第3章 角度测量

*,*,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,内容提要第三章,第三章 角 度 测 量,学习要点,水平角与垂直角观测原理,光学经纬仪的构造及度盘读数,水平角观测,垂直角观测,经纬仪的检验与校正,水平角观测的误差分析,11/11/2024,提要一,水平角与垂直角观测原理,3-1,水平角与垂直角观测原理,水平角观测原理,垂直角观测原理,两种角度,水平角 用于确定点的平面位置计算坐标,竖直角 用于两点间高差计算、斜距改正成平距,测角仪器 经纬仪、电子全站仪,11/11/2024,1.,水平角观测原理,1.水平角观测原理,水平角,过一点到两个目标的方向线垂直投影,到水平面上所成的夹角。0,360,。,水平面,a,b,c,A,B,C,也可看成是包含BA、BC视线,的两个铅垂面之间的两面角。,0,c,a,水平度盘,=c-a,11/11/2024,2.垂直角观测原理,2.垂直角观测原理,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,0,90,180,270,垂直角,在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与,水平视线的夹角(也叫竖直角)。,=0,90,，仰角为正，俯角为负。,11/11/2024,提要二,光学经纬仪的构造及度盘读数,经纬仪的技术参数,DJ6经纬仪的构造,DJ2经纬仪,3-2,光学经纬仪的构造 及度盘读数,11/11/2024,一.经纬仪的技术参数,一.经纬仪的技术参数,技术项目,一测回水平,方向中误差,望远镜有效,孔径不小于,望远镜放大,倍数不小于,水准管,分划值,水平度盘,垂直度盘,主要用途,经纬仪等级,DJ,1,DJ,2,DJ,6,1 2 6,二等平面控制,测量及精密,工程测量,60mm 40mm 40mm,30倍 28倍 26倍,6/2mm 20/2mm 30/2mm,10/2mm 20/2mm 30/2mm,三、四等平面,控制测量及,一般工程测量,图根控制测量,及,一般工程测量,技术参数 表3-1,11/11/2024,二.,DJ6经纬仪的构造,二.,DJ6经纬仪的构造,基座、照准部、水平度盘、读数装置,基座,照准部,11/11/2024,1.基座,1.基座,脚螺旋用于整平仪器,基座,水平度盘,照准部,11/11/2024,2.照准部,2.照准部,照准部(水平)制动、微动,望远镜(竖直)制动、微动,圆水准器 8/2mm；,管水准器30/2mm,望远镜：倒像，2630倍，,目镜调焦，物镜调焦，,粗瞄准器，十字丝,读数显微镜,竖盘局部,光学对点器,复测扳手或度盘变换器,望远镜十字丝,11/11/2024,3.水平度盘,3.水平度盘,水平度盘由光学玻璃制成,顺时针0,360刻度；,仪器整平，水平度盘水平；,水平度盘与照准部相互脱离；,改变度盘位置，要使用复测,扳手或度盘变换手轮。,0,90,180,270,0,90,180,270,11/11/2024,4.J6经纬仪的 读数装置,4.J6经纬仪的,读数装置,图3-5 J6经纬仪度盘读数光路,水平度盘,垂直度盘,读数光路,11/11/2024,J6光学经纬仪读数,J6光学经纬仪读数,两种读数测微装置,：分微尺测微和平行玻璃板测微,度盘上1度分划的间隔,经放大后，与分微尺全,长相等。,分微尺全长分60格，因,此其,最小格值为1,=,60,。,读数时，秒数必须估读。,估读至0.1格，因此，,估读的秒数都应是6的,倍数。,水平度盘读数：,730424,a).分微尺测微,利用度盘刻度线，在分微尺上读数。,0,1,73,11/11/2024,b).平行玻璃板测微,b).平行玻璃板测微,利用测微手轮，用指标线读数,平行玻璃板与分微尺由测微手,轮控制。转动测微手轮，使度,盘像移动，那么移动量可在,分微尺上读出。,平行玻璃板,最大调节范围为30分，,分微尺全长刻度也等于30分。,操作时，调节测微手轮，使度盘,某度(或某30分)的刻度线居中于,双线读数指标，双指标线所夹刻,度的度数(或30分)加上分微尺,读数，即为该方向的读数。,图3-8 平行玻璃板测微器,水平度盘读数：,921728,11/11/2024,水平角观测,3-3,水平角观测,一.经纬仪的操作步骤,对中整平瞄准读数,掌握对中、整平的目的、方法与要求。,瞄准方法：用竖丝对准竖立于测点的标志中心。,操作：粗瞄，制动，然后用微动螺旋完成,精确瞄准。