工程测量之角度测量

1、第三章第三章 角角 度度 测测 量量角度测量(angle observation)包括：竖直角水平角从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。如下图所示水平面abcABC0ca水平度盘水平度盘(horizontal circle)在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。其范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270 经纬仪是测角的仪器，按精度，有： DJ07、DJ1、DJ2精密光学经纬仪，DJ6普通光学经纬仪。下标数字该仪器一测回方向观测中误差不超过的秒数。一、DJ6级光学经纬仪构造适用于各种比例尺的地形图测绘和土木工程施工放样

2、基本结构下图为结构图l-基座；2-脚螺旋；3-轴套制动螺旋；4-脚螺旋压板5-水平度盘外罩；6-水平方向制动螺旋；7-水平方向微动螺旋；8-照准部水准管；9物镜；l0-目镜调焦螺旋；11-瞄准用的准星；12-物镜调焦螺旋；l3-望远镜制动螺旋；l4-望远镜微动螺旋；l5-反光照明镜；l6-度盘读数测微轮；l7-复测机钮；18-竖直度盘水准管；19-竖直度盘水准管微动螺旋；20-度盘读数显微镜照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器水准管望远镜目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器复测扳手或度盘变换器望远镜十字丝望远镜十字丝水平度盘由光学玻璃制成 顺时

3、针0360刻度； 水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测扳手。090180270090180270是支承整个仪器的底座。脚螺旋用于整平仪器基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部二、J6经纬仪读数方法（1）分微尺的分划值为1，估读到 0.1(6)。（2）“H”水平度盘读数， “V”竖直度盘读数。 水平度盘读数水平度盘读数730424017373A、分微尺测微、分微尺测微B、单平板玻璃测微器装置及其读数方法单平板玻璃测微器装置及其读数方法水平度盘整个读数为l51200，竖直度盘整个读数为911806 DJ6型经纬仪读数窗三、DJ2光学经纬仪的构造 如图与J6相比，增加了：

4、测微轮读数时，对径分划线影像符合。换像手轮水平读数和竖直读数间的互换。竖直读盘反光镜竖直读数时反光。竖直读盘竖直读盘反光镜反光镜测微轮测微轮换像手轮换像手轮四、DJ2的读数方法一般采用对径重合读数法转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。5一、经纬仪的操作包括对中、整平、照准、读数1、垂球(plumb bob)法（1）脚架头上移动仪器进行对中。（2）旋转脚螺旋进行整平。（3）反复（1）、（2）两步。BBCA2、光学对中器法（1）大致水平大致对中眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平（2）伸缩脚架粗平根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中（一）对中（二

5、）整平 脚螺旋精平左手大拇指法则1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋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1234）架头上移动仪器，精确对中5)脚螺旋精平6) 反复4）、5）两步（三）照准步骤：粗瞄制动调焦微动精瞄。四、读数二、水平角观测1、测回法：用于两个目标方向之间的水平角观测。步骤：（1）盘左瞄准左边A，配度盘至000X，读取a1。（2）顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。 则上半测回角值:1= b1-a1（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。

6、（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。则下半测回角值:2= b2-a2（5）计算角值 若：1-240（图根级）则有： = （1+2）/2测回法记录格式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 图图度盘配置方法:若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配置度盘。2、方向观测法在一个测站上需要观测两个以上方向。步骤：（有四个观测方向）（1）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方

7、向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。ABOC零方向零方向D盘盘左左（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按180/N的差值，来配置水平度盘ABOCD盘盘右右零方向零方向计算、记录（1）半测回归零差: J2 12 ；J6 18 （2）2C值（两倍照准误差）:2C=盘左读数（盘右读数180）。 一测回内2C互差：J218 ；J6不作要求。（3）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值=盘左读数+（盘右读数180）/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。（5）各

8、测回归零方向值的平均值同一方向值各测回间互差:J2 12 ；J6 24 。1、上半测回归零差=00212- 00206=6。2、OA方向2C值= 00212- 1800206=6。 OD方向2C值= 1820224- 20224=0。 这两个方向的2C互差= 63、OA方向盘左、盘右读数的平均值： (00212+(1800206-180)/2=00209。 再取平均得：(00209+ 00203)/2=00206 OD方向盘左、盘右读数的平均值： (1820224+(20224+180)/2=1820224。4、OB方向的归零方向值：511536-00206= 511330。 OD方向的归零方

9、向值：1820224- 00206=1820018。5、OB方向各测回归零方向值的平均值： (511330+511325)/2= 511328。 OB方向值各测回间互差: 511330- 511325=5。竖直角主要用于将观测的倾斜距离化算为水平距离或计算三角高程一、竖直度盘一、竖直度盘(vertical circle)的构造的构造1包括:后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical index compensator)来替代。2特点：3竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。（1）顺时针注记180180270270 0 09090盘左盘左指标线指标线27027090900 0180

10、180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二、竖直角二、竖直角(vertical angle)的计算公式的计算公式1、顺时针注记左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2 故有故有: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 2、逆时针注记问题：左= ？ 右=？ 三、竖盘指标差三、竖盘指标差(index error of vertical circle)由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好

11、等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。 180180270270 0 09090 x盘左盘左)360(21RLx）左右(21x对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90+x) -L=左左+x =R-(270+x)=右右-x（2）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，J625、J215 。 （1）指标差四、竖直角的观测及记录四、竖直角的观测及记录经纬仪的检验与校正经纬仪的主要轴线:1、竖轴VV(vertical axis)2、水准管轴LL(bubble tube axi

12、s)3、横轴HH(horizontal axis)4、视准轴CC(collimation axis)5 、圆水准器轴LL(circle bubble axis)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1、VVLL 照准部水准管轴的检校。2、HH十字丝竖丝十字丝竖丝的检校3、HHCC 视准轴的检校4、HHVV 横轴的检校5、竖盘指标差应为零 指标差的检校6、光学垂线与VV重合 光学对中器的检校7、 LLVV圆水准器的检验与校正(次 要)LLHHCCVVLL二、经纬仪的检验与校正二、经纬仪的检验与校正（1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180

13、，若气泡偏离1格，则需校正。（2）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。（1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。（2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。（1）检验：在平坦地面上选择一直线AB，约60m100m，在AB中点O架仪，并在B点垂直横置一小尺。盘左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B1；再用盘右瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B2。有： OBBBc421J6 ：2c60；J2 ：2c30时，则需校正。（2）校正：方法：拨动十字

14、丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由B2点移至BB2中点B3。（1）检验：在2030m处的墙上选一仰角大于30的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P2点。有： tgDPPi221J6 ：i20，则需校正（2）校正：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。(1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360)/2。 J6： x1；J2： x30时，要进行校正。(2)校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R- x）位置，再有拨针使指标气泡居中。（1）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔120投下一点，若三点不重合，则需校正。（2）校正：用拨针使刻划中心向三点的外接圆心移动一半。（1）检验：精平（水准管气泡居中）后，若圆水准气泡