测量学角测量资料PPT课件

1、（1 1）了解角度测量误差及注意事项。）了解角度测量误差及注意事项。（2 2）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。（3 3）掌握角度测量原理，掌握）掌握角度测量原理，掌握DJ6DJ6经纬仪的构造和使用方经纬仪的构造和使用方法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。教学目标教学目标 重点：重点：DJ6经纬仪的使用方法，水平角和竖经纬仪的使用方法，水平角和竖直角的观测和计算方法直角的观测和计算方法 第1页/共56页一、角度测量基本概念一、角度测量基本概念 第2页/共56页（一）水平角(horizontal an

2、gle) 定义 地面一点至两目标方向线在水平面上投影的夹角，称为水平角。 范围：顺时针003600 水平面aobAOB0ba水平度盘(horizontal circle)ba第3页/共56页（二）竖直角(vertical angle)定义天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270在同一竖直面内，一点到目标的方向线与水平视线所夹的锐角称为竖直角。其范围： =0=09090 ，仰角为正，俯角为负。第4页/共56页目标视线的读数水平视线的读数目标视线的读数水平视线的读数 天顶角：天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线在同一竖直面内，视线与铅垂线的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫的天顶方向

3、之间的夹角称为天顶角，也叫天顶距，用天顶距，用Z表示。天顶距的大小由表示。天顶距的大小由0180。显然，同一方向线的天顶距和竖直。显然，同一方向线的天顶距和竖直角之和等于角之和等于90。 Z=90 第5页/共56页二、光学经纬仪二、光学经纬仪(optical theodolite)(optical theodolite)的的使用使用 经纬仪是测角的仪器，按精度，有： DJ07、DJ1 、DJ2 、DJ6 、 DJ10。第6页/共56页第7页/共56页（一）J2J2光学经纬仪的构造 1 1、测微轮、测微轮读数时，对径分划线影像符合。读数时，对径分划线影像符合。2 2、换像手轮、换像手轮水平读数和

4、竖直读数间的互换。水平读数和竖直读数间的互换。3 3、竖直、水平读盘反光镜、竖直、水平读盘反光镜竖直、水平读数时反竖直、水平读数时反光。光。 测微轮换像手轮竖直读盘反光镜水平读盘反光镜第8页/共56页B1、光学对中（1）大致水平大致对中 眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。（2）伸缩脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。第9页/共56页 脚螺旋精平左手大拇指法则1 1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线平行。2 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1 1、2 2 。3 3）转动仪器90900 0，运用法则，旋转脚螺旋3

5、3 。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123第10页/共56页 3.瞄准目镜对光 粗略瞄准 物镜对光 精确瞄准第11页/共56页4.读数读数5.合零合零盘左盘左盘右盘右第12页/共56页视频 第13页/共56页三、水平角测量三、水平角测量 u水平角测量预备知识水平角测量预备知识u水平角测量测回法水平角测量测回法u水平角测量方向观测法水平角测量方向观测法 第14页/共56页（一）复习:水平角测量(horizontal angle observation) 原理1、水平角定义从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。2、范围：顺时针00360009018027009018

6、02700ba水平度盘水平面abAOBo第15页/共56页3、计算公式 = =右( (终) )边b-b-左( (始) )边a a 水平面abAOB0ba水平度盘o第16页/共56页（二）水平角测量常用的方法有：u测回法(method of observation set)u方向观测法(method of direction observation)第17页/共56页1、适用：2个方向的单角（AOBAOB）2、步骤:（1 1）盘左瞄准左边）盘左瞄准左边A A，配度盘至，配度盘至0 00 00X0X 0X0X，读取，读取a a1 1。（2 2）顺时针旋转瞄准右边）顺时针旋转瞄准右边B B，读取，读

7、取b b1 1。 则上半测回角值则上半测回角值: :1 1= b= b1 1-a-a1 1 1测站ABOa1b1第18页/共56页（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值:2 2= = b2- -a2 2测站ABOa2b2（5）计算角值）计算角值 若：若：1 1- -2 24040（图根级）（图根级）则有：则有： = = （1 1+ +2 2）/2/2第19页/共56页3、测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右ABO左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站竖盘位置目标

