第三章-水平角观测课件

第三章第三章 角度观测角度观测第三章 角度观测1本节课内容水平角测量的原理水平角测量的原理经纬仪构造经纬仪构造经纬仪的操作使用经纬仪的操作使用l对中、整平、瞄准、读数对中、整平、瞄准、读数水平角观测技术方法水平角观测技术方法l测回法测回法l方向观测法（全圆方向法）方向观测法（全圆方向法）本节课内容水平角测量的原理2水平角度测量的原理 水平角水平角：水平角水平角是指地面上一点到两个目标点是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上的夹的方向线垂直投影到水平面上的夹角，角，或者是过两条方向线的竖直面或者是过两条方向线的竖直面所夹的所夹的两面角两面角。如图所示。如图所示。水平角度测量的原理 水平角：3在在过过N N点点的的铅铅垂垂线线上上，水水平平地地安安置置一一个个有有刻刻度度的的圆圆盘盘(称称为为水水平平度度盘盘)，度度盘盘中中心心在在o o点点，过过NMNM、NPNP竖竖直直面面与与水水平平度度盘盘平平面面相相交交，在在水水平平度度盘盘上上读读数数为为a a、c c。则则mnpmnp为为所所测测得得的的水水平平角角。一一般水平度盘是般水平度盘是顺时针刻划顺时针刻划，则：，则：=c-a=c-aMPNnpm在过N点的铅垂线上，水平地安置一个有刻度的圆盘(称为水平度盘4DJ6DJ6型光学经纬仪构造型光学经纬仪构造基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部DJ6型光学经纬仪构造基座5复测装置复测装置6 DJ6 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造物镜物镜粗瞄器粗瞄器对光螺旋对光螺旋读数目镜读数目镜望远镜目镜望远镜目镜转盘手轮转盘手轮基座基座导向板导向板堵盖堵盖水准器水准器反光镜反光镜自动归零钮自动归零钮水平水平制动制动水平微动水平微动垂直制动垂直制动垂直微动垂直微动光学对中器光学对中器 DJ6级光学经纬仪的构造物镜粗瞄器对光螺旋读数目镜望远镜目72 2、读数方法、读数方法1 1、DJ6 DJ6级光学经纬仪分微尺测微器光路图级光学经纬仪分微尺测微器光路图 分微尺测微器及读数方法分微尺测微器及读数方法13453.18758.12、读数方法1、DJ6级光学经纬仪分微尺测微器光路图 分8经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤第三节第三节 经纬仪的操作使用经纬仪的操作使用对对中中对对中中的的目目的的是是使使仪仪器器的的中中心心与与测测站站点点位位于于同同一一铅铅垂垂线线上上。对对中中可可用用垂垂球球或或光光学对点器学对点器对中。对中。经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤第三节 经纬仪9垂球对中垂球对中要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠。要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠。（1 1）伸缩三角架架腿，拧紧螺旋。张开脚架，在脚架中）伸缩三角架架腿，拧紧螺旋。张开脚架，在脚架中心螺旋的小挂钩上挂好垂球，目估使脚架顶面大致水心螺旋的小挂钩上挂好垂球，目估使脚架顶面大致水平，并使脚架停放的位置大致处于测站点的正上方，平，并使脚架停放的位置大致处于测站点的正上方，前后、左右轻轻平移脚架使垂球尖尽可能地对准测站前后、左右轻轻平移脚架使垂球尖尽可能地对准测站点，然后分别踏实三只架腿。点，然后分别踏实三只架腿。（2 2）从箱中取出仪器，用连接螺旋将其固定在脚架顶面）从箱中取出仪器，用连接螺旋将其固定在脚架顶面上，尽量使仪器的三角形基座与脚架的三脚形顶面相上，尽量使仪器的三角形基座与脚架的三脚形顶面相对应。对应。（3 3）旋松连接螺旋，在脚架顶面孔径内平移仪器直至完）旋松连接螺旋，在脚架顶面孔径内平移仪器直至完全对准为止，再轻轻拧紧中心连接螺旋。全对准为止，再轻轻拧紧中心连接螺旋。但是若垂球尖偏离测站点较大，无法对中，则须将三但是若垂球尖偏离测站点较大，无法对中，则须将三脚架作平行移动。脚架作平行移动。特点：特点：简单易学，对中误差较大，易受外界环境影响简单易学，对中误差较大，易受外界环境影响垂球对中要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠。10光学对中光学对中（1）将仪器安置在测站点上，使架头大致水）将仪器安置在测站点上，使架头大致水平和仪器大致位于架头顶面中间的位置，三个平和仪器大致位于架头顶面中间的位置，三个脚螺旋的高度适中（最好使其在中间位置），脚螺旋的高度适中（最好使其在中间位置），目估尽可能使仪器中心位于测站点的铅垂线上，目估尽可能使仪器中心位于测站点的铅垂线上，踏实脚架腿。踏实脚架腿。