角测量_土木工程测量

1、会计学1角测量角测量_土木工程测量土木工程测量第三章 角 度 测 量水平角与垂直角观测原理3-1水平角与垂直角观测原理 两种角度两种角度 水平角水平角 用于确定点的平面位置（计算坐标） 竖直角竖直角 用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器测角仪器 经纬仪、电子全站仪经纬仪、电子全站仪1.水平水平角观测角观测原理原理一、水平角观测原理一、水平角观测原理水平角水平角过一点到两个目标的方向线垂直投影 到水平面上所成的夹角。0360。水平面abcABC也可看成是包含BA、BC视线 的两个铅垂面之间的两面角。0ca水平度盘水平度盘 =c-a=c-a垂直角观测原理二、垂直角观测原理二、垂直角观测原理天

2、顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与 水平视线的夹角(也叫竖直角)。 =0 90 ，仰角为正，俯角为负。光学经纬仪的构造及度盘读数经纬仪的等级和用途 DJ6经纬仪的构造 DJ2经纬仪3-2经纬仪的构造及度盘读数技术项目一测回水平方向中误差望远镜有效孔径不小于望远镜放大倍数不小于水准管分划值水平度盘垂直度盘主要用途经纬仪等级DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制测量及精密工程测量60mm 40mm 40mm30倍 28倍 26倍 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 三、四等平面控

3、制测量及一般工程测量图根控制测量 及一般工程测量经纬仪系列经纬仪系列技术参数技术参数和用途和用途光学经纬仪的构造及度盘读数 DJ6经纬仪光学经纬仪光学经纬仪的构造及度盘读数 T2经纬仪光学经纬仪i三、三、DJ6DJ6经纬仪的构造经纬仪的构造DJ6经纬仪的构造基座、照准部、水平度盘、读数装置基座、照准部、水平度盘、读数装置基座基座照准部照准部( (一一) )基座基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2.照准部( (二二) )照准部照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器 8/2mm； 管水准器30 /2mm望远镜：倒像，2630倍， 目镜调焦，物镜调焦，

4、 粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖盘部分光学对点器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝3.水平度盘( (三三) )水平度盘水平度盘水平度盘由光学玻璃制成水平度盘由光学玻璃制成 顺时针0 360 刻度； 仪器整平，水平度盘水平； 水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。0901802700901802704.J6经纬仪的 读数装置( (四四)J6)J6经纬仪的经纬仪的 读数装置读数装置图3-5 J6经纬仪度盘读数光路水平度盘垂直度盘读数光路J6光学经纬仪读数J6J6光学经纬仪读数光学经纬仪读数两种读数测微装置两种读数测微装置：分微尺测微和平行玻璃板测微度盘上1度分划的

5、间隔 经放大后，与分微尺全 长相等。分微尺全长分60格，因 此其最小格值为最小格值为1 1 = =60 60 。读数时，秒数必须估读。 估读至0.1格，因此， 估读的秒数都应是6的 倍数。水平度盘读数：73 04 241.1.分微尺测微分微尺测微利用度盘刻度线，在分微尺上读数。017373b).平行玻璃板测微2.2.平行玻璃板测微平行玻璃板测微利用测微手轮，用指标线读数平行玻璃板与分微尺由测微手 轮控制。转动测微手轮，使度 盘像移动，则移动量可在 分微尺上读出。平行玻璃板最大调节范围为30分， 分微尺全长刻度也等于30分。操作时，调节测微手轮，使度盘 某度(或某30分)的刻度线居中于 双线读数

6、指标，双指标线所夹刻 度的度数 (或30分)加上分微尺 读数，即为该方向的读数。图3-8 平行玻璃板测微器水平度盘读数： 92 1728DJ2光学经纬仪的读数主要特点主要特点（1）采用度盘对径重合读数法，以消除度盘偏心 误差影响。（2）通过转动测微手轮，操纵测微装置，使度盘上 相差180度的刻度线一一对应重合，而对应刻 度线相对移动过的量，可在分微尺上读取。（3）水平度盘读数和竖直度盘读数由换像手轮控 制，分别单独显示。四、四、DJ2DJ2光学经纬仪的读数光学经纬仪的读数水平度盘读数： 425202.0水平度盘读数： 174 02 02.0水平角观测3-3 水平角观测一、经纬仪的安置一、经纬仪

