建筑工程测量第三章角度测量

第三章角度测量★§3-1角度测量基本概念§3-2DJ6型光学经纬仪§3-3经纬仪的使用§3-4水平角观测§3-5竖直角观测§3-6经纬仪的检验与校正§3-7水平角观测误差来源及消减措施重点与难点：仪器使用、角度测量（水平角，竖直角）§3-8电子经纬仪简介§3-1角度测量的基本概念角度测量包括：水平角(horizontalangle)测量竖直角(verticalangle)测量确定点的平面位置间接测定点的高程位置、把倾斜距离换成水平距离0水平度盘(horizontalcircle)18027090一、水平角的测量原理=右目标读数c-左目标读数aca水平面abcABC定义：从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。用表示。范围：顺时针0°~360°

水平角度计算公式：090180270竖直面B0°180°270°仪器中心竖直度盘90°二.竖直角的测量原理定义：在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。范围：=0°90°，●ZA为天顶距俯角为负。天顶铅垂线水平线A仰角为正，0°＋90°0°－90°B用途：

1)倾斜距离化算为水平距离2)三角高程测量§3-2DJ6型光学经纬仪一、经纬仪概述1．按读数系统分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪

2．按精度分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60

“D”和“J”——大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母“6”和“2”——仪器的精密度。一测回方向观测中误差不超过±6″和±2″在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪下面我们以DJ6型经纬仪为例进行经纬仪的系统讲解二、DJ6经纬仪的构造

DJ6经纬仪的构造主要包括：照准部(alidade)、水平度盘(horizontalcircle)、基座(tribrach)3．基座

基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。竖轴轴套与基座连在一起。轴座连接螺旋拧紧后，可将照准部固定在基座上，使用仪器时，切勿松动该螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。2．水平度盘水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。度盘轴套套在竖轴轴套的外面，绕轴套旋转。1．照准部照准部上有望远镜、横轴、支架、竖轴、水准管、水平制微动、竖直制微动、读数装置和对点器等。

090180270照准部竖直度盘望远镜目镜粗瞄器自动补偿器开关对点器（光学对中器）竖直制动、微动水平微动圆水准器度盘变换手轮轴座脚螺旋底板图示DJ6经纬仪结构：望远镜十字丝三、DJ6经纬仪的读数方法（测微尺读数装置及其读数方法）090180270分微尺测微尺读数装置：水平度盘与竖盘上1°的分划间隔，成象后与分微尺的全长相等。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0.1′读数方法：

以分微尺上的零线为指标。度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出，小于1′的数值，即分微尺零线至该度盘刻度线间的角值，由分微尺上读出。“H”——水平度盘读，“V”——竖直度盘读数。HV

水平度盘读数：319°06.7′319°06′42″0123456134133

例1:0123456134133

例2:01234567978

例3:0123456134133

例4:§3-3经经纬仪的的使用经纬仪的安安置瞄准目标读数(1)垂球对中及及整平方法法(2)光学对中器器对中及整整平方法对中、整平平对中：目的：把仪仪器中心安安置到过测测站点的铅铅垂线上。。要求：对中中偏差应小小于3mm。整平：目的：使经经纬仪的竖竖轴垂直，，水平度盘盘水平。要求：在测测角过程中中，气泡偏偏离中心位位置不能超超出1~2格。B一、经纬仪仪的安置(一)垂球对中、、整平BCAB（1）脚架的三三个脚成等等边三角形形架在点位位正上方，，并注意使使架头水平平。固定好好仪器。挂挂好垂球（2）在脚架头头上移动仪仪器，使垂垂球对中。。（3）旋转脚螺螺旋进行整整平（包括括圆水准器器、管水准准器）。（4）反复（2）、（3）两步。(二)光学对中器器对中、整整平（1）脚架的三三个脚成等等边三角形形架在点位位正上方，，并注意使架头水水平。固定定好仪器。。BCA（2）左右旋转转光学对中中器，使里里面的2个同心圆清清晰；前后推拉，，使地面点点位清晰。。（3）固定三角角架一条腿腿，后拿另外两两条腿前后后、左右移移动，使仪仪器中心与与测站点o位于同一条条铅垂线上上。对中偏偏差应小于于3mm。（4）固固定定三三角角架架一一条条腿腿，，后升升降降另另外外两两条条腿腿，，使使圆圆水水准准器器气气泡泡居居中中；；