8、水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 示 意 图第20页/共56页u测回法小结测回法小结:盘左右边盘左右边B盘左左边盘左左边A顺时针盘右左边盘右左边A盘右右边盘右右边B逆时针倒 镜u注意:水平度盘刻度是按顺时针方向注记,因此计算水平角值时,总是以右边方向的读数减去左边方向的读数,如不够减,则将右边方向的读数加360，再减去左边方向读数，决不可倒过来减。第21页/共56页方向观测法(全圆测回法) 当测站上的方向观测数在3个及以上时，一般采用方向观测法，如下图所示，测站点为O点，观测方向有A，B，C，D四个，在O点安置好仪器，在A，B，C，D四个目标中选择一个标志清晰的点作为零方向，例如以A点方向

9、为零方向，一测回观测 的操作程序如下： 第22页/共56页方向观测法(全圆测回法)1.上半测回操作。 盘左，瞄准目标A，将水平度盘读数配置调制在0左右（成A点方向为零方向），检查瞄准情况后读取水平方向度盘，记入观测手簿。松开制动螺旋，顺时针转动照准部，依次瞄准B，C，D点的照准标志进行观测，其观测顺序依次为ABCDA，最后返回到零方向A的操作称为上半测回归零，再次观测零方向A的读数称为归零差。规范规定，对于DJ6经纬仪，归零差不应大于18。第23页/共56页方向观测法(全圆测回法)2.下半测回操作。 纵转望远镜，盘右瞄准照准标志A，读取数据，记入观测手簿。松动制动螺旋，逆时针转动照准部，一次瞄

10、准D，C，B，A点的照准标志后进行观测，其观测顺序为ADCBA，最后返回到零方向A的操作称下半测回归零，至此。一测回的观测操作完成。注：如需观测几个测回，各测回方向应以180/n为增量配置水平度盘读数。如第1测回，以0为起始，则第2测回的度量起始数应为180/2=90，第3次测回的起始数应为180/3=60。第24页/共56页3计算、记录（1）半测回归零差: =起始方向归零读数起始方向读数 J2 12 ；J6 18 。 第25页/共56页3计算、记录（2）计算2C值（又称两倍照准差） 上式中，盘右读数大于上式中，盘右读数大于180时取时取“”号，盘右读数小号，盘右读数小于于180时取时取“+”

11、号。一测号。一测回内各方向回内各方向2c值互差不应超值互差不应超过过18（DJ6光学经纬光学经纬仪）。如果超限，则应重新仪）。如果超限，则应重新测量。测量。 18第26页/共56页3计算、记录（3）计算各方向的平均读数(又称为各方向的方向值) 计算时，以盘左读数为计算时，以盘左读数为准，将盘右读数加或减准，将盘右读数加或减180后，和盘左读数取平均值。后，和盘左读数取平均值。起始方向有两个平均读数，起始方向有两个平均读数，故应再取其平均值，故应再取其平均值，表中第表中第7栏上方小括号数据。栏上方小括号数据。注：角度测量数据一般四舍六入,五前单进双不进。此处实际应为表内稍有些不严谨！表内稍有些不

12、严谨！第27页/共56页3计算、记录（4）计算归零后的方向值 将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数（括号内数值），即得各方向的“归零后方向值”，起始方向归零后的方向值为零。第28页/共56页3计算、记录（5）计算各测回归零后方向值的平均值 多测回观测时，同一方向值各测回互差，符合24（DJ6光学经纬仪）的误差规定，取各测回归零后方向值的平均值，作为该方向的最后结果。 24第29页/共56页3计算、记录（6）计算各目标间水平角角值n将第9栏相邻两方向值相减即可求得。n当需要观测的方向为三个时，除不做归零观测外，其它均与三个以上方向的观测方法相同。第30页/共56页3.5 竖直角(vertic

13、al angle)测量天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270竖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( (也叫垂直角) )。 =0=09090 ，仰角为正，俯角为负。第31页/共56页竖直度盘(vertical circle)的构造1包括:竖盘(vertical circle) 、竖盘指标水准管(vertical index bubble tube)、及其微动螺旋。第32页/共56页后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical index compensator)来替代。2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。第33页/共56页3、

14、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。 （1）顺时针注记180180270270 0 09090盘左指标线指标线27027090900 0180180盘右指标线指标线第34页/共56页（2）逆时针注记 0 0270270 180 1809090盘左指标线指标线27027090901801800 0盘右指标线指标线第35页/共56页竖直角(vertical angle)的计算公式1、顺时针注记左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2 第36页/共56页2、逆时针注记问题：左= ？ 右=？故有:左= L -90 右=270- R一测回竖直角: =（左+右）/2 第37页/共5