7、的安置 对中对中整平整平瞄准瞄准读数读数掌握对中、整平的目的、方法与要求。瞄准方法：用竖丝对准竖立于测点的标志中心。 操作：粗瞄，制动，然后用微动螺旋完成 精确瞄准。二、水平角观测二、水平角观测掌握测回法观测水平角的仪器操作方法、观测 程序和记录。了解“方向观测法”的使用场合、作业程序与 记录。对中BCA( (一一) )对中对中将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。对中误差3mm。1.垂球对中步骤：垂球对中步骤：粗略对中：粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测 站中心12cm内；精确对中：精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架 头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精 确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。 注

8、意注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋 基本等高； 脚架适当踩实； 垂球尖尽量接近标志，便于判断。一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置整平123气泡居中，3与1、2等高( (二二) )整平整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横 轴水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差1格。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准 管气泡居中(反复)。一测回观测过程中，不得再调气泡。气泡居中，1、2等高123光学对中步骤图3-14光学对中步骤：光学对中步骤：对准、调平、整平、对中瞄准( (三三) ) 瞄准瞄准用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。 操作步骤操作步骤 粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。 用水平微动完成瞄准。 尽

9、量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的 方向误差。测回法观测水平角水平角观测方法水平角观测方法( (一一) )测回法测回法观测程序： 盘左盘左 瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左 盘右盘右 瞄准K，读数k右 瞄准J，读数j右第1方向第2方向测站测站JKB 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右精度要求精度要求： 左-右40 取: =(左+右)/2 角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2 方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始 方向，然后按照“测回法”的次序观测。 水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。水平角观测记录起始方向第一个读数应调成0（或180/

10、N，N为测回数）；分、秒数写足二位；改数时按有关规则。一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。水平角观测记录（测回法）第1方向第2方向测站测站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915测站竖盘位置目标水平度盘 读 数半测回角一测回平均角水平角观测记录大角第第2方向方向ACB第第1方向方向水平角观测记录（测回法）表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303测站竖盘位置目标水平度盘 读 数半测回角一测回平均角1801118343

11、412方向观测法( (二二) )方向观测法方向观测法 一个测站观测4个或4个以上方向时，采用方向观测法，也称“全圆测回法”。ABCDE方向观测法零方向盘左盘右方向观测法垂直角观测3-4 垂直角观测垂直角观测原理垂直角观测原理竖盘构造特点竖盘构造特点垂直角计算公式垂直角计算公式竖盘指标差竖盘指标差垂直角观测原理垂直角观测原理垂直角观测原理天顶天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。 =090 ，仰角为正，俯角为负。垂直角的主要用途垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos (2-4-1)将斜距化为平距

12、将斜距化为平距 已知斜距S、竖直角， 计算平距D：图3-20 斜距化为平距lihhDhABtan(2-4-2)三角高程测量三角高程测量 已知平距D、竖直角 ， 计算A、B高差h：图3-21 三角高程测量ABhl竖盘构造特点一、垂直度盘构造一、垂直度盘构造构造特点构造特点竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。竖盘气泡居中，指标铅垂。9018002701234567891011121. 1.铅垂线；2.竖盘；3.望远镜物镜；4. 横轴；5. 竖盘水准管微动螺旋；6.支架外壳；7.水准管观察镜；8.竖盘水准管；9. 望远镜目镜；10. 竖盘水准管支架；11.竖盘读数棱镜；12.竖盘读数透镜.

