土木工程测量学第3章

第三章角度测量3-1角度测量原理水平角测量原理竖直角测量原理一.水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。二.竖角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0°~90°。视线上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。视线向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。任何类型的经纬仪，制作上都作要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。

3-2DJ6级光学经纬仪3.2.1经纬仪概述1．按读数系统区分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪2．按编制了标准分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15

3.2.2光学经纬仪的基本构造一.一般构造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、竖直制微动及读数装置等。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。在水平度盘下方的度盘轴套上，有些仪器装有金属圆盘，用于复测，称为复测盘。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。

光学经纬仪构造二.测微装置3.2.2读数设备和读数方法(1)测微尺读数装置和读数方法(2)对径分划影像符合读数设置㎝1.分微尺装置分微尺测微器结构简单，读数方便，具有一定的读数精度，广泛应用于J6级光学经纬仪。这类仪器的度盘分划度为1°，按顺时针方向注记。其读数设备是由一系列光学零件组成的光学系统。读数的主要设备为读数窗上的分微尺，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。上面的窗格里是水平度盘及其分微尺的影象，下面的窗格里是竖盘和其分微尺的影象。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0.1′。读数时，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。

2.单平板玻璃测微器测微器主要由平板玻璃、测微尺、测微轮和传动装置等组成。三、竖盘装置竖盘装置包括竖盘、竖盘指标、指标水准管等。竖盘的分划经纬仪的安置瞄准目标读数3-3经纬仪的操作(1)垂求对中及整平方法(2)光学对中器对中及整平方法(1)对中及整平方法（2）照准目标（３）读数（４）置零１．复测经纬仪度盘置零２．方向经纬仪度盘置零

3-4角度观测

一.水平角观测方法测回法方法观测法一.测回法这种方法用于观测两个方向之间的单角。当测角精度要求较高时，往往要测几个测回，为了减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n按180°／n变换水平度盘位置。二.方法观测法适用于观测两个以上的方向。当方向多于三个时，每半测回都从一个选定的起始方向（零方向）开始观测，在依次观测所需的各个目标之后，应再次观测起始方向（称为归零）称为全圆方向法。方法观测法观测手薄二.竖直角观测

１.竖直角计算公式２.竖盘指标差当视线水平时，盘左竖盘读数为90°，盘右为270°。但指标不恰好指在90°或270°，而与正确位置相差一个小角度x，x称为竖盘指标差。３.竖直角观测记录BA3-5经纬仪的检验和校正

1.经纬仪的主要轴系及应满足的条件LL⊥VV望远镜十字丝应垂直于仪器横轴HHCC⊥HHHH⊥VV竖盘指标差为零2.经纬仪的检验与校正LL⊥VV的检验与校核竖丝⊥HH检验与校核CC⊥HH的检验与校核HH⊥VV的检验与校核竖盘指标差的检验与校核光学对中器的检验与校正LL⊥VV的检验与校核检验先整平仪器，照准部水准管平行于任意一对脚螺旋，转动该对角螺旋使气泡居中，再将照准部旋转180°，若气泡仍居中，说明此条件满足，否则需要校正。校正用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，先松一个后紧一个，使气泡退回偏离格数的一半，再转动脚螺旋使气泡居中。重复检验校正，直到期水准管在任何位置时气泡偏离量都在一格以内。竖丝⊥HH检验与校核检验用十字丝竖丝一端瞄准细小点状目标转动望远镜微动螺旋，使其移至竖丝另一端，若目标点始终在竖丝上移动，说明此条件满足，否则需要校正。校正旋下十字丝分划板护罩，用小改锥松开十字丝分划板的固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使竖丝端点至点状目标的间隔减小一半，再返转到起始端点。生复上述检验校正，直到无显著误差为止，最后将固定螺丝拧紧。CC⊥HH的检验与校核检验在平坦场地选择相距100m的A、B两点，仪器安置在两点中间的O点，在A点设置和经纬仪同高的点标志（或在墙上设同高的点标志），在B点设一根水平尺，该尺与仪器同高且与OB垂直。检验时用盘左瞄准A点标志，固定照准部，倒罢望远镜，在B点尺上定出B1点的读数，再用盘右同法定出B2点读数。若B1与B2重合，说明此条件满足，否则需要校正。校正在B1、B2点间1/4处定出B3读数，使B3=B2－(B2－B1)/4。拨动－十字丝左、右校正螺旋，使十字丝交点与B3点重合。如此反复检校，直到B1B2≤2cm为止。最后旋上十字丝分划板护罩。HH⊥VV的检验与校核在离建筑物10m处安置仪器，盘左瞄准墙上高目标点标志P（垂直角大于30），将望远镜放平，十字丝交点投在墙上定出P1点。盘右瞄准P点同法定出P2点。若P1P2点重合，则说明此条件满足，若P1P2＞5mm，则需要校正。由于仪器横轴是密封的，故该项校正应由专业维修人员进行竖盘指标差的检验与校核3-6水平角测量的误差误差仪器误差观测操作误差外界条件……照准部偏心差视准轴误差对中误差照准误差与读数误差目标偏心差横轴误差竖轴误差1.仪器误差照准部误差

照准部旋转中心与水平度盘中心不重合视准轴误差

望远镜视准轴不垂直于横轴时，其偏离垂直位置的角值C称视准差或照准差。横轴误差

当竖轴铅垂时，横轴不水平，而有一偏离值I，称横轴误差或支架差。竖轴误差

观测水平角时，仪器竖轴不处于铅垂方向，而偏离一个δ角度，称竖轴误差。

2.观测操作误差对中误差观测水平角时，对中不准确，使得仪器中心与测站点的标志中心不在同一铅垂线上即是对中误差，也称测站偏心。2.观测操作误差目标偏心误差当照准的目标与其它地面标志中心不在一条铅垂线上时，两点位置的差异称目标偏心或照准点偏心。其影响类似对中误差，边长越短，偏心距越大，影响也越大。照准误差和读数误差3.外界条件的影响

观测在一定的条件下进行，外界条件对观测质量有直接影响，如松软的土壤和大风影响仪器的稳定；日晒和温度变化影响水准管气泡的运动；大气层受地面热辐射的影响会引起目标影像的跳动等等，这此都会给观测水平角带来误差。因此，要选择目标成象清晰稳定的有利时间观测，设法克服或避开不利条件的影响，以提高观测成果的质量。3-7DJ2级光学经纬仪3-8电子经纬仪安置仪器及打开电源自检水平角观