《测量学》第三章角度测量

1、（1 1）了解角度测量误差及注意事项。）了解角度测量误差及注意事项。（2 2）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。（3 3）掌握角度测量原理，掌握）掌握角度测量原理，掌握DJ6DJ6经纬仪的构造和使用方经纬仪的构造和使用方法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。教学目标教学目标 重点：重点：DJ6经纬仪的使用方法，水平角和竖经纬仪的使用方法，水平角和竖直角的观测和计算方法直角的观测和计算方法 水平面aobAOB0ba水平度盘水平度盘(horizontal circle)ba（二）竖直角（二）竖直角(ver

2、tical angle)定义定义天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270在同一竖直面内，一点到目标的方向线与水平视线所夹的在同一竖直面内，一点到目标的方向线与水平视线所夹的锐角称为竖直角。锐角称为竖直角。其范围：其范围： =0=09090 ，仰角为正，仰角为正，俯角为负。俯角为负。目标视线的读数水平视线的读数目标视线的读数水平视线的读数 天顶角：天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线在同一竖直面内，视线与铅垂线的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫天顶距，用天顶距，用Z表示。天顶距的大小由表示。天顶距的大小由0180。显然，同一方向线的天顶距和竖直

3、。显然，同一方向线的天顶距和竖直角之和等于角之和等于90。 Z=90 测微轮测微轮换像手轮换像手轮竖直读盘竖直读盘反光镜反光镜水平读盘水平读盘反光镜反光镜B光学对中光学对中 1 1）转动仪器，使水准管与脚螺旋）转动仪器，使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线连线平行平行。2 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1 1、2 2 。3 3）转动仪器）转动仪器90900 0，运用法则，旋转脚螺旋，运用法则，旋转脚螺旋3 3 。气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高123 3.瞄准瞄准目镜对光目镜对光 粗略瞄准粗略瞄准 物

4、镜对光物镜对光 精确瞄准精确瞄准4.读数读数5.合零合零盘左盘左盘右盘右视频 u水平角测量预备知识水平角测量预备知识u水平角测量测回法水平角测量测回法u水平角测量方向观测法水平角测量方向观测法 0901802700901802700ba水平度盘水平度盘水平面abAOBo = =右右( (终终) )边边b-b-左左( (始始) )边边a a 水平面abAOB0ba水平度盘水平度盘o 1测站测站ABOa1b1 2测站测站ABOa2b2（5）计算角值）计算角值 若：若：1 1- -2 24040（图根级）（图根级）则有：则有： = = （1 1+ +2 2）/2/23、测回法记录格式、测回法记录格式

5、254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度水平度盘读数盘读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图u测回法小结测回法小结:盘左右边盘左右边B盘左左边盘左左边A顺时针盘右左边盘右左边A盘右右边盘右右边B逆时针倒 镜u注意注意: :水平度盘刻度是按顺时针方向注记水平度盘刻度是按顺时针方向注记, ,因此计算水平角值时因此计算水平角值时, ,总是以右边方向的读数减去左边方向的读数总是以右边方向的读数减去左边方向的读数, ,如不够减如不够减,

6、 ,则将右边则将右边方向的读数加方向的读数加360360，再减去左边方向读数，决不可倒过来减。，再减去左边方向读数，决不可倒过来减。 当测站上的方向观测数在当测站上的方向观测数在3个及以上时，一般采用方向观测个及以上时，一般采用方向观测法，如下图所示，测站点为法，如下图所示，测站点为O点，观测方向有点，观测方向有A，B，C，D四个四个，在，在O点安置好仪器，在点安置好仪器，在A，B，C，D四个目标中选择一个标志四个目标中选择一个标志清晰的点作为零方向，例如以清晰的点作为零方向，例如以A点方向为零方向，一测回观测点方向为零方向，一测回观测的的操作程序如下：操作程序如下： 1.上半测回操作。上半测

7、回操作。 盘左，瞄准目标盘左，瞄准目标A，将水平度盘读数配置调制在，将水平度盘读数配置调制在0左右（成左右（成A点方向为零方向），检查瞄准情况后读取水平方向度盘，记入点方向为零方向），检查瞄准情况后读取水平方向度盘，记入观测手簿。松开制动螺旋，顺时针转动照准部，依次瞄准观测手簿。松开制动螺旋，顺时针转动照准部，依次瞄准B，C，D点的照准标志进行观测，其观测顺序依次为点的照准标志进行观测，其观测顺序依次为ABCDA，最后返回到零方向最后返回到零方向A的操作称为上半测回归零，再次观测零方向的操作称为上半测回归零，再次观测零方向A的读数称为归零差。规范规定，对于的读数称为归零差。规范规定，对于DJ6

8、经纬仪，归零差不应大经纬仪，归零差不应大于于18。2.下半测回操作。下半测回操作。 纵转望远镜，盘右瞄准照准标志纵转望远镜，盘右瞄准照准标志A，读取数据，记入观测手，读取数据，记入观测手簿。松动制动螺旋，逆时针转动照准部，一次瞄准簿。松动制动螺旋，逆时针转动照准部，一次瞄准D，C，B，A点的照准标志后进行观测，其观测顺序为点的照准标志后进行观测，其观测顺序为ADCBA，最，最后返回到零方向后返回到零方向A的操作称下半测回归零，至此。一测回的观测的操作称下半测回归零，至此。一测回的观测操作完成。操作完成。注：如需观测几个测回，各测回方向应以注：如需观测几个测回，各测回方向应以180/n为增量配置

