第03章角度測量水平角及豎直角

第3章角度測量§3.4

水平角測量方法§3.4水平角測量方法測回法，方向觀測法。(1)測回法觀測兩個方向之間的單角，一測回操作步驟：盤左：照準(zhǔn)A點→配水平盤→讀數(shù)→順時針轉(zhuǎn)C點→讀數(shù)；盤右：照準(zhǔn)C點→讀數(shù)→逆時針轉(zhuǎn)A點→讀數(shù)。測回法觀測水平角的記錄格式

測回法觀測手簿測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回角值備注1234°‘"5°‘"6°‘"7°‘"8

第一測回2左右右左第二測回2131313130012009145009133002714500180113091333091331590112418144309133060145002701148913312913309913312(2)方向觀測法觀測三個及以上方向用，一測回操作步驟：選擇標(biāo)志十分清晰的點作零方向，如A點。盤左照準(zhǔn)A點→配水平度盤盤左(順時針)：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)(盤左歸零)。盤右(逆時針)：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)(盤右歸零)。方向觀測法觀測水平角記錄格式(3)方向觀測法的限差《城市測量規(guī)范》規(guī)定的限差。照準(zhǔn)點垂直角超過±3°時，該方向2C較差按同一觀測時段內(nèi)相鄰測回比較。

角值123456789?＇"方向觀測法觀測手簿測站覘點水平度盤讀數(shù)盤左盤右2c平均讀數(shù)一測回歸零方向值各測回平均方向值?＇"?＇"?＇"?＇"?＇""第1測回O第2測回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，不要用手扶三腳架；轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡前，應(yīng)先松開制動螺旋，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(biāo)間高低相差較大時，更應(yīng)注意整平儀器。4)照準(zhǔn)標(biāo)志應(yīng)豎直，用十字絲交點瞄準(zhǔn)標(biāo)桿或測釬底部。5)記錄要清楚，應(yīng)當(dāng)場計算，發(fā)現(xiàn)錯誤，立即重測。6)一測回水平角觀測中，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)重新整平與對中儀器，重新觀測?！?.5豎直角測量方法(1)豎直角的用途

將觀測的傾斜距離化算為水平距離或計算三角高程。1)傾斜距離化算為水平距離

D=Scosα2)三角高程計算

hAB=Ssinα+i-vHB=HA+hAB(2)豎盤構(gòu)造豎盤固定在望遠(yuǎn)鏡橫軸一端并與望遠(yuǎn)鏡連接在一起，豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起繞橫軸旋轉(zhuǎn)，豎盤面垂直于橫軸。豎盤讀數(shù)指標(biāo)與豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器連接在一起，望遠(yuǎn)鏡置于盤左，豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時，豎盤讀數(shù)應(yīng)為90°。

(3)豎直角的計算

盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°(4)豎盤指標(biāo)差

豎盤指標(biāo)差——望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平豎盤讀數(shù)相對于正確值(90°(盤左)或270°(盤右))角度的偏差x。盤左豎直角：α=90°＋x－L=αL

＋x，左加；盤右豎直角：α=R－(270°＋x)=αR

－x，右減；指標(biāo)差：x=(αR

－αL

)/2=(L+R-360)/2；盤左盤右取平均：α=(αL

＋αR

)/2，抵消豎盤指標(biāo)差。(5)豎直角觀測

：安置儀器：對中，整平

中絲切目標(biāo)：盤左讀L，得

L=90-L盤右讀R，得

R=R-270注意：使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中或補償開關(guān)置ONAB豎直角觀測手簿與計算盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°指標(biāo)差：

x=(αR

－αL

)/2盤左盤右取平均：α=(αL

＋αR

)/2天頂距同一豎直面內(nèi)，視線與鉛垂線間的夾角Z。Z

天頂距等于盤左時的豎盤讀數(shù)。Z=90

-

=90

-（90

-L）Z=L(6)豎盤指標(biāo)自動歸零補償器

儀器豎盤光路中安裝補償器，代替豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內(nèi)時,通過補償器能讀到相當(dāng)于豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡居中時的讀數(shù)?！?.6經(jīng)緯儀的檢驗和校正(1)經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的關(guān)系視準(zhǔn)軸CC、橫軸HH、管水準(zhǔn)器軸LL、豎軸VV。軸線應(yīng)滿足的關(guān)系①LL⊥VV②

