测量学项目三角度测量(7-12)

1、项目三项目三 角度测量角度测量任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用任务四任务四 水平角观测水平角观测任务五任务五 竖直角观测竖直角观测角度测量包括角度测量包括 水平角测量和竖直角测量。水平角测量和竖直角测量。水平角测量用于求算点的水平角测量用于求算点的平面位置平面位置。竖直角测量用于测定竖直角测量用于测定高差高差或将或将倾斜距离改化成水倾斜距离改化成水平距离平距离。常用仪器常用仪器 经纬仪、全站仪。经纬仪、全站仪。任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念ABOA1B1

2、O1水平面任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念 一、水平角观测原理一、水平角观测原理 定义 地面上任意两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度或为通过该两直线所作铅垂面所成的两面角。 A1 O1 B1是通过OA和OB的两个竖面的两面角。 O1O2为通过水平度盘中心的铅垂线。ABOA1B1O1O20ab水平面ab180270任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念 1. 1.水平度盘水平度盘2.2.望远镜望远镜3.3.读数指标读数指标 OA OA投影在水平度盘上读数为投影在水平度盘上读数为a a OB OB投影在水平度盘上读数为投影在水平度盘上读数为b b 注意：若注意：若

3、0 0，则加则加360360 水平角的取值范围水平角的取值范围：0 360ab任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念 一、水平角观测原理一、水平角观测原理思考：角度观测顺序？思考：角度观测顺序？定义 在同一铅垂面内，某方向的视线与水平视线所夹的锐 角，用 表示。（也称此角为高度角、竖直角）。范围在-90 +90。 视线向上倾斜，称仰角， 为正值； 视线向下倾斜，称俯角， 为负值。任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理 视线（目标方向）与天顶方向（即铅垂线的反方向）所构成的夹角称为天顶距Z。角值范围 0180天顶距任务一任务一 角度测量

4、的基本概念角度测量的基本概念二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理=90=90-Z-Z 测角原理 1.竖直度盘 2.望远镜 3.竖盘读数指标 MO定义 视线水平，竖盘指标水准气泡居中，竖盘读数为： 90或180、270、360（ 0）。 倾斜视线在竖盘上的读数为L =L-MO=L-90二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念 任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数一、经纬仪的等级及用途一、经纬仪的等级及用途 按读数系统分为按读数系统分为 光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪。光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪。 按精度分为按

5、精度分为 DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪）；（精密光学经纬仪）； DJ6、DJ10（普通光学经纬仪（普通光学经纬仪) D大地测量仪器大地测量仪器 J经纬仪经纬仪 数字数字一测回方向观测中误差的秒数。一测回方向观测中误差的秒数。 一般工程测量最常用一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪 二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理任务一任务一 角度测量的基本概念角度测量的基本概念DJ6级光学经纬仪光学经纬仪 任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数二、光学经纬仪的构二、光学经纬仪的构造造 经纬仪一般由经纬仪一般由基座基座、水平度盘、照准部水平度盘、照准部

6、三部三部分组成分组成 任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数 ( (一一) )照准部照准部 照准部是基座上方能够转动的照准部是基座上方能够转动的部分的总称。主要由望远镜、竖直部分的总称。主要由望远镜、竖直度盘、水准器以及读数设备等组成。度盘、水准器以及读数设备等组成。任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数二、光学经纬仪的构造二、光学经纬仪的构造（二）水平度盘（二）水平度盘 水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从0至至360，

7、按顺时针注记，每格，按顺时针注记，每格1或或30，用以测量水，用以测量水平角。平角。拨盘手轮，可以改变起始方向水平度盘读数。拨盘手轮，可以改变起始方向水平度盘读数。（三）基座（三）基座 脚螺旋，固定螺旋。脚螺旋，固定螺旋。任务二任务二 光学经纬仪的构造及度盘读数光学经纬仪的构造及度盘读数0 90 180 270 090180270二、光学经纬仪的构造二、光学经纬仪的构造 度盘最小分划值度盘最小分划值1 1，分微，分微尺总长为尺总长为1 1，分成六大格，分成六大格，每格每格1010，再分成十小格，再分成十小格，每小格每小格11，可估读到，可估读到66。水平度盘；下面为竖直度盘。水平度盘；下面为竖