9、水为增量配置水平度盘读数。如第平度盘读数。如第1测回，以测回，以0为起始，则第为起始，则第2测回测回的度量起始数应为的度量起始数应为180/2=90，第第3次测回的起始次测回的起始数应为数应为180/3=60。计算计算2C值（又称两倍照准值（又称两倍照准差）差）上式中，盘右读数大于上式中，盘右读数大于180时取时取“”号，盘右读数小号，盘右读数小于于180时取时取“+”号。一测号。一测回内各方向回内各方向2c值互差不应超值互差不应超过过18（DJ6光学经纬光学经纬仪）。如果超限，则应重新仪）。如果超限，则应重新测量。测量。 18计算各方向的平均读数计算各方向的平均读数(又称为各方向的方向值又称

10、为各方向的方向值) 计算时，以盘左读数为计算时，以盘左读数为准，将盘右读数加或减准，将盘右读数加或减180后，和盘左读数取平均值。后，和盘左读数取平均值。起始方向有两个平均读数，起始方向有两个平均读数，故应再取其平均值，故应再取其平均值，表中第表中第7栏上方小括号数据。栏上方小括号数据。注：角度测量数据一般四注：角度测量数据一般四舍六入舍六入,五前单进双五前单进双不不进。此处实际应为进。此处实际应为表内稍有些不严谨！表内稍有些不严谨！计算归零后的方向值 将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数（括号内数值），即得各方向的“归零后方向值”，起始方向归零后的方向值为零。计算各测回归零后方向值的平均

11、值 多测回观测时，同一方向值各测回互差，符合24（DJ6光学经纬仪）的误差规定，取各测回归零后方向值的平均值，作为该方向的最后结果。 24计算各目标间水平角角值n将第9栏相邻两方向值相减即可求得。n当需要观测的方向为三个时，除不做归零观测外，其它均与三个以上方向的观测方法相同。3.5 竖直角竖直角(vertical angle)测量测量天顶天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270竖直角竖直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角线与水平视线的夹角( (也叫垂直角也叫垂直角) )。 =0=09090 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯

12、角为负。3.5.1 竖直度盘竖直度盘(vertical circle)的构造的构造3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。180180270270 0 09090盘左盘左指标线指标线27027090900 0180180盘右盘右指标线指标线（2）逆时针注记）逆时针注记0 0270270 180 1809090盘左盘左指标线指标线27027090901801800 0盘右盘右指标线指标线1、顺时针注记、顺时针注记左左=90-L右右=R-270 故一测回竖直角故一测回竖直角 =（左左+右右）/2 2、逆时针注记、逆时针注记问题：问题：左左= ？ 右右=？故

13、有故有:左左= L -90 右右=270- R一测回竖直角一测回竖直角: =（左左+右右）/2 竖盘指标差竖盘指标差(index error of vertical circle)180180270270 0 09090 x盘左盘左（2 2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，一般规范规定，指标差变动范围，J625J625、J215 J215 。 2、计算公式、计算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指标差）指标差:对于顺时针注记的：对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90=(90+x) -L

14、=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x)=+x)=右右-x-x3.5.2 竖直角的观测竖直角的观测在测站在测站O点上安置经纬仪，以盘左位置用望远镜的点上安置经纬仪，以盘左位置用望远镜的十字丝中横丝，瞄准目标上某一点十字丝中横丝，瞄准目标上某一点M。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中。读取转动竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中。读取竖盘读数竖盘读数L。倒转望远镜，以盘右位置再瞄准目标上倒转望远镜，以盘右位置再瞄准目标上M点。调节点。调节竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数R。选讲 3.6经纬仪的检验与校正经纬仪的主要轴线经纬仪的

15、主要轴线:1 1、竖轴、竖轴VV(vertical axis)VV(vertical axis)2 2、水准管轴、水准管轴LL(bubble LL(bubble tube axis)tube axis)3 3、横轴、横轴HH(horizontal HH(horizontal axis)axis)4 4、视准轴、视准轴CC(collimation CC(collimation axis)axis)5 5 、圆水准器轴、圆水准器轴L LL L(circle (circle bubble axis)bubble axis)LLHHCCVVLL1 1、VVLL VVLL 照准部水准照准部水准管轴的检校

16、。管轴的检校。2 2、HHHH十字丝竖丝十字丝竖丝十字十字丝竖丝的检校丝竖丝的检校3 3、HHCC HHCC 视准轴的检视准轴的检校校LLHHCCVVLL一、经纬仪轴线应满足的条件一、经纬仪轴线应满足的条件4 4HHVV HHVV 横轴横轴的检校的检校5 5竖盘指标差应为零竖盘指标差应为零 指标差的检校指标差的检校6 6光学垂线与光学垂线与VVVV重合重合 光学对中器的检校光学对中器的检校7. L7. LL LVVVV圆水圆水准器的检验与校正准器的检验与校正( (次次 要要) ) LLHHCCVVLL OBBBc421有： tgDPPi221有：3.7 水平角观测的误差分析水平角观测的误差分析一、仪器误差：仪器校正的残余误差一、仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（视准轴误差（CCHHCCHH） 盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 横轴误差横轴误差 （HHVVHHVV） 盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差竖轴误差 （LLVVLLVV） 盘左盘右观测取平均不能盘左盘右观测取平均不