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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,书名,:房地产测绘 第,2,版,ISBN,:,978-7-111-13607-1,作者,:郭玉社,出版社:机械工业出版社,本书配有电子课件,第二章 角度测量,第一节 角度测量原理,水平角,是指从空间一点出发的两个方向在水平面上的投影所夹的角度;而,竖直角,是指某一方向与其在同一铅垂面内的水平线所夹的角度,仰角为正,俯角为负。,第二节 经纬仪的构造,经纬仪是测量角度的仪器。根据测角精度的不同,我国的经纬仪系列分为,DJ07,、,DJ1,、,DJ2,、,DJ6,、,DJ30,等几个等级。,根据上节所述的测角原理,经纬仪的构造必须具有以下一些装置:,(1),对中整平装置,(2),照准装置,(3),读数装置,1,物镜;,2,竖直度盘;,3,竖盘指标水准管微动螺旋;,4,圆水准器;,5,照准部微动螺旋;,6,照准部制动扳钮;,7,水准管反光镜;,8,竖盘指标水准管;,9,度盘照明反光镜;,10,测微轮;,11,水平度盘;,12,基座;,13,望远镜调焦筒;,4,目镜;,15,读数显微镜目镜;,16,照准部水准管;,17,复测扳手;,18,脚螺旋;,19,望远镜制动扳钮;,20,望远镜微动螺旋;,21,轴座固定螺旋。,1,物镜;,2,望远镜调焦筒;,3,目镜;,4,照准部水准管;,5,照准部制动螺旋;,6,粗瞄准器;,7,测微轮;,8,读数显微镜;,9,度盘换象旋钮;,10,水平度盘变换手轮;,11,望远镜制动螺旋;,12,望远镜微动螺旋;,13,照准部微动螺旋;,14,基座;,15,脚螺旋;,16,基座底板;,17,竖盘照明反光镜;,18,竖盘指标水准器观察镜;,19,竖盘指标水准器微动螺旋;,20,光学对中器;,21,水平盘照明反光镜;,22,轴座固定螺旋。,一、对中整平装置,该装置包括三脚架,垂球或光学对中器,脚螺旋,圆水准器及管水准器。,二、照准装置,经纬仪的照准装置又称照准部,它包括望远镜,横轴及其支架,竖轴和控制望远镜及照准部旋转的制动和微动螺旋。,复测机构,三、读数装置,(,一,),分微尺法,(,二,),单平板玻璃测微器法,第三节 水平角观测,一、经纬仪的安置,(,一,),垂球对中、整平,(,二,),光学对中器对中、整平,二、测回法测水平角,当所测的角度只有两个方向时,通常都用测回法观测。在角顶,O,安置仪器,在,A,、,B,处设立观测标志。经过对中、整平以后,即可按下述步骤观测。,测站,测点,盘位,水平度盘读数,水平角值,平均角值,备 注,1,2,3,4,5,6,7,O,A,左,118 47 00,72 36 00,72 36 10,B,191 23 00,B,右,11 23 20,72 36 20,A,298 47 00,三、方向观测法测水平角,(,一,),在,O,点安置仪器,对中、整平。,(,二,),选择一个距离适中且影像清晰的方向作为起始方向,设为,OA,。,(,三,),盘左照准,A,点,并安置水平度盘读数,使其稍大于,0,,用测微器读取两次读数。,(,四,),以顺时针方向依次照准,B,、,C,、,D,诸点。最后再照准,A,,称为归零。在每次照准时,都用测微器读取两次读数。以上称为上半测回。,(,五,),倒转望远镜改为盘右,以逆时针方向依次照准,A,、,D,、,C,、,B,、,A,,每次照准时,也是用测微器读取两次读数。这称为下半测回,上下两个半测回构成一个测回。,(,六,),如需观测多个测回时,为了消减度盘刻度不匀的误差,每个测回都要改变度盘的位置,即在照准起始方向时,改变度盘的安置读数。