8、直度盘。DJ6读数方法读数方法一、对中一、对中目的：目的：使使仪器的中心仪器的中心与与测站点测站点位于位于同一铅垂线同一铅垂线上。上。光学对中器对中步骤：光学对中器对中步骤：（1）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线架头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线上，将三脚架踩实。上，将三脚架踩实。（2）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上圆圈，拉或）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上圆圈，拉或推动目镜使测站点影像清晰。推动目镜使测站点影像清晰。（3）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。）旋转脚螺旋使

9、光学对中器对准测站点。任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用二、二、 整平整平目的目的:使仪器的竖轴竖直，即水平度盘处于水平位置，竖直使仪器的竖轴竖直，即水平度盘处于水平位置，竖直度盘位于铅垂平面内。度盘位于铅垂平面内。具体步骤：具体步骤：（1）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器气泡居中。气泡居中。（2）用脚螺旋整平照准部水准管）用脚螺旋整平照准部水准管。任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用二、整平二、整平气泡居中，1、2等高 1 23123气泡居中，3与1、2等高 用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。任务三任

10、务三 经纬仪的使用经纬仪的使用二、二、 整平整平具体步骤：具体步骤：（3）用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈中心。）用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈中心。如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺旋，在架头上移如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺旋，在架头上移动仪器，圆圈中心对准测站点后旋紧连接螺旋。动仪器，圆圈中心对准测站点后旋紧连接螺旋。（4）重新整平仪器，直至在整平仪器后，光学对中器对准）重新整平仪器，直至在整平仪器后，光学对中器对准测站点为止。测站点为止。 任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用三、瞄准（照准）三、瞄准（照准） 目的目的 使照准点影像与十字丝交点重合。使照准点影像与

11、十字丝交点重合。 方法方法 调节清晰十字丝分划板、照准目标。测水平角时，调节清晰十字丝分划板、照准目标。测水平角时，照准目标底部；测竖直角时，照准目标顶部。照准目标底部；测竖直角时，照准目标顶部。 测水平角用单丝切细目标任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用测水平角用双丝夹粗目标测竖直角用横丝切目标顶部四、四、 读数读数 目的读出照准方向的度盘数字（读数）。五、置零（对零度）五、置零（对零度） 目的 在照准目标时，将水平度盘读数安置为000。任务三任务三 经纬仪的使用经纬仪的使用任务四 水平角观测 水平角观测方法：水平角观测方法：测回法观测与全圆法观测。测回法观测与全圆法观测。 一、一、测回法

12、测回法 适用于观测两个方向之间的单角。适用于观测两个方向之间的单角。 观测方法观测方法、 记录与计记录与计算算：（见表）见表）测回法观测步骤：测回法观测步骤：1.1.安置仪器，在安置仪器，在O O点安置仪器，点安置仪器，A A、B B设置目标。设置目标。2.2.盘左（正镜）观测盘左（正镜）观测 瞄准瞄准A A，a a左左= 0= 001100110 顺时针旋转望远镜，顺时针旋转望远镜， 瞄准瞄准B B，b b左左=147上半测回的角值上半测回的角值： 左左= = b b左左- - a a左左=147务四任务四 水平角观测水平角观测3.3.盘右

13、（倒镜）观测盘右（倒镜）观测 ： 瞄准瞄准B， b右右= 3271255 逆时针旋转望远镜，逆时针旋转望远镜， 瞄准瞄准A， a右右= 1800150 下半测回角值下半测回角值: : 右右= b右右- a右右=14711054. 4. 一测回的角值：一测回的角值： 14711132右左任务四任务四 水平角观测水平角观测5.观测观测n个测回个测回 起始方向读数变化为起始方向读数变化为 。 若若n=4，则起始方向读数分别为则起始方向读数分别为0，45，90，135。6. 限差限差DJ6 上、下半测回角差上、下半测回角差 36 测回差测回差24右左任务四任务四 水平角观测水平角观测n180水平角测回

14、法记录与计算水平角测回法记录与计算0 00 0110110147147123012301801800150015032732712501250147147112011201214714711051105147147111311131471471111111112ABAB左左右右AABB左左右右测站测站目目标标竖盘竖盘位置位置水平读水平读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各测回平各测回平均角值均角值9090023502352372371340134027027002450245575713551355147147110511051471471110111014714711081