b123

c123

123d气泡泡始始终终向向高高处处移移动动a

123注意意脚脚架架在在地地面面的的位位置置不不要要移移动动（5）脚脚螺螺旋旋精精平平———左手手大大拇拇指指法法则则1）转转动动仪仪器器，，使使水水准准管管与与脚脚螺螺旋旋1、2连线线平平行行。。2）根根据据气气泡泡位位置置运运用用法法则则，，对对向向旋旋转转脚脚螺螺旋旋1、2。3）转转动动仪仪器器900，运运用用法法则则，，旋旋转转脚脚螺螺旋旋3。4)重复复2）、、3）两两个个步步骤骤、、直直到到这这2个位位置置上上，，水水准准管管气气泡泡都都居居中中要求求：：整整平平后后，，照照准准部部转转到到任任何何位位置置时时，，水水准准管管气气泡泡偏偏离离中中心心不不超超过过水水准准管管分分划划的的一一格格。。气泡泡居居中中，，1、2等高高123气泡泡居居中中，，3与1、2等高高123平行高(6)架头头上上移移动动仪仪器器，，精精确确对对中中B(8)反复复（（6）、、（（7）两两步步。。(7)脚螺螺旋旋精精平平（（与与第第5步骤骤一一样样））对中中和和整整平平，，一一般般都都需需要要经经过过几几次次“整整平平→对中中→整平平””的循循环环过过程程，，直直至至整整平平和和对对中中均均符符合合要要求求。。二、、瞄瞄准准目目标标目镜镜调调焦焦粗瞄瞄目目标标物镜镜调调焦焦精确确瞄瞄准准123123三、、读读取取读读数数图中中的的度度盘盘读读数数是是？？319°°06′′48″″86°°35′′30″″180°°06′′24″″64°°53′′12″″0水平度盘(horizontalcircle)18027090=右目目标标读读数数c-左目目标标读读数数aca水平面abcABC定义义：：从空空间间一一点点到到两两目目标标的的方方向向线线垂垂直直投投影影在在水水平平面面上上所所成成的的夹夹角角。。也也就就是是过过这这两两方方向向线线所所作作两两竖竖直直面面间间的的二二面面角角。。用用表示示范围围：：顺顺时时针针0°°~360°°水平平角角度度计计算算公公式式：：090180270§3-4水水平平角角观观测测盘左左/正镜镜根据据观观测测目目标标的的多多少少，，常常用用的的水水平平角角观观测测方方法法有有：：（1）测测回回法法(methodofobservationset)：适用用两两个个方方向向之之间间的的单单角角观观测测。。（2）方方向向观观测测法法(methodofdirectionobservation)：当观观测测方方向向为为三三个个或或多多于于三三个个时时，，通通常常采采用用方方向向观观测测法法盘右右/倒镜镜两个个基基本本概概念念：：竖直直度度盘盘竖直直度度盘盘一、、测测回回法法观测目标B测站点O观测目标A1.安置置仪仪器器2.盘左左位位置置顺时时针针aLbL盘左左半半测测回回（（也也称称上上半半测测回回））,βL=bL-aLb右逆时时针针a右盘右右半半测测回回（（也也称称下下半半测测回回））,β右=b右-a右3.盘右右位位置置一测测回回（对对中中、、整整平平））对于于DJ6型光光学学经经纬纬仪仪，，如如果果上上、、下下两两半半测测回回角角值值之之差差不不大大于于±36″″，，即|βL—βR|≤36″″，，认为为观观测测合合格格。。可取取上上、、下下两两半半测测回回角角值值的的平平均均值值作作为为一一测测回回角角值值β。即即观测测测回回法法数数据据记记录录格格式式25424061800500741906右ABO左AB000418742342741924741915ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值示意图记录录注意意!由于于水水平平度度盘盘是是顺顺时时针针刻刻划划注注记记的的，，所所以以计计算算水水平平角角时时:总是是用用右右目目标标的的读读数数减减去去左左目目标标的的读读数数。。如果果不不够够减减，，则则应应在在右右目目标标的的读读数数上上加加上上360˚˚，再减减去去左左目目标标的的读读数数，，决决不不可可以以倒倒过过来来减减。。测回回法法观观测测手手簿簿βL=bL-aLβR=b右-a右度盘盘配配置置多个个测测回回观观测测：：原因因：：为为了了减减小小度度盘盘分分划划不不均均匀匀所所带带来来的的误误差差，，为为了了提提高高观观测测精精度度，，往往往往需需要要观观测测多多个个测测回回。。方法法：：各各测测回回应应根根据据测测回回数数n，，按按180°/n变换水水平度度盘的的位置置，n为测测回数数。例如：：n＝3时，各各测回回瞄准准起始始方向向时水水平度度盘的的读数应应依次次配置置在等等于或或略大大于0°、60°°、120°。1测站ABO度盘变变换手手轮盘左2盘右测站ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130B982048981918右B2782112A1800142981930981924第一测测回O第二测测回左A900106B1882036右BA820362700054981930981942981936981930多测回回观测测数据据记录录：测回法法观测测手簿簿二、方方向观观测法法1．适用用：在在一个个测站站上观观测方方向为为三个个或多多于三三个时时。2．步骤骤：（（有四四个观观测方方向））ABOCD（1）上半半测回回选择一一明显显目标标A作为起起始方方向（（零方方向）），盘盘左瞄瞄准A，配置置度盘盘，顺顺时针针依次次观测测A、B，C，D，A。盘左零方向（2）下半半测回回倒镜成成盘右右，逆逆时针针依次次观测测A，D，C，B，A。ABOCD盘右零方向多测回回观测测：同同理理各测测回间间按180°/N的的差值值，来来配置置水平平度盘盘。3．计算算、记记录测站目标读数2C平均读数

