第3章角度测量

1、第三章第四章751 提要一水平角与垂直角观测原理7523-1 水平角与垂直角观测原理1.水平角观测原理753bABCcabA1C1B1ob2.垂直角观测原理754天顶铅垂线水平线CAZCZBZ = 0 180a垂直角与天顶距的关系：垂直角与天顶距的关系：bcACA（）（）（）（）提要二光学经纬仪的构造及度盘读数7553-2 经纬仪的构造及度盘读数一、经纬仪的等级和用途DJ1级 高级控制和精密工程 测量DJ2级 一般控制和工程测量DJ6级 图根控制、工程测量 和地形测量 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 1 2 66/2mm 20/2mm 30/2mm 10/

2、2mm 20/2mm 30/2mm 经纬仪系列的技术参数和用途756提要二光学经纬仪的构造及度盘读数757 提要二光学经纬仪的构造及度盘读数758电子经纬仪基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。用微电子技术自动显示度盘的读数。975二、经纬仪的构造1075经纬仪的构造分为三大部分（由下而上）：1.基座 包括脚螺旋 和底板 2.水平度盘 包括玻璃度盘 和纵轴套 3.照准部 包括水准管,支架, 横轴，竖盘和望远镜 三、DJ6级光学经纬仪二. DJ6经纬仪的构造11751.基座7512 7513(二) 照准部133.水平度盘7514 0B90B180B270B090180270纵轴套4.J6

3、经纬仪的 读数装置7515(四) 度盘读数装置和读数方法12315746581791819111213101620142122232425 水平度盘读数竖盘读数水平度盘垂直度盘J6光学经纬仪读数7516 两种测微装置：分微尺与平行玻璃板测微 01737301234566543210水 平竖 直73728786读数镜视场b).平行玻璃板测微1775 平行玻璃测微器： 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， 而与指标线重 合, 移动量可 在测微器上读出。 读数方法为： 水平度盘读数： 9292173517351015345679091939494 9391 9065

4、43152092(a)(b)分划与指标 线重合前分划与指标 线重合后四、DJ2光学经纬仪及其读数7518123456789101112131415161718519提要二光学经纬仪的构造及度盘读数7519DJ2光学经纬仪的读数7520主要特点： 71724143142 度盘读取度数旋转测微器使度盘对径分划线重合测微器读取分秒数及十分数五、电子经纬仪的度盘读数基本结构与光学经纬仪相同，操作方法也基本相同。用编码度盘及光电扫描技术在显示屏自动显示度盘的读数。可使水平度盘读数置零、垂直角测量模式转换。2175电子经纬仪的显示屏度盘读数和控制键2275水平角观测7523 掌握对中、整平、瞄准、读数的方

5、法与要求。 对中整平经纬仪后，用纵丝和(或)横丝对准竖 立于地面点上方标志；粗瞄,制动,微动精确瞄 准，然后进行度盘读数。 要求掌握“测回法”和“方向观测法”观测水 平角的仪器操作方法、观测程序、记录和计算 方法。 BCAb 7524B75252.用光学对中器对中 752612345678光学对中器的结构：操作步骤： (1)安置三脚架，目估对中，架头大致水平； (2)对中器目镜调焦，使十字丝清晰;物镜调焦,使地面标志清晰； (3)旋转脚螺旋使对准地面标志,伸缩三脚架腿,使圆水准泡居中； (4)按水准管气泡精确置平仪器； (5)在三脚架头平移仪器,使对中误差1mm。对准地面标志整平7527123

6、(二) 整平 使仪器纵轴铅垂，水平度盘水平， 横轴水平，竖盘位于铅垂面内。按左手大拇指法则，转动脚螺旋，使水准管气泡居中。容许的居中偏差应小于一格。123瞄准2875二、照准标志及瞄准方法 用望远镜的纵丝和(或)横丝精确瞄准目标 瞄准目标的标志中心操作步骤：。（地面点之上安置）标杆标杆测钎测钎觇牌觇牌挂垂球线挂垂球线测回法观测水平角7529三、水平角观测方法(一) 测回法 观测程序： 第1方向第2方向JKBbb b左左= =k k左左- -j j左左b b右右= =k k右右- -j j右右：左左-右右 40 取: b = (b左左+b右右)/2 水平角观测记录7530测回法水平角观测记录JK