（2）转动光学对中器的目镜调光螺旋，使分）转动光学对中器的目镜调光螺旋，使分划板的中心圈（有的经纬仪采用十字丝）清晰，划板的中心圈（有的经纬仪采用十字丝）清晰，再推进或拉出对中器镜筒进行物镜调焦，使测再推进或拉出对中器镜筒进行物镜调焦，使测站点标志成像清晰，站点标志成像清晰，（3）二手转动脚螺旋二手转动脚螺旋。眼睛在光学对中器目。眼睛在光学对中器目镜中观察镜中观察分划板标志分划板标志与与地面点地面点相对移动并相对移动并重合重合为止。为止。光学对中（1）将仪器安置在测站点上，使架头大致水平和仪器大致11对中对中垂球对中精度一般在垂球对中精度一般在3mm之内之内光学对点器对中可达光学对点器对中可达1mm之内之内对中垂球对中精度一般在3mm之内12整整平平整整平平的的目目的的是是使使仪仪器器竖竖轴轴在在铅铅直直位置，而水平度盘在水平位置。图位置，而水平度盘在水平位置。图3-123-12。整平整平的目的是使仪器竖轴在铅直位置，而水平度盘在水平位131)转动照准部使管水准轴与所选二个脚螺旋中心连线平行，相对转动二个脚螺旋使管水准器气泡居中。管水准器气气泡泡在整平中的移移动动方方向向与转动脚螺旋左手大拇指运动方向一致。2)转动照准部90，转动第三脚螺旋使管水准器气泡居中。重复1)2)使水准器气泡精确居中。整平1)转动照准部使管水准轴与所选二个脚螺旋中心连线平行，相对14瞄准瞄准瞄瞄准准的的实实质质：安安置置在在地地面面点点上上的的经经纬纬仪仪的的望望远远镜镜视视准准轴轴对对准准另另一一地地面面点点的的中中心心位位置置。一一般般地地，被被瞄瞄准准的的地地面面点点上上设设有有观观测测目目标标，目目标标中中心心在在地地面面点点的的垂垂线线上上，目标是瞄准的主要对象，目标是瞄准的主要对象，尽量对准目标底部。尽量对准目标底部。瞄准的步骤瞄准的步骤：大致瞄准、对光、精确瞄准。：大致瞄准、对光、精确瞄准。瞄准瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪的望远镜视准轴对准另一15读读数数读读数数时时要要先先调调节节反反光光镜镜，使使读读数数窗窗明明亮亮，旋旋转转显显微微镜镜调调焦焦螺螺旋旋，使使刻刻划划数数字字清清晰晰，然后读然后读水平方向值水平方向值数。数。最后的读数值应化为度、分、最后的读数值应化为度、分、秒的单位。秒的单位。2150636读数读数时要先调节反光镜，使读数窗明亮，旋转显微镜调焦螺16第四节第四节 水平角观测技术方法水平角观测技术方法一、一、测回法测回法 用于测量二个方向或三个方向构成的角度。用于测量二个方向或三个方向构成的角度。1准备工作：准备工作：1)选定起始方向。选定起始方向。2)在地面点安置经纬仪和树立目标。在地面点安置经纬仪和树立目标。3)根据需要进行水平度盘配置。根据需要进行水平度盘配置。(0左右左右)180/n n测回数测回数第四节 水平角观测技术方法一、测回法172观测方法：观测方法：选定测量的角度是选定测量的角度是AOB()()1)盘左观测：盘左观测：经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线左侧的经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线左侧的位置，该盘位称为盘左。位置，该盘位称为盘左。观测基本方法观测基本方法:(1)按按顺时针顺时针转动照准部的方向瞄准目标；转动照准部的方向瞄准目标；(按顺时针转动照准部先瞄准按顺时针转动照准部先瞄准A目标，目标，后瞄准后瞄准B)。(2)在分别瞄准目标后立即读数，记录。在分别瞄准目标后立即读数，记录。2观测方法：选定测量的角度是AOB()182)盘右观测：盘右观测：经经纬纬仪仪的的竖竖直直度度盘盘在在望望远远镜镜瞄瞄准准视视线线右右侧侧的位置，该盘位称为盘右。的位置，该盘位称为盘右。盘左观测变盘右观测的基本方法：盘左观测变盘右观测的基本方法：(1)沿沿横横轴轴纵纵转转望望远远镜镜180，转转动动照照准准部使仪器处于盘右位置部使仪器处于盘右位置;(2)按按逆逆时时针针转转动动照照准准部部的的方方向向瞄瞄准准目目标标;(按按逆逆时时针针转转动动照照准准部部先先瞄瞄准准B目标，后瞄准目标，后瞄准A)。(3)在分别瞄准目标后立即读数，记录。在分别瞄准目标后立即读数，记录。2)盘右观测：19测回法观测水平角的记录3计算与检核(上半测回，下半测回，一个测回)1)计算半测回角度观测值。盘左：左=49501200118=494854，盘右：右=22950181800148=494830。2)检核计算=左右，与容比较。3)计算一测回平。(检核结果容)49 48 5449 48 3049 48 42=左左 -右右=24容容=30 0 01 1849 50 12229 50 18180 01 48测回法观测水平角的记录3计算与检核(上半测回，下半测回，一20二、方向观测法二、方向观测法观测方向数超过观测方向数超过4个。个。