全站仪 角度测量

1、2.12.1水平角测量原理水平角测量原理2.22.2经纬仪结构经纬仪结构2.32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 地面上两地面上两相交直线相交直线的夹角在的夹角在水平面上水平面上的投影的投影OBAnm= n m水平面竖直角竖直角 地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。 仰角：仰角：倾斜视线在水平视线以上时的竖直角倾斜视线在水平视线以上时的竖直角 俯角：俯角：倾斜视线在水平视线以下时的竖直角倾斜视线在水平视线以下时的竖直角2.12.1水平角测量原理水平

2、角测量原理2.22.2经纬仪结构经纬仪结构2.32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析常用的光学经纬仪：常用的光学经纬仪：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15经纬仪：经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。用于测定水平角和竖直角的仪器。 有光学经纬仪和电子经纬仪之分。有光学经纬仪和电子经纬仪之分。一、DJ6级光学经纬仪照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座1.照准部照准部2.水平度盘水平度盘v水平度盘：水平度盘：顺时针方向刻有顺时针方向刻有0到到360的分划线，

3、用来测量水平角。的分划线，用来测量水平角。v水平度盘转动控制装置：水平度盘转动控制装置：位置变动位置变动手轮和复测装置。手轮和复测装置。v外轴装置：外轴装置：v望远镜：望远镜：v照准部水准管：照准部水准管：v读数显微镜：读数显微镜：v竖直度盘：竖直度盘：v横轴、竖轴：横轴、竖轴：照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座读数读数 显微镜显微镜经经纬纬仪仪望远镜望远镜 上下制动螺旋上下制动螺旋望远镜望远镜上下微动螺旋上下微动螺旋 竖直度盘竖直度盘竖直指标水准竖直指标水准管管微动螺旋微动螺旋水平制动、水平制动、微动螺旋微动螺旋光学对中器光学对中器HV012345601234561121138988112

4、5454890518分微尺分微尺指标线指标线对径分划对径分划二、读数设备与读数方法HV012345601234562342732722342106273024201234562013456 读数练习读数练习1157878792013456116115012345611526427817061155812790412VHHV平行玻璃板测微器及读数方法平行玻璃板测微器及读数方法5108687888912112212312451086878889121122123124 1238122120830122 40378740073087双指标线双指标线2.12.1水平角测量原理水平角测量原理2.22.2

5、经纬仪结构经纬仪结构2.32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析一、经纬仪的安置一：一：对中对中 使得度盘中心处于角顶点的铅垂线使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上。即使仪器的中心与测站点的标志中上。即使仪器的中心与测站点的标志中心在同一铅垂线上。心在同一铅垂线上。v垂球或光学对中器垂球或光学对中器二：整平整平使得度盘处于水平位置上。使得度盘处于水平位置上。一、经纬仪的安置一一：对中对中使用垂球对中使用垂球对中一、经纬仪的安置二：整平整平使得度盘处于水平位置上使得度盘

6、处于水平位置上1231231 1、用三脚架或角螺旋使光学对中器分划、用三脚架或角螺旋使光学对中器分划 板上的圆心或十字丝交点对准测点；板上的圆心或十字丝交点对准测点；2 2、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿 的长度使仪器基本水平；的长度使仪器基本水平；3 3、用脚螺旋使经纬仪精确整平；、用脚螺旋使经纬仪精确整平；4 4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；5 5、重复第、重复第3 3、4 4步，达到精确对中和整平。步，达到精确对中和整平。大花杆、小花杆和觇标大花杆、小花杆和觇标经纬仪的十字丝分划板经纬仪的十字丝分划板二、水平角

7、测量方法1 1、测回法测回法适用于观测两个方向之间的单角适用于观测两个方向之间的单角2 2、方向法（全圆测回法）方向法（全圆测回法）适用于观测两个以上的方向适用于观测两个以上的方向基本概念基本概念n 盘左和盘右盘左和盘右盘左盘左/ /正镜正镜:竖盘在望远镜的左边盘右盘右/ /倒镜倒镜:竖盘在望远镜的右边n 测回测回上半测回/下半测回一个测回/多个测回n 配盘配盘度盘变换手轮黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量一、经纬仪的整置一、经纬仪的整置1 1、对中、对中：使水平度盘中心与地面点标志中心在同

8、一铅垂线上。使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。（1 1）垂球法）垂球法（2 2）光学对点器法）光学对点器法2 2、整平、整平：使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量12黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量3 3、调焦、调焦：包括物镜调焦和目镜调焦。：包括物镜调焦和目镜调焦。物镜调焦物镜调焦：使目标成像于十字丝分划板上。：使目标成