,二.水平角观测,掌握测回法观测水平角的仪器操作方法、观测,程序和记录。,了解“方向观测法的使用场合、作业程序与,记录。,11/11/2024,对中,B,C,A,对中,将仪器中心安置在过测,站点的铅垂线上。对中,误差,3mm。,垂球对中步骤：,粗略对中：,移动三脚架，使垂球尖离测,站中心1,2cm内；,精确对中：,稍微松开中心螺丝，在脚架,头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精,确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。,注意,脚架头首先要放平，三个脚螺旋,基本等高；,脚架适当踩实；,垂球尖尽量接近标志，便于判断。,11/11/2024,光学对中步骤,图3-14,光学对中步骤：,对准、调平、整平、对中,翻开三脚架，装上经纬仪；,固定三脚架一脚，双手持脚架另,二脚并不断调整其位置，同时观,测光学对点器十字分划，使其基,本对准测站标志，踩实脚架；调,节脚螺旋，使光学对点器精确对,准测站标志；,伸缩三脚架(二脚)，调平仪器，,使圆气泡居中；,调脚螺旋，精确整平仪器，并通,过在脚架头上移动仪器，精确对,中。,有时必须反复上述三步的操作。,11/11/2024,整平,1,2,3,气泡居中，3与1、2等高,整平,使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，,竖盘位于铅垂面内。整平误差,1格。,用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准,管气泡居中(反复)。,一测回观测过程中，不得再调气泡。,气泡居中，1、2等高,1,2,3,11/11/2024,瞄准,瞄准,用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。,操作步骤,：,粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。,用水平微动完成瞄准。,尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的,方向误差。,11/11/2024,测回法观测水平角,测回法观测水平角,观测程序：,盘左,瞄准J，读数j,左,瞄准K，读数k,左,盘右,瞄准K，读数k,右,瞄准J，读数j,右,第1方向,第2方向,测站,J,K,B,左,=,k,左,-j,左,右,=,k,右,-j,右,精度要求,：,左,-,右,40,取:,=(,左,+,右,),/,2,角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2,方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始,方向，然后按照“测回法的次序观测。,水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。,11/11/2024,水平角观测记录,起始方向第一个读数应调成0或180/N，N为测回数；,分、秒数写足二位；,改数时按有关规那么。,一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘,位置。,水平角观测记录测回法,第1方向,第2方向,测站,J,K,B,右,K,J,2542406,1800500,74,1906,B,左,J,K,0,0418,74,2342,74,1924,74,1915,测站,竖盘,位置,目标,水平度盘,读 数,半测回角,一测回,平均角,11/11/2024,水平角观测记录大角,第2方向,A,C,B,第1方向,水平角观测记录测回法,表中盘右C,读数小于A读数，不够减时，应,加360,后再减。,B,左,A,C,0,1030,214,3342,右,C,A,343412,1801118,214,2312,214,2254,214,2303,测站,竖盘,位置,目标,水平度盘,读 数,半测回角,一测回,平均角,11/11/2024,方向观测法,方向观测法,一个测站观测3个或3个以上方向时，采用,方向观测法，也称“全圆测回法。