C第三章经纬仪与角度测量ppt课件

1、煤矿丈量煤矿丈量学学 主讲主讲: :付智华付智华 第三章第三章 经纬仪及角度丈量经纬仪及角度丈量 本章知识点v角度丈量的原理v竖直角观测v比例尺程度角观测v经纬仪的检验与校正v光学经纬仪v全站仪丈量系统 第一节 角度丈量原理3.1.1 概述概述 角度丈量是确定地面点位的根本任务之一；包括角度丈量是确定地面点位的根本任务之一；包括程度角丈量和竖直角丈量。程度角丈量和竖直角丈量。经经纬纬仪仪丈丈量量仪仪器器全全站站仪仪 第一节 角度丈量的原理角度丈量：测定程度角和竖直角。角度丈量：测定程度角和竖直角。程度角程度角:地面上两相交直线间的夹地面上两相交直线间的夹角在程度面上的投影。范围：角在程度面上的

2、投影。范围：=0360竖直角：在同一竖直面内倾斜视野竖直角：在同一竖直面内倾斜视野与程度线的夹角。范围：与程度线的夹角。范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。 程度面aocAOC0ca程度度盘程度度盘丈量的原理：丈量的原理： 两个方向的读数差两个方向的读数差 =c-a范围：顺时针范围：顺时针0360天顶铅垂线程度线ACAZCZACB090 180270丈量的原理：丈量的原理： 两个方向的读数差两个方向的读数差竖直角的大小：竖直角的大小： 以程度方向为基准指以程度方向为基准指向两侧目的。向两侧目的。仰角为正，俯角为负仰角为正，俯角为负其范围：其范围：=0903.2.1 光学

3、经纬仪类型光学经纬仪类型 第二节 光学经纬仪按其精度等级划分按其精度等级划分: : DJ07 DJ07、DJ1DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6、 DJ15 DJ15等。等。 D: D:大地丈量大地丈量 J J：经纬仪：经纬仪 下标数字：该仪器的精度目的单位为秒，表示下标数字：该仪器的精度目的单位为秒，表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数。该仪器一测回方向观测中误差的秒数。 普通工程丈量最常用普通工程丈量最常用: DJ6: DJ6级光学经纬仪普通级光学经纬仪普通经纬仪经纬仪 DJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪 第二节 光学经纬仪 DJ6 DJ6级光学经纬仪经级光学经纬仪经纬仪普通由基座、程纬

4、仪普通由基座、程度度盘、照准部三部度度盘、照准部三部分组成。分组成。3.2.2 经纬仪的构造经纬仪的构造基座基座程度度盘程度度盘照准部照准部三照准部三照准部 照准部是基座上方可以转照准部是基座上方可以转动的部分的总称。主要由望动的部分的总称。主要由望远镜、竖直度盘、水准器以远镜、竖直度盘、水准器以及读数设备等组成。及读数设备等组成。0 90 180 270 090180270照准部照准部 程度度盘 基座读数显微镜读数显微镜照准部水准管照准部水准管经经纬纬仪仪1 望远镜制动螺旋望远镜望远镜微动螺旋微动螺旋 竖直度盘竖直目的水准竖直目的水准管微动螺旋管微动螺旋程度制动、程度制动、微动螺旋微动螺旋光

5、学光学对中器对中器经经纬纬仪仪2 光学望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成 。望远镜十字丝望远镜十字丝横丝横丝 纵丝纵丝 望远镜望远镜经纬仪的两水准气泡经纬仪的两水准气泡 水准器：圆水准器、管水准器 。 圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于准确整平仪器经纬仪的两水准气泡经纬仪的两水准气泡 水准器：圆水准器、管水准器水准器：圆水准器、管水准器 。 圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于准圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于准确整平仪器确整平仪器 圆水准器圆水准器 作用：指示仪器竖轴作用：指示仪器竖轴能否竖直。能否竖直。 圆水准器轴：圆水准器轴： 衔接零点与球面球心衔接零点

6、与球面球心的直线的直线 管水准器管水准器 作用：指示程度度盘作用：指示程度度盘能否程度。能否程度。 管水准器轴：管水准器轴： 过零点与圆弧纵向相过零点与圆弧纵向相切的切线。切的切线。经纬仪的三轴：视准轴、程度轴、垂直轴经纬仪的三轴：视准轴、程度轴、垂直轴 视准轴垂直于程度轴视准轴垂直于程度轴程度轴垂直于竖直轴程度轴垂直于竖直轴 第二节 光学经纬仪3.2.3 经纬仪的根本操作经纬仪的根本操作 第二节 光学经纬仪3.2.3 经纬仪的根本操作经纬仪的根本操作B对中对中整平整平经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。气泡居中，气泡居中，1、2等高

7、等高123平行平行高高气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高123气泡运动的方向与右手旋转的方向一样瞄准方法瞄准方法(4(4点点) )目镜对光使十字丝明晰目镜对光使十字丝明晰用准星粗瞄目的用准星粗瞄目的物镜对光，使目的像明晰物镜对光，使目的像明晰用程度微动准确瞄准目的用程度微动准确瞄准目的TDJ2E TDJ2 北光准星准星目镜目镜程度微动程度微动物镜物镜照准照准瞄准时，尽量用纵丝瞄准目的下部。瞄准时，尽量用纵丝瞄准目的下部。DJ6采用分微尺测微器读书方法采用分微尺测微器读书方法“H程度度盘读数程度度盘读数“V竖直度盘读数竖直度盘读数方法：方法：1、先读取度盘读数；、先读取度盘读数；1 2、再