9、像于十字丝分划板上。目镜调焦：目镜调焦：使目标影像连同十字丝分划所成虚像一起成像于使目标影像连同十字丝分划所成虚像一起成像于 人眼明视距离处。人眼明视距离处。调焦的检验调焦的检验：眼睛在目镜处微微晃动，若十字丝与目标相对：眼睛在目镜处微微晃动，若十字丝与目标相对 移动，则调焦不正确，此现象称为移动，则调焦不正确，此现象称为十字丝视差。十字丝视差。 若存在十字丝视差，将对角度测量产生影响，若存在十字丝视差，将对角度测量产生影响， 应重新调焦。应重新调焦。调焦方法调焦方法：望远镜对向背景明亮处，旋转目镜调焦螺丝，：望远镜对向背景明亮处，旋转目镜调焦螺丝， 使十字丝最黑；照准目标后，旋转物镜调焦螺使

10、十字丝最黑；照准目标后，旋转物镜调焦螺 丝，使目标影像最为清晰。丝，使目标影像最为清晰。黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量十字丝视差十字丝视差：目标影像与十字丝不重合，当观察位置发生变化：目标影像与十字丝不重合，当观察位置发生变化 时，两者之间产生的相对移动现象。时，两者之间产生的相对移动现象。像平面十字丝平面像平面十字丝平面像平面十字丝平面acabbac黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量

11、观测准备工作：观测准备工作：（1 1）寻找目标）寻找目标（2 2）选定零方向）选定零方向（3 3）准备手簿，填写相关项目）准备手簿，填写相关项目（4 4）量取仪器高和觇标高，并记录）量取仪器高和觇标高，并记录C CB BA AD DO O二、水平角方向观测法二、水平角方向观测法1 1、目标的照准方法、目标的照准方法黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量双丝照准双丝照准水平角观测时目标的照准方法水平角观测时目标的照准方法单丝照准单丝照准黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业

12、技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量2 2、安置度盘、安置度盘：消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。：消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。 J6J6型型：G G180180/m/m(k-1)+60/m(k-1)+60/m(k-1)(k-1) J2 J2型型：G G180180/m/m(k-1)+10(k-1)+10(k-1)+600/m(k-1)+600/m(k-1/2)(k-1/2) 其中：其中：m m为总测回数，为总测回数，k k为测回序号为测回序号3 3、观测步骤、观测步骤（1）上半测回）上半测回(盘左盘左)：1、2、3、4、1（2）下半测

13、回）下半测回(盘右盘右)：1、4、3、2、1一测回一测回4 4、记录与计算、记录与计算三、测回法测量水平角(1)(1)测回法的步骤测回法的步骤1、盘左盘左位置，瞄准左边的目标位置，瞄准左边的目标A点。点。配置度盘配置度盘在在0度或稍大于度或稍大于0度，读数度，读数 记于手簿。记于手簿。左a4、逆时针逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读点，读数数 ，并记录。，并记录。右a左b2、顺时针顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，点，读数读数 记于手簿。记于手簿。左左左ab 以上为上半测回，得半测回角值以上为上半测回，得半测回角值3、倒转望远镜，、

14、倒转望远镜，盘右盘右位置，逆时针旋转照准位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标部，瞄准右边的目标B点，读数点，读数 记录。记录。右b5、恢复盘左位置，重新、恢复盘左位置，重新配盘配盘，进行下面的测回。，进行下面的测回。右右右ab 2/ )(右左以上为下半测回，得半测回角值以上为下半测回，得半测回角值 且一测回角值且一测回角值018027090oBA左o)(aA)(bB180027090oBA右o)(aA)(bB三、测回法测量水平角测站测站竖盘位置竖盘位置目标目标读数读数半测回角半测回角一测回均值一测回均值 均值均值左左右右左左右右水平角观测记录水平角观测记录O（1）ABAB0 01 0685

15、36 18180 01 24 265 36 3090 00 36175 35 42270 00 48355 35 48ABABO（2）85 35 1285 35 0685 35 0685 35 0085 35 0985 35 0385 35 06注意及说明注意及说明v测回间要配盘；测回间要配盘；v上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，上、下两个半测回照准部的水平旋转方向， 照准目标的顺序不同；照准目标的顺序不同；v上、下两个半测回角值之差小于上、下两个半测回角值之差小于36秒；秒；v各测回的角度互差应小于各测回的角度互差应小于24秒；秒；v记录时，记录时， 分、秒一般都要记两位；分、秒一般都要

