3第三章 经纬仪ppt课件

1、第三章第三章 经纬仪与角度丈量经纬仪与角度丈量 学习要点学习要点 程度角与垂直角观测原理程度角与垂直角观测原理 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 程度角观测程度角观测 垂直角观测垂直角观测 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 程度角观测的误差分析程度角观测的误差分析3.1 程度角与垂直角观测原理程度角观测原理垂直角观测原理两种角度两种角度 . .程度角程度角 用于确定点的平面位置计算坐标用于确定点的平面位置计算坐标 2. 2.竖直角竖直角 用于两点间高差计算、斜距矫正成平距用于两点间高差计算、斜距矫正成平距测角仪器测角仪器 经纬仪、电子全站仪经纬仪、电子全站仪1.程度角观

2、测原理程度角观测原理程度角程度角过一点到两个目的的方向线垂直投影过一点到两个目的的方向线垂直投影 到程度面上所成的夹角。到程度面上所成的夹角。 0360程度面abcABC也可看成是包含BA、BC视野 的两个铅垂面之间的两面角。0ca程度度盘程度度盘 =c-a=c-a2.垂直角观测原理垂直角观测原理天顶铅垂线程度线ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视野与在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视野与 程度视野的夹角程度视野的夹角( (也叫竖直角也叫竖直角) )。 =0=09090，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。经纬仪的技术参数 DJ6经纬仪的构造

3、DJ2经纬仪3.2 DJ6型光学经纬仪的构造一一. .经纬仪的技术参数经纬仪的技术参数技术工程一测回程度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程度度盘垂直度盘主要用途经纬仪等级DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制丈量及精细工程丈量60mm 40mm 40mm30倍 28倍 26倍 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 三、四等平面控制丈量及普通工程丈量图根控制丈量 及普通工程丈量技术参数 表3-1二二.DJ6经纬仪的构造经纬仪的构造基座、照准部、程度度盘、读数安装基座、照准部、程度度盘、读数安装基座基座照准部照准部1

4、.1.基座基座脚螺旋用于整平仪器基座基座程度度盘程度度盘照准部照准部2.2.照准部照准部1.照准部(程度)制动、微动2.望远镜(竖直)制动、微动3.圆水准器 8/2mm； 管水准器30/2mm4.望远镜：倒像，2630倍， 目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝5.读数显微镜6.竖盘部分7.光学对点器8.复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝3.3.程度度盘程度度盘程度度盘由光学玻璃制成程度度盘由光学玻璃制成 . .顺时针顺时针0 0360360刻度；刻度； 2. 2.仪器整平，程度度盘程度；仪器整平，程度度盘程度； 3. 3.程度度盘与照准部相互脱离；程度度盘与照准部相互脱离； 4. 4.改动度

5、盘位置，要运用复测改动度盘位置，要运用复测 扳手或度盘变换手轮。扳手或度盘变换手轮。0901802700901802704.DJ64.DJ6经纬仪的经纬仪的 读数安装读数安装图3-5 J6经纬仪度盘读数光路程度度盘垂直度盘读数光路DJ6DJ6光学经纬仪读数光学经纬仪读数两种读数测微安装：分微尺测微和平行玻璃板测微两种读数测微安装：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，秒数必需估读。 估读至0.1格，因此， 估读的秒数都应是6的 倍数。程度度盘读数：730424a).a).分微尺测微分微尺测微

6、利用度盘刻度线，在分微尺上读数。利用度盘刻度线，在分微尺上读数。017373b).b).平行玻璃板测微平行玻璃板测微利用测微手轮，用目的线读数利用测微手轮，用目的线读数 平行玻璃板与分微尺由测微手 轮控制。转动测微手轮，使度 盘像挪动，那么挪动量可在 分微尺上读出。 平行玻璃板最大调理范围为30分， 分微尺全长刻度也等于30分。 操作时，调理测微手轮，使度盘 某度(或某30分)的刻度线居中于 双线读数目的，双目的线所夹刻 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 平行玻璃板测微器程度度盘读数： 921728主要特点主要特点1 1采用度盘对径重合读数法，以消除度盘偏心采