15、108练习题：水平角测回法记录与计算练习题：水平角测回法记录与计算0 00 022422481811436143618018002360236261261143614368181121212121281811200120081811206120681811208120812ABAB左左右右AABB左左右右测站测站目目标标竖盘竖盘位置位置水平读水平读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各测回平各测回平均角值均角值9090030603061711711512151227027003000300351351151215128181120612068181121212128181120

16、91209二、方向观测法（全圆测回法二、方向观测法（全圆测回法） 适用于观测两个以上的方向。适用于观测两个以上的方向。1.1.观测方法观测方法(1)(1)安置仪器安置仪器 O O点置经纬仪，点置经纬仪，A A、B B、C C、D D设置目标。设置目标。(2)(2)盘左盘左 对零度，瞄对零度，瞄A A， 再瞄再瞄B B、C C、D D、A ,A ,第二次第二次瞄瞄A A称为归零，上半测回。称为归零，上半测回。任务四任务四 水平角观测水平角观测二、方向观测法（全圆测回法二、方向观测法（全圆测回法）(3)(3)盘右盘右 瞄准瞄准A A、D D、C C、B B、A A，下半测回，组成一测回。同一下半测

17、回，组成一测回。同一测回内不能第二次改变度盘。测回内不能第二次改变度盘。（4 4）计算归零后的方向值）计算归零后的方向值（5 5）计算各方向的测回平均值）计算各方向的测回平均值（6 6）水平角计算）水平角计算任务四任务四 水平角观测水平角观测1.半测回归零差计算每半测回零方向有两个读数，它们的差值称为归零差。2.平均读数的计算盘左读数与盘右读数180之和的平均值。3.归零方向值的计算各方向值减去零方向括号内之值。任务四任务四 水平角观测水平角观测6习题习题1：测回法观测手簿：测回法观测手簿测站测站 竖盘竖盘位置位置 目目标标 水平度盘读数水平度盘读数 半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值

18、 各测回平均值各测回平均值 O左左A0 01 30 。B98 20 48。右右B278 21 12*A180 01 42 *第一测回第一测回O第二测回第二测回左左A90 01 06B188 20 36右右BA8 20 36 270 00 54 *测测站站 测测回回数数目标目标水平度盘读数水平度盘读数 2c平均读数平均读数归零后方向归零后方向值值各测回归零各测回归零后方向后方向平均值平均值 略图及角值略图及角值盘左盘左盘右盘右 123 45678910O 1A 0 02 12 180 02 00 B 37 44 15217 44 05 C 110 29 04290 28 52D150 14 51

19、330 14 43A0 02 18180 02 082A90 03 30 270 03 22 B 127 45 34 307 45 28C 200 30 2420 30 18D240 15 5760 15 49 A90 03 25270 03 18习题习题2：方向观测法观测手簿方向观测法观测手簿 。*答案答案1：测回法观测手簿：测回法观测手簿测站测站 竖盘竖盘位置位置 目目标标 水平度盘读数水平度盘读数 半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值 各测回平均值各测回平均值 O左左A0 01 30 。B98 20 48。98 19 18右右B278 21 12*A180 01 42 *98 19

20、 3098 19 24第一测回第一测回O第二测回第二测回左左A90 01 06B188 20 36右右BA8 20 36 270 00 5498 19 3098 19 4298 19 3698 19 30 *测测站站 测测回回数数目标目标水平度盘读数水平度盘读数 2c平均读数平均读数归零后方向归零后方向值值各测回归零各测回归零后方向后方向平均值平均值 略图及角值略图及角值盘左盘左盘右盘右 123 45678910O 1A 0 02 12 180 02 00 +12(0 02 10) 0 02 060 00 00 0 00 00B 37 44 15217 44 05 +1037 44 1037

21、42 0037 42 04C 110 29 04290 28 52+12110 28 58 110 26 48110 26 52D150 14 51330 14 43+8150 14 47150 12 37150 12 33A0 02 18180 02 08+100 02 132A90 03 30 270 03 22 +8(90 03 24) 90 03 260 00 00B 127 45 34 307 45 28+6127 45 3137 42 07C 200 30 2420 30 18+6200 30 21110 26 57D240 15 5760 15 49 +8240 15 53150