16、记两位；v计算时，取平均值的原则是计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进奇进偶不进”。四、全圆测回法测量水平角四、全圆测回法测量水平角 盘左盘左 盘右盘右ABCDA（归零）ADCBAABCDO全圆测回法记录全圆测回法记录测测站站目目标标盘左盘左L盘右盘右R平均读数平均读数=左左+(右右180)/2归零后方归零后方向值向值各测回归各测回归零方向平零方向平均值均值水平角值水平角值 OABCDA 0 01 0671 52 06145 30 48210 12 12 0 01 24180 01 1830 12 06325 30 48251 52 00180 01 12OABCDA 90 01 24 161

17、 52 06 235 30 54 300 12 24 90 01 36270 01 24120 12 1855 30 48341 52 00270 01 180 01 0971 52 03145 30 48210 12 090 01 2190 01 21161 52 03235 30 51300 12 2190 01 30(0 01 15)0 00 0071 50 48145 29 33210 10 54(90 01 26)0 00 0071 50 37145 29 25210 10 550 00 0071 50 42145 29 29210 10 5471 50 4273 38 4764 4

18、1 25方向法的计算步骤方向法的计算步骤n计算两倍照准误差计算两倍照准误差2C(J6不要求不要求)2C=盘左读数盘左读数-(盘右读数盘右读数180 0)n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=盘左读数盘左读数+(盘右读数盘右读数1800) /2n计算归零后的方向值计算归零后的方向值各方向的平均读数零方向的读数各方向的平均读数零方向的读数n计算各测回归零后的方向值的平均计算各测回归零后的方向值的平均n计算各水平角的值计算各水平角的值注意事项注意事项:n方向观测和计算同步进行，以及时发现问题方向观测和计算同步进行，以及时发现问题仪器半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互

19、差J21218 12 J62424 水平角方向法观测的技术要求水平角方向法观测的技术要求2.12.1水平角测量原理水平角测量原理2.22.2经纬仪结构经纬仪结构2.32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。090180270竖直度盘基本构造竖直度盘基本构造指标水准管指标水准管微动螺旋微动螺旋指标水准管270180900盘右盘右090180270盘左盘左180270 090盘右盘右900270180盘左盘左090180

20、270L竖直角计算公式推导（理想）090180270盘左盘左左左=90L090180270R竖直角计算公式推导（理想）盘右盘右090180270右右=R270竖盘指标差左左=90(L i)090180270090180270盘左盘左L竖盘指标差右右=(R i)270090180270盘右盘右090180270R竖盘指标差竖盘指标差 当指标水准管气泡居中时，盘左指标当指标水准管气泡居中时，盘左指标线所指的度数不一定恰好就是线所指的度数不一定恰好就是90度或者度或者0度，盘右不一定正好是度，盘右不一定正好是270度或度或180度。即度。即存在一个竖盘指标差存在一个竖盘指标差 i 。 。黄 河 水

21、利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量2 2、公式的推证、公式的推证指标指标目标指标目标270180090270180900180270900iii右左指标差 i：读数指标偏离正确位置（铅垂线）的角值iL90iR2702/ )360(RLi2/ )180(LR竖盘指标差的计算竖盘指标差的计算)(21)360(21左右RLi要求：要求：J2: i15 ； J6: i24 若指标差超标，则计算每个竖直角的时候应加上若指标差超标，则计算每个竖直角的时候应加上指标差。可通过校正指标水准管来减小或消除。指标差。可通过

22、校正指标水准管来减小或消除。 一般满足要求情况下不考虑指标差。一般满足要求情况下不考虑指标差。 竖直角观测方法在测站安置经纬仪，在测站安置经纬仪，对中、对中、整平整平；盘左盘左用用中丝中丝精确瞄准目标，调节指标水精确瞄准目标，调节指标水准管准管气泡居中气泡居中，读数，读数L（V）；盘右盘右用用中丝中丝精确瞄准目标，调节指标水精确瞄准目标，调节指标水准管准管气泡居中气泡居中，读数，读数R（V）；黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量三、垂直角中丝观测法三、垂直角中丝观测法1 1、观测与计算、观测与

23、计算（1 1）观测：）观测：盘左横丝盘左横丝切准切准目标，指标水准器目标，指标水准器居中居中，读数读数L L；盘右横丝盘右横丝切准切准目标，指标水准器目标，指标水准器居中居中，读数读数R R；以上即为垂直角一测回观测。以上即为垂直角一测回观测。（2 2）计算）计算)360(21RLiiL 90 iR 270 )180(21 LR （注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）（注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）竖直角观测记录竖直角观测记录测测站站目目标标竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值AB盘左盘左87 52 182 07 42盘右盘右

