end-new-4-1 经纬仪及角度测量(第1次)

1、 工程测量学的工程测量学的“三大技能三大技能”测角测角测距测距测高差测高差水平角水平角竖直角竖直角水准测量水准测量三角高程三角高程测量测量第四章第四章 经纬仪及角度测量经纬仪及角度测量4.1 4.1 角度测量角度测量原理原理4.2 4.2 经纬仪经纬仪4.3 4.3 经纬仪的使用经纬仪的使用 4.4 4.4 水平角的水平角的观测方法观测方法4.5 4.5 竖角测量竖角测量一、水平角测量原理一、水平角测量原理1.水平角 ：相交的两条空间直线在水平面上的投影相交的两条空间直线在水平面上的投影所夹的角度。所夹的角度。 实质：水平面水平面PAA1A2B2BB1O20180270abO1O二面角ab(1

2、)高度角(竖角) 水平方向(2)天顶距(Z) 天顶方向A二、竖直角测量二、竖直角测量原理原理 在竖直面内目标方向与特定方向之间的夹角。目标方向目标方向( 视线方向视线方向)水平方向水平方向高度角高度角天顶方向天顶方向Z天顶距天顶距BBA水平方向水平方向ZB水平面水平面PAA1A2B2BB1O20180270abO1O0360u度盘度盘+指标指标u水准器水准器u望远镜望远镜u对对中器中器 三、测量仪器三、测量仪器经纬仪经纬仪四、说明u角度测量包括角度测量包括 水平角测量水平角测量和和竖直角测量竖直角测量。u水平角测量用于确定点的水平角测量用于确定点的平面位置平面位置。u竖直角测量用于竖直角测量用

3、于测定高差测定高差或或将倾斜距离改化成水平距离将倾斜距离改化成水平距离。返回4.2 经纬仪经纬仪一、光学经纬仪的一、光学经纬仪的构造构造（J6） 二、读数设备及读数二、读数设备及读数方法方法三、角度测量其他工具三、角度测量其他工具 测钎、标杆和测钎、标杆和觇标觇标四、其他经纬仪四、其他经纬仪简介简介返回一、光学经纬仪的构造一、光学经纬仪的构造J6光学经纬仪包括光学经纬仪包括基座、度盘、照准部基座、度盘、照准部三大部分。三大部分。光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器垂直制动水平微动读数目镜垂直微动水平度盘转换手轮照准部基座水平度盘【组成】： 底板、三角压板、脚螺旋、 轴座、轴座连接螺旋 圆水准器

4、1.基座【作用】： 用于连接和整平。基座 【组成】：水平度盘、竖直度盘 【材料】：由光学玻璃制成圆环。 【注记】：0 360，整度有注记 【分划】：20（J2）、30 、1 （J6）三种 【说明】: 水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随照准部转动；水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随照准部转动； 水平度盘有水平度盘有“复测扳手复测扳手”或或“度盘变换手轮度盘变换手轮”，用作改变，用作改变某一观测方向的角度值；某一观测方向的角度值； 竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望远镜一起转动远镜一起转动。 2.度盘 望远镜 用于精确瞄准目

5、标（上下）HH 瞄准器用于粗略瞄准目标 支架垂直（望远镜望远镜）制动螺旋、垂直（望远镜望远镜）微动螺旋 水平（照准部照准部）制动螺旋、水平（照准部照准部）微动螺旋 圆水准器 用于粗略整平仪器 管水准器 用于精确整平仪器 光学对中器 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上读数显微镜+反光镜用于读数 返回3.照准部光学对中器：它是一个小型它是一个小型外调焦望远镜外调焦望远镜。仪器水平时，经对中器的视线仪器水平时，经对中器的视线1 1经经转向棱镜转向棱镜折射后成为折射后成为光垂光垂线线，且与竖轴重合；，且与竖轴重合； 当当地面标志中心地面标志中心与光学与光学对中器对中器分划板中心分划板中心相重合，相重

6、合，说明说明度盘中心度盘中心和和测点测点在同一在同一铅垂线上铅垂线上对中对中。目镜调焦目镜调焦物镜调焦物镜调焦目镜目镜物物镜镜分划板分划板转向棱镜转向棱镜视线视线1u横轴横轴HHHHu竖轴竖轴VVVVu视准轴视准轴CCCCu水准管轴水准管轴LLLLu圆水准器轴圆水准器轴llu十字丝竖丝十字丝竖丝HHVVLL VVCC HH ll / VV经纬仪几个主要轴系及其关系返回经纬仪的分类经纬仪的分类(1)(1)精度精度 (2)(2)读数设备读数设备 光学经纬仪光学经纬仪 电子经纬仪电子经纬仪 游标经纬仪游标经纬仪精密经纬仪精密经纬仪普通经纬仪普通经纬仪复测经纬仪复测经纬仪(3)(3)性能性能方向经纬仪

