工程测量第三章

1、01 1第 三 章 角 度 测 量 0203角度测量原理经纬仪简介水平角观测040506竖直角观测经纬仪的检验与校正水平角观测误差及其削减方法技能目标核心概念知识要点重点难点测回法；方向观测法；视准轴；竖轴；误差第三章 角度测量经纬仪的结构及安置；测量水平角的方法;角度测量中产生误差的原因和削减方法;测回法测量水平角的方法,竖盘、竖直角及其观测法.熟练操作经纬仪进行水平角和竖直角观测第三章 角度测量两种角度两种角度 水平角水平角 用于确定点的平面位置（计算坐标） 竖直角竖直角 用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器测角仪器 经纬仪、电子全站仪经纬仪、电子全站仪角度测量原理3.12022-3

2、-19测量学1.水平角观测原理水平面abcABC也可看成是包含BA、BC视线 的两个铅垂面之间的两面角。0ca水平度盘水平度盘 =c-a=c-a一、水平角测量原理水平角水平角过一点到两个目标的方向线垂直投影 到水平面上所成的夹角。0360。2022-3-19测量学2.垂直角观测原理天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270二、竖直角测量原理垂直角垂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(也叫竖直角)。=090 ，仰角为正，俯角为负。第三章 角度测量 经纬仪简介3.211经纬仪的分类经纬仪的构造经纬仪的使用2022-3-19测量学1.水平角观测原理一、经纬仪的分类按测

3、角精度不同,经纬仪又分成多种等级,如DJ、DJ、DJ等。“D”和“J”为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音的第一个字母,后面的数字代表该仪器一测回方向观测中的误差，即该仪器所能达到的精度指标,数字越大,精度越低。 经纬仪的种类有很多,按读数原理可分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类。2022-3-19测量学1.水平角观测原理二、经纬仪的构造基本构造：基座、照准部、度盘、读数(一)DJ型光学经纬仪1.水平角观测原理二、经纬仪的构造1 基本构造1.基座基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部二、经纬仪的构造(1)(1)基座基座 基座是支撑仪器的底座脚螺旋用于整平仪器2022-3-19测量学1.水平角观测原理

4、二、经纬仪的构造望远镜和水准仪望远镜构造基本相同,是用来照准远方目标的设备。照准部的管水准器用于经纬仪的精平,管水准器轴与竖轴垂直,与横轴平行。(2)(2)照准部照准部 照准部是位于水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的部分的总称望远镜十字丝1.基座二、经纬仪的构造(3) (3) 度盘度盘 水平度盘是由光学玻璃制成的带有刻画和注记的圆盘在度盘的边缘按顺时针方向均匀刻画成份,每一份就是,并注记度数0901802700901802702022-3-19测量学1.水平角观测原理二、经纬仪的构造度盘上1度分划的间隔 经放大后，与分微尺相等。分微尺全长分60格，因此其最小格值为1 =60 。2 读数设备及其方

5、法017373水平度盘读数：7304241.水平角观测原理二、经纬仪的构造（二） DJ型光学经纬仪与DJ6构造基本相同1.水平角观测原理二、经纬仪的构造（二） DJ型光学经纬仪水平度盘读数： 425202.0水平度盘读数： 1740202.0采用度盘对径分划重合法读数,相当于取度盘直径两端相差处两个读数的平均值,可以抵消照准部偏心误差的影响,提高读数精度。DJ型光学经纬仪大多设置了测微尺和测微手轮1.水平角观测原理二、经纬仪的构造（三） 电子经纬仪与光学经纬仪主要区别在于度盘读数系统1.水平角观测原理二、经纬仪的构造1 光栅度盘测角原理图-电子经纬仪光栅度盘读数1.水平角观测原理二、经纬仪的构

6、造2 编码度盘测角原理根据角度信息在度盘上编码信息形式的不同，编码度盘分为码区度盘和条码度盘两种。1.水平角观测原理二、经纬仪的构造2 编码度盘测角原理()码区度盘测角原理与光栅度盘相比,编码度盘的优点是:能实时反映角度的绝对值,可靠性高,误差不积累,调试简单,有较强的环境适应性.()条码度盘测角原理条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。条码具有可靠准确、易于制作、识别速度快等优点。1.水平角观测原理二、经纬仪的构造3 光栅动态度盘测角原理图-光栅动态度盘测角原理1.水平角观测原理三、经纬仪的使用1 经纬仪的安置经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站标志