24、272 07 302 07 302 07 36AC盘左盘左93 16 543 16 54盘右盘右266 43 243 16 363 16 45黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量特性：特性： （1 1）指标差对垂直角观测的影响，可在一测回观）指标差对垂直角观测的影响，可在一测回观测中消除；测中消除； （2 2）短时间内指标差大小为常数，故可利用指标）短时间内指标差大小为常数，故可利用指标差互差检验垂直角观测质量。差互差检验垂直角观测质量。 J6J6级指标差互差限差小于级指标差互差限差小于 24

25、24黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 2年年4月月2 7日日地 形 测 量地 形 测 量测站测站觇觇 点点读数读数指标差指标差直垂角直垂角仪器高仪器高觇标觇标高高盘左盘左盘右盘右N1 旗旗 顶顶88 05 24 271 54 541 54 451.423.0288 05 30 271 54 421 54 36 1 54 40 南南 山山九华山九华山 标标 顶顶89 40 06270 19 540 000 19 545.7489 40 06270 20 000 030 19 570 19 560 090 06 同一测站同一测站 指标差互差指标

26、差互差 i 24 练习题：练习题： 用经纬仪观测某一目标的竖直用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为角，测得盘左读数为714524，盘右读数为盘右读数为2881622，计算竖直，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为一目标的盘左读数为921236，求其竖直角？求其竖直角？左左=(90+ i)L2.12.1水平角测量原理水平角测量原理2.22.2经纬仪结构经纬仪结构2.32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析一、

27、经纬仪的几何轴系一、经纬仪的几何轴系1：照准部水准管轴（：照准部水准管轴（LL）2：望远镜：望远镜视准轴视准轴（CC ）3：仪器：仪器竖轴（竖轴（ VV）4：仪器横轴：仪器横轴（ HH ）5：竖盘指标水准管水准轴（：竖盘指标水准管水准轴（L L ）二、轴系应满足的几何条件二、轴系应满足的几何条件 1：照准部水准管轴垂直于竖轴：照准部水准管轴垂直于竖轴 （LL VV） 2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝 HH ） 3：视准轴垂直于：视准轴垂直于横轴（横轴（CC HH） 4：横轴：横轴垂直于竖轴（垂直于竖轴（ HH VV） 5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线：竖盘指标水准

28、管水准轴垂直于指标线 （L L 指标线）指标线）三、经纬仪检校三、经纬仪检校1 、照准部水准管的检校、照准部水准管的检校 LL VV ？水准管轴水准管轴水平度盘水平度盘竖轴竖轴2、十字丝垂直于横轴的检校、十字丝垂直于横轴的检校 竖丝竖丝 HH ？ 检验方法：检验方法： 精平仪器，在仪器前方适当位置悬精平仪器，在仪器前方适当位置悬挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。条件；否则，应校正。 或瞄准一清晰小点或瞄准一清晰小点3、视准轴垂直于横轴的检校视准轴垂直于横轴的检校 CC HH

29、 ？18021mmC右右左左视准轴误差：视准轴误差：CAC180270090HHCO M左左 = M左左 + CCC180270090HHAOC M右右 = M 右右 - C （一般由专业人员进行校正）（一般由专业人员进行校正）4 、 横轴垂直于竖轴的检校横轴垂直于竖轴的检校 HH VV ？5 、竖盘指标水准管检校、竖盘指标水准管检校 L L 指标线指标线 ？一般指标差的绝对值超过一般指标差的绝对值超过1时，应予以校正。时，应予以校正。180270090i180270090i指标差：指标差：右右左左2136021RLi2.12.1水平角测量原理水平角测量原理2.22.2经纬仪结构经纬仪结构2.

30、32.3水平角测量方法水平角测量方法2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析角度测量误差及消除方法角度测量误差及消除方法1 1、照准部偏心误差、照准部偏心误差v产生情况产生情况：照准部旋转中心与度盘分划：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合中心不重合v规律规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大于偏心方向时对水平方向读数影响最大v消除与减弱措施消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可：盘左盘右取平均值可消除消除（一）仪器误差（一）仪器误差2 2、度盘刻划误差、度盘刻划误差v产生情况产生情况：度盘制造时产生：度盘制造时产生v消除与减弱措施消除与减弱措施：变换度盘位置：变换度盘位置（一）仪器误差（一）仪器误差3 3、视准误差、视准误差(c)(c)v产生情况产生情况：视准轴不垂直于水平轴时：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差产生的误差v规律规律：随垂直角增大而增大：随垂直角增大而增大v消除与减弱措施消除与减弱措施：盘左盘右取均值可：盘左盘右取均值可以消除以消除（一）仪器误差（一）仪器误差4 4、横轴误差、横轴误差v产生情况产生情况：横轴不水平：横