7、用度盘对径重合读数法，以消除度盘偏心 误差影响。误差影响。2 2经过转动测微手轮，支配测微安装，使度盘上经过转动测微手轮，支配测微安装，使度盘上 相差相差180180度的刻度线一一对应重合，而对应刻度的刻度线一一对应重合，而对应刻 度线相对挪动过的量，可在分微尺上读取。度线相对挪动过的量，可在分微尺上读取。3 3程度度盘读数和竖直度盘读数由换像手轮控程度度盘读数和竖直度盘读数由换像手轮控 制，分别单独显示。制，分别单独显示。DJ2DJ2光学经纬仪的读数光学经纬仪的读数程度度盘读数：425202.0程度度盘读数：1740202.03.3 DJ63.3 DJ6光学经纬仪的运用方法光学经纬仪的运用方

8、法 对中对中整平整平瞄准瞄准读数读数掌握对中、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 准确瞄准。对中对中将仪器中心安顿在过测站点的铅垂线将仪器中心安顿在过测站点的铅垂线 上。对中误差上。对中误差3mm。BCA 垂球对中步骤：垂球对中步骤： 1.1.粗略对中：挪动三脚架，使垂球尖离测粗略对中：挪动三脚架，使垂球尖离测 站中心站中心1 12cm2cm内；内； 2.2.准确对中：略微松开中心螺丝，在脚架准确对中：略微松开中心螺丝，在脚架 头上挪动头上挪动( (不能旋转不能旋转) )仪器，使垂球尖精仪器，使垂球尖精 确对中测站标志中

9、心，旋紧中心螺丝。确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。 留意留意脚架头首先要放平，三个脚螺旋脚架头首先要放平，三个脚螺旋 根本等高；根本等高； 脚架适当踩实；脚架适当踩实； 垂球尖尽量接近标志，便于判别。垂球尖尽量接近标志，便于判别。图3-14光学对中步骤：对准、调平、整平、对光学对中步骤：对准、调平、整平、对中中翻开三脚架，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，使光学对点器准确对 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，准确整平仪器，并通 过在脚架头上挪动仪器，

10、准确对 中。 有时必需反复上述三步的操作。123气泡居中，3与1、2等高整平整平使仪器纵轴铅垂，程度度盘与横轴程度，使仪器纵轴铅垂，程度度盘与横轴程度， 竖盘位于铅垂面内。整平误差竖盘位于铅垂面内。整平误差11格。格。 用左手大拇指法那么，转动脚螺旋，调理水准 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123瞄准瞄准用望远镜竖丝准确瞄准目的的标志中心。用望远镜竖丝准确瞄准目的的标志中心。操作步骤：操作步骤： 粗瞄、制动、调焦消除视差、程度微动准确瞄准。粗瞄、制动、调焦消除视差、程度微动准确瞄准。 用程度微动完成瞄准。用程度微动完成瞄准。 尽量瞄准目的下部，减少由

11、于目的不垂直引起的尽量瞄准目的下部，减少由于目的不垂直引起的 方向误差。方向误差。3.4 3.4 程度角观测程度角观测掌握测回法观测程度角的仪器操作方法、观测掌握测回法观测程度角的仪器操作方法、观测 程序和记录。程序和记录。了解了解“方向观测法的运用场所、作业程序与方向观测法的运用场所、作业程序与 记录。记录。一、测回法观测程度角一、测回法观测程度角 观测程序：观测程序： 盘左盘左 瞄准瞄准J J，读数，读数j j左左 瞄准瞄准K K，读数，读数k k左左 盘右盘右 瞄准瞄准K K，读数，读数k k右右 瞄准瞄准J J，读数，读数j j右右第1方向第2方向测站测站JKB 左左=k=k左左-j-

12、j左左 右右=k=k右右-j-j右右精度要求：精度要求： 左左- -右右4040 取取: : =(=(左左+ +右右) )2 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，必需首先确定起始 方向，然后按照“测回法的次序观测。 程度角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。留意：.起始方向第一个读数应调成0或180/N，N为测回数；2.分、秒数写足二位；3.改数时按有关规那么。4.一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改动度盘位置。程度角观测记录测回法第1方向第2方向测站测站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 0041874234274192474