为使读数在圆周及测微器上均匀分布,如用,DJ2,级仪器作精密测角时,则各测回起始方向的安置读数依下式计算:,表,2,2,方向法观测手簿,测站,测点,水平盘读数,左,-,右,(2c),方向值,备注,盘左,盘右,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,O,A,60 15,00,240 15,12,-12,60 15 04,60 15 06,0 00 00,B,101 51,54,281 52,00,-6,101 51 57,41 36 53,C,171 43,18,351 43,30,-12,171 43 24,111 28 20,D,313 36,06,133 36,12,-6,313 36 09,253 21 05,A,60 15,00,240 15,06,-6,60 15 03,0,-6,表,2,3,方向观测法的限差,仪器,型号,光学测微器两次重合读数之差,半测回归零差,各测回同方向,值,2c,互差,各测回同一方向值互差,1,6,9,6,3,8,13,10,18,24,第四节 竖直角观测,竖直度盘的刻划也是在全圆周上刻为,360,。通常在望远镜方向上注以,0,及,180,,在视线水平时,指标所指的读数为,90,或,270,。竖盘读数也是通过一系列光学组件传至读数显微镜内读取。,(,一,),指标带水准器的构造,(,二,),指标带补偿器的构造,二、竖直角的观测方法,由竖直角的定义已知,它是倾斜视线与在同一铅垂面内的水平视线所夹的角度。由于水平视线的读数是固定的,所以只要读出倾斜视线的竖盘读数,即可求算出竖直角值。但为了消除仪器误差的影响,同样需要用盘左、盘右观测。其具体观测步骤为:,1.,在测站上安置仪器,对中,整平。,2.,以盘左照准目标,如果是指标带水准器的仪器,必须用指标微动螺旋使水准器气泡居中,然后读取竖盘读数,L,,这称为上半测回。,3.,将望远镜倒转,以盘右用同样方法照准同一目标,使指标水准器气泡居中后,读取竖盘读数,R,,这称为下半测回。,三、竖直角的计算,四、竖盘指标差,竖盘指标差,第五节 经纬仪的检验和校正,一、经纬仪应满足的主要条件,从测角原理已知:为了能正确地测出水平角和竖直角,仪器要能够精确地安置在测站点上;仪器竖轴能安置在铅垂位置;视线绕横轴旋转时,能够形成一个铅垂面;当视线水平时,竖盘读数应为,90,或,270,。,为满足上述要求,仪器应具备下述的理想关系:,1.,照准部的水准管轴应垂直于竖轴,2.,圆水准器轴应平行于竖轴,3.,十字丝竖丝应垂直于横轴,4.,视线应垂直于横轴,5.,横轴应垂直于竖轴,6.,光学对中器的视线应与竖轴的旋转中心线重合,7.,视线水平时竖盘读数应为,90,或,270,二、经纬仪的检验和校正方法,经纬仪检验的目的,就是检查上述的各种关系是否满足。如果不能满足,且偏差超过允许的范围时。则需进行校正。检验和校正应按一定的顺序进行,确定这些顺序的原则是:,1.,如果某一项不校正好,会影响其他项目的检验时,则这一项先做。,2.,如果不同项目要校正同一部位,则会互相影响,在这种情况下,应将重要项目在后边检验,以保证其条件不被破坏。,3.,有的项目与其他条件无关,则先后均可。,(,一,),照准部的水准管轴垂直竖轴,(,二,),圆水准器轴平行竖轴,(,三,),十字丝竖丝垂直横轴,(,四,),视线,垂直于横轴,(,五,),横轴垂直,于竖轴,(,六,),光学对中器的视线与竖轴旋转中心线重合,(,七,),竖盘指标差,第六节 角度测量误差,一、仪器误差,仪器虽经过检验及校正,但总会有残余的误差存在。仪器误差的影响,一般都是系统性的,可以在工作中通过一定的方法予以消除或减小。