第四章经纬仪测量

第四章经纬仪测量水平角测量原理DJ6级光学经纬仪水平角观测竖直角观测三角高程测量视距测量全站仪简介§4.1水平角测量原理一、水平角定义空间两条相交直线在水平面上投影线的夹角。范围：0°～360°二、观测设备水平度盘三、观测方法β=B-A返回§4.2DJ6级光学经纬仪一、经纬仪的分类及用途1、分类按物理特性：机械型、光学机械型和电子智能型按测角精度：DJ1，DJ2，DJ6（室内一测回水平方向观测中误差）2、用途测角3、主要技术参数测角精度、望远镜放大倍数等二、光学经纬仪的构造1、基座部分三个脚螺旋用于整平仪器（粗平）连接仪器与三脚架2、照准部部分光学对点器：仪器对中望远镜：望远镜是用作精确瞄准目标的。它和水平轴连接在一起，可以绕水平轴在竖直面内上下任意转动。包括：物镜，目镜，内调焦镜，十字丝板等。3、度盘部分水平度盘竖直度盘(竖盘)三、度盘读数装置及读数方法1、测微尺读数装置及其读数方法2、单平板玻璃测微器及其读数方法四、光学经纬仪应满足的几何条件经纬仪各轴线之间应满足三轴相互垂直条件：①水平度盘的水准管轴(LL)应垂直于竖轴(VV)；（竖轴处于铅锤位置）②视准轴(CC)应垂直于水平轴(HH)；③水平轴(HH)应垂直于竖轴(VV)。返回§4.3水平角观测一、经纬仪的安置（对中、整平）对中目的：仪器中心和测站中心位于同一铅锤线上。整平目的：水平度盘水平、竖轴铅锤1、挂垂球法1）粗略对中：打开脚架，挂上垂球，使脚架架头大致水平，垂球尖大致对准测站中心。2）粗略整平踩稳脚架，安上经纬仪，旋上中心螺旋（可不完全旋紧），转动三个脚螺旋，使圆气泡居中。3）精确整平先使长水准管平行任意两个脚螺旋的连线，气泡居中；再旋转照准部约90°，气泡居中。反复几次，直至水准管气泡在任意方向都居中。4）精确对中稍微松开中心螺旋，平行移动仪器，使垂球尖精确对准测站中心。5）以上整平对中需反复进行，直至满足要求：对中误差≤3mm，水准管气泡偏离≤1格。2、光学对点器法1）粗略对中打开三脚架，置于测站上，一脚踩稳，安上经纬仪，旋紧，移动另外两个脚，使测站中心位于光学对点器中心附近，再用脚螺旋对中。2）粗略整平然后通过升降三脚架，使圆水准器气泡居中。3）精确整平再用脚螺旋使长水准管气泡居中。4）精确对中这时，仪器可能又不对中了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。5）以上过程反复进行，直至满足要求：对中误差≤1mm，水准管气泡偏离≤1格。二、照准目标1、目镜调焦——十字丝清晰2、粗瞄目标3、物镜调焦——目标清晰4、消除视差5、精确照准三、水平角观测方法1、测回法：观测两个方向1）先将经纬仪竖盘放在盘左位置(又称正镜位置)，顺时针转动照准部，使望远镜大致瞄准A点上的标杆。然后，拧紧水平制动螺旋，再用微动螺旋使望远镜精确地瞄准A点，读取水平度盘读数A左。2）松开水平制动螺旋，顺时针方向转动照准部，用上述方法精确瞄准B点，读水平度盘读数B左，则β左=B左－A左按上述程序测量水平角一次，称为半测回。3）倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置，逆时针旋转望远镜精确瞄准B点，读水平度盘读数B右。4）逆时针转动照准部，精确瞄准A点，读取水平度盘读数A右，则β右=B右－A右5）上下半测回角值差≤±40″时：β=（β左+β右）/2测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回平均值备注°′″°′″°′″O左A0001212020241202021B1202036右A18000481202018B3002106导线测量观测手簿野外观测记录：测站：O