13、1915测站竖盘位置目的程度度盘 读 数半测回角一测回平均角第第2方向方向ACB第第1方向方向程度角观测记录测回法 表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。B左AC 010302143342右CA3434121801118214231221422542142303测站竖盘位置目的程度度盘 读 数半测回角一测回平均角测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值平均角值备注12345678第一测回左10005003965312右1180043032765224第二测回左190011831864930右127001523064942964803964800964802测回法练习题

14、二、方向观测法二、方向观测法 一个测站观测一个测站观测4 4个或个或4 4个以上方向时，采用个以上方向时，采用方向观测法，也称方向观测法，也称“全圆测回法。全圆测回法。ABCDE方向观测法零方向盘左盘右1.观测步骤观测步骤 1)盘左观测： (1)按顺时针转动照准部，依次瞄准目的A、B、C、D、A； (2)在分别瞄准每一目的后立刻读数和记录。 2)盘右观测： (1)纵转望远镜180，转动照准部使仪器处于盘右位置； (2)按逆时针转动照准部，依次瞄准目的A、D、C、B、A； (3)在分别瞄准每一目的后立刻读数和记录。2.记录表格记录表格:盘左：从上到下；盘右：从下到盘左：从上到下；盘右：从下到上。

15、上。3计算与检核计算与检核1)归零差的计算与检核。半测回中起始方向观测值与归零观测值的差值。2)二倍照准差2C及2C互差2C的计算与检核。2C=L盘左-L盘右180 3)方向平均值Li的计算。4)零方向平均值的计算。5)归零方向值的计算。 Li =Li -L06)测回差的计算与检核。822180盘右盘左LLLi922000oLLL归上半测回、下半测回、几个测回。上半测回、下半测回、几个测回。如要提高观测精度，须观测多个测回如要提高观测精度，须观测多个测回。各测回仍按。各测回仍按180180/n/n的角度间隔变换程度的角度间隔变换程度度盘的起始位置。度盘的起始位置。半测回归零差，对于半测回归零差

16、，对于DJ6DJ6经纬仪，归零经纬仪，归零差不应超越差不应超越1818，否那么应重新观测。，否那么应重新观测。方向观测法成果计算方向观测法成果计算计算两倍照准差计算两倍照准差(2c)(2c)值值2c=2c=盘左读数盘左读数-(-(盘右读数盘右读数180180) )对于对于DJ2DJ2经纬仪，当竖直角小于经纬仪，当竖直角小于3 3时，时，2c2c不应超不应超越越1818，DJ6DJ6没有限差要求。没有限差要求。计算各方向的平均读数计算各方向的平均读数平均读数平均读数=1/2=1/2盘左读数盘左读数+(+(盘右读数盘右读数180180)计算的结果称为方向值。起始方向有两个平均值，应将此两数计算的结

17、果称为方向值。起始方向有两个平均值，应将此两数再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。计算归零后的方向值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将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数( (括号内括号内) )，即得，即得各方向的归零方向值。同一方向值各测回互差不超越各方向的归零方向值。同一方向值各测回互差不超越2424。起始方向的归零值为零。起始方向的归零值为零。计算各测回归零后方向值的平均值计算各测回归零后方向值的平均值取各测回同一方向归零后的方向值的平均值作该方向的最后结取各测回同一方向归零后的方向值的平均值作该方向的最后结

18、果。在取平均值之前，应计算同一方向归零后的方向值各测回之间果。在取平均值之前，应计算同一方向归零后的方向值各测回之间的差数有无超限，假设超限，那么应重测。的差数有无超限，假设超限，那么应重测。计算各目的间程度角值计算各目的间程度角值将相邻两方向值减即可求得。将相邻两方向值减即可求得。全全圆圆方方向向观观测测法法测测水水平平角角 读读 数数 测测站站 测测回回 目目标标 盘盘 左左 盘盘 右右 2C=左左-右右 (平平均均)方方向向值值 归归零零方方向向值值 各各测测回回平平均均方方向向值值 水水平平角角值值 A 00200 1800210 -10 (00206) 00205 00000 B 5