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

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

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

十字絲豎絲⊥HH的檢驗與校正檢驗：用十字絲交點精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處一目標(biāo)P，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡微動螺旋，目標(biāo)點始終不離開豎絲時，表明二者垂直。③CC⊥HH的檢驗與校正檢驗：平坦場地，選相距約100m的A，B兩點儀器安置于A，B連線的中點A點設(shè)置與儀器等高的標(biāo)志B點設(shè)置與儀器等高的水平標(biāo)尺，垂直于視線OB盤左瞄A點,固定照準(zhǔn)部縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,瞄B尺讀數(shù)B1盤右瞄A點,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點向B1點量取B1B2/4長度定出B3點，OB3⊥HH用校正針撥動十字絲環(huán)的左右一對校正螺絲→十字絲交點與B3點重合完成校正后，應(yīng)重復(fù)上述的檢驗操作直至滿足C<60″為止。④

HH⊥VV的檢驗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，必須校正檢驗：高墻上固定清晰照準(zhǔn)標(biāo)志P距墻面20m～30m安置經(jīng)緯儀盤左瞄準(zhǔn)P點，固定照準(zhǔn)部；望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平墻面定出P1點縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,盤右瞄準(zhǔn)P點固定照準(zhǔn)部，望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸水平，墻面上定出P2點，橫軸誤差為：⑤豎盤指標(biāo)差x=0的檢驗與校正檢驗：安置好儀器，盤左、盤右觀測某清晰目標(biāo)豎直角一測回，計算指標(biāo)差x盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°指標(biāo)差：x=(αR

－αL

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

此時，豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)氣泡必然不再居中，用校正針撥動豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器校正螺絲，使氣泡居中，該項校正需要反復(fù)進行。⑥光學(xué)對中器的視準(zhǔn)軸與豎軸重合的檢驗與校正檢驗：地面上放置白紙，白紙上畫十字形的標(biāo)志，以標(biāo)志點P為對中標(biāo)志安置儀器，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180°，點像偏離對中器分劃板中心到P’時，對中器視準(zhǔn)軸與豎軸不重合，需要校正。校正：在白紙上定出P’與P點的中點O，轉(zhuǎn)動對中器校正螺絲使對中器分劃板中心對準(zhǔn)O點。需要反復(fù)進行?！?.7水平角測量的誤差分析儀器誤差,對中與目標(biāo)偏心誤差,觀測誤差,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)一周掃出兩個圓錐面雙盤位方向觀測取平均可消除視準(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可消除橫軸誤差的影響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偏離水平面δ角無論盤左或盤右觀測，傾斜方向都一樣，豎軸誤差不能用雙盤位觀測取平均值的方法消除，觀測前應(yīng)嚴(yán)格檢校儀器，觀測時保持照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中，觀測過程中氣泡偏離量<一格，否則應(yīng)重新進行對中整平操作。4)照準(zhǔn)部偏心誤差和分劃不均勻誤差照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平盤分劃中心，不重合產(chǎn)生的測角誤差；盤左盤右觀測取平均可消除其影響。度盤最小分劃間隔不相等而產(chǎn)生的測角誤差，各測回零方向根據(jù)測回數(shù)n，按照180°/n變換水平度盤位置→削弱該誤差影響。(2)對中誤差與目標(biāo)偏心誤差

1)對中誤差

對中點B’偏離測點標(biāo)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(biāo)偏心誤差

照準(zhǔn)點所豎目標(biāo)與地面點標(biāo)志中心不在同一鉛垂線上偏差e1對水平角觀測的影響為γθ1=90°時，γ取得最大值與瞄準(zhǔn)方向垂直的目標(biāo)偏心e1對水平方向觀測的影響最大(3)觀測誤差

1)瞄準(zhǔn)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(yuǎn)鏡觀測時最小分辨視角可減小V倍m