yīng)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(guān)測(cè)中，不得再調(diào)照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡，氣泡偏離中央>2格，應(yīng)重新整平與對(duì)中儀器，重新觀(guān)測(cè)。§3.5豎直角測(cè)量方法(1)豎直角的用途

將觀(guān)測(cè)的傾斜距離化算為水平距離或計(jì)算三角高程。1)傾斜距離化算為水平距離

D=Scosα2)三角高程計(jì)算

hAB=Ssinα+i-vHB=HA+hAB(2)豎盤(pán)構(gòu)造豎盤(pán)固定在望遠(yuǎn)鏡橫軸一端并與望遠(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)面垂直于橫軸。豎盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)與豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器連接在一起，望遠(yuǎn)鏡置于盤(pán)左，豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)，豎盤(pán)讀數(shù)應(yīng)為90°。

(3)豎直角的計(jì)算

盤(pán)左豎直角：αL=90°－L盤(pán)右豎直角：αR=R－270°(4)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(90°(盤(pán)左)或270°(盤(pán)右))角度的偏差x。盤(pán)左豎直角：α=90°＋x－L=αL

＋x，左加；盤(pán)右豎直角：α=R－(270°＋x)=αR

－x，右減；指標(biāo)差：x=(αR

－αL

)/2=(L+R-360)/2；盤(pán)左盤(pán)右取平均：α=(αL

＋αR

)/2，抵消豎盤(pán)指標(biāo)差。(5)豎直角觀(guān)測(cè)

：安置儀器：對(duì)中，整平

中絲切目標(biāo)：盤(pán)左讀L，得

L=90-L盤(pán)右讀R，得

R=R-270注意：使豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中或補(bǔ)償開(kāi)關(guān)置ONAB豎直角觀(guān)測(cè)手簿與計(jì)算盤(pán)左豎直角：αL=90°－L盤(pán)右豎直角：αR=R－270°指標(biāo)差：

x=(αR

－αL

)/2盤(pán)左盤(pán)右取平均：α=(αL

＋αR

)/2天頂距同一豎直面內(nèi)，視線(xiàn)與鉛垂線(xiàn)間的夾角Z。Z

天頂距等于盤(pán)左時(shí)的豎盤(pán)讀數(shù)。Z=90

-

=90

-（90

-L）Z=L(6)豎盤(pán)指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器

儀器豎盤(pán)光路中安裝補(bǔ)償器，代替豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器儀器豎軸偏離鉛垂線(xiàn)的角度在一定范圍內(nèi)時(shí),通過(guò)補(bǔ)償器能讀到相當(dāng)于豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時(shí)的讀數(shù)。§3.6經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正(1)經(jīng)緯儀的軸線(xiàn)及其應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系視準(zhǔn)軸CC、橫軸HH、管水準(zhǔn)器軸LL、豎軸VV。軸線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系①LL⊥VV②

十字絲豎絲⊥HH③CC⊥HH④HH⊥VV⑤豎盤(pán)指標(biāo)差x=0⑥光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸與豎軸重合

經(jīng)緯儀的軸線(xiàn)(2)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正①LL⊥VV的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)：圓水準(zhǔn)氣泡居中，初平儀器。管水準(zhǔn)器軸平行于一對(duì)腳螺旋，居中氣泡，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，氣泡居中，則LL⊥VV

。校正——校正針撥動(dòng)管水準(zhǔn)器一端校正螺絲，使氣泡向中央移動(dòng)偏距的一半，余下一半通過(guò)旋轉(zhuǎn)與管水準(zhǔn)器軸平行的一對(duì)腳螺旋完成。②

十字絲豎絲⊥HH的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)：用十字絲交點(diǎn)精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處一目標(biāo)P，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，目標(biāo)點(diǎn)始終不離開(kāi)豎絲時(shí)，表明二者垂直。③CC⊥HH的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)：平坦場(chǎng)地，選相距約100m的A，B兩點(diǎn)儀器安置于A，B連線(xiàn)的中點(diǎn)A點(diǎn)設(shè)置與儀器等高的標(biāo)志B點(diǎn)設(shè)置與儀器等高的水平標(biāo)尺，垂直于視線(xiàn)OB盤(pán)左瞄A點(diǎn),固定照準(zhǔn)部縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,瞄B尺讀數(shù)B1盤(pán)右瞄A點(diǎn),固定照準(zhǔn)部縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,瞄B尺讀數(shù)B2B1≠B2需要校正校正：由B2點(diǎn)向B1點(diǎn)量取B1B2/4長(zhǎng)度定出B3點(diǎn)，OB3⊥HH用校正針撥動(dòng)十字絲環(huán)的左右一對(duì)校正螺絲→十字絲交點(diǎn)與B3點(diǎn)重合完成校正后，應(yīng)重復(fù)上述的檢驗(yàn)操作直至滿(mǎn)足C<60″為止。④