19、23340 2323340 0 523340 523134 C 912120 2712130 -10 912125 911919 D 1384230 3184250 -20 1384240 1384240 3 1 A 00200 1800212 -12 00206 1800212 A 900120 2700130 -10 (90115) 900115 00000 00000 B 1423300 3223300 0 1423300 523145 523140 C 1812040 012050 -10 1812045 911930 911924 D 2284200 484210 -10 22842

20、05 1384050 1384042 3 2 A 900110 2700120 -10 900120 00000 523140 384844 472118 各方向平均读各方向平均读数数-括号内数括号内数2c=2c=盘左读数盘左读数- -( (盘右读数盘右读数180180) )平均读数平均读数=1/2=1/2盘左读数盘左读数+(+(盘右读数盘右读数180180)3.5 竖直角的观测方法垂直角观测原理竖盘构造特点垂直角计算公式竖盘目的差垂直角观测原理垂直角观测原理天顶天顶铅垂线程度线ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视

21、线与程度视野的夹角线与程度视野的夹角( (也叫竖直角也叫竖直角) )。 =0=09090，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos 将斜距化为平距 知斜距S、竖直角， 计算平距D：图3-20 斜距化为平距lihhDhABtan 三角高程丈量 知平距D、竖直角 ， 计算A、B高差h：图3-21 三角高程丈量ABhl竖盘构造特点竖盘构造特点构造特点构造特点 竖盘随望远镜一同转动。竖盘随望远镜一同转动。 竖盘与读数目的相互脱离。竖盘与读数目的相互脱离。 竖盘气泡居中，目的铅垂。竖盘气泡居中，目的铅垂。 视野程度、目的铅垂时，竖盘读数为常数：视野程度、目的

22、铅垂时，竖盘读数为常数： 盘左时普通盘左时普通 L0=90 L0=90 ，盘右时普通，盘右时普通 R0=270 R0=270 。27027090901801800 0盘右盘右0 02702701801809090盘左盘左垂直度盘与读数目的90L左确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式 根据度盘刻度方式，确定竖直角计算公式，保证仰角为 正、俯角为负。R 270右0 02702701801809090 x竖盘目的差竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的夹角。竖盘目的差竖盘目的差盘左盘右观测竖直角取平均，可消除目的差的影响。目的差计算公式：）或右左(21)360(21xRLx产生的缘由：仪器

23、振动、磨损等使目的水准管气泡偏离了正确位置 270090180盘左计算公式左=L-90右=270-R测站目的竖盘位置竖盘读数 半 测 回垂 直 角 一 测 回垂 直 角 2x 备 注I左右J112 15 00 22 15 00247 44 38 22 15 22 22 +22 15 11左右K118 37 36 28 37 36241 22 02 28 37 58 22 +28 37 47左右H 84 06 10 + 5 53 50275 53 30 + 5 53 30 20 + 5 53 40 垂直角必需带“+ 号。垂直角观测记录垂直角观测记录3.6 经纬仪的检验与校正经纬仪的轴线及其应满足

24、的条件经纬仪的检验与校正目的：使经纬仪各轴线间坚持正确的目的：使经纬仪各轴线间坚持正确的 几何关系几何关系 横轴 HH 视准轴 CC 水准管轴 LL 竖轴 VV 圆水准轴 LLLLHHCCVVLL经纬仪的轴线经纬仪的轴线 水准管轴垂直于竖轴 LLVV 视准轴垂直于横轴 CCHH 横轴垂直于竖轴 HHVV 十字竖丝垂直于横轴 竖丝HH 圆水准轴平行于竖轴 LLVV轴线间应满足的条件轴线间应满足的条件LLHHCCVVLL经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 校正工程 校正目的 1.平盘水准管的检验与校正 LLVV 2.圆水准器的检验与校正 LL VV(次要) 3.视准轴的检验与校正 CCHH 4.横轴的检验与校正 HHVV 5.竖盘目的差的检验与校正掌握各工程的校正原理与方法找一个明确目的，用盘左、盘右读取竖盘读数，计找一个明确目的，用盘左、盘右读取竖盘读数，计算出竖盘目的差算出竖盘目的差3.7 角度丈量的误差分析误差来源与处置方法1.1.仪器误差：仪器校正的剩余误差仪器误差：仪器校正的剩余误差 视准轴误差视准轴误差CCHHCCHH 盘左