工程角度测量ppt课件

1、第五单元第五单元 角度丈量原理及方法角度丈量原理及方法一、角度丈量原理一、角度丈量原理二、经纬仪二、经纬仪三、程度角丈量三、程度角丈量四、竖直角丈量四、竖直角丈量六、角度丈量的误差分析六、角度丈量的误差分析五、经纬仪的检验校正五、经纬仪的检验校正 角度丈量包括角度丈量包括 程度角丈量和竖直角丈量。程度角丈量和竖直角丈量。 程度角丈量用于确定点的平面位置。程度角丈量用于确定点的平面位置。 竖直角丈量用于测定高差或将竖直角丈量用于测定高差或将 倾斜间隔改化成程度间隔。倾斜间隔改化成程度间隔。 常用仪器常用仪器 经纬仪经纬仪ABOA1B1O1O2ab程度面一、程度角丈量原理1、程度角：相交的两条直线

2、在同一程度面上的 投影所夹的角度。2、原理： OA投影在程度度盘上读数为a，OB投影在程度度盘上读数为b。那么：ab角值范围：0360二.竖直角丈量原理1、定义 ：在同一竖直面内，仪器中心至目的的倾斜视野与程度视野所加的锐角。 角值范围：-90 +90 视野向上倾斜，称仰角，为正值； 视野向下倾斜，称俯角，为负值。2、原理： =目的视野读数程度视野读数 Z 天顶距12前往 按精度分为 DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。 D大地丈量仪器 J经纬仪 数字测角精度一测回方向观测中误差， 单位为秒 按读数系统分为 光学经纬仪、电子经纬仪。 按性能分为 方向经纬仪、复测经纬仪 目前建筑丈量中运用较多的

3、是光学经纬仪， 普通用DJ6，精度要求较高时用DJ2。一、DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。垂直制动程度微动读数目镜程度度盘转换轮垂直微动光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器1、基座 由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。 作用：用于衔接和整平。2、度盘 包括程度度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。 注记：0 360 分划：20、30 、1 三种注：程度度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随 望远镜转动； 程度度盘有复测钮或变换钮，用作改动观测 方向的角度值； 竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远 镜固定，随望远镜一同转动。 3、照准部 主要由望远镜、支架、竖直

4、轴、程度轴、竖直制动微动螺旋、程度制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。 望远镜 用于瞄准目的 圆水准器 用于粗略整平仪器 管水准器 用于准确整平仪器 光学对点器 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上 读数安装用于读数三、测钎、标杆和觇牌 测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目的时所运用的照准工具。 测钎：适用与距测站较近的目的。 标杆：适用与距测站较远的目的。 觇牌：固定在三脚架上运用，远近皆可适用； 普通为红白或黑白相间且常与棱镜结 合，用于电子经纬仪或全站仪。 有时也可悬挂垂球用垂球线作为瞄准标志。前往 经纬仪的运用包括对中、整平、瞄准和读数四项根本操作。一、对中、整平 目的： 使

5、测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上； 使程度度盘处于程度位置。 方法：有垂球对中和光学对点器对中两种，由于 垂球对中精度较低，且运用不便，工程丈量 中普通采用光学对点器对中。 光学对点器对中及整平的步骤： 安顿仪器：高度适中，使测点在视场内； 强迫对中：调理脚螺旋，使光学对点器中心 与测点重合； 粗略整平：调理三脚架，使圆水准气泡居中； 准确整平：调理脚螺旋，使长水准气泡居中； 准确对中：挪动基座，准确对中只能前后、 左右挪动，不能旋转； 反复 、两步，直到完全对中、整平。 二、调焦与瞄准 目的：视准轴对准观测目的的中心。 方法： 调理目镜调焦螺旋，使十字丝明晰； 利用粗瞄器，粗略瞄准目的，

6、固定制动螺旋； 调理物镜调焦螺旋使目的成像明晰，留意消 除视差； 调理制动、微动螺旋，准确瞄准。测程度角用双丝夹粗目的测竖直角用横丝切目的顶部一、测回法只需两个方向OMN1、操作步骤安顿仪器于O点，对中整平；正镜盘左瞄准M点， 度盘归零；顺时针转动仪器，瞄准N点读数；倒镜盘右，瞄准N点读数；逆时针转动仪器，瞄准M点读数。2、记录与计算见表3.1) 盘左正镜观测 瞄M，记录 m左= 00036 瞄N，记录 n左= 684248 上半测回的角值： 左= n左- m左= 684212 盘右倒镜观测 瞄N， 记录 n右= 2484230 瞄M， 记录 m右= 1800024 下半测回角值： 右= n右

7、- m右= 684206 一测回角值 9024682 右左检核 对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足： ，否那么，应重测。 当测角精度要求较高时，需观测多个测回： 第一测回度盘归零； 其他各测回间按180/nn为测回数的差 值，变换度盘； 各测回角值之差不得超越40； 取各测回平均值作为最后结果。04 右左测站 竖盘目的程度度盘读数 半测回角值一测回角值各测回角值备注 第一测回 O第二测回 O左左右右MNMNMNMN0 00 3668 42 48 68 42 1268 42 09180 00 24 248 42 3068 42 0668 42 1590 10 12158 52 30270

