第四章 经纬仪测量

1、2022-4-192022-4-191 1第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥角度测量包括：水平角度测量包括：水平角测量，竖直角测量。角测量，竖直角测量。常用仪器：经纬仪常用仪器：经纬仪41水平角测量的水平角测量的原理原理1水平角的概念水平角的概念说法说法1：空间量直线的：空间量直线的夹角在水平面上的垂夹角在水平面上的垂直投影。直投影。说法说法2：过两方向线所：过两方向线所作两竖直面间的二面作两竖直面间的二面角。（如图角。（如图4-1所示）所示） 图图4-12022-4-192022-4-192 2第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥41水平角测

2、量的原理水平角测量的原理1水平角的概念水平角的概念2测量原理测量原理如图如图4-1所示，欲测水平所示，欲测水平角角:ACB的水平角的水平角(1)在在C点的铅垂线上水平点的铅垂线上水平安置一个有刻度的圆盘，安置一个有刻度的圆盘，（称为水平度盘），铅垂（称为水平度盘），铅垂线与水平度盘的圆心重合。线与水平度盘的圆心重合。(2)过过CB、CA的铅垂面，的铅垂面，与水平度盘的交线在水平与水平度盘的交线在水平度盘上的读数为度盘上的读数为b，a,则则=a-b经纬仪测量水平角的装置就是经纬仪测量水平角的装置就是根据这个原理而设计的。根据这个原理而设计的。图图4-12022-4-192022-4-193 3第

3、四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥42 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪经纬仪精度等级按其可分为以下几个等级经纬仪精度等级按其可分为以下几个等级601562107DJDJDJDJDJDJ、一、光学经纬仪的构造一、光学经纬仪的构造经纬仪构成主要由经纬仪构成主要由照准部、照准部、水平度盘水平度盘和基和基座座三部分构成。三部分构成。（一）照准部（一）照准部照准部主要有：望远镜、竖直度盘、水准器照准部主要有：望远镜、竖直度盘、水准器构成。构成。（二）水平度盘（二）水平度盘0-360度全圆刻划。（三）基座（三）基座 基座的作用是支承仪器的上部并与三基座的作用是支承仪器的上部并与三脚

4、架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板组成三角压板组成2022-4-192022-4-194 42022-4-192022-4-195 52022-4-192022-4-196 62022-4-192022-4-197 72022-4-192022-4-198 82022-4-192022-4-199 9第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥42 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪二、光学经纬仪的读数装置和读书方法二、光学经纬仪的读数装置和读书方法 （一）单平板玻璃测微器及其读数方法（一）单平板玻璃测微器及其读数方法见图4-6202

5、2-4-192022-4-191010第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥42 DJ6级光学级光学经纬仪经纬仪二、光学经纬仪的读二、光学经纬仪的读数装置和读书方法数装置和读书方法 （一）单平板玻璃测（一）单平板玻璃测微器及其读数方法微器及其读数方法见图4-6（二）测微尺读数装（二）测微尺读数装置及其读数方法置及其读数方法见图4-8。2022-4-192022-4-191111第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥42 DJ6级光学级光学经纬仪经纬仪二、光学经纬仪的读二、光学经纬仪的读数装置和读书方法数装置和读书方法 （一）单平板玻璃测（一）单平板玻

6、璃测微器及其读数方法微器及其读数方法见图4-6（二）测微尺读数装（二）测微尺读数装置及其读数方法置及其读数方法见图4-8。2022-4-192022-4-191212第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥42 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪二、光学经纬仪的读数装置和二、光学经纬仪的读数装置和读书方法读书方法三、光学经纬仪应满足的几何三、光学经纬仪应满足的几何条件条件1.水平度盘的水准管轴水平度盘的水准管轴(LL)应垂直于竖轴应垂直于竖轴(VV)；2.视准轴视准轴(CC)应垂直于水平应垂直于水平轴轴(HH)；3. 水平轴水平轴(HH)应垂直于竖轴应垂直于竖轴(VV)。202

7、2-4-192022-4-191313第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥43水平角观测水平角观测一、经纬仪的安置（对中、整平）一、经纬仪的安置（对中、整平）1对中对中（1）目的：把仪器中心安置在测站点的铅垂线上。）目的：把仪器中心安置在测站点的铅垂线上。（2）方法：垂球对中；光学对中）方法：垂球对中；光学对中2022-4-192022-4-191414第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥43水平角观测水平角观测一、经纬仪的安置（对中、整平）一、经纬仪的安置（对中、整平）1对中对中2整平整平（1）目的：竖轴竖直，水平度盘水平。）目的：竖轴竖直，水

8、平度盘水平。（2）方法：平移法、角架法。）方法：平移法、角架法。2022-4-192022-4-191515第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥43水平角观测水平角观测二、测回法测水平角二、测回法测水平角1、盘左、盘左（1）照准第一个方向）照准第一个方向A，读，读数数a1。（2）顺时针旋转，照准第二）顺时针旋转，照准第二个方向个方向B，读数，读数b1。得上半测。得上半测回结果回结果1= a1- b1。2、盘右、盘右（1）倒转望远镜。变成盘右。）倒转望远镜。变成盘右。（2）照准方向）照准方向B，读数，读数b2。（3）逆时针旋转，照准方向）逆时针旋转，照准方向A，读数读数a

9、2。得下半测回结果。得下半测回结果2= a2- b2。a1b12022-4-192022-4-191616第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥43水平角观测水平角观测二、测回法测水平角二、测回法测水平角1、盘左、盘左1= a1- b1。2、盘右、盘右2= a2- b2。3.若若1-240则则=（1+2）/2作为一测回结果作为一测回结果a1b12022-4-192022-4-191717第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥44竖直角观测竖直角观测一、竖直角测量的原理一、竖直角测量的原理1竖直角的概念（定义）竖直角的概念（定义） 竖直角就是同一竖直面

