测量学第3章测角

1、内容提要内容提要 水平角测量原理水平角测量原理 水平角测量方法水平角测量方法 竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 角度测量误差分析角度测量误差分析水平角测量水平角测量竖直角测量（垂直角测量）竖直角测量（垂直角测量）3.1 3.1 水平角测量原理水平角测量原理3.2 3.2 经纬仪结构经纬仪结构3.3 3.3 水平角测量方法水平角测量方法3.4 3.4 竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法3.5 3.5 经纬仪检验校正经纬仪检验校正3.6 3.6 角度测量误差分析角度测量误差分析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，

2、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：度盘变度盘变化手轮。化手轮。v望远镜：望远镜：v读数显微镜：读数显微镜：v照准部水准管：照准部水准管：v光学对中器：光学对中器：v竖直度盘：竖直度盘：3 基座基座v中心锁紧螺旋中心锁紧螺旋v脚螺旋脚螺旋读数显微镜读数显微镜经纬仪1目镜目镜水平制动、水平制动、微动螺旋微动螺旋经纬仪2望远镜上下制望远镜上下制动螺旋动螺旋望远镜上下微望远镜上下微动螺旋动螺旋 竖直度盘竖直度盘竖直指标水准竖直指标水准管微动螺旋管微动螺旋水平制动、水平制动、微动螺旋微动螺旋光学对中器光学对中器读数窗反光镜读数窗反光镜读数窗反光镜读数

3、窗反光镜竖盘指标水准竖盘指标水准管反光镜管反光镜HV01234560123456二、读数设备与读数方法11211389881125454890518读数练习读数练习HV0123456012345623427327223421062730242电电子子经经纬纬仪仪一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置1、对中对中使得度盘中心处于角顶点的铅使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上垂线上12312一、经纬仪的安置2、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123121212121233333经过反复几次最终使经过反复几次最终使长水准管气泡长水准管气泡在任在任意位置处于意位置处于居中居中大花杆大花杆 小

4、花杆和觇标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双丝双丝单丝单丝中丝中丝下丝下丝上丝上丝瞄准瞄准瞄准瞄准经纬仪认识与使用录像经纬仪认识与使用录像二、水平角测量方法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ABABCDOn 盘左和盘右盘左和盘右盘左盘左/ /正镜正镜: :盘右盘右/ /倒镜倒镜: :n 测回测回n 配盘配盘三、测回法测量水平角OABu 观测方法观测方法经纬仪置于经纬仪置于盘左盘左位置，位置，配盘配盘倒镜倒镜，置于，置于盘右盘右位置位置(1

5、)(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 得到上半测回的半测回角值得到上半测回的半测回角值3、倒转望远镜，、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

6、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/ )(右左得到下半测绘的半测回角值得到下半测绘的半测回角值由上由上/下半测回角值计算测回角值下半测回角值计算测回角值018027090oBA左o)(aA)(bB180027090oBA右o)(aA)(bB测站测站竖盘竖盘位置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O（1）ABAB0 01 0685 36 18180 01 24 265 36 3090 00 36175 35 42270 00 48355 35 48ABABO（2）85 35

7、 1285 35 0685 35 0685 35 0085 35 0985 35 0385 35 06ABo上半测回上半测回下半测回下半测回一个测回一个测回第二测回要按第二测回要按(180/m)配盘配盘三、测回法测量水平角三、测回法测量水平角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、下两个上、下两个半测回角值之差半测回角值之差小于小于36秒；秒；v各测回的角度互差各测回的角度互差应小于应小于24秒；秒；v记录时，记录时， 分、秒一般都要记两位；分、秒一般都要记两