°′″一测回归零方向值各测回平均方向值角值盘左盘右°′″°′″″

°′″°′″°′″

方向观观测法法记录录手薄薄o（第一一测回回）o（第二二测回回）BACAD△BACAD△002065115421315412182022400212180020023115303115400202241800206+6+12+120+6+6+6002035115361315406182022400209(00206)0000051133013152001820018900330141170022155422720400900336270033692035441553032116542700324+6+6+6+120+6+12900327141165722155362720357900336(900332)0000051132513152041820025000005113281315202182002251132880383436000005008201775938ABOCD(盘左观观测)(零方向向)(盘右观观测)2C=盘左读读数－－（盘盘右读读数±180°°）归零差差平均读读数=（盘左左读数数+盘右读读数±180°°）/2取平均竖直面B0°180°270°仪器中心竖直度盘90°定义：在同同一竖直面面内，瞄准准目标的视视线与水平平视线的夹角。范围：=0°90°，俯角为负。。铅垂线水平线A仰角为正，，0°＋90°0°－90°B§3-5竖竖直角测测量复习：竖直直角的概念念用途：1)倾斜距离化化算为水平平距离2)三角高程测测量一、竖直度度盘(verticalcircle)的构造1．包括:竖盘(verticalcircle)、竖盘指标标水准管(verticalindexbubbletube)、及其微动动螺旋。后两部分，，多采用竖竖盘指标自自动归零补补偿器(verticalindexcompensator)来替代。2．特点：读读数指标线线固定不动动，而整个个竖盘随望望远镜一起起转动。3、竖盘的注注记形式：：顺时针、、逆时针两两种。（1）顺时针注注记180°270°