22、 12 29A90 03 25270 03 18+790 03 22答案答案2方向观测法观测手簿方向观测法观测手簿 。*天顶天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270知识回顾：知识回顾：竖直角竖直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角线的夹角( (也叫垂直角也叫垂直角) )。 =0=0 9090，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。 任务五任务五 竖直角观测竖直角观测SD h一、竖直角测量用途一、竖直角测量用途1.斜距化算为平距斜距化算为平距DS cos 2.测定两点间的高差测定两点间的高差h S sin任务五任务五 竖

23、直角观测竖直角观测任务五任务五 竖直角观测竖直角观测3.3.三角高程测量三角高程测量一、竖直角测量用途一、竖直角测量用途 竖直度盘固定在望远镜的竖直度盘固定在望远镜的旋转轴（横轴）上。旋转轴（横轴）上。 1. 1.竖盘构造竖盘构造基本装置包括竖直度盘、基本装置包括竖直度盘、竖盘指标水准管、竖盘指标竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋。水准管微动螺旋。任务五任务五 竖直角观测竖直角观测二、竖盘结构与竖直角观测二、竖盘结构与竖直角观测2.垂直角计算的一般公式：垂直角计算的一般公式：物镜抬高时，读数增加物镜抬高时，读数增加=(=(瞄准目标时读数）瞄准目标时读数）- -（视线水平时读数）（视线水平时

24、读数）物镜抬高时，读数减少物镜抬高时，读数减少=（视线水平时读数）视线水平时读数）- -( (瞄准目标时读数）瞄准目标时读数）任务五任务五 竖直角观测竖直角观测二、竖盘结构与竖直角观测二、竖盘结构与竖直角观测顺时针注记顺时针注记逆时针注记逆时针注记玻璃圆环，玻璃圆环，0360注记注记3.竖盘刻划注记竖盘刻划注记任务五任务五 竖直角观测竖直角观测任务五任务五 竖直角观测竖直角观测第一种：第一种：竖盘顺时针注记竖盘顺时针注记刻划：刻划：目镜目镜0物镜物镜180 盘左盘左上半测回上半测回下半测回下半测回盘右盘右一测回竖直角：一测回竖直角： =（L+R）/2 =（R-L-180）/2任务五任务五 竖直

25、角观测竖直角观测第二种竖盘第二种竖盘 刻划：物镜刻划：物镜0，目镜，目镜180 盘左盘左: 瞄瞄A，L= L-90，上半测回上半测回 盘右盘右: 瞄瞄A，R= 270-R，下半测回下半测回 一测回竖直角：一测回竖直角： =（L+R）/2 =（L-R+180）/21.用如下注记形式的竖直度盘观测目标用如下注记形式的竖直度盘观测目标A，盘左时读数为，盘左时读数为824736，盘右读数为，盘右读数为277 1224，试计算竖角的角值。，试计算竖角的角值。2.用如下注记形式的竖直度盘观测目标用如下注记形式的竖直度盘观测目标B，盘左时读数为，盘左时读数为972542，盘右读数为，盘右读数为2623418

26、，试计算竖角的角值。，试计算竖角的角值。动手练一练动手练一练:=71224=72542任务五任务五 竖直角观测竖直角观测4.竖盘指标差竖盘指标差x 定义：定义：竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。也就是说，竖盘指标偏离正确位置而产生的读数误差。也就是说，竖盘指标偏离正确位置而产生的读数误差。竖盘竖盘指标的便移方向与竖盘注记增加方向一致时，指标的便移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正值，反为正值，反之为负。之为负。任务五任务五 竖直角观测竖直角观测0 0 270270 180180 9090 xxx任务五任务五 竖直角观测竖直角观测xx任务五任务五 竖直角观测竖直角观测XX任务五任务五 竖直角观测竖直角观测X任务五任务五 竖直角观测竖直角观测 5.竖直角观测竖直角观测 O点安置仪器点安置仪器 盘左盘左瞄瞄A，竖盘气泡居中，竖盘气泡居中，中横丝切与其顶端中横丝切与其顶端LA=862518,左左=9