第4讲 角度测量(4)课件

第4讲角度测量一.水平角测角原理

1、概念水平角：空间两直线夹角在水平面上的投影。如图:水平面H，测站B，两点A,C,空间夹角α，水平角β。水平面--有刻度的水平圆盘竖直面--以过测站点的铅垂线为旋转轴。

2水平角测量2、水平角测角原理水平圆盘中心在测站点的垂直线上。瞄准两次目标时，两竖直面形成两面角即水平角。以测站点的铅垂线为轴旋转，由一个方向（水平读盘读数为a）旋转到另一个方向（水平读盘读数为b）。β=b-a

定义：空间两相交直线在水平投影面上的夹角，也就是过这两方向线所作两竖直面之间的二面角。范围：顺时针00~3600

水平面abcABCbca水平度盘1.经纬仪的分类光学经纬仪电子经纬仪按构造DJ1经纬仪DJ2经纬仪按精度DJ6经纬仪角度测量的仪器室外一测回方向观测中误差的秒数。

2.J6级光学经纬仪构造

（1）脚架（2）机座（3）照准部垂直轴水平轴照准轴水平度盘垂直度盘水准器三轴水平度盘轴垂直垂直度盘轴架支准照架脚三机座准部照架支水平轴读数显微镜2.经纬仪的构造水平度盘轴垂直垂直度盘轴架支准照架脚三机座准部照架支水平轴读数显微镜基本结构1－物镜；2－竖直度盘；3－竖盘指标水准管微动螺旋；4－圆水准器；5－照准部微动螺旋；6－照准部制动扳钮；7－水准管反光镜；8－竖盘指标水准管；9－度盘照明反光镜；10－测微轮；11－水平度盘；12－基座；13－望远镜调焦筒；4－目镜；15－读数显微镜目镜；16－照准部水准管；17－复测扳手；18－脚螺旋；19－望远镜制动扳钮；20－望远镜微动螺旋；21－轴座固定螺旋。525150水平角读数：51°02′12″3.光学经纬仪的读数测微装置与使用度、分值－直接读出秒值－估读例：水平角读数213°01′24″垂直角读数95°55′30″HzV光学经纬仪操作一、DJ6型光学经纬仪的基本操作（1）经纬仪安置(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。可用垂球对中和光学对中器对中BCA

对中对中步骤：

粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站中心12cm内；

精确对中：通过旋转脚螺旋实现精确对中。

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；对中精平步骤：

对准、调平、整平、对中打开三脚架，装上经纬仪；

固定三脚架一脚，双手持脚架另二脚并不断调整其位置，同时观测光学对点器十字分划，使其基本对准测站标志，踩实脚架；调节脚螺旋，使光学对点器精确对准测站标志；伸缩三脚架(二脚)，粗平仪器，使圆气泡居中；

调脚螺旋，精确整平仪器，并通过在脚架头上移动仪器，精确对中。图3-14123123（2）精平目的：使仪器竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。注：整平、对中反复进行（3）瞄准目标瞄准—用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。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。尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的方向误差。视差：目标影像与十字丝不重合，当观察位置发生变化时，两者之间产生的相对移动现象。像平面十字丝平面像平面十字丝平面像平面十字丝平面acabbac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。上半测回（盘左）眼睛对着经纬仪望眼镜的目镜，竖直度盘在望眼镜的左侧。下半测回（盘右）眼睛对着经纬仪望眼镜的目镜，竖直度盘在望眼镜的右侧。目镜竖盘竖盘目镜概念定义同一方向盘左与盘右读数的关系？

盘左瞄准左边目标A，设置水平度盘读数a1为稍大于0°；1测站ABOa1b1

顺时针旋转望远镜瞄准右边目标B，读取水平度盘为b1；上半测回水平角观测值:β1=b1-a1测回法观测水平角步骤a1为什么设置为稍大于0°？2测站ABOa2b2

将经纬仪设置成盘右，瞄准右边目标B，读取水平度盘读数为b2。

逆时针旋转望远镜瞄准左边目标A，读取水平度盘读数为a2。

下半测回角值:β2=b2-a2

一测回水平角观测值

若：Δβ＝β1-β2≤限差则：β=（β1+β2）/2测回法观测水平角步骤为了减弱由于水平度盘刻划不均造成的水平角观测误差，需要在瞄准起始方向时变换度盘位置观测多个测回。度盘变换公式：式中，n表示测回数。说明觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"AB第二测回AB测回法观测水平角记录与计算觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A00324B第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A00324B792030第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A00324791706B792030第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A00324791706B7920302592048第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A003241800336791706B7920302592048第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A003241800336791706B7920302592048791712第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A003241800336791706791709B7920302592048791712第二测回AB觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A003241800336791706791709B7920302592048791712第二测回A9002182700212791718791715B16919363491924791712觇点（O）盘左读数盘右读数半测回角值一测回角值各测回角值第一测回°′"°′"°′"°′"°′"A003241800336791706791709791712B7920302592048791712第二测回A9002182700212791718791715B16919363491924791712使用条件

观测3个或3个以上方向所夹的水平角。概念定义2C值

2C＝盘左读数－（盘右读数±180°）归零差

起始方向水平度盘两次读数的差值。方法二：方向法观测水平角

瞄准起始方向A，将水平度盘设置为稍大于0°,顺时针旋转望远镜，依次照准B、C、D各方向目标，分别读取水平度盘读数，最后再观测起始方向A，称为上半测回归零。起始方向

盘左

AB0CD方向法观测水平角操作步骤盘左位置（上半测回）照准起始方向A，逆时针方向依次照准D、C、B各方向目标，分别读取水平度盘读数，最后再照准起始方向A，称为下半测回归零。起始方向