7、中心处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴处于铅垂线状态，使水平度盘处于水平位置。对中BCA三、经纬仪的使用对中将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。2022-3-19测量学光学对中步骤图3-14三、经纬仪的使用光学对中步骤：光学对中步骤：对准、调平、整平、对中2022-3-19测量学整平123气泡居中，3与1、2等高气泡居中，1、2等高123三、经纬仪的使用整平整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)一测回观测过程中，不得再调气泡。1.水平角观测原理三、经纬仪的使用2 瞄准经纬仪安置好后,先将望远镜照准远处,转动目镜

8、调焦螺旋使十字丝清晰3 读数读数前,先调节反光镜,使读数窗亮度均匀,调节读数显微镜及目镜对光螺旋,使读数窗内分划线清晰,然后按前述的经纬仪读数方法进行读数.第三章 角度测量 水平角观测3.3在水平角观测中,为发现错误并提高测角精度,一般要用盘左和盘右两个位置进行观测操作步骤1.水平角观测原理水平角的观测一 测回法测回法观测水平角测回法观测水平角 盘左盘左 瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左 盘右盘右 瞄准K，读数k右 瞄准J，读数j右 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右第1方向第2方向测站测站JKB =(=( 左左+ + 右右) )2 2，精度要求精度要求： 左

9、左- - 右右 4040 角是从起始方向角是从起始方向( (即第即第1 1方向方向) )顺时针转到第顺时针转到第2 2方向所成的角度，观测时，必方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然后按照须首先确定起始方向，然后按照“测回法测回法”的次序观测。的次序观测。1.水平角观测原理水平角的观测一 测回法第1方向第2方向测站测站JKB起始方向第一个读数应调成0（或180/N，N为测回数）；分、秒数写足二位;一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915测站竖盘位置目标水平度盘 读 数半测回

10、角一测回平均角1.水平角观测原理水平角的观测二 方向观测法方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向,要求零方向应选择距离适中、通视良好、成像清晰稳定、俯仰角和折光影响较小的方向.设A 方向为零方向ABCDE方向观测法零方向盘左盘右1.水平角观测原理水平角的观测方向观测法角值计算步骤方向观测法角值计算步骤()计算c 值(即盘左、盘右两次照准误差) 2c盘左读数(盘右读数)()计算方向观测值的平均值平均读数/盘左读数(盘右读数)()计算归零后的方向观测值()计算各测回归零后方向值的平均值二 方向观测法第三章 角度测量 竖直角观测3.4竖直度盘的构造竖直角的计算竖直角的观测方法1.水平角观测原理一

11、竖直度盘的构造经纬仪的竖直度盘也称为竖盘1.水平角观测原理二 竖直角的计算垂直角垂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。=090 ，仰角为正，俯角为负。天顶天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270确定垂直角的计算公式90L左R 270右二 竖直角的计算竖直角 计算式为 /(左右)/(R L)竖盘读数与垂直角计算竖盘读数与垂直角计算确定垂直角的计算公式二 竖直角的计算盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。竖盘指标差竖盘指标差-竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。指标差计算公式：指标差计算公式：1(360 )21(2xLRx右左）确定垂直角的计算

12、公式三 竖直角的观测方法竖直角观测的操作步骤竖直角观测的操作步骤第一步 安置仪器 盘左位置 盘右位置 计算最后结果第二步第三步第四步确定垂直角的计算公式三 竖直角的观测方法竖直角观测记录表竖直角观测记录表第三章 角度测量 经纬仪的检验和校正3.5水准管轴的检验与校正十字丝竖丝的检验和校正望远镜视准轴的检验和校正横轴的检验和校正竖盘指标差的检验和校正光学对中器的检验与校正LLHHCCVTLL3.5 经纬仪的检验和校正轴线间应满足的条件轴线间应满足的条件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确定垂直角