HH⊥VV的檢驗(yàn)與校正橫軸不垂直于豎直，偏離正確位置的角值i——橫軸誤差

i>20″時(shí)，必須校正檢驗(yàn)：高墻上固定清晰照準(zhǔn)標(biāo)志P距墻面20m～30m安置經(jīng)緯儀盤(pán)左瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，固定照準(zhǔn)部；望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平墻面定出P1點(diǎn)縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,盤(pán)右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)固定照準(zhǔn)部，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平，墻面上定出P2點(diǎn)，橫軸誤差為：⑤豎盤(pán)指標(biāo)差x=0的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)：安置好儀器，盤(pán)左、盤(pán)右觀(guān)測(cè)某清晰目標(biāo)豎直角一測(cè)回，計(jì)算指標(biāo)差x盤(pán)左豎直角：αL=90°－L盤(pán)右豎直角：αR=R－270°指標(biāo)差：x=(αR

－αL

)/2校正：消除了指標(biāo)差的盤(pán)右豎盤(pán)正確讀數(shù)為R－x旋轉(zhuǎn)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋，使豎盤(pán)讀數(shù)為R－x

此時(shí)，豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡必然不再居中，用校正針撥動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)管水準(zhǔn)器校正螺絲，使氣泡居中，該項(xiàng)校正需要反復(fù)進(jìn)行。⑥光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸與豎軸重合的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)：地面上放置白紙，白紙上畫(huà)十字形的標(biāo)志，以標(biāo)志點(diǎn)P為對(duì)中標(biāo)志安置儀器，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180°，點(diǎn)像偏離對(duì)中器分劃板中心到P’時(shí)，對(duì)中器視準(zhǔn)軸與豎軸不重合，需要校正。校正：在白紙上定出P’與P點(diǎn)的中點(diǎn)O，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)中器校正螺絲使對(duì)中器分劃板中心對(duì)準(zhǔn)O點(diǎn)。需要反復(fù)進(jìn)行。§3.7水平角測(cè)量的誤差分析儀器誤差,對(duì)中與目標(biāo)偏心誤差,觀(guān)測(cè)誤差,外界環(huán)境影響。(1)儀器誤差

1)視準(zhǔn)軸誤差

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)圓錐面雙盤(pán)位方向觀(guān)測(cè)取平均可消除視準(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(guān)測(cè)取平均可消除橫軸誤差的影響3)豎軸誤差

豎軸VV偏離鉛垂線(xiàn)的偏差δ——豎軸誤差造成水平度盤(pán)偏離水平面δ角無(wú)論盤(pán)左或盤(pán)右觀(guān)測(cè)，傾斜方向都一樣，豎軸誤差不能用雙盤(pán)位觀(guān)測(cè)取平均值的方法消除，觀(guān)測(cè)前應(yīng)嚴(yán)格檢校儀器，觀(guān)測(cè)時(shí)保持照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中，觀(guān)測(cè)過(guò)程中氣泡偏離量<一格，否則應(yīng)重新進(jìn)行對(duì)中整平操作。4)照準(zhǔn)部偏心誤差和分劃不均勻誤差照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平盤(pán)分劃中心，不重合產(chǎn)生的測(cè)角誤差；盤(pán)左盤(pán)右觀(guān)測(cè)取平均可消除其影響。度盤(pán)最小分劃間隔不相等而產(chǎn)生的測(cè)角誤差，各測(cè)回零方向根據(jù)測(cè)回?cái)?shù)n，按照180°/n變換水平度盤(pán)位置→削弱該誤差影響。(2)對(duì)中誤差與目標(biāo)偏心誤差

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(guān)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)所豎目標(biāo)與地面點(diǎn)標(biāo)志中心不在同一鉛垂線(xiàn)上偏差e1對(duì)水平角觀(guān)測(cè)的影響為γθ1=90°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(guān)測(cè)的影響最大(3)觀(guān)測(cè)誤差

1)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(guān)測(cè)時(shí)最小分辨視角可減小V倍m