第三章经纬仪与角度测量2012

面向21世纪多媒体课程教材

MultimediaTextbookSeriesfor21stCentury测量学研制栾乔林TelQ：1077723EMAIL163.com

luanqiaolin@前言本课件是在众多测量学文字教材的基础上，结合我校多年来教学实践及野外测量经验研制而成。以文本、动画、语音、图象、图形和视频为基本素材，借助多媒体工具，提供全新的教学手段，内容充实、文字流畅。本课件分为测量基础篇和地籍测量篇。适用于土地资源管理、农业资源与环境、园林、园艺、农学、草业科学以及城市规划、工程管理、土木工程、水电工程等专业。由于作者水平有限，错误在所难免，恳请批评指正。课程目录五、测量误差的基本知识一、绪论

二、水准测量

三、经纬仪与角度测量

四、距离测量与直线定向测量学基础

十、施工测量九、地形图的识读与应用八、大比例尺地形图测绘七、GPS技术与应用六、小地区控制测量第三章经纬仪与角度测量一、角度测量原理五、竖直角测量四、水平角测量二、光学经纬仪三、电子经纬仪课程目录本章目录学习提示了解角度测量的仪器和工具重点掌握：

角度测量原理经纬仪的读数方法角度的野外施测测量成果的处理掌握概念：

水平角、竖角、对中、整平、盘左、盘右、测回法、方向观测法、竖盘指标差经纬仪与角度测量课程目录本章目录一、角度测量原理水平角测量原理竖直角测量原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录一、角度测量原理水平角测量原理水平角水平角测量原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平角

地面上一点到两目标方向线，垂直投影在水平面上所夹的角度。

地面上两相交直线之间的夹角地水平面上的投影。

过两方向线所作两竖直面的二面角。水平角β：0°~360°经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平角测量原理β=b-a水平度盘铅垂线经纬仪与角度测量课程目录本章目录一、角度测量原理水平角测量原理竖直角测量原理竖直角竖直角测量原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角

地面上一点至观测目标的方向线与水平线之间的角度。

同一竖直面内，倾斜视线与水平线间的夹角。竖直角α：－90°~+90°仰角α：0°~+90°（正）俯角α：0°~-90°（负）经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角测量原理竖角α

=

倾斜视线读数

-水平视线读数铅垂线竖直度盘经纬仪与角度测量课程目录本章目录经纬仪应具备的条件：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。二、光学经纬仪DJ6级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪经纬仪与角度测量课程目录本章目录常用的光学经纬仪：DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15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。二、光学经纬仪DJ6级光学经纬仪DJ6级光学经纬仪构造

照准部水平度盘基座经纬仪与角度测量课程目录本章目录照准部水平度盘基座DJ6

级光学经纬仪结构经纬仪与角度测量课程目录本章目录DJ6

级光学经纬仪构造经纬仪与角度测量课程目录本章目录照准部望远镜横轴竖直度盘读数显微镜照准部水准管竖轴光路系统经纬仪与角度测量课程目录本章目录经纬仪光路系统经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平度盘水平度盘0°~360°水平制动螺旋水平微动螺旋经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平度盘水平度盘转动控制装置度盘变换手轮（方向经纬仪）转开保险手柄，手轮推进转动打开保护盖，手轮直接转动复测装置（复测经纬仪）扳上复测器，度盘与照准部分离扳下复测器，度盘与照准部一起转动复测器经纬仪与角度测量课程目录本章目录基座轴套基座脚螺旋连接板经纬仪与角度测量课程目录本章目录目镜水平度盘基座读数显微镜经纬仪反光镜反光镜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二、光学经纬仪DJ6级光学经纬仪

DJ6级光学经纬仪构造DJ6级光学经纬仪的读数方法分微尺测微器及其读数方法单平板玻璃测微器及其读数方法经纬仪与角度测量课程目录本章目录分微尺测微器及其读数方法度盘