7、方向经纬仪国产经纬仪有：DJ07(J07)、DJ1、DJ2、DJ6、DJl5等。 DJ、J 大地经纬仪缩写； 115精度指标。即：“野外一测回方向中误差”。 目前建筑测量中使用较多的是光学经纬仪，一般用J6，精度要求较高时用J2。反光镜二、读数设备及读数方法二、读数设备及读数方法【组成组成】： 读数显微镜目镜【作用作用】：读数显微镜（读数显微镜（读数窗口）反光镜反光镜读取度盘读数读取度盘读数反光镜 度盘分划线经水平度盘的度盘分划线经水平度盘的光路和竖盘的光路，在一系列光路和竖盘的光路，在一系列棱镜的作用下，最终在棱镜的作用下，最终在读数显读数显微镜目镜微镜目镜的焦平面上成像。的焦平面上成像。读

8、数窗口读数窗口二、读数设备及读数方法二、读数设备及读数方法VH或或S测微方法：测微方法：(1)测微尺测微尺带分划尺的显微镜带分划尺的显微镜( (带尺显微镜带尺显微镜) J6) J6(2)测微器测微器光学测微器显微镜光学测微器显微镜 a a、平板玻璃平板玻璃测微器测微器 b b、移动光楔测微器、移动光楔测微器 J6 1 J220带尺显微镜带尺显微镜读数原理：读数原理：u 度盘上大分划线及其注记：度盘上大分划线及其注记：u 分划尺上小分划线及其注记分划尺上小分划线及其注记: :读数窗口 在在显微镜读数窗与场镜显微镜读数窗与场镜上设置一个上设置一个带有带有分划尺分划尺的分划板的分划板，度盘分划线度盘

9、分划线经显经显微镜物镜放大后成像于微镜物镜放大后成像于分划板分划板上，然后上，然后经目镜放大。经目镜放大。【读数指标线读数指标线】 分划尺的分划尺的零分划线零分划线【整度整度 】 分划尺所覆盖的度盘分划分划尺所覆盖的度盘分划大数字大数字【不足整度不足整度】 分划尺零点距整刻度的距离分划尺零点距整刻度的距离返回18005.1 1800506 5323.5 532330 带尺显微镜带尺显微镜读数方法：读数方法：试读数？试读数？平板玻璃测微器平板玻璃测微器读数方法读数方法 试读数？试读数？返回三、测钎、花杆和觇标返回觇标：觇标：固定在三脚架上使用，远近皆可适用；固定在三脚架上使用，远近皆可适用； 一

10、般为红白或黑白相间且常与棱镜结合，用于电子经纬仪一般为红白或黑白相间且常与棱镜结合，用于电子经纬仪或全站仪。或全站仪。花杆花杆觇标觇标测钎测钎为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。测钎测钎：适用于距测站适用于距测站较近较近的目标的目标花杆：花杆：适用于距测站适用于距测站较远较远的目标的目标四、其他经纬仪简介四、其他经纬仪简介1、DJ2光学经纬仪2、激光经纬仪3、电子经纬仪4、全站仪返回主要用于：u 三、四等角度测量u 精密工程测量1、J2光学经纬仪特点：1.测角精度高；2.采用对径符合读数；3.测微器可直接读到秒。 在经纬仪上安装激光装置，使视准轴射出一条可见光。主要用于各种施工量。2、激光经纬

11、仪、激光经纬仪3、电子经纬仪2. 测量数据处理自动化；3.可与测距仪组成全站仪。特点：1. 采用电子测角系统， 自动显示测量结果；4、全站仪特点：1. 1. 测角、测距、测高差测角、测距、测高差2. 2. 显示屏显示数据显示屏显示数据3. 3. 自动计算、记录自动计算、记录4.2 经纬仪经纬仪 小结小结一、光学经纬仪的一、光学经纬仪的构造构造（J6） 二、读数设备及读数二、读数设备及读数方法方法三、角度测量其他工具三、角度测量其他工具 测钎、标杆和测钎、标杆和觇标觇标四、其他经纬仪四、其他经纬仪简介简介返回4.3 4.3 经纬仪的使用经纬仪的使用一、对中 二、整平三、瞄准四、读数返回一、对中一