15、6页 竖盘指标差(index error of vertical circle)1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于等于9090或或270270上，而是与上，而是与9090或或270270相差一个相差一个x x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，向一致时，x x为正，反之为负。为正，反之为负。 180180270270 0 09090 x盘左盘左第38页/共56页（2 2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一

16、般规范规定，指标差变动范围，一般规范规定，指标差变动范围，J625J625、J215 J215 。 2、计算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指标差）指标差: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=(90+x) -L=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x)=+x)=右右-x-x第39页/共56页竖直角的观测在测站在测站O点上安置经纬仪，以盘左位置用望远镜的点上安置经纬仪，以盘左位置用望远镜的十字丝中横丝，瞄准目标上某一点十字丝中横丝，瞄准目标上某一点M。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中。读取转动竖盘指标水准管微动螺旋，

17、使气泡居中。读取竖盘读数竖盘读数L。倒转望远镜，以盘右位置再瞄准目标上倒转望远镜，以盘右位置再瞄准目标上M点。调节点。调节竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数R。第40页/共56页选讲 3.6经纬仪的检验与校正经纬仪的主要轴线:1 1、竖轴、竖轴VV(vertical axis)VV(vertical axis)2 2、水准管轴、水准管轴LL(bubble tube axis)LL(bubble tube axis)3 3、横轴、横轴HH(horizontal axis)HH(horizontal axis)4 4、视准轴、视准轴CC(collimation

18、 axis)CC(collimation axis)5 5 、圆水准器轴、圆水准器轴L LL L(circle bubble axis)(circle bubble axis)LLHHCCVVLL第41页/共56页1 1、VVLL VVLL 照准部水准管轴的检校。照准部水准管轴的检校。2 2、HHHH十字丝竖丝十字丝竖丝十字丝竖丝的检校十字丝竖丝的检校3 3、HHCC HHCC 视准轴的检校视准轴的检校LLHHCCVVLL一、经纬仪轴线应满足的条件第42页/共56页4 4HHVV HHVV 横横轴的检校轴的检校5 5竖盘指标差应为竖盘指标差应为零零 指标差的检校指标差的检校6 6光学垂线与光学

19、垂线与VVVV重重合合 光学对中器的检光学对中器的检校校7. L7. LL LVVVV圆圆水准器的检验与校正水准器的检验与校正( (次次 要要) ) LLHHCCVVLL第43页/共56页二、经纬仪的检验与校正1 1照准部水准管轴的检校照准部水准管轴的检校（1 1）检验：）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180180，若气，若气泡偏离泡偏离1 1格，则需校正。格，则需校正。（2 2）校正：）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。此时

20、若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。 第44页/共56页2 2十字丝竖丝的检校十字丝竖丝的检校 （1 1）检验：）检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。始终在竖丝上移动。（2 2）校正：）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。移动。 第45页/共56页3 3视准轴的检校视准轴的检校 （1 1）检验：）检验：在平坦地面上在平坦地面上选

21、择一直线选择一直线ABAB，约，约60m60m100m100m，在，在ABAB中点中点O O架仪，并在架仪，并在B B点垂直点垂直横置一小尺。盘左瞄横置一小尺。盘左瞄准准A A，倒镜在，倒镜在B B点小尺点小尺上读取上读取B1B1；再用盘右；再用盘右瞄准瞄准A A，倒镜在，倒镜在B B点小点小尺上读取尺上读取B2B2。 OBBBc421有：第46页/共56页（2）校正： 方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由由B2B2点移至点移至BB2BB2中点中点B3B3。第47页/共56页4横轴的检验与校正 （1 1）检验：）检验：在在202030m

22、30m处的墙上选一仰角大于处的墙上选一仰角大于3030的目标点的目标点P P，先用盘左瞄准，先用盘左瞄准P P点，放点，放平望远镜，在墙上定出平望远镜，在墙上定出P1P1点；再用盘右瞄准点；再用盘右瞄准P P点，放平望远镜，在墙上定出点，放平望远镜，在墙上定出P2P2点。点。 tgDPPi221有：第48页/共56页（2）校正：方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。 第49页/共56页5指标差的检校(1)(1)检验：检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差用

23、盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360 x=(L+R-360)/2)/2。 J6J6： x1x1；J2J2： x30 x30时，要进行校正。时，要进行校正。(2)(2)校正：校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R- xR- x）位置，再有拨针使指标气泡居中。）位置，再有拨针使指标气泡居中。第50页/共56页6光学对中器的检校 （1 1）检验：）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔120120投下一点，若三点不重合，则需校正。投下一点，若三点不重合，则需校正。（2 2