第三章角度测量

1、3 角度测量【本章知识要点】【本章知识要点】水平角与竖直角的定义；光学经纬仪的水平角与竖直角的定义；光学经纬仪的基本构造；经纬仪的操作步骤；测回法基本构造；经纬仪的操作步骤；测回法观测水平角；竖直角的计算公式；竖盘观测水平角；竖直角的计算公式；竖盘指标差；经纬仪的轴线及其关系；角度指标差；经纬仪的轴线及其关系；角度测量误差分析；盘左盘右观测可以消除测量误差分析；盘左盘右观测可以消除或减弱哪些误差影响。或减弱哪些误差影响。3/28/2022 9:31 PM .1.1角度测量原理角度测量原理 3.1.1水平角测量原理水平角测量原理 1）水平角的定义）水平角的定义 两相交直线之间的夹角在同一水平面上

2、两相交直线之间的夹角在同一水平面上的投影，称为水平角，或指分别过两条直线所的投影，称为水平角，或指分别过两条直线所作的竖直面间所夹的二面角。作的竖直面间所夹的二面角。3/28/2022 9:31 PM2）水平角测量原理）水平角测量原理取值范围：取值范围：0 360 = a - b3/28/2022 9:31 PM 1）垂直角定义：观测目标的方向线与水平面之间的夹角。 的取值范围0 90水平线照准轴+w铅垂面Z天顶方向-垂直度盘面3/28/2022 9:31 PM3.1.2竖直角测量原理竖直角测量原理3/28/2022 9:31 PM3.2 3.2 光学经纬仪及其使用光学经纬仪及其使用分 类：D

3、J07DJ153.2.1 DJ6 光学经纬仪一般构造：光学经纬仪一般构造： 基座基座 水平度盘水平度盘 照准部照准部3/28/2022 9:31 PM1望远镜制动螺旋望远镜制动螺旋 2望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋 3物镜物镜 4物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋 5目镜目镜 6目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋 7光学瞄准光学瞄准 8度盘读数显微镜度盘读数显微镜 9度盘读数显微镜调焦螺旋度盘读数显微镜调焦螺旋 10照准部水准管照准部水准管 11光学对中器光学对中器 12度盘照明反光镜度盘照明反光镜 13竖盘指标管水准器竖盘指标管水准器 14竖盘指标管水准器观察反射镜竖盘指标管水准器观察反射镜 15竖盘指标管水准器

4、微动螺旋竖盘指标管水准器微动螺旋 16水平方向制动螺旋水平方向制动螺旋 17水平方向微动螺旋水平方向微动螺旋 18水平度盘变换螺旋与保护卡水平度盘变换螺旋与保护卡 19基座圆水准器基座圆水准器 20基座基座 21轴套固定螺旋轴套固定螺旋 22脚螺旋脚螺旋度盘变换器度盘变换器反光镜反光镜垂直气泡微动螺旋垂直气泡微动螺旋水平微动螺旋水平微动螺旋水平制动螺旋水平制动螺旋望远镜制动螺旋望远镜制动螺旋望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋3/28/2022 9:31 PM度盘读数显微镜3/28/2022 9:31 PM光学对中器反光照明镜3/28/2022 9:31 PM3.2.2 读数设备读数设备0123456

5、180179水 平读数为1800500分微尺1）分微尺及读数方法3/28/2022 9:31 PM 图中，水平角读数为 1780500 竖直角读数为 8506003/28/2022 9:31 PM 图a中，水平度盘读数为 511 44， 图b中，竖直度盘读数为 9117 30。3/28/2022 9:31 PM 2）单平板玻璃测微器及读数方法）单平板玻璃测微器及读数方法3.2.3 3.2.3 DJDJ6 6型光学经纬仪的基本操作型光学经纬仪的基本操作经纬仪的安置经纬仪的安置 测角的要求：水平度盘水平水平度盘中心位于测站点铅垂线上3/28/2022 9:31 PM脚架伸缩螺丝3/28/2022

6、9:31 PM 经纬仪安置步骤：1）、对中方法：垂球 光学对点器2）、整平方法：用水准器置平使用光学对中器使经纬仪对中和整平1、调节三个基座螺旋使光学对中器对中2、调节三脚架伸缩，使圆气泡居中3、重复1、2步骤直到满足要求。4、调节三个基座螺旋使长水准器居中，精平。3/28/2022 9:31 PM 垂球对中3/28/2022 9:31 PM 整平3/28/2022 9:31 PM光学对中器3/28/2022 9:31 PM 经纬仪操作方法3/28/2022 9:31 PM3）照准3/28/2022 9:31 PM4）读数 图中，水平角读数为 1780500 竖直角读数为 8506003/28