12、、对中【目的】 使仪器的竖轴与测站点的地面标志中心在同一铅垂线上使仪器的竖轴与测站点的地面标志中心在同一铅垂线上【方法与步骤】(1)(1)安置脚架：安置脚架： 保证保证脚架牢固脚架牢固(2)(2)安装经纬仪：安装经纬仪：保证保证连接结实，仪器牢固连接结实，仪器牢固(3)(3)粗略对中粗略对中移动三角架移动三角架。踩紧三脚架的一只脚，。踩紧三脚架的一只脚，手搬动另外两只脚，眼睛对准光学对中器，直到地面标手搬动另外两只脚，眼睛对准光学对中器，直到地面标志出现在视野中，或与分划板中心重合。志出现在视野中，或与分划板中心重合。(4)(4)精确对中精确对中转动脚螺旋转动脚螺旋，使地面，使地面标志中心标志

13、中心与光学与光学对中器中对中器中分划板中心分划板中心重合。重合。光学对中器对中二、整平二、整平【目的】 使仪器的竖轴竖直，使仪器的竖轴竖直，即水平度盘居于水平位置。即水平度盘居于水平位置。 【方法与步骤】(1)粗平粗平圆水准器气泡居中圆水准器气泡居中u 伸缩三角架伸缩三角架注意：不要动位置，调节某一端的高低注意：不要动位置，调节某一端的高低(2)精平精平水准管气泡居中水准管气泡居中u 转动脚螺旋转动脚螺旋a.平行于平行于b.垂直于垂直于c.任意方向检查任意方向检查d.反复进行反复进行对中和整平的操作步骤对中和整平的操作步骤1 1、粗略对中、粗略对中移动三角架移动三角架2 2、精确对中、精确对中

14、转动脚螺旋转动脚螺旋3 3、粗、粗 平平伸缩三角架伸缩三角架4 4、精、精 平平转动脚螺旋转动脚螺旋5 5、检查对中、检查对中 若对中偏移较小，稍松开中心连接螺旋，将仪器在若对中偏移较小，稍松开中心连接螺旋，将仪器在架头上作微小平移，至精确对中，再进行精平操作。架头上作微小平移，至精确对中，再进行精平操作。 注意：注意：检查对中、整平状态。反复检查，反复检查对中、整平状态。反复检查，反复4-5操作。操作。注意仪器安全注意仪器安全视频视频 4-1 经纬仪对中整平经纬仪对中整平（4min）【目的】：视准轴对准观测目标的中心视准轴对准观测目标的中心【方法】： 调节调节目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋，使十字

15、丝清晰；，使十字丝清晰； 利用粗瞄器，利用粗瞄器，粗略瞄准目标粗略瞄准目标，固定制固定制动螺旋动螺旋 调节调节物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋使目标成像清晰，使目标成像清晰，注意消除视差；注意消除视差； 调节制动、调节制动、微动螺旋微动螺旋，精确瞄准精确瞄准。 三、瞄准测水平角：u目标底部、u单丝用单丝用单丝切于目标中部切于目标中部u双丝用双丝用双丝夹紧目标夹紧目标测竖直角：用横丝切目标顶用横丝切目标顶部部测竖角测竖角测水平角测水平角【方法】 打开反光镜，使读数窗光线均匀； 调焦，使读数窗分划清晰 读数，按不同的测微器直接读取水平、竖直度盘数值 （秒为估读且为6的倍数）。 四、读数四、读数234210

16、62732424.3 4.3 经纬仪的使用经纬仪的使用 小结小结一、对中 二、整平三、瞄准四、读数返回4.4 4.4 水平角的观测方法水平角的观测方法概念：u 盘左（正镜）u 盘右（倒镜） 一、测回法 适用于只有两个方向的单角适用于只有两个方向的单角二、方向观测法 适用于观测两个以上的方向适用于观测两个以上的方向u 盘左观测u 盘右观测返回一、测回法1 1、一个测回的观测、一个测回的观测步骤步骤2 2、测站上的记录、计算和限差检核（、测站上的记录、计算和限差检核（J J6 6级经纬仪）级经纬仪）两个半测回的方向值（即角值）之差两个半测回的方向值（即角值）之差5454各测回方向值（即角值）之差各