8、以度盘分化线为准读取测微尺上的、再以度盘分化线为准读取测微尺上的整分数；分微尺的分划值为整分数；分微尺的分划值为1 3、最后估读估读到秒。秒数至测微器一、最后估读估读到秒。秒数至测微器一格的非常之格的非常之(6)。017373730424读数读数两个根本概念：盘左盘右盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘 第二节 光学经纬仪一测回法： 适用于：2个方向的单角AOB二方向观测法： 适用于：在一个测站上需求观测两个以上方向。3.2.4 程度角观测程度角观测步骤：1安顿仪器于测站O点，对中、整平。盘左瞄准左边A，配度盘至000X，读取a1。2顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。

9、 那么上半测回角值:1= b1-a13盘右，瞄准右边B，读取b2。4逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 那么下半测回角值:2= b2-a25计算角值 假设：1-240图根级 那么有： = 1+2/2一测回法测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目的目的程度度程度度盘读数盘读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图假设观测假设观测N N个测回，各测回间按个测回，各测回间按180180/N/N的差值来配置度盘。的差值来配置度盘。u 测

10、回法小结测回法小结:u左右顺右左逆左右顺右左逆二方向观测法1适用：在一个测站上需求观测两个以上方向。适用：在一个测站上需求观测两个以上方向。2步骤：有四个观测方向步骤：有四个观测方向ABOCD盘盘左左零方向零方向2下半测回 倒镜成盘右，倒镜成盘右，逆时针依次观测逆时针依次观测A A，D D，C C，B B，A A。 同理各测回间同理各测回间按按1800/N1800/N的差值，的差值，来配置程度度盘。来配置程度度盘。 ABOCD盘盘右右零方向零方向3计算、记录1半测回归零差半测回归零差: J2 12 ；J6 18 。 22C值两倍照准误差值两倍照准误差: 2C=盘左读数盘右读数盘左读数盘右读数1

11、80。 一测回内一测回内2C互差：互差：J218 ；J6不作要求。不作要求。3各方向盘左、盘右读数的平均值：各方向盘左、盘右读数的平均值： 平均值平均值=盘左读数盘左读数+盘右读数盘右读数180/2 留意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。留意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。4归零方向值归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。归零方向值。5各测回归零方向值的平均值各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差同一方向值各测回间互差:J2 12 ；J6 24 。 图形：方向观测法记录手薄方向观测法记录计算的实例

12、讲解：1 1、上半测回归零差、上半测回归零差=000212- 000206=6=000212- 000206=6。2 2、OAOA方向方向2C2C值值= 000212- 18000206=6= 000212- 18000206=6。 OD OD方向方向2C2C值值= 18200224- 200224=0= 18200224- 200224=0。 这两个方向的这两个方向的2C2C互差互差= 6= 63 3、OAOA方向盘左、盘右读数的平均值：方向盘左、盘右读数的平均值： (000212+(18000206-1800)/2=000209 (000212+(18000206-1800)/2=0002

13、09。 再取平均得：再取平均得：(000209+ 000203)/2=000206 (000209+ 000203)/2=000206 OD OD方向盘左、盘右读数的平均值：方向盘左、盘右读数的平均值： (18200224+(200224+1800)/2=18200224 (18200224+(200224+1800)/2=18200224。4 4、OBOB方向的归零方向值：方向的归零方向值： 5101536-000206= 5101330 5101536-000206= 5101330。 OD OD方向的归零方向值：方向的归零方向值： 18200224- 000206= 18200018 1

14、8200224- 000206= 18200018。5 5、OBOB方向各测回归零方向值的平均值：方向各测回归零方向值的平均值： (5101330+5101325)/2= 5101328 (5101330+5101325)/2= 5101328。 OB OB方向值各测回间互差方向值各测回间互差: 5101330- 5101325=5: 5101330- 5101325=5。u方向观测法小结方向观测法小结: 第四节 竖直角观测3.4.2 竖直度盘的构造竖直度盘的构造竖盘目的竖盘目的水准管水准管微动螺旋微动螺旋竖盘竖盘竖盘的注记方式：有顺时针与逆时针两种。竖盘的注记方式：有顺时针与逆时针两种。 1

15、顺时针注记顺时针注记180180270270 0 09090盘左盘左目的线目的线27027090900 0180180盘右盘右目的线目的线2逆时针注记逆时针注记 0 0270270 180 1809090盘左盘左目的线目的线27027090901801800 0盘右盘右目的线目的线3.4.2竖直角的计算公式1、顺时针注记、顺时针注记 左左=90-L 右右=R-270 故一测回竖直角故一测回竖直角 =左左+右右/2 2、逆时针注记问题：问题：左左= ？ 右右=？故有故有:左左= L -90 右右=270- R一测回竖直角一测回竖直角: =左左+右右/2 3.4.3竖盘目的差1、定义、定义由于目的

16、线偏移，当视野程度时，竖盘读数不是恰好等于由于目的线偏移，当视野程度时，竖盘读数不是恰好等于90或或270上，而是与上，而是与90或或270相差一个相差一个x角，称为竖盘角，称为竖盘目的差。当偏移方向与竖盘注记添加方向一致时，目的差。当偏移方向与竖盘注记添加方向一致时，x为为正，反之为负。正，反之为负。 180180270270 0 09090 x盘左盘左2 2结论：取盘左盘右平均值，可消除目的差的影响。结论：取盘左盘右平均值，可消除目的差的影响。普通规范规定，目的差变动范围，普通规范规定，目的差变动范围，J625J625、J215 J215 。 2、计算公式）或左右(21)360(21xRLx1目的差目的差:对于顺时针注记的：对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90+x) -L=左左+x =R-(270+x)=右右-x 第六节 全