13、 竖盘构造特点构造特点构造特点竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。竖盘气泡居中，指标铅垂。视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数： 盘左时一般 L0=90 ，盘右时一般 R0=270 。27027090901801800 0盘右盘右0 02702701801809090盘左盘左垂直度盘与读数指标确定垂直角的计算公式二、垂直角的计算二、垂直角的计算图3-28 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，保证仰角为保证仰角为 正、俯角为负正、俯角为负。R 270右90L左确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式图3-28 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度形

14、式，确定竖直角计算公式，保证仰角为保证仰角为 正、俯角为负。正、俯角为负。)90(L左90L90L左确定垂直角的计算公式90L左确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式图3-28 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，保证仰角为保证仰角为 正、俯角为负。正、俯角为负。R 270右270900180270901800竖直角观测计算逆时针注记顺时针注记抬高望远镜时，读数增大R27090L右左抬高望远镜时，读数减小270RL90右左竖盘指标差 0 0270 270 180 180 90 90 x竖盘指标差竖盘指标差竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的夹角三三、竖盘指标差、

15、竖盘指标差270901800三、竖盘指标差三、竖盘指标差xxxL左)90(竖盘指标差竖盘指标差竖盘水准管气泡居中时，读数指竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的夹角标线与铅垂线的夹角902700180竖盘指标差计算xxRxxxL右左)270()90(）（右左21）（右左(2136021RLx竖盘指标差0 02702701801809090 x竖盘指标差竖盘指标差竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的夹角竖盘指标差竖盘指标差盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。指标差计算公式：指标差计算公式：）或右左(21)360(21xRLx）（右左21垂直角观测记录 270 0 90 1

16、80 盘左计算公式左=L-90 右=270 -R测站目标竖盘位置竖盘读数 半 测 回垂 直 角 一 测 回垂 直 角 2x 备 注I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 22-22 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28 37 58-22 +28 37 47左右H 84 06 10 - 5 53 50275 53 30 - 5 53 30 -20 - 5 53 40垂直角必须带“ 、”号。垂直角观测记录垂直角观测记录经纬仪的检验与校正3-5经纬仪的检验与校正一、经纬仪的轴线及其应满足的条件经纬仪的轴线及其

17、应满足的条件目的：使经纬仪各轴线间保持正确的目的：使经纬仪各轴线间保持正确的 几何关系几何关系经纬仪的轴线 横轴 HH 视准轴 CC 水准管轴 LL 竖轴 VV 圆水准轴 LLLLHHCCVVL L 经纬仪的轴线经纬仪的轴线图图3-30 3-30 经纬仪的轴线经纬仪的轴线轴线间应满足的条件 水准管轴垂直于竖轴 LLVV 圆水准轴平行于竖轴 LLVV 十字竖丝垂直于横轴 竖丝HH 视准轴垂直于横轴 CCHH 横轴垂直于竖轴 HHVV 轴线间应满足的条件轴线间应满足的条件LLHHCCVVLL经纬仪的检验与校正二、经纬仪的检验与校正二、经纬仪的检验与校正 校正项目 校正目的 1.1.平盘水准管的检验

18、与校正 LLVV 2.2.圆水准器的检验与校正 LLVV(次要) 3.3.视准轴的检验与校正 CCHH 4.4.横轴的检验与校正 HHVV 5.5.十字竖丝垂直于横轴 6.竖盘指标差的检验与校正 7.光学对中器的检验与校正掌握各项目的校正原理与方法经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 1.1.平盘水准管的检验与校正 检验：初步整平仪器，转动照准部使水准管平行于一对脚螺旋，相对转动这对脚螺旋，使水准管气泡居中。目的：使平盘水准管轴垂直于纵轴。LLVV然后将照准部旋转180，如果气泡仍居中，说明水准管轴垂直于纵轴。如果气泡偏离中心，应进行校正。经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正