,(,一,),水准管轴不垂直竖轴,(,二,),视线不垂直横轴,由于一个角度是由两个方向构成的,则它对角度的影响为:,(,三,),横轴不垂直竖轴,它对角度的影响为:,(,四,),照准部偏心,所谓照准部偏心,即照准部的旋转中心与水平盘的刻划中心不相重合。这项误差只有在直径一端有读数的仪器才有影响,而采用对径符合读法的仪器,可将这项误差自动消除。,(,五,),光学对中器视线不与竖轴旋转中心线重合,这项误差是影响测站偏心,如果对中器是附在基座上,在观测测回数的一半时,可将基座平转,180,再进行对中,以减少其影响。,(,六,),竖盘指标差,这项误差是影响竖直角的观测精度。如果工作时预先测出,在用半测回测角的计算时予以考虑,或者用盘左、盘右观测取其平均值,则可得到抵消。,二、观测误差,(,一,),测站偏心,在测角精度要求一定时,边越短,则对中精度要求越高。,(,二,),目标偏心,与测站偏心类似,偏心距越大,边长越短,则目标偏心对测角的影响越大。所以在短边测角时,尽可能用垂球作为观测标志。,(,三,),照准误差,照准误差的大小,决定于人眼的分辨能力、望远镜的放大率、目标的形状及大小和操作的仔细程度。,对于粗的目标宜用双丝照准,细的目标则用单丝照准。,(,四,),读数误差,对于分微尺读法,主要是估读最小分划的误差,对于对径符合读法,主要是对径符合的误差所带来的影响,所以在读数时宜特别注意。,DJ6,级仪器的读数误差最大为士,12,,,DJ2,级仪器为,2,3,。,(,五,),竖盘指标水准器的整平误差,在读取竖盘读数以前,须先将指标水准器整平。,DJ6,级仪器的指标水准器分划值一般为,30,,,DJ2,级仪器一般为,20,。这项误差对竖直角的影响是主要因素。操作时宜分外注意。,三、外界条件的影响,外界条件的因素十分复杂,如天气的变化、植被的不同、地面土质松紧的差异、地形的起伏、以及周围建筑物的状况等,都会影响测角的精度。有风会使仪器不稳,地面土松软可使仪器下沉,强烈阳光照射会使水准管变形,视线靠近反光物体,则有折光影响。这些在测角时,应注意尽量予以避免。,第七节 电子经纬仪,电子经纬仪与光学经纬仪相比较,主要差别在读数系统,其他如照准、对中、整平等装置是相同的。,一、电子经纬仪的读数系统,目前最高精度的电子经纬仪可显示到,0.1,,测角精度可达,0.5,。,二、电子经纬仪的特点,由于电子经纬仪是电子计数,通过置于机内的微型计算机,可以自动控制工作程序和计算,并可自动进行数据传输和存储,因而它具有以下特点:,(,一,),读数在屏幕上自动显示,角度计量单位,(360,六十进制、,360,十进制、,400g,、,6400,密位,),可自动换算。,(,二,),竖盘指标差及竖轴的倾斜误差可自动修正。,(,三,),有与测距仪和电子手簿连接的接口。与测距仪连接可构成组合式全站仪,与电子手簿连接,可将观测结果自动记录,没有读数和记录的人为错误。,(,四,),可根据指令对仪器的竖盘指标差及轴系关系进行自动检测。,(,五,),如果电池用完或操作错误,可自动显示错误信息。,(,六,),可单次测量,也可跟踪动态目标连续测量。但跟踪测量的精度较低。,(,七,),有的仪器可预置工作时间,到规定时间,则自动停机。,(,八,),根据指令,可选择不同的最小角度单位。,(,九,),可自动计算盘左、盘右的平均值及标准偏差。,(,十,),有的仪器内置驱动马达及,CCD,系统,可自动搜寻目标。,根据仪器生产的时间及挡次的高低,某种仪器可能具备上述的全部或部分特点。随着科学技术的发展,其功能还在不断扩展。,
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