7、Bb右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度盘水平度盘 读读 数数半测回角半测回角一测回一测回平均角平均角水平角观测记录大角7531第第2 2方向方向ACB第第1 1方向方向b测回法水平角观测记录 表中盘右C读数小于A读数，不够减，则C读数应加360后再减A读数，而得盘右角值。B左左AC 010302143342右右AC214231221422542142303测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度盘水平度盘 读读 数数半测回半测回 角角 值值 一测回一测回平均角值平均角/p>

8、12测站测站 盘左、盘右测得角值之差小于40，则取其平均值。方向观测法7532 ABCDE零方向盘盘左左盘盘右右例：观测A,B,D,E 四方 向的瞄准读数次序：盘左(顺时针方向)A- B- D- E- A盘右(逆时针方向)A- E- D- B- A测站测站测回数目标水平度盘读数2C盘左盘右平均读数归零方向值各测回归零方向平均值盘 左盘 右C1ABDEA051131182002155402020642122412180231311218002155402020030002406+6+12+120+6(0051131182002021554020206)0336062409051131182001

9、35200003000182ABDEA901412212729003175504033000420036270321419227003165503032454305436+6+6+12+60(90901412212729003031655030332)2757365736051131182001352000025042505113118200135200002802227533 全圆方向法水平角观测记录表3-3全圆方向法观测的计算和限差(R方向值)7534(1)半测回归零差 盘左或盘右半测回中,开始和结束两次瞄准起始方向的读数之差,称为归零差。对于J2级应8,J6级应18(2)两倍视准差（2C

10、） 一测回中,同一方向盘左、盘右两次瞄准读数差与180之差称为2C。 2C= R左左（R右右180）。2C属于仪器误差, 应为一个常数；其变化对于J2级应13。(4)归零方向值 一测回中,各方向的盘左、盘右平均值与零方向的方向值之差,称为归零方向值。同一方向各测回间归零方向值之差，对于J2级应9,对于J6级应24。(3)盘左盘右平均值 R = ( R左左+ ( R右右180)垂直角观测7535垂直角观测原理7536天顶天顶铅垂线水平线ACAZCZACB090 180270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(也称竖直角)。 = 090o，仰角为正，俯角为负。0180天顶

11、距 垂直度盘垂直角的主要用途7537垂直角的用途2 斜距化为平距 已知斜距S、垂直角， 计算平距D：图3-20 斜距化为平距lihhDhABtan 2 三角高程测量 已知平距D、垂直角， 计算A、B两点间图3-21 三角高程测量ABhlABAB两点高差两点高差斜距斜距S S平距平距D D竖盘构造特点7538一、垂直度盘构造构造特点： 竖盘随望远镜一起转 动, 竖盘与读数指标 脱离，竖盘水准管与 指标相连，竖盘气泡 居中, 指标应铅垂。901800270123456789101112 图中注记：竖盘构造特点7539垂直度盘读数构造特点：。27027090901801800 00 02702701

12、801809090垂直度盘与读数指标270900180270901800抬高望远镜时，读数增大RLRL27090抬高望远镜时，读数减小27090RLRL40757541270900180270900180（以顺时针刻度、盘左为例）（以顺时针刻度、盘左为例）视线水平视线向上(仰角)抬高望远镜时,读数L减小 = 0Z Z = 90L= 90 = 0 Z = 90 = 90o L Z = LLLZ Z确定垂直角的计算公式4275二、垂直角的计算公式 根据竖盘刻度形式(顺时针或逆时针)，观测时的竖盘位置(盘左或盘右)确定垂直角的计算公式汇总： 090180270OOOOO27090OO1800OO27

13、090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OLZLZ-盘左盘右视线水平视线向上（仰角）视线向下（俯角） = 0Z = 90L = 90R = 270= 0Z = 90 = 90 - LZ = L = 90 - LZ = L = R - 270Z = 360 - RLLOOOLZLLOOOOOOOLLRZRRZZ = R - 270Z = 360 - ROORRRR-Z垂直角计算公式竖盘顺时针刻度：4375L90LLZ L盘左90LLR027R270RRR360ZR180RZRL180ZL竖盘逆时针刻度：三、竖盘指标差 水准管气泡居中后指标线