8、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”。经纬仪角度测量录像经纬仪角度测量录像四、经纬仪认识与使用（实验四四、经纬仪认识与使用（实验四） 目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。 实验内容：实验内容： （1 1）了解经纬仪各部件的构造及其作用。）了解经纬仪各部件的构造及其作用。 （2 2）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与读数。读数。 （3 3）用测回法练习测量水平角。）用测回法练习测量水平角。五、全圆测回法测量水平角 盘左盘左：配盘，顺时针观测配盘，顺时针观测 盘右盘右： 逆时针

9、观测逆时针观测ABCDA（归零归零）ABCDAABCDO零方向零方向u 观测方法观测方法归零归零n计算两倍照准误差计算两倍照准误差2C2C值值( (J6J6不要求不要求) )2C=2C=盘左读数盘左读数-(-(盘右读数盘右读数180 180 0 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1801800 0) /2) /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全圆测回法记录全圆测回

10、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 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 21

11、90 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 41 25n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3.13.1水

12、平角测量原理水平角测量原理3.23.2经纬仪结构经纬仪结构3.33.3水平角测量方法水平角测量方法3.43.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法3.53.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正3.63.6角度测量误差分析角度测量误差分析()A指标水准管指标水准管反光镜反光镜090180270090180270090180270090180270090180270900270180090180270270180900090180270090180270L左左=90L090180270090180270R右右=R270：090180270i含指标差的计算公式090180270090180270L=(

13、90+ i)Li含指标差的计算公式090180270090180270R=R(270+i)i HV01234560123456读数设备与读数方法11211389881130512884836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半测回角值角值指标指标差差一测回一测回角值角值AB盘左盘左87 52 182 07 42盘右盘右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 45-6+93.13.1水平角测量原理水平角测量原理3.23.2经纬仪结构经纬仪结构3.33.3水平角测量方法水平角测量方

14、法3.43.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法3.53.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正3.63.6角度测量误差分析角度测量误差分析一、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 ）LLHHCCVVL 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

15、 ） 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

16、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 ？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 = M右 - C 4 、 横轴垂直于竖轴的检校横轴垂直于竖轴的检校 HH VV ？（一般由专业人员进行校正一般由专业人员进行校正）指标差：指标差：右右左左2136021RLi5 、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

17、值超过1时，应予以校正。时，应予以校正。180270090i180270090i3.13.1水平角测量原理水平角测量原理3.23.2经纬仪结构经纬仪结构3.33.3水平角测量方法水平角测量方法3.43.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法3.53.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正3.63.6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仪器误差仪器误差观测误差观测误差外界条件的影响外界条件的影响（一）仪器误差（一）仪器误差1 1、照准部偏心误差、照准部偏心误差产生情况产生情况：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消除与减弱措施消

18、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、度盘刻划误差产生情况：产生情况：度盘制造时产生度盘制造时产生消除与减弱措施：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)产生情况：产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生视准轴不垂直于水平轴时产生的误差的误差规律：规律：随垂直角增大而增大随垂直角增大而增大消除与减弱措施：消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消盘左盘右取均值可以消除除（一）仪器误差（一）仪器误差4 4、横轴误差、横轴误差产生情况产生情况：横轴不水平横轴不水平规律：规律

19、：随垂直角增大而增大，对两等高目随垂直角增大而增大，对两等高目标观测时误差为标观测时误差为0 0消除与减弱措施消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消盘左盘右取均值可以消除除（一）仪器误差（一）仪器误差5 5、纵轴误差、纵轴误差产生情况：产生情况：纵轴不铅垂纵轴不铅垂规律规律：随垂直角增大而增大，与横轴所处随垂直角增大而增大，与横轴所处的方向有关的方向有关消除与减弱措施消除与减弱措施：注意水准管的精度与精注意水准管的精度与精确整平确整平注意：注意：不能用盘左盘右取均值消除不能用盘左盘右取均值消除（二）观测误差（二）观测误差1 1、仪器对中误差、仪器对中误差产生情况产生情况：仪器中心与测站点不在同一铅仪器中心与测站点不在同一铅垂线上垂线上规律规律：偏心越大、边越大，误差越大偏心越大、边