10、内视线与水竖直角就是同一竖直面内视线与水平线间的夹角，常用平线间的夹角，常用或或表示。表示。仰角为正，仰角为正，090俯角为负，俯角为负，-90 02竖直角的测量原理竖直角的测量原理 两方向读数之差两方向读数之差，即：，即： =视线读数视线读数-水平视线读数水平视线读数但是经纬仪将水平视线的读数设计成某但是经纬仪将水平视线的读数设计成某一常数，并不需要读取，所以实际上，一常数，并不需要读取，所以实际上，在测量竖直角时，只需要读取视线方向在测量竖直角时，只需要读取视线方向的读数即可。的读数即可。 图图4-132022-4-192022-4-191818第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量

11、学-高井祥高井祥44竖直角观测竖直角观测二、竖盘装置的构造二、竖盘装置的构造包括：包括：竖盘、指标水准管、读数指标、指标竖盘、指标水准管、读数指标、指标水准管微动螺旋水准管微动螺旋竖盘：竖盘：固定在横轴上，随望远镜转动；有顺固定在横轴上，随望远镜转动；有顺时针、逆时针两种。全圆刻划。时针、逆时针两种。全圆刻划。指标水准管：指标水准管：和指标水准管微动螺旋，连在和指标水准管微动螺旋，连在一起，随望远镜一齐转动；水准管气泡居中一起，随望远镜一齐转动；水准管气泡居中时，读书指标处于正确位置。时，读书指标处于正确位置。望远镜水平时，读数指标的读数为的倍数望远镜水平时，读数指标的读数为的倍数（0，90，

12、 180，270）图图4-15指标水准管微动螺旋：转动螺旋，可使水准指标水准管微动螺旋：转动螺旋，可使水准管气泡居中。管气泡居中。竖盘指标自动归零装置：替代指标水准管微竖盘指标自动归零装置：替代指标水准管微动螺旋。动螺旋。 2022-4-192022-4-191919第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥4 44 4竖直角观测竖直角观测三、竖直角的观测和计算三、竖直角的观测和计算1.1.观测观测如图如图4-154-15示将经纬仪安置于测站点。示将经纬仪安置于测站点。（1 1）盘左：）盘左：照准照准B B点目标的某一高度位置，在望远镜中的图像如图点目标的某一高度位置，在望远

13、镜中的图像如图4-154-15所所示。气泡居中，测出竖直度盘读数示。气泡居中，测出竖直度盘读数（2 2）盘右：照准盘右：照准B B点目标的同一高度位置，气泡居中，测出竖直度盘读数。点目标的同一高度位置，气泡居中，测出竖直度盘读数。2.2.计算计算L L=90=90-L-L；R R=R-270=R-270；一测回竖直角一测回竖直角=（L L+R R）/2/2 = =（R-L-180R-L-180）/2/2；2022-4-192022-4-192020第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥44竖直角观测竖直角观测三、竖直角的观测和计算三、竖直角的观测和计算1.观测观测2.计算

14、计算3.计算竖直角公式的判定计算竖直角公式的判定望远镜上仰：若读数增大，则望远镜上仰：若读数增大，则:=竖盘读数竖盘读数-视线水平时的读数；视线水平时的读数；望远镜上仰：若读数减小，则望远镜上仰：若读数减小，则:=视线水平时的读数视线水平时的读数-竖盘读数。竖盘读数。四、竖盘指标差四、竖盘指标差（1）概念：）概念：竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标读数不等于理论读数竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标读数不等于理论读数 （0，90， 180，270）中的一个。中的一个。其差值称为竖盘指标差，用x表示（2）带有）带有X的竖直角计算的竖直角计算盘左：盘左： =90+x-L;盘右：盘右： =R-270

15、-x;=（L+R）/2=（R-L-180）/2；（3）X的计算的计算X=（R+L-360）/2或或X=（360-R-L）/22022-4-192022-4-192121第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥45三角高程测量三角高程测量1观测量和已知的量观测量和已知的量观测量：观测量：竖直角：竖直角：，仪器高：，仪器高：i，觇标，觇标高：高：v已知量：已知量：竖直角：竖直角：，仪器高：，仪器高：i，觇标，觇标高：高：v两点间的水平距离：两点间的水平距离：l两点间的倾斜距离：两点间的倾斜距离：L2高差的计算高差的计算=ltg+i-v=Lsin+i-v2022-4-192022

16、-4-192222第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥46视距测量视距测量定义：定义：视距测量是利用用望远镜内的视距丝和视距尺，同时测定两点间的视距测量是利用用望远镜内的视距丝和视距尺，同时测定两点间的水平距离和高差的一种方法。水平距离和高差的一种方法。使用的仪器和辅助工具使用的仪器和辅助工具：经纬仪和视距尺（水准尺）。：经纬仪和视距尺（水准尺）。1视线水平时的视距公式视线水平时的视距公式（1）观测量）观测量上下丝读数m、n；仪器高：仪器高：i，觇标高：，觇标高：v（2）水平距离的计算）水平距离的计算L=K|m-n|=100Stg（3）高差的计算）高差的计算H=i-v2022-4-192022-4-192323第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥46视距测量视距测量2视线倾斜时的视距公式视线倾斜时的视距公式（1）观测量）观测量上下丝读数m、n；仪器高：仪器高：i，觇标高：，觇标高：v; 竖直角竖直角:（2）水平距离的计算）水平距离的计算l=KScos2 （3）高差的计算）高差的计算h=ltg +i-v =(KSsin2 +i-v)/2l2022-4-192022-4-192424第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测量学测量学-高井祥高井祥