14、偏离标准位置的角度 为 x，称为垂直度盘的“指标差”。4475090180270OOOOO27090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OLZ盘左盘右视线水平视线向上（仰角） = 0Z = 90L = 90 -xR = 270 -x= 0Z = 90 = 90 - L - xZ = L + x = R - 270 +xZ = 360 - R -xLLOOOLZOOOOOOLLRZRZRRxxxxZ = R - 270+ xLR Z = 360- R - xLR盘左：竖盘指标差7545 0 0270 270 18018090 90 x 竖盘指标差（顺时针刻度） = R

15、 +x - 270LR）（RL21）（RLx36021竖盘指标差75460 0270270L1801809090 x = 270- ( Rx )LR）（RL21）（36021RLx垂直角观测记录7547 2700 90180 左=L-90右=270 -R目目标标竖竖盘盘位位置置竖盘竖盘读数读数 半半 测测 回回垂垂 直直 角角 一一 测测 回回垂垂 直直 角角 2x 竖盘形式及竖盘形式及垂直角计算公式垂直角计算公式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

16、 37 58 -22 +28 37 47左右H 84 06 10 - 5 53 50275 53 30 - 5 53 30 -20 - 5 53 40垂直角观测记录经纬仪的检验与校正7548经纬仪的轴线7549 LL1HH1CC1VV1LL1轴线间应满足的条件7550 1经纬仪轴线间应满足的条件LL1HH1CC1VV1LL1经纬仪的检验与校正7551二、经纬仪的检验和校正 经纬仪的检验与校正7552 （一） 水准管轴垂直于纵轴经纬仪的检验与校正7553 置平水准管气泡后，水准管轴不垂直于纵轴水准管轴不垂直于纵轴照准部旋转照准部旋转180180后后经纬仪的检验与校正7554 (一) 用脚螺旋移动

17、气泡偏歪的一半用脚螺旋移动气泡偏歪的一半转动校正螺旋置平气泡转动校正螺旋置平气泡7555经纬仪的检验与校正7556（二）圆水准器的检验和校正132441经纬仪的检验与校正7557经纬仪的检验和校正 十字丝环校正螺丝十字丝环固定螺丝4321(b)(a)P经纬仪的检验与校正7558 检验：CC1HH1(a)盘 左盘 右(b)1HH1CC水平度盘竖盘竖盘CC2C)180(21LRR7559 十字丝十字丝校正螺丝校正螺丝经纬仪的检验与校正7560 iHH1VV1PAAP1VV1HHiBMP(a)盘左盘右经纬仪的检验与校正iHH1VV1PAAP1VV1HHiBMP(a)7561 PMABi2盘左盘右75

18、62横轴校正方法：卸去经纬仪支架一侧的密封板，可以看到横轴一端、轴承和横轴校正偏心轮(黄铜)。横轴一端横承横轴校正偏心轮转动偏心轮可以使横轴一端升降，以达到横轴垂直纵轴的目的。由于需要拆开仪器，此项校正一般由专业维修人员进行。经纬仪的检验与校正756375647565经纬仪的检验与校正123456787566经纬仪纵轴经纬仪纵轴对中器视准轴度盘刻度中心C与照准部旋转中心C不重合称为照准照准部偏心差部偏心差。照准部在度盘不同的方向时，此误差对读数的影响也不相同：A方向读数影响xa,B方向为xb6775090180270CC1a1a1a2a2b1b1b2b2xaxaxbxbAB刻度中心刻度中心C C C C1 1旋转中心旋转中心 二、经纬仪轴系误差的影响 经纬仪的视准轴,横轴,纵轴之间的几何关系不正确对水平角观测的影响。6875HH1LL1CC1VVLL (一)视准轴误差的影响 (二)横轴误差的影响 (三)纵轴误差的影响视准轴不垂直于横轴横轴不垂直于纵轴纵轴不位于铅垂线