7、/2022 9:31 PM 3.3 水平角测量水平角测量 方法： 测回法 方向观测法 3/28/2022 9:31 PM3.3.1 测回法测回法 3/28/2022 9:31 PM适用于两个目标之间的 单角测量步骤：（ 1）盘左照准A、读数LA （2）顺时针旋转照准B、读数LB （3）倒转望远镜，盘右照准B、读数RB （ 4）逆时针照准旋转照准A、读数RA 记录参见表3-1 限差：半测回角差40 (J6) 3/28/2022 9:31 PM12盘左盘左3/28/2022 9:31 PM盘右盘右3/28/2022 9:31 PM测测站站测回测回竖盘竖盘位置位置目目标标度盘读数度盘读数半测回角值半

8、测回角值一测回角值一测回角值各测回各测回平均值平均值备备注注 0第一测回左A0 01 1239 15 3639 15 3339 15 38B39 16 48右A180 01 0639 15 30B219 16 360第二测回左A90 00 0639 15 4839 15 42B129 15 54右A270 00 1239 15 36B309 15 48表表3-1 测回法观测手簿测回法观测手簿3.3.2 3.3.2 方向观测法方向观测法观测三个以上的方向步骤：（1）盘左：A-B-C-D-A（2）盘右：A-D-C-B-A记录：参见表3-2限差：半测回归零差18 各测回同一方向的方向值之差24 3/

9、28/2022 9:31 PM3/28/2022 9:31 PM顺时针ODCBA逆时针3/28/2022 9:31 PM测站测回目标读数2C平均读数归零后的方向值各测回归零方向值的平均值盘左盘右（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）12345678901A0 1212180 0200+12（0 02 10）0 00000 00000 0206B37 4415217 4405+1037 441037 420037 4204C110 2904290 2852+12110 2858110 2648110 2653D150 1451330 1443+8150 1447150 1237150 1233A0 02

10、18180 0208+100 0213A90 0330270 0322+8（90 03 24）000 0090 0326B127 4534307 4528+6127 453137 4207010 0206B37 4415217 4405+1037 441037 420037 4204C110 2904290 2852+12110 2858110 2648110 2653D150 1451330 1443+8150 1447150 1237150 1233A0 0218180 0208+100 02132A90 0330270 0322+8（90 03 24）000 0090 0326B127

11、4534307 4528+6127 453137 4207C200 302420 3018+6200 3021110 2657D240 155760 1549+8240 1553150 1229A90 0325270 0318+790 03223.4 竖直角测量竖直角测量3.4.1竖直度盘与读数系统竖直度盘与读数系统3/28/2022 9:31 PM3.4.2 计算竖直角（高度角）计算竖直角（高度角）3/28/2022 9:31 PM图图3-15 逆时针注记竖盘逆时针注记竖盘 图图3-16 顺时针注记竖盘顺时针注记竖盘 L =900 -L R =R - 2700 3/28/2022 9:31

12、PM)180(212LRaaaRL3/28/2022 9:31 PM3.4.3 垂直度盘指标差3/28/2022 9:32 PM指标差计算公式 L =900 L + x (3 - 12) R =R 2700 x (3 - 13)3/28/2022 9:32 PM1(360 )22RLaaxRL3.4.4 竖直角测量方法（中丝法）1）竖直角测量步骤）竖直角测量步骤（1）设置仪器，对中、整平、量取仪器高。（2）盘左位置照准目标：中横丝切准 调节竖盘水准管气泡居中，读取盘左读数L（3）盘右位置照准目标：中横丝切准 读取盘左读数R（4）计算垂直角3/28/2022 9:32 PM测站 目标竖盘位置竖盘

13、读数（ ）半测回角值（ ）指标差（）一测回角值（ ）1234567OA左86 23 423 36 18-63 36 12右273 36 063 36 06B左95 12 30-5 12 30-12-5 12 42右264 47 06 -5 12 54(3)记录和计算记录和计算 3.5 3.5经纬仪的检校经纬仪的检校 经纬仪应满足的条件 检校内容3/28/2022 9:32 PM3.5.1 3.5.1 经纬仪上主要轴线应满足的条件经纬仪上主要轴线应满足的条件（1）水准管轴LL应垂直于竖轴VV（2）视准轴CC应垂直于横轴HH（3）横轴HH应垂直于竖轴VV （4）圆水准器轴应平行于竖轴VV （5）十