A0CDB盘右

盘右位置（下半测回）方向法观测水平角操作步骤

计算上下半测回归零差Δ左和Δ右；计算2C

值；计算各方向的平均方向值；计算起始方向归零后各方向的方向值；计算起始方向归零后各测回各方向值的平均值；方向观测法的计算内容测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1ABCDA2ABCDA方向法观测水平角的记录与计算测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006BCDA2ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518CDA2ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612DA2ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612D1451739A2ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612D1451739A000182ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612D1451739A000182ABCDAΔ左＝12"测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612D1451739A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C922612D14517393251736A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B314518C9226122722606D14517393251736A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006B3145182114506C9226122722606D14517393251736A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A000061800006B3145182114506C9226122722606D14517393251736A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A000061800006B3145182114506C9226122722606D14517393251736A0001818000062ABCDAΔ右＝0"测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060B3145182114506C9226122722606D14517393251736A0001818000062ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060B3145182114506+12C9226122722606+6D14517393251736+3A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060B3145182114506+12C9226122722606+6D14517393251736+3A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060B3145182114506+12C9226122722606+6D14517393251736+3A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A000061800006000009B3145182114506+12C9226122722606+6D14517393251736+3A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A000061800006000009B3145182114506+12314512C9226122722606+6922609D14517393251736+31451738A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006180000600000900000B3145182114506+12314512C9226122722606+6922609D14517393251736+31451738A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006180000600000900000B3145182114506+12314512314503C9226122722606+6922609D14517393251736+31451738A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006180000600000900000B3145182114506+12314512314503C9226122722606+6922609922600D14517393251736+314517381451729A000181800006+122ABCDA测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A00006180000600000900000B3145182114506+12314512314503C9226122722606+6922609922600D14517393251736+314517381451729A000181800006+122A9002302700224+690022400000B12147363014724+121214730314506C182282422818+61822821922557D2352000551948+1223519541451730A9002242700218+6测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060000090000000000B3145182114506+12314512314503C9226122722606+6922609922600D14517393251736+314517381451729A000181800006+122A9002302700224+690022400000B12147363014724+121214730314506C182282422818+61822821922557D2352000551948+1223519541451730A9002242700218+6测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060000090000000000B3145182114506+12314512314503314504C9226122722606+6922609922600D14517393251736+314517381451729A000181800006+122A9002302700224+690022400000B12147363014724+121214730314506C182282422818+61822821922557D2352000551948+1223519541451730A9002242700218+6测站测回目标水平度盘读数2C平均方向值归零后的方向值各测回归零后方向值备注盘左（L）盘右（R）(12")(06")°′"°′""°′"°′"°′"O1A0000618000060000090000000000B3145182114506+12314512314503314504C9226122722606+6922609922600922558D14517393251736+3145173814517291451730A000181800006+122A9002302700224+690022400000B12147363014724+121214730314506C182282422818+61822821922557D2352000551948+1223519541451730A9002242700218+6一.仪器误差误差来源：度盘偏心、度盘刻划误差、水平度盘与竖轴不垂直等。误差减弱方法：度盘偏心：取对径分划读数的平均值；度盘刻划误差、水平度盘不与竖轴垂直误差：变换度盘位置；视准轴误差、横轴误差：盘左与盘右观测。

水平角观测误差及其减弱方法水平角观测的误差分析二、目标偏心差'ABbCeC三、仪器对中误差水平角观测的误差分析bA'BeB'C四、观测误差（1）照准误差（2）读数误差n测回观测均值误差为：五、外界条件影响（1）温度变化（2）旁折光（3）车辆震动等A1.竖直角测量原理竖直角：同一竖直面内目标方向与水平方向的夹角。(-90°90°）Zα天顶距:目标方向与天顶方向的夹角。

(0°180°）竖直角观测垂直角观测2、竖直度盘及垂直角计算(1)竖直度盘的构造特点

a.竖盘随望远镜一起转动。竖盘指标不随望远镜转动而转动。b.竖盘与读数指标相互脱离。c.竖盘气泡居中，指标铅垂。d.视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：e.盘左时一般L0=90°，盘右时一般R0=270°。垂直度盘与读数指标270

90

180

0

盘右0

270

180

90

盘左(2)垂直角计算

α左=90°-L

α右=R

-270°

α左=L-90°

α右=270°-R

竖盘指标差0

270

180

90

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.注：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：(4)垂直角观测的方法

a.在测站点P安置仪器，对中、整平。b.盘左位置：用望远镜十字丝的中丝切于目标A某一位置，转动竖盘水准管微动螺旋使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数L。c.盘右位置：读取竖盘读数R。d.根据竖盘注记型式，确定垂直角和指标差的计算公式。垂直角观测记录手簿(中丝法)测站目标竖盘位置竖盘读数竖直角竖盘指标差备注半测回半测回1234567

PA左8543424161841603-15附图右274154841548B左962336-62336-62354-18右2633548-62412经纬仪的检验校正1.垂直轴2.水平轴3.照准轴照准轴和水平轴垂直，水平轴与垂直轴垂直。水平度盘轴垂直垂直度盘轴架支准照架脚三机座准部照架支水平轴读数显微镜一.经纬仪应满足的条件4.竖丝垂直于横轴；5.水平轴与垂直度盘正交，且过其中心6.垂直度盘指标差近于零1.水准管轴垂直于竖轴；2.视准轴垂直于横轴；3.横轴垂直于竖轴；二、照准部的水准管轴垂直于竖轴（1）2、检校方法原理：仪器满足条件，即管水准器水准轴与水平度盘平行（管水准轴水平，水平度盘水平，支架等高）1、检校目的管水准器水准轴与水平度盘平行检验方法用基座螺旋使管水准器气泡居中，管水