0°90°盘左指标线90°0°180°盘右指标线270°（2）逆时针注注记270°180°

90°0°盘左指标线0°90°270°盘右指标线180°视线水平，，竖盘指标标水准管气泡泡居中时：：盘左:90˚盘右:270˚盘左:0˚盘右:180˚二、竖直角角的计算(顺时针注记记)视线水平读数：90°视线倾斜读数：L盘左位置盘左位置：：盘右位置读数：270°读数：R盘右位置：：一测回垂直直角：竖直角计算算公式推导导规律测角前，将将望远镜大大致水平，，观察竖盘盘读数，首首先确定视视线水平时时的读数；；然后上仰仰望远镜：：若读数增加加，则垂直直角的计算算公式为：：若读数减少少，则垂直直角的计算算公式为：三、竖盘指指标差概念：当视视准轴水平平时、竖盘盘读数不是是90˚的整数倍(90°或270°)，偏离一个个角度值x,该偏离值x称为竖盘指指标差x.当偏移方向向与竖盘注注记增加方方向一致时时，x为正，反之之为负。0°90°180°270°0°90°180°270°xxααRxαRLααxαL盘左位置盘右位置视线水平视线倾斜读数：90°+x读数：270°+x读数：L读数：R竖直角计算算公式倾斜读数水平读数倾斜读数水平读数一测回垂直直角：取平均值可可以消除竖竖盘指标差差的影响。。四、竖直角角的观测BAO*1.安置仪器(对中、整平平）2.盘左瞄准—读数L—计算(aL)3.盘右瞄准—读数R—计算(aR)4.计算注意：读数时,应先打开自动补补偿器，待竖盘盘读数稳定定方可进行行。竖直角观测测手簿竖直角观测测数据记录录与计算OA左952200右2643648-52200-52312-36-52236OB左右8112362784554+84724+84554-45测站目标竖盘位置竖盘读数°′″

半测回垂直角°′″

指标差″

一测回垂直角°′″备注+84639§3.6经经纬仪的检检验与校正正一、经纬仪仪的主要轴轴线:1、竖轴VV2、水准管轴轴LL3、横轴HH4、视准轴CC5、圆水准器器轴L’L’LLHHCCVVL’L’二、经纬仪仪轴线应满满足的条件件1、VV⊥LL———照准部水准管管轴的检校。。2、HH⊥十字丝竖丝——十字丝竖丝的的检校3、HH⊥CC———视准轴的检校校4．HH⊥VV———横轴的检校5．竖盘指标差差应为零——指标差的检校校6．光学垂线与与VV重合——光学对中器的的检校7.L′L′∥VV——圆水准器的检检验与校正(次要)三、经纬仪的的检验与校正正1．照准部水准准管轴的检校校（1）检验：用任任意两脚螺旋旋使水准管气气泡居中，然然后将照准部部旋转180°，若气泡偏离离1格，则需校正正。（2）校正：用脚脚螺旋使气泡泡向中央移动动一半后，再再拨动水准管管校正螺丝，，使气泡居中中。此时若圆圆水准器气泡泡不居中，则则拨动圆水准准器校正螺丝丝。2．十字丝竖丝丝的检校（1）检验：用十十字丝交点对对准一目标点点，再转动望望远镜微动螺螺旋，看目标标点是否始终终在竖丝上移移动。（2）校正：微松松十字丝的四四个压环螺丝丝，转动十字字丝环，使目目标点始终在在竖丝上移动动。3．视准轴的检检校（1）检验：在平平坦地面上选选择一直线AB，约60m～100m，在AB中点O架仪，并在B点垂直横置一一小尺。盘左左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取取B1；再用盘右瞄瞄准A，倒镜在B点小尺上读取取B2。有：（2）校正：方法：拨动十十字丝左右两两个校正螺丝丝，使十字丝丝交点由B2点移至B-B2中点B3。4．横轴的检验验与校正（1）检验：在20~30m处的墙上选一一仰角大于30°的目标点P，先用盘左瞄瞄准P点，放平望远远镜，在墙上上定出P1点；再用盘右右瞄准P点，放平望远远镜，在墙上上定出P2点。有：（2）校正：方法：用十字字丝交点瞄准准P1P2的中点M，抬高望远镜镜，并打开横横轴一端的护护盖，调整支支承横轴的偏偏心轴环，抬抬高或降低横横轴一端，直直至交点瞄准准P点。此项校正正一般由仪器器检修人员进进行。5．指标差的检检校(1)检验：用盘左、盘右右先后瞄准同同一目标，计算指标差x=(L+R-360°°)/2。J6：x>1