13、的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的使十字丝竖丝垂直横轴1 1 十字丝竖丝的检验与校正十字丝竖丝的检验与校正检验方法检验方法整平仪器后,用竖丝一端照准一个固定清晰的点状目标,拧紧望远镜和照准部制动螺旋,然后转动望远镜微动螺旋,如果该点始终不离开竖丝,则说明竖丝垂直于横轴,否则需要校正.校正校正转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡退回偏离零点的格数的一半，再用校正针拨动水准管校正螺钉，使气泡居中，如此反复几次，直至气泡满足条件。确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的 使水准管轴垂直于仪器竖轴（LLVV）2 2 水准管轴的检验与校正水准管轴的检验与校正检验方法

14、检验方法校正校正确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的 使望远镜视准轴垂直于横轴（CCHH）3 3 望远镜视准轴的检验与校正望远镜视准轴的检验与校正检验方法检验方法确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正校正校正 在B 尺上定出B，使BBBB/,调节十字丝护环 左右校正螺钉，使望远镜中心对准B 点。3 3 望远镜视准轴的检验与校正望远镜视准轴的检验与校正确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的 使横轴垂直于仪器竖轴4 4 横轴的检验和校正横轴的检验和校正检验方法与校正检验方法与校正确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的

15、 消除竖盘指标差5 5 竖盘指标差的检验与校正竖盘指标差的检验与校正检验方法检验方法在大致水平方向选择远处一目标P ,盘左,在十字丝交点附近用纵丝瞄准 ,水平度盘读数为L ;盘右,再瞄准P 点,水平度盘读数为R。如果L-(R180o)20” ,则认为视准轴垂直于横轴的条件没有得到满足,需要进行校正。校正校正盘右（或盘左）位置瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘读数为R（或L）;此时，竖盘水准气泡不再居中，拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中。此项检验和校正需反复进行，直至左与右的差数小于1为止确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正检验目的检验目的 使光学对中器视准轴与仪器竖轴重合6

16、 6 光学对中器的检验与校正光学对中器的检验与校正检验方法检验方法安置经纬仪于一般高度，严格整平仪器，在仪器下的地面上放一张白纸，在上面画一十字形标志P,移动白纸，使对中器中心标志对准P 点，然后固定白纸;将照准部旋转，如果对中器中心标志对准另一点P，则对中器的视准轴未与仪器纵轴重合，需要校正。确定垂直角的计算公式3.5 经纬仪的检验和校正6 6 光学对中器的检验与校正光学对中器的检验与校正校正校正用直尺在白纸上定出P、P点的中点O,转动对中器的校正螺钉使对中器分划板的中心对准点O.光学对中器上的校正螺钉随仪器型号而异,有些是校正视线转向的直角棱镜,有些是校正分划板.图-是位于照准部支架间的圆

17、形护盖下的校正螺钉,松开护盖上的两颗固定螺钉,取下护盖即可看到,调节螺钉可使分划圈中心前后移动,调节螺钉可使分划圈中心左右移动.直至分划圈中心与P 点重合为止.图3-26光学对中器的校正第三章 角度测量 水平角观测误差及其削减方法3.6仪器误差观测误差外界条件影响误差确定垂直角的计算公式3.6 水平角观测误差及其削减方法（1 1）视准轴误差）视准轴误差 用盘左、盘右角值取平均的方法来削减（2 2）横轴误差）横轴误差 用盘左、盘右角值取平均的方法来削减（3 3）竖轴误差）竖轴误差 用校正水准管轴的办法来削减（4 4）度盘偏心误差）度盘偏心误差 用盘左、盘右角值取平均的方法或采用对径 分划的测微尺,可以得到削减（5 5）度盘分划误差）度盘分划误差 用多测回观测、变换度盘位置的方法来削减一一 仪器误差仪器误差确定垂直角的计算公式3.6 水平角观测误差及其削减方法二二 观测误差观测误差确定垂直角的计算公式3.6 水平角观测误差及其削减方法外界条件的影响很多，如大风会影响仪器的稳定,地面的辐射热会影响大气的稳定,大气的透明度会影响照准精度，温度变化会影响仪器的正