第3章 角度测量

第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影水平角测量原理OBAnmβ=n－m水平角水平面β竖直角

地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。

仰角：倾斜视线在水平视线以上时的竖直角俯角：倾斜视线在水平视线以下时的竖直角1、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上；2、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘；3、望远镜不仅能在水平方向转动¸而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标；4、具有一个读数设备。经纬仪应具备的条件：3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量常用的光学经纬仪：DJ07DJ1DJ2

DJ6

DJ15经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。有光学经纬仪和电子经纬仪之分。一、DJ6级光学经纬仪基本构造照准部水平度盘基座1.照准部2.水平度盘水平度盘：顺时针方向刻有0º到360º的分划线，用来测量水平角。水平度盘转动控制装置：位置变动手轮和复测装置。外轴装置：望远镜：照准部水准管：读数显微镜：竖直度盘：横轴、竖轴：照准部水平度盘基座读数显微镜经纬仪望远镜上下制动螺旋望远镜上下微动螺旋

竖直度盘竖直指标水准管微动螺旋水平制动、微动螺旋光学对中器HV012345601234561121138988112°54′54″89°05′18″分微尺指标线对径分划二、读数设备与读数方法读数练习HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″01234562013456

读数练习11578787920134561161150123456115°26′42″78°17′06″115°58′12″79°04′12″VHHV平行玻璃板测微器及读数方法5108687888912112212312451086878889121122123124双指标线3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量一：对中使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上。即使仪器的中心与测站点的标志中心在同一铅垂线上。垂球或光学对中器二：整平 使得度盘处于水平位置上。一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置一：对中使用垂球对中一、经纬仪的安置二：整平—使得度盘处于水平位置上123123使用光学对中器整置1、用三脚架或角螺旋使光学对中器分划板上的圆心或十字丝交点对准测点；2、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿的长度使仪器基本水平；3、用脚螺旋使经纬仪精确整平；4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；5、重复第3、4步，达到精确对中和整平。大花杆、小花杆和觇标经纬仪的十字丝分划板瞄准瞄准瞄准二、水平角测量方法1、测回法适用于观测两个方向之间的单角2、方向法（全圆测回法）适用于观测两个以上的方向基本概念

盘左和盘右盘左/正镜:竖盘在望远镜的左边盘右/倒镜:竖盘在望远镜的右边

测回上半测回/下半测回一个测回/多个测回

配盘度盘变换手轮三、测回法测量水平角(1)测回法的步骤1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘在0度或稍大于0度，读数记于手簿。4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读数，并记录。2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，读数记于手簿。以上为上半测回，得半测回角值3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标B点，读数记录。5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。以上为下半测回，得半测回角值且一测回角值018027090180027090三、测回法测量水平角测站竖盘位置目标读数半测回角一测回均值均值左右左右水平角观测记录O（1）ABAB001068536181800124

2653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506注意及说明测回间要配盘；上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，照准目标的顺序不同；上、下两个半测回角值之差小于36秒；各测回的角度互差应小于24秒；记录时，分、秒一般都要记两位；计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进”。实验四：经纬仪认识与使用目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。实验内容：（1）了解经纬仪各部件的构造及其作用。（2）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与读数。（3）用盘左位置瞄准目标，练习测量水平角。盘左盘右四、全圆测回法测量水平角A→B→C→D→A（归零）A→D→C→B→AABCDO全圆测回法记录测站目标盘左L盘右R平均读数=[左+(右±180)]/2归零后方向值各测回归零方向平均值水平角值

OABCDA

0010671520614530482101212

001241800118301206325304825152001800112OABCDA

900124

1615206

2353054

3001224

9001362700124120121855304834152002700118001097152031453048210120900121900121161520323530513001221900130(00115)0000071504814529332101054(900126)00000715037145292521010550000071504214529292101054715042733847644125方向法的计算步骤计算两倍照准误差2C(J6不要求)2C=盘左读数-(盘右读数±1800)计算各方向的平均读数平均读数=[盘左读数+(盘右读数±1800)]/2计算归零后的方向值各方向的平均读数－零方向的读数计算各测回归零后的方向值的平均计算各水平角的值注意事项:方向观测和计算同步进行，以及时发现问题仪器半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差J212"18"12"J624"24"水平角方向法观测的技术要求3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。竖直角的定义＋α－α竖直度盘基本构造090180270竖直度盘基本构造指标水准管微动螺旋指标水准管270180900盘右竖盘注记形式090180270盘左180270090盘右900270180盘左090180270L竖直角计算公式推导（理想）090180270盘左α左=90°－L090180270R竖直角计算公式推导（理想）盘右090180270α右=R－270°竖盘指标差

当指标水准管气泡居中时，盘左指标线所指的度数不一定恰好就是90度或者0度，盘右不一定正好是270度或180度。即存在一个竖盘指标差i。竖直角计算公式推导α左=(90°+i)－L090180270090180270盘左L竖直角计算公式推导α右=R－(270°+i)090180270盘右090180270R竖盘指标差的计算要求：J2:i<15''；J6:i<24''若指标差超标，则计算每个竖直角的时候应加上指标差。可通过校正指标水准管来减小或消除。一般满足要求情况下不考虑指标差。在测站安置经纬仪，对中、整平；盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数L（V）；盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数R（V）；

竖直角观测方法瞄准（注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）竖直角观测记录测站目标竖盘位置竖盘读数半测回角值一测回角值AB盘左875218＋20742盘右2720730＋20730＋20736AC盘左931654－31654盘右2664324－31636－31645练习题：

用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为71°45′24″，盘右读数为288°16′22″，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为92°12′36″，求其竖直角？α左=(90°+i)－L作业习题集P2—1，23.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量一、经纬仪的几何轴系1：照准部水准管轴（LL）2：望远镜视准轴（CC）3：仪器竖轴（VV）4：仪器横轴（HH）5：竖盘指标水准管水准轴（LL

）二、轴系应满足的几何条件

1：照准部水准管轴垂直于竖轴（LLVV）

2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝HH）

3：视准轴垂直于横轴（CCHH）

4：横轴垂直于竖轴（HHVV）

5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线（LL指标线）三、经纬仪检校1、照准部水准管的检校LLVV？水准管轴水平度盘竖轴2、十字丝垂直于横轴的检校

竖丝HH？

检验方法：精平仪器，在仪器前方适当位置悬挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。或瞄准一清晰小点……3、视准轴垂直于横轴的检校CCHH？右左视准轴误差：CAC′180270090HH′CO

M左=M′左+CCC′180270090HH′AOC

M右

=M′右

-C（一般由专业人员进行校正）4、横轴垂直于竖轴的检校HHVV

？5、竖盘指标水准管检校LL指标线？一般指标差的绝对值超过1′时，应予以校正。180270090i180270090i指标差：右左3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析第三章角度测量角度测量误差及消除方法

仪器误差

观测误差

外界条件的影响1、照准部偏心误差产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除（一）仪器误差2、度盘刻划误差产生情况：度盘制造时产生消除与减弱措施：变换度盘位置（一）仪器误差3、视准误差(c)产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差规律：