,A,B,C,D,E,方向观测法,零方向,盘左,盘右,11/11/2024,垂直角观测,3-4,垂直角观测,垂直角观测原理,竖盘构造特点,垂直角计算公式,竖盘指标差,11/11/2024,垂直角观测原理,垂直角观测原理,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,0,90,180,270,垂直角,在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视,线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。,=0,90,，仰角为正，俯角为负。,11/11/2024,垂直角的主要用途,垂直角的主要用途,D=S,cos,(2-4-1),将斜距化为平距,已知斜距S、竖直角,，,计算平距D：,图3-20 斜距化为平距,(2-4-2),三角高程测量,已知平距D、竖直角,，,计算A、B高差h：,图3-21 三角高程测量,11/11/2024,竖盘构造特点,竖盘构造特点,构造特点,竖盘随望远镜一起转动。,竖盘与读数指标相互脱离。,竖盘气泡居中，指标铅垂。,视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：,盘左时一般 L,0,=90,，盘右时一般 R,0,=,270,。,270,90,180,0,盘右,0,270,180,90,盘左,垂直度盘与读数指标,11/11/2024,确定垂直角的计算公式,确定垂直角的计算公式,图3-24 竖盘读数与垂直角计算,根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，,保证仰角为,正、俯角为负。,11/11/2024,竖盘指标差,0,270,180,90,竖盘指标差,竖盘水准管气泡居中时，读数指,标线与铅垂线的夹角,竖盘指标差,盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。,指标差计算公式：,11/11/2024,垂直角观测记录,270,0,90,180,盘左,计算公式,左,=L,-,90,右,=270,-R,测站,目标,竖盘位置,竖盘读数,半 测 回,垂 直 角,一 测 回,垂 直 角,2x,备 注,I,左,右,J,112 15 00,+22 15 00,247 44 38,+22 15 22,22,+22 15 11,左,右,K,118 37 36,+28 37 36,241 22 02,+28 37 58,22,+28 37 47,左,右,H,84 06 10,5 53 50,275 53 30,5 53 30,20,5 53 40,垂直角必须带“和号。,垂直角观测记录,11/11/2024,经纬仪的检验与校正,3-5,经纬仪的检验与校正,经纬仪的轴线及其应满足的条件,经纬仪的检验与校正,目的：使经纬仪各轴线间保持正确的,几何关系,11/11/2024,经纬仪的轴线,横轴 HH,视准轴 CC,水准管轴 LL,竖轴 VV,圆水准轴,L L,L,L,H,H,C,C,V,V,L,L,经纬仪的轴线,11/11/2024,轴线间应满足的条件,水准管轴垂直于竖轴 LL,VV,视准轴垂直于横轴 CC,HH,横轴垂直于竖轴 HH,VV,十字竖丝垂直于横轴 竖丝,HH,圆水准轴平行于竖轴,L,L,VV,轴线间应满足的条件,L,L,H,H,C,C,V,T,L,L,11/11/2024,二、经纬仪的检验和校正,水准管的检验和校正,目的：使水准管轴垂直于纵轴L V,11/11/2024,二圆水准器的检验和校正,目的：使圆水准轴平行于纵轴L/V。,检验：根据校正后的平盘水准管，将经纬仪整平，此时，圆水准器气泡如不居中，那么需要校正。,校正：用校正针拨动圆水准器下面的校正螺丝，使圆水准器气泡居中。,11/11/2024,三十字丝的检验和校正,1十字丝位置的检验和校正,目的：仪器整平后，十字丝的纵丝在铅垂面内，横丝水平。,11/11/2024,2视准轴的检验和校正,目的:视准轴垂直于横轴(CH),检验:在大致水平方向选择远处一目标P,盘左,在十字丝交点附近用纵丝瞄准,水平度盘读数为L;盘右,再瞄准P 点,水平度盘读数为R。如果L-(R180o)20,那么认为视准轴垂直于横轴的条件没有得到满足,需要进行校正。,校正:计算盘左、盘右瞄准同一目标的水平度盘读数的盘右平均数(因检验时最后瞄准目标为盘右位置)r,旋转水平微动螺旋,使盘右的水平度盘读数为r,此时,十字丝纵丝必定偏离目标,用校正针旋转左、右一对十字丝校正螺丝,使纵丝对准目标P。,11