8、 10 18338 52 4268 42 1868 42 2468 42 21测回法观测手簿表3.1二、方向观测法目的多于两个 1、 操作步骤 安顿仪器于测站点O， 对中、整平； 正镜盘左，选择零方向 C，顺时针依次照准目的 D、A、B、C归零， 读数； 倒镜盘右，瞄准 零方向C，逆时针依 次照准目的B、A、D、 C归零，读数； DCABO2180 ）（盘右读数盘左读数平均读数归零后方向值的计算： 各方向平均读数分别减起始方向平均读数。2、记录与计算(观测记录见表3.2) 归零差的计算: 分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差；假设超限，应及时重测 计算2c值两倍视准误差： 2c = 盘

9、左读数-盘右读数180 假设2c超限，应及时重测。 各方向平均读数的计算： 各测回归零后平均方向值的计算： 各测回归零后方向值的平均值。 程度角的计算： 相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的程度角。同一方向各测回互差 经纬仪 型号半测回归零差一测回内2c互差DJ2DJ6818139方向观测法限差的要求角值角值1 2 3 4 5 6 7 8 9 方向观测法观测手簿测测站站觇觇点点程度度盘读数程度度盘读数盘左盘左盘右盘右2c平均读数平均读数一测回归一测回归零方向值零方向值各测回平各测回平均方向值均方向值 OO第1测回第2测回CDBACCABDC0 00 5479 27 48142 31 18288

10、46 30 0 00 42180 00 24259 27 30322 31 00108 46 06180 00 18-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24 0 00 39 79 27 39142 31 09288 46 18 0 00 30 0 00 34 0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44 0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47 90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00 270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36

11、 270 00 36 90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48 0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50 90 00 5279 26 59 63 03 30146 15 18 71 14 13-6-12表3.2前往一、竖直度盘构造竖直度盘固定在望远镜的旋转轴横轴上。主要由竖直度盘、竖盘目的、竖盘目的水准管、竖盘目的水准管微动螺旋， 目前很多仪器用自动补偿器替代了水准管。 根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针 注记和逆时针注记两种。顺时针注记逆时针注记、竖直角计算公式顺时针注记竖盘 刻划：目镜0，物镜180 盘左: L

12、=90 L上半测回 盘右: R=R270下半测回 一测回竖直角： =L+R/2 =RL180/2二、竖直角观测与计算 竖直角计算的通用公式： 1当望远镜视野往上仰，竖盘读数添加时： =瞄准目的时的读数 视野程度时的常数 当望远镜视野往上仰，竖盘读数减小时： =视野程度时的常数瞄准目的时的读数对不同注记方式的度盘 ，首先应正确判读 视野程度时的常数，且同一仪器盘左、盘右 的常数差为180。2、观测、记录与计算 竖直角观测 安顿仪器，对中、整平； 盘左瞄准目的某一位置， 读取竖盘读数L； 盘右瞄准原目的位置， 读取竖盘读数R。 以上盘左、盘右观测构成一个测回 记录与计算(见表3.3) 分别计算盘左

13、、盘右半测回竖直角， 计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。测站目的竖盘位置竖盘读数半测回竖直角目的差 一测回竖直角 备注OPP 左右左右 71 12 36288 47 00 96 18 42 263 41 00-12-9+18 47 12-6 18 51+18 47 24+18 47 00-6 18 42-6 19 00竖直角观测手簿表3.3 L=90 L R=R270 x = R L /2 =L+R/2三、竖盘读数目的差 读数目的与正确位置之间的小夹角x，称为竖盘目的差。XX如图：盘左位置，望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。那么正确的竖直角为： 90LxLx 1 目的差计算如图：盘右位置

14、，望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。那么正确的竖直角为： R 270 x=Rx21、2两式联立得：）（）（1802121LRRL）（）（3602121LRLR 经过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除 目的差； 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目的的指 标差互差或同方向各测回目的差互差，不应 超越25。前往一、经纬仪应满足的几何条件 主要轴线： 竖轴 VV 水准管轴 LL 横轴 HH 视准轴 CC几何关系： LL VV CC HH HH VV 望远镜十字丝竖丝垂直于横轴二、检验与校正一水准管轴垂直于竖轴的检验与校正 1、检验 仪器粗平：圆水准器 气泡居中。 水准管平行某两个脚螺 旋，使水准管气

15、泡居中。 照准部旋转180， 假设气泡仍居中，那么 满足要求，假设气泡 偏离，那么需校正。 2、校正 用脚螺旋调一半； 用水准管校正螺旋调一半。 此项检校需反复进展，直至仪器旋转到恣意方向气泡都居中。校正螺丝二十字丝竖丝的检验校正 1、检验 仪器整平 竖丝瞄准大致程度方向的P点，竖直方向挪动望 远镜，看P点能否在竖丝上挪动 2、校正 用十字丝的交 点瞄准P点。 用十字丝的校 正螺旋调整。三视准轴垂直于横轴2c的检验与校正 1、检验 平地选DAB=20m左右,安顿仪器于中点O； A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标尺 留意标志、标尺与仪器同高。 盘左：瞄A，倒镜，读数为B1 盘右：瞄A，倒镜，读数