17、测回方向值（即角值）之差36 36 。3 3、测回间的度盘、测回间的度盘配置与变换配置与变换 4 4、注意、注意事项事项返回1、一个测回的观测步骤(测回法) 安置仪器、对中整平后一个测回)(21右左一测回角值：一测回角值：54|右左若 恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。0左a左b 倒转望远镜，再转动照倒转望远镜，再转动照准部，则准部，则盘左盘左变为变为盘右盘右。右a左左左ab上半测回角值上半测回角值：右右右ab下半测回角值下半测回角值：上半测回上半测回下半测回下半测回上半测回上半测回（盘盘左观测）左观测）下半测回下半测回（盘右观测）（盘右观测）盘盘左左观测观测盘盘右右观测观测右b2、测站

18、上的记录、计算和限差检核观测目标观测目标读读 数数半测回方半测回方向向一一 测测 回回平均方向平均方向各各 测测 回回平均方向平均方向12 34 5678第一测回第一测回 A A0 00 000 00 000 00 00 B B 第二测回 A A B B 水平角观测手簿（测回法）水平角观测手簿（测回法） (1)(1)半测回角值半测回角值( (方向值方向值) )上半测回角值上半测回角值下半测回角值下半测回角值检核检核1 1：半测回角值之差半测回角值之差54(2)(2)一测回平均角值一测回平均角值( (方向值方向值) )检核检核2 2：各测回角值各测回角值(即方向值即方向值) 之差之差36 (3)

19、(3)各测回平均角值各测回平均角值( (方向值方向值) )54 36 0 03 2479 20 3079 17 06259 20 48180 03 361279 17 0990 02 18169 19 36349 19 24270 02 1279 17 181279 17 1579 17 12测站 竖盘目标水平度盘读数 半测回角值一测回角值各测回角值备注 第一测回 O第二测回 O左左右右ABABABAB0 00 3668 42 48 68 42 1268 42 09180 00 24 248 42 3068 42 0668 42 1590 10 12158 52 30270 10 18338

20、52 4268 42 1868 42 2468 42 21测回法观测手簿表4.1返回3、测回间的度盘配置与变换【目的】：为减小为减小度盘分划不均匀度盘分划不均匀误差的影响，提高精度，误差的影响，提高精度，n n个测回个测回【方法】：第一测回度盘归零；第一测回度盘归零；其他各测回间按其他各测回间按180180/n/n（n n为测回数）为测回数）的差值，变换度盘的差值，变换度盘 n180是指盘左位置瞄准左边起始是指盘左位置瞄准左边起始目标时目标时(A目标目标)的度盘读数的度盘读数【操作操作】 复测经纬仪复测经纬仪复测扳手：先配置，后瞄准。复测扳手：先配置，后瞄准。 转动经纬仪，找到要配置的角度，扳

21、上复测扳手，锁定度盘转动经纬仪，找到要配置的角度，扳上复测扳手，锁定度盘( (转动时，转动时，经纬仪读数不发生变化经纬仪读数不发生变化) )，瞄准目标，瞄准目标A A后，后，松开松开复测扳手，读数复测扳手，读数a a左左，依次，依次观测。观测。 方向经纬仪方向经纬仪度盘变换手轮度盘变换手轮：先瞄准，后配置。：先瞄准，后配置。返回4、注意事项(1)瞄准目标： 树立花杆或测钎，花杆或测钎尽量树立花杆或测钎，花杆或测钎尽量竖直竖直 瞄准时瞄准时: : 尽量瞄准花杆或测钎的尽量瞄准花杆或测钎的底部底部(2)(2)盘左、盘右尽量瞄准同一目标的同一部位，读数大体相差盘左、盘右尽量瞄准同一目标的同一部位，读

22、数大体相差180180(3)(3)观测过程中，若发现水准管气泡偏移超过观测过程中，若发现水准管气泡偏移超过1 1格格时，应重新整时，应重新整平仪器，并重测该测回。平仪器，并重测该测回。 (4)(4)记录时，度、分、秒都要记记录时，度、分、秒都要记两位两位。如：。如： 909002180218(5)(5)取平均进位时，取平均进位时，奇进偶不进奇进偶不进 如： 19.4 19 19.5 20 19.6 20 20.4 20 20.5 20 20.6 21 返回二、方向观测法1、一个测回的观测步骤一个测回上半测回盘左观测下半测回盘右观测归零：目的是为了检查水平度盘的目的是为了检查水平度盘的位置在观测

