uA第四章 经纬仪及角度测量

1、第四章第四章 角度测量角度测量 角度测量原理角度测量原理 光学经纬仪、光学经纬仪、 电子经纬仪电子经纬仪 水平角观测水平角观测 竖直角观测竖直角观测 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 经纬仪经纬仪测角注意事项测角注意事项4-1 角度测量原理角度测量原理1.1.仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上。仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上。2.2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所形成的是，上下转动时所形成的是竖直面竖直面。3.3.要具有一个有刻划的度盘，并能安置成水平要具有一个有刻划的度盘，并能安置成水平位置。位置。4.4.要有读数设备，读取要有

2、读数设备，读取投影方向投影方向的读数。的读数。仪器的必要条件：仪器的必要条件： 一、经纬仪的概述一、经纬仪的概述v 经纬仪的代号：经纬仪的代号：djdj1 1、djdj2 2、djdj6 6、djdj1010“d”“d”和和“j”j”大地测量和经纬仪的大地测量和经纬仪的汉语拼音汉语拼音第一个字母第一个字母“6”6”和和“2”2”仪器的精密度。仪器的精密度。 一测回方向观测中误差不超过一测回方向观测中误差不超过66和和22在工程中常用在工程中常用djdj2 2、djdj6 6型经纬仪，一般简称型经纬仪，一般简称j j2 2、j j6 6经纬仪经纬仪v 经纬仪的发展经纬仪的发展: : 游标经纬仪、

3、光学经纬仪、电子经纬仪游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪 金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘4-2 j6型光学经纬仪及其应用型光学经纬仪及其应用二、经纬仪的构造二、经纬仪的构造v 基座：基座： 连接仪器与三脚架（支承仪器）连接仪器与三脚架（支承仪器）v 照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等v水平度盘水平度盘:0 :0 360360顺时针全圆刻划、注记顺时针全圆刻划、注记一、经纬仪操作步骤一、经纬仪操作步骤1.1.安置仪器：对中、整平安置仪器：对中、整平2.2.照准目标：目镜对光；粗瞄；物镜对光；精确瞄

4、准照准目标：目镜对光；粗瞄；物镜对光；精确瞄准3.3.读数读数4-3 4-3 水平角测量水平角测量二、水平角观测方法二、水平角观测方法（一）测回法（两个方向的单角观测）（一）测回法（两个方向的单角观测） 地面上有若干点地面上有若干点a、b、c、d、等，前、等，前进方向如图箭头所示，则位于前进方向左进方向如图箭头所示，则位于前进方向左边的角度称为边的角度称为左角左角，位于前进方向右边的，位于前进方向右边的角度称角度称右角右角。v以上步骤为一测回观测，若需要观测以上步骤为一测回观测，若需要观测n n测回，测回，则每测回间改变度盘起始位置则每测回间改变度盘起始位置, , v计算各测回角值差，计算各测

5、回角值差， 2424 ，取各测回角，取各测回角值的平均值为最后结果。值的平均值为最后结果。 ) 1(180 in瞄准瞄准) 1(180 in2.2.计算与校核计算与校核方向观测法观测手簿方向观测法观测手簿 表表3-23-24-4 4-4 竖直角测量竖直角测量计算公式计算公式 ：竖直角照准目标竖直角照准目标时的读数与视线水平时的读数与视线水平时读数时读数( (常数常数9090 ) )之之差。差。应满足的条件：应满足的条件：视线水平，竖盘水视线水平，竖盘水准管气泡居中，竖盘指标应处在正准管气泡居中，竖盘指标应处在正确的位置确的位置( (9090 的整数倍的整数倍) )关系：关系：竖盘随望远镜一起转

6、竖盘随望远镜一起转动；指标与竖盘水准管连接动；指标与竖盘水准管连接在一起，不随望远镜转动；在一起，不随望远镜转动；调节竖盘水准管微动螺旋，调节竖盘水准管微动螺旋，竖盘指标可作微小的移动。竖盘指标可作微小的移动。例：例：l = 81l = 81 1818 4242 r = 278 r = 278 4141 5454 则则 l l = 8 = 8 4141 1818 r r = 8 = 8 4141 5454 = 8 = 8 4141 3636 = =（ l+ r）/2/2 r r = r-270 = r-270 l l = 90 = 90 -l-l 望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘

7、望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标偏离了正确位置指标偏离了正确位置x x角值称为角值称为竖盘指标差竖盘指标差。当偏离方向。当偏离方向与竖盘注记方向一致时，记与竖盘注记方向一致时，记“”号，反之记号，反之记“”号。号。 = =（r-xr-x）-270-270 = 90 = 90 - -（l-x)l-x)360(21)(21rlxrl结论：盘左盘右观测取平均值可以消除竖盘指标差的影响结论：盘左盘右观测取平均值可以消除竖盘指标差的影响4-5 4-5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正一、经纬仪应满足的条件一、经纬仪应满足的条件（一）（一）llvvllvv（二）（二）cchhcchh