1准备工作：准备工作：1)1)安置经纬仪和树立目标。安置经纬仪和树立目标。2)选选定定起起始始方方向向(或或称称零零方方向向)，做做好对光工作。好对光工作。3)水平度盘配置。水平度盘配置。二、方向观测法观测方向数超过4个。212观测步骤观测步骤 1)盘左观测盘左观测：(1)按按顺时针顺时针转动照准部，依次瞄准转动照准部，依次瞄准目标目标A、B、C、D、A；(2)在分别瞄准每一目标后立即读数在分别瞄准每一目标后立即读数和记录。和记录。2)盘右观测盘右观测：(1)纵转望远镜纵转望远镜180，转动照准部使，转动照准部使仪器处于盘右位置；仪器处于盘右位置；(2)按按逆时针逆时针转动照准部，依次瞄准转动照准部，依次瞄准目标目标A、D、C、B、A；(3)在分别瞄准每一目标后立即读数在分别瞄准每一目标后立即读数和记录。和记录。2观测步骤 1)盘左观测：22记录表格记录表格:盘左：从上到下；盘右：从下到上。盘左：从上到下；盘右：从下到上。测站测站测回测回数数目标目标水平度盘读数水平度盘读数2C盘左、盘右盘左、盘右平均值平均值归零后水归零后水平方向值平方向值各测回平各测回平均水平方均水平方向值向值盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测123456789O1ABCDA2A BCDA0 01 0091 54 06153 32 48214 06 120 01 24 180 01 12271 54 00333 32 4834 06 06180 01 18-12+06 0+06+06 0 01 0691 54 03153 32 48214 06 090 01 210 00 0091 52 490 00 0091 52 47153 31 34214 04 5690 01 12180 54 06243 32 54304 06 2690 01 36270 01 241 54 1863 33 06124 06 20270 01 36-12-12-12+06 0 90 01 18181 54 12243 33 00304 06 2390 01 360 00 0091 52 49153 31 33214 04 56(24)(06)(0 01 14 )(24)(12)90 01 27214 04 55153 31 34记录表格:盘左：从上到下；盘右：从下到上。测站测回数目标水平233计算与检核1)归零差的计算与检核。半测回中起始方向观测值与归零观测值的差值，并与容许值进行比较。2)二倍照准差2C及2C互差2C的计算与检核。2C=L盘左-L盘右1803)方向平均值Li的计算。4)零方向平均值的计算。5)归零方向值的计算。Li=Li-L0 6)测回差的计算与检核。3计算与检核1)归零差的计算与检核。24第五节 竖直角观测技术方法1.准备工作1)做好经纬仪与目标安置工作；2)根据选定的方向做好对光。2.盘左观测1)瞄准目标。望远镜视场目标象的顶面与十字丝象靠近中间的中横丝相切；或目标象的顶面平分十字丝象靠近中间部分的双横丝；或十字丝的单横丝平分目标象的中间位置。2)精平，即转动微倾旋钮，使竖直度盘的水准器气泡居中。3)读数。3.盘右观测观测步骤同上述盘左观测。第五节 竖直角观测技术方法1.准备工作25二、竖直角的计算二、竖直角的计算1)盘左观测的竖直角：左=90-(L+x)2)盘右观测的竖直角：右=R+x-2703)角度计算：二、竖直角的计算1)盘左观测的竖直角：左=90-(L+x26 竖直角简易测量与计算竖直角简易测量与计算 竖直角简易简易观测以盘左观测值 L 即可，这时 =90-L (2-20)条件：要求不高；指标差x1，视x 为零。竖直角简易测量与计算 竖直角简易观测以盘左观测值 L 即可27第六节 角度测量误差与预防 一、仪器误差一、仪器误差三轴误差(1.视准轴误差、2.横轴误差、3.竖轴误差)。i=itg (3-13)=costg (3-14)第六节 角度测量误差与预防 一、仪器误差284.度盘分划误差多盘位(各测回配置不同的度盘位置)观测5竖直度盘指标差盘左、盘右观测取平均值的方法消除4.度盘分划误差29二、观测误差二、观测误差 1.1.对中误差。对中误差。测站对中不准。AoB=AoB+1+2 对中误差在短边时随偏心距e的增长而迅速增大二、观测误差 1.对中误差。302.目标偏心差:和对中误差有相同的性质 3.瞄准误差:选择较好的目标构形，做好对光和瞄准工作。4.4.读数误差：读数误差：2.目标偏心差:和对中误差有相同的性质31三、外界环境的影响三、外界环境的影响:大气密度、大气透明度的影响；目标相位差、旁折光的影响；温度湿度对仪器的影响等。消除消除减少误差减少误差方法：方法：1)认真安置仪器，对中准确。2)多测回测量。3)盘左盘右观测。4)精确整平仪器。一测回不平重测。5)看清目标，瞄准准确。6)认真读数。7)好天气，避烈日。8)认真检查。9)认真设点位，目标好。三、外界环境的影响:大气密度、大气透明度的影响；目标相位差、32