16、为B2 假设B1= B2，那么满足要求 假设B1 B2，那么存在c角， 当c超越1时，需校正。 DBBC4212、校正 在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B； 定出B 、B2两点连线的中点B3 ； 调理十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B3 ；四 横轴垂直于竖轴的检验与校正 1、检验 距墙壁D=30m安顿仪器，墙壁上选一明显 目的P，30； 盘左：瞄P，望远镜程度，读数P1，标出P1 ； 盘右：瞄P，望远镜程度，读数P2 ，标出P2 ； 假设P1=P2,那么满足要求， 假设P1P2,那么存在i角， 需校正。 DctgPPi2212、校正 墙上定出P1、P2的中点PM ； 调理程度微动，瞄准P

17、M ，将望远镜上仰十字丝交 点必偏离P点，至P点； 校正横轴一端支架上的偏心环，使横轴一端升高或降低，挪动十字丝，准确瞄准P ； 反复检校，直至i角小于1；五竖盘目的差的检验与矫正 1、检验 仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水 平方向的 P点，读数为L，R。 计算竖直角和目的差 =RL180/2 X=(LR360)/2DJ6: 假设 X60，满足要求， 假设 X60 ，需求校正。 2、校正 盘右瞄准P点； 调理目的水准管微动螺旋，使竖盘读数 为：Rx270 调理目的水准管校正螺丝，使气泡居中。六光学对点器的检验与校正 1、检验 安顿仪器准确整平，在仪器正下方放一白色纸板； 将对点器中心投影到

18、纸板上，并做标志P1 ； 旋转照准部180，将对点器中心投影到纸板上，并 做标志P2；假设 P1 、P2重合，满足要求，否那么需校正。 2、校正 取P1 、 P2的中点 P ； 调理对点器校正螺丝， 使对点器中心投影 与P重合。P1P2P前往一.仪器误差 主要包括仪器检校后的剩余误差和仪器制造、 加工不完善所引起的误差。 1、视准轴误差2c值，盘左、盘右取平均可消除 2、横轴倾斜误差i角，盘左、盘右取平均可消除 3、度盘偏心差照准部旋转中心与程度度盘分划中 心不重合，盘左、盘右取平均可消除 4、度盘刻划误差度盘刻划不均匀，测回间变换 度盘可减弱 5、竖轴倾斜误差盘左、盘右取平均不可消除， 准确

19、整平可减弱二、观测误差1、仪器对中误差与偏心距成正比，与视野边长 成反比，当程度角接近180时 影响最大；准确对中可减弱2、目的偏心差与偏心距成正比，与视野边长 成反比；瞄准目的底部可减弱3、仪器整平误差准确整平，一测回内气泡偏离不 能超越2格，否那么，测回间重新整平 4、照准误差消除视差，准确瞄准 5、读数误差消除视差，仔细读数三、外界条件的影响 外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观 测条件，尽量防止不利要素对丈量的影响。 1、温度的影响打伞遮阳 2、大气折光的影响选择良好的天气观测 前往一、DJ2光学经纬仪 主要用于三、四等角度丈量和精细工程丈量。特点：1、测角精度高；2、采用对径符合读

20、数；3、测微器可直接读到秒。DJ2光学经纬仪测微轮程度、竖直度盘转换手轮二、电子经纬仪 电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。特点：1、采用电子测角系统， 自动显示丈量结果；2、可与测距仪组成全站仪；3、丈量数据处置自动化。 特点：自动读数、记录、计算。电子经纬仪显示屏及操作键盘三、激光经纬仪在经纬仪上安装激光安装，使视准轴射出一条可见光。主要用于各种施工量。激光器激光束弯管目镜前往一、角度丈量原理一、角度丈量原理 一程度角丈量原理 地面上两条直线之间的夹角在程度面上的投影称为程度角。如右图所示。 二竖直角丈量原理 在同一竖直面内视野和程度线之间的夹角称为竖直角。如

21、右图所示，视野在程度线之上称为仰角，符号为正；视野在程度线之下称为俯角，符号为负。 二二.经纬仪的构造经纬仪的构造二. DJ6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 五、角度丈量的误差分析一、仪器误差仪器虽经过检验及校正，但总会有剩余的误差存在。仪器误差的影响，普通都是系统性的，可以在任务中经过一定的方法予以消除或减小。(一) 水准管轴不垂直竖轴(二) 视野不垂直横轴由于一个角度是由两个方向构成的，那么它对角度的影响为：ABBBc111,cosOOBBAOABseccoscos1ccAOOOc1212secseccccc(三) 横轴不垂直竖轴它对角度的影响为：OAOO1OOiOO1tgiOAOOi1212tgtgi(四) 照准部偏心所谓照准部偏心，即照准部的旋转中心与程度盘的刻划中心不相重合。这项误差只