年月日天气

成像

温度

水平角观测：仪器

仪器高

气压

觇点读数半测回角值°′″一测回角值°′″盘左盘右A

00012180004812020241202021

B

1202036

3002106

1202018

垂直角观测：边长测量观测者

记录者

2、方向观测法一个测站上要观测的方向数大于2个时OBCAD返回§4.4垂直角观测一、垂直角测量原理及用途1、垂直角定义同一竖直面内视线与水平线间的夹角范围：090，仰角为正，俯角为负2、测量原理3、垂直角用途将倾斜距离化算为水平距离在三角高程测量中进行三角高差的计算二、垂直度盘的构造竖直度盘刻画（0°～360°、顺时针或逆时针）指标水准管（或竖盘指标自动归零装置）指标水准管微动螺旋竖盘固定在望远镜旋转轴(横轴)的一端，随望远镜一起在竖直面内转动。三、垂直角的观测和计算1、中丝法观测十字丝中丝瞄准觇标高的量取位置1）观测步骤安置经纬仪，量取仪器高正镜瞄准目标，读盘左读数L倒镜瞄准目标相同位置，读盘右读数R以上观测为一测回2）记录与计算逆时针注记时计算公式：盘左αＬ＝Ｌ－９０°盘右αR＝２７０°－Ｒ竖盘顺时针注记计算公式（常用）：盘左αＬ＝９０°－Ｌ盘右αR＝Ｒ－２７０一测回竖直角为：α＝（αＬ＋αR）/22、三丝法观测四、竖盘指标差1、定义由于竖盘水准管与竖盘读数指标的关系不正确，使视线水平时的读数与理论值有一个微小的夹角x，x称为竖盘指标差。2、计算x=(R+L-360°）/23、限差x≤25″五、手簿的记录与计算垂直角观测：觇点读数指标差″垂直角°′″觇点觇标高盘左盘右A

55°59′30″

304°00′48″

＋9″

34°00′39″

1.235

B

100°16′12″

259°44′24″

+18″

－10°15′54″

1.510

边长测量由

至

由

至

测量序号第Ⅰ测回第Ⅱ测回测量序号第Ⅰ测回第Ⅱ测回

测距中数

测距中数

平距中数

平距中数

返回§4.5三角高程测量一、三角高程测量原理1、三角高程测量定义根据两点间的距离和垂直角来计算两点之间的高差的方法。2、示意图3、计算公式hAB=Dtgα+i–vhAB=Ssinα+i–v4、推算高程HB=HA+hAB5、考虑球气差的改正hAB=Dtgα+i–v+fhAB=Ssinα+i–v+ff=0.43二、三角高程测量的观测与计算1、观测1）量仪高i、觇高v2）读垂直角α：一般与水平角同时观测，一般进行直、反觇对向观测3）测距S2、计算1）计算公式，往返测取平均值2）往返测限差要求fΔh允=±0.1D(m)3）高差闭合差允许值布设成三角高程网或独立交会点，要求fh允=±0.05

(m)返回§4.6视距测量一、视距测量原理1、视线水平时的视距公式2、视线倾斜时的视距公式二、视距测量方法与应用返回D=p+f+dD=fl/j=klD=100l返回D=Scosa=kl’cosal’=lcosaD=klcos2ahAB=Dtga+i–v返回§4.7全站仪简介一、什么是全站仪全站仪（TotalStation），即全站型电子速测仪。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。二、应用广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。三、全站仪分类1、按外观结构分积木型（又称组合型）整体型2、按测量功能分经典型全站仪机动型全站仪无合作目标型全站仪智能型全站仪3、按测程分短测程全站仪，测程小于3km中测程全站仪，测程为3-15km长测程全站仪，测程大于15km四、全站仪结构电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、显示屏及键盘等组成。五、全站仪的基本操作与使用方法：1、水平角测量1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。2）设置A方向的水平度盘读数0°00′00″。3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。2、距离测量1）设置棱镜常数测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。2）设置大气改正值或气温、气压值光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪4）测距照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时可显示斜距、平距、高差。全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式键选择不同的测距模式。应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。

3、坐标测量1）设定测站点的三维坐标。2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。3）设置棱镜常数。4）设置大气改正值或气温、气压值。5）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。6）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

六、全站仪的数据通讯全站仪的的数据通讯是指全站仪与电子计算机之间进行的双向数据交换。全站仪与计算机之间的数据通讯的方式主要有两种，一种是利用全站仪配置的PC卡