8、（三）（三）hhvvhhvv ll ll水准管轴水准管轴 vvvv竖轴竖轴 hhhh横轴横轴二、经纬仪的检验校正二、经纬仪的检验校正1 1、照准部水准管的检校、照准部水准管的检校2 2、十字丝的检校、十字丝的检校整平仪器，用十字丝交点瞄准清晰目标点，将照准部、望远镜制动，整平仪器，用十字丝交点瞄准清晰目标点，将照准部、望远镜制动，微调望远镜上下移动，若目标始终在竖丝上移动，表明条件已满足，微调望远镜上下移动，若目标始终在竖丝上移动，表明条件已满足，否则须检校否则须检校校正时，旋下目镜校正时，旋下目镜护盖，松开压环螺护盖，松开压环螺丝，转动十字丝丝，丝，转动十字丝丝，直至望远镜上下移直至望远镜上

9、下移动时，目标始终沿动时，目标始终沿竖丝移动为止。最竖丝移动为止。最后拧紧压环螺丝，后拧紧压环螺丝，盖上护盖。盖上护盖。3 3、视准轴的检校、视准轴的检校 如图，在一平坦场地上，选择一直线如图，在一平坦场地上，选择一直线abab，约，约100m100m。置仪于。置仪于o o，a a点点竖一标志，竖一标志，b b点横放一毫米分划的小尺，并使其垂直于点横放一毫米分划的小尺，并使其垂直于abab。盘左瞄准。盘左瞄准a a，倒镜于倒镜于b b尺上读数尺上读数b b1 1；盘右再瞄准；盘右再瞄准a a，倒镜于，倒镜于b b尺上读数尺上读数b b2 2，如果，如果b b2 2与与b b1 1重合，表明视准

10、轴垂直于横轴，否则要检校重合，表明视准轴垂直于横轴，否则要检校 为了消除视准轴误差为了消除视准轴误差c c，只需在尺，只需在尺上定出一点上定出一点b b3 3，该点与盘右读数，该点与盘右读数b b2 2的的距离为四分之一距离为四分之一b b1 1b b2 2的长度。用校正的长度。用校正针拨动十字丝左右两个校正螺丝，先针拨动十字丝左右两个校正螺丝，先松开一个，再紧一个，使读数由松开一个，再紧一个，使读数由b b2 2移移至至b b3 3，然后固紧两个螺丝。，然后固紧两个螺丝。 此校正需反复进行，直至此校正需反复进行，直至c c值不大值不大于于10”10”为止。为止。 由于仪器横轴不垂直于竖轴，仪

11、器整平后，由于仪器横轴不垂直于竖轴，仪器整平后，竖轴牌铅垂位置，横轴就不水平，倾斜一个竖轴牌铅垂位置，横轴就不水平，倾斜一个i i角。角。当以盘左、盘右瞄准当以盘左、盘右瞄准p p点而将望远镜放平时，其视准面不是竖直面，而点而将望远镜放平时，其视准面不是竖直面，而是分别向两侧各倾斜一个是分别向两侧各倾斜一个i i角的斜平面。因此，在同一水平线上的角的斜平面。因此，在同一水平线上的p p1 1、p p2 2偏离竖直面的距离相等而方向相反，直线偏离竖直面的距离相等而方向相反，直线p p1 1p p2 2的中点的中点m m必然与必然与p p点位于点位于同一铅垂线上。同一铅垂线上。 校正时，用水平微动

12、螺旋使十字丝交点瞄准校正时，用水平微动螺旋使十字丝交点瞄准m m点，然后抬高望远镜，点，然后抬高望远镜，此时十字丝交点必然偏离此时十字丝交点必然偏离p p点。打开支架处横轴一端的护盖，调整支承点。打开支架处横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴，抬高或降低横轴一端，直至十字丝交点瞄准横轴的偏心轴，抬高或降低横轴一端，直至十字丝交点瞄准p p点。点。4 4、横轴的检校、横轴的检校 如图，在距一较高墙如图，在距一较高墙202030m30m处置仪，处置仪，在墙上选择一仰角大于在墙上选择一仰角大于3030度的目标点度的目标点p p，盘左瞄准盘左瞄准p p，将望远镜放平，在墙上定一点，将望远镜放平，在墙上

13、定一点p1p1。倒镜盘右瞄准倒镜盘右瞄准p p点，再将望远镜放平，点，再将望远镜放平，在墙上定出另一点在墙上定出另一点p2p2。如果。如果p1p2p1p2重合，重合，表明仪器横轴垂直于竖轴，否则应校正。表明仪器横轴垂直于竖轴，否则应校正。5 5、竖盘指标差的检校、竖盘指标差的检校 仪器整平后，以盘左、盘右先后瞄准同一明显目标，仪器整平后，以盘左、盘右先后瞄准同一明显目标，在竖盘指标水准管气泡居中的情况下读取竖盘读数在竖盘指标水准管气泡居中的情况下读取竖盘读数l l和和r r，并计算指标差。并计算指标差。 校正时先计算盘右的正确读数校正时先计算盘右的正确读数r r0 0r-xr-x，保持望远镜在，保持望远镜在盘右位置瞄准原目标不变，旋转竖盘指标