19、经纬仪的检验与校正 1.1.平盘水准管的检验与校正 检验：初步整平仪器，转动照准部使水准管平行于一对脚螺旋，相对转动这对脚螺旋，使水准管气泡居中。目的：使平盘水准管轴垂直于纵轴。LLVV然后将照准部旋转180，如果气泡仍居中，说明水准管轴垂直于纵轴。如果气泡偏离中心，应进行校正。经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 1.1.平盘水准管的检验与校正 校正：相对地转动平行于水准管的一对脚螺旋，使气泡向中央移动偏歪格数的一半；目的：使平盘水准管轴垂直于纵轴。LLVV经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 1.1.平盘水准管的检验与校正 校正：然后用校正针拨动水准管一

20、端的校正螺丝，使气泡完全居中。这项检验校正需反复进行几次，直到照准部旋转180后水准管气泡的偏歪在一格以内。 目的：使平盘水准管轴垂直于纵轴:LLVV经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正2.2.圆水准器的检验与校正目的：使圆水准管轴平行于纵轴。LL VV 检验：根据校正后的平盘水准管整平仪器，使纵轴铅垂；此时圆水准器的气泡如果不居中，则需要校正。 校正：用校正针拨动圆水准器底下的校正螺丝，使气泡居中。 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正3.十字丝纵丝垂直于横轴的检验和校正 目的：仪器整平后，十字丝的纵丝在铅垂平面内，横丝水平。 检验：以十字丝的交点瞄准目标

21、点P，旋转垂直微动螺旋，如果P点相对于十字丝上下移动的轨迹离开纵丝，则需要校正。 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正3-1十字丝纵丝垂直于横轴的检验和校正 校正：旋下目镜处的十字丝环外罩，松开十字丝环固定螺丝，转动十字丝环，直至旋转垂直微动螺旋时P点始终在纵丝上移动为止。最后转紧十字丝环固定螺丝。 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正3-2视准轴垂直于横轴的检验和校正 目的：视准轴垂直于横轴。检验：选择AB两点盘左，先照准A点，倒转望远镜得B1盘右，先照准A点，倒转望远镜得B2 若B1，B2不重合则有此误差校正： 在B2附近标出扣除c影响后的B点，平移十字

22、丝使视准轴照准B3点41232BBBB经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正4.横轴的检验和校正 目的：使横轴垂直于纵轴 检验在离墙面1020m处安置经纬仪，整平仪器后，瞄准墙面高处一点P（其仰角宜在30左右），制动照准部，然后大致放平望远镜，在墙面定出一点A，再以盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙面定出一点B，如果A点与B点重合，则横轴垂直于纵轴；若A，B相距大于5mm，则需要进行校正。经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正目的：使横轴垂直于纵轴 需要进行校正。由于横轴校正设备密封在仪器内部，该项校正应由仪器维修人员进行。经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪

23、的检验与校正5.指标差的检验与校正指标差的检验与校正 目的：消除指标差指标差检验：盘左、盘右观测竖直角，计算竖盘指标差，如果x的绝对值大于60，则需要进行指标差的校正。指标差的校正方法如下：以盘右瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，将原垂直度盘读数调整到指标差校正后的读数（原读数加或减指标差），拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中；反复检校，直至指标差小于规定的数值为止。经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正6.光学对中器的检验与校正光学对中器的检验与校正 目的：光学对中器的视准轴与竖轴重合光学对中器的视准轴与竖轴重合3-6 coscccoscc左右coscosccc（三）090

24、18027009018027011sinDe22)sin(De2121)sin(sinDeDeSsine1水平角观测的误差分析四、水平角测量误差来源与处理方法四、水平角测量误差来源与处理方法1.1.仪器误差：仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（CCHH） 盘左盘右观测取平均消除 横轴误差 （HHVV） 盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差 （LLVV） 盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平。2.2.仪器安置误差：仪器安置误差：对中误差，整平误差 对中误差：边长较短时采用光学对中或强制对中。 整平误差：管水准器气泡偏离中心应小于1格。观测 目标垂直角较大时，应特别注意。误差来源与处理方法3.3.标杆倾斜误差标杆倾斜误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部4.4.观测误差：观测误差：瞄准误差(消除视差)，估读数误差5.5.外界因素：外界因素：温度引起仪器轴线变化，热辐