14、字丝竖丝应垂直于横轴HH（6）光学对中器视准轴应与竖轴重合（7）竖盘指标差应小于规定值3/28/2022 9:32 PM照准部水准轴应垂直于竖直轴圆水准器轴应平行于竖轴VV 十字丝竖丝应垂直与横轴照准轴应垂直于横轴横轴应垂直于竖轴竖盘指标差的检验光学对中器的检校3/28/2022 9:32 PM经纬仪的检校内容经纬仪的检校内容：1） 照准部水准轴应垂直于竖直轴 检验目的 检验方法 校正方法 检校原理3/28/2022 9:32 PM2）圆水准器轴应平行于竖轴圆水准器轴应平行于竖轴方法：与照准部水准轴应垂直于竖直轴相同3） 十字丝竖丝应垂直与横轴十字丝竖丝应垂直与横轴 检验目的 检验方法 校正方

15、法 检校原理3/28/2022 9:32 PM4） 照准轴应垂直于横轴 检验目的 检验方法 校正方法 检校原理3/28/2022 9:32 PM5） 横轴应垂直于竖轴横轴应垂直于竖轴 检验目的 检验方法 校正方法 检校原理3/28/2022 9:32 PM6） 竖盘指标差的检验竖盘指标差的检验3/28/2022 9:32 PM7）光学对中器的检校）光学对中器的检校3/28/2022 9:32 PM3.6.13.6.1仪器误差仪器误差3.6.23.6.2观测误差：观测误差： 仪器对中误差 目标偏心误差 照准误差、读数误差3.6.33.6.3外界条件的影响外界条件的影响3.6 角度测量的误差及注意

16、事项3/28/2022 9:32 PM水平度盘偏心差3/28/2022 9:32 PM视准轴误差3/28/2022 9:32 PM横轴倾斜误差3/28/2022 9:32 PM竖轴倾斜误差3/28/2022 9:32 PM仪器对中误差仪器对中误差3/28/2022 9:32 PM2121/21)sin(sinDDe目标偏心误差目标偏心误差Desin/3.6.3 外界外界环境的影响环境的影响1）温度的变化）温度的变化2）大风的影响）大风的影响3）大气折光）大气折光4）大气透明度）大气透明度5）地面稳定性）地面稳定性3/28/2022 9:32 PM3.6.4 角度测量的注意事项：角度测量的注意事

17、项： （1）观测前应检校仪器）观测前应检校仪器（2）安置仪器要稳定，应仔细对中和）安置仪器要稳定，应仔细对中和整平。一测回内不得再对中整平。整平。一测回内不得再对中整平。（3）目标应竖直，尽可能瞄准目标低）目标应竖直，尽可能瞄准目标低部部（4）严格遵守各项操作规定和限差要）严格遵守各项操作规定和限差要求求（5.）当对一水平角进行）当对一水平角进行m个测回观测，个测回观测，各测回应配度盘，每测回观测度盘起始各测回应配度盘，每测回观测度盘起始读数变动值为读数变动值为 180/m3/28/2022 9:32 PM （6）观测时尽量用十字丝中间部分。）观测时尽量用十字丝中间部分。水平角用竖丝，竖直角用

18、横丝。水平角用竖丝，竖直角用横丝。（7）读数应果断、准确。特别应注）读数应果断、准确。特别应注意估读数。当场计算，如有错误或超意估读数。当场计算，如有错误或超限，应立即重测。限，应立即重测。（8）选择有利的观测时间和避开不）选择有利的观测时间和避开不利的外界条件。利的外界条件。3/28/2022 9:32 PM3.7 电子经纬仪的测角原理电子经纬仪的测角原理 与光学经纬仪光学经纬仪的根本区别在于用微机处理机制的电子测角系统代替了光学读数系统，能自动显示测量数据3/28/2022 9:32 PM 3.7.1电子经纬仪测角原理电子经纬仪测角原理 1）编码度盘测角 2）光栅度盘测角 3/28/2022 9:32 PM1）编码度盘测角）编码度盘测角1不透光 0透 光3/28/2022 9:32 PM3/28/2022 9:32 PM2）光栅度盘测角光栅度盘测角3/28/2022 9:32 PM光栅度盘测角3/28/2022 9:32 PM3/28/2022 9:32 PM3）动态光栅度盘测角）动态光栅度盘测角3/28/20