23、过程中是否位置在观测过程中是否发生变动发生变动半测回归零差：半测回中两次瞄准半测回中两次瞄准起始方向的读数之差起始方向的读数之差。 24归零差的计算及检验: 检验： 24 半测回零方向均值计算：半测回方向值 检验：上、下半测回同一方向的方向值之差上、下半测回同一方向的方向值之差5454一测回方向值各测回方向值 检验：各测回同一方向的方向值之差各测回同一方向的方向值之差36 36 计算2c值（两倍视准误差）：J2 2c = 2c = 盘左读数盘左读数- -（盘右读数（盘右读数180180） 检验：2c 2c 12 2、测站上的记录、计算和限差检核3、测回间的度盘配置与变换（同测回法）返回2、测站

24、上的记录、计算和限差检核2 34 5观测目标读 数半测回方向一 测 回平均方向各 测 回平均方向盘 左盘 右1678第一测回 12 18 A0 01 000 01 00180 01 18180 01 180 00 000 00 000 00 00B9191 54 0654 06 271 54 00271 54 00 C153 32 48153 32 48333 32 48333 32 48 D214 06 12214 06 1234 06 0634 06 06 A0 01 240 01 24180 01 18180 01 18 水平角观测手簿（方向观测法）水平角观测手簿（方向观测法） 91 5

25、2 54153 31 36214 05 00 42 3004 4891 52 48153 31 33214 04 5491 52 45153 31 33214 04 574.4 4.4 水平角的观测方法水平角的观测方法 小结小结一、测回法 适用于只有两个方向的单角适用于只有两个方向的单角二、方向观测法 适用于观测两个以上的方向适用于观测两个以上的方向u 盘左观测u 盘右观测返回4.5 4.5 竖角测量竖角测量返回一、竖盘构造一、竖盘构造二、竖角的测量计算二、竖角的测量计算三、指标差三、指标差顺时针注记盘左盘右一、竖盘构造一、竖盘构造 固定于固定于横轴横轴，随望远镜的上下而转，随望远镜的上下而转

26、动；动；竖直面竖直面；指标线；指标线0 0分划线；分划线；竖盘指标竖盘指标水准管水准管竖盘指标水准竖盘指标水准管微动螺旋管微动螺旋竖盘指标自动竖盘指标自动归零装置归零装置竖竖盘指标归零装置盘指标归零装置【刻划刻划】【注记注记】返回 2.1竖盘指标水准管竖盘指标水准管竖盘指标水准管微动螺旋竖盘指标水准管微动螺旋【其它部件其它部件】J61 J220二二、竖角测量、竖角测量【问题问题】：怎么测量、计算的？：怎么测量、计算的？目标Mor水平目标M-M目标水平M-M水平Mn【 M目标】：n【 M水平】：u 90u 270？2？1 视线从视线从大致水平方向大致水平方向开始，慢慢开始，慢慢上仰上仰: :u若

27、读数增加，则若读数增加，则= u若读数减小，则若读数减小，则= 水平目标M-M目标水平M-M举例举例u盘左：（上半测回） u 盘右：（下半测回）u 一测回竖角：计算举例：计算举例：180)(21)(21LRRLRL=90 L R=R270 例：用上图度盘观测一目标，例：用上图度盘观测一目标，L=81L=8147.647.6，R=278R=27812.412.4，试计算，试计算 。 4 .128180) 6 .4781 4 .12278(21盘左090270180180270900L盘右目镜u盘左：（上半测回） u 盘右：（下半测回）u 一测回竖角：计算举例：计算举例：180)(21)(21LR

28、RLL=90 L R=R270【结论】： 顺时针注记度盘，仰角、俯角同一计算公式R盘左180270900L盘右090270180三、指标差三、指标差x 090+x 090+x 90 竖盘读数指标竖盘读数指标偏离偏离正确位置正确位置，与正确位置之，与正确位置之间的间的小夹角小夹角x，称为竖盘，称为竖盘指标差指标差。180270900180270900 xxabL90左270 R右180)(21LR竖角及指标差的计算Lx )90(左)270(xR右 u 盘左、盘右观测盘左、盘右观测可消除可消除x的影响的影响180270900L盘左盘左90+xx360)(21RLx练习：用顺时针注记度盘观测某一目标的竖角，测得用顺时针注记度盘观测