刻划：0°~360°

格值：

1°测微尺刻划：0°~1°

格值：

1′

估读：1/10格＝6″196°54′30″经纬仪与角度测量课程目录本章目录分微尺测微器及其读数方法度盘

刻划：0°~360°

格值：

1°测微尺刻划：0°~1°

格值：

1′

估读：1/10格＝6″89°06′30″经纬仪与角度测量课程目录本章目录HV012345601234561121138988112°54′54″89°05′18″分微尺指标线分微尺测微器及其读数方法度盘刻划：0°~360°

格值：1°测微尺刻划：0°~1°

格值：1′

估读：1/10格＝6″HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″01234562013456

读数练习11578787920134561161150123456115°26′42″78°17′06″115°58′24″79°04′12″VHHV单平板玻璃测微器及其读数方法度盘

刻划：0°~360°

格值：

30′测微尺刻划：0′~30′

格值：

20″

估读：1/4格＝5″度盘分划应位于双指标线中央。222°37′20″水平度盘经纬仪与角度测量课程目录本章目录单平板玻璃测微器及其读数方法度盘

刻划：0°~360°

格值：

30′测微尺刻划：0′~30′

格值：

20″

估读：1/4格＝5″度盘分划应位于双指标线中央。87°19′30″竖直度盘经纬仪与角度测量课程目录本章目录平行玻璃板测微器及读数方法5108687888912112212312451086878889121122123124双指标线经纬仪读数经纬仪与角度测量课程目录本章目录二、光学经纬仪DJ6级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪读数装置读数方法经纬仪与角度测量课程目录本章目录读数装置对镜符合数字读数设备对镜符合窗整10分倍数度盘整度值测微尺整分数整10秒数倍数读数指标线经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平度盘读数窗对镜分划符合经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直度盘读数窗对镜分划符合经纬仪与角度测量课程目录本章目录读数方法使对镜分划符合读数对镜符合窗整10分倍数度盘整度值测微尺分秒数读数指标线94°12′44″94°10′2′44″经纬仪与角度测量课程目录本章目录水平度盘读数256°01′54″对镜分划符合256°00′01′54″经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直度盘读数78°57′15.4″对镜分划符合78°50′7′15.4″经纬仪与角度测量课程目录本章目录三、电子经纬仪电子经纬仪简介电子经纬仪测角原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录三、电子经纬仪电子经纬仪简介

电子经纬仪结构特征测角方法步骤经纬仪与角度测量课程目录本章目录

电子经纬仪简介电子经纬仪是一种用光电测角代替光学测角的仪器，可以直接测出水平角、竖直角、水平距离和高差。电子经纬仪的结构、测角方法步骤与光学经纬仪基本相同。经纬仪与角度测量课程目录本章目录三、电子经纬仪电子经纬仪简介电子经纬仪测角原理

编码度盘测角光栅度盘测角动态测角原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录编码度盘测角经纬仪与角度测量课程目录本章目录光栅度盘测角经纬仪与角度测量课程目录本章目录动态测角原理经纬仪与角度测量课程目录本章目录四、水平角测量经纬仪的安置水平角观测经纬仪与角度测量课程目录本章目录四、水平角测量经纬仪的安置

对中整平经纬仪与角度测量课程目录本章目录对中对中的目的是使度盘中心与测站点在同一铅垂线上。对中误差：小于2mm经纬仪与角度测量课程目录本章目录对中使用垂球对中对中的目的是使度盘中心与测站点在同一铅垂线上。对中误差：小于3mm光学对中安置三脚架于测站安放经纬仪脚螺旋使仪器对中升降脚架使圆气泡居中脚螺旋精确整平仪器移动经纬仪进行对中再精确整平、对中

以上各步需反复进行经纬仪与角度测量课程目录本章目录整平整平的目的是使水平度盘处于水平位置，仪器的竖轴处于铅垂位置。左拇指法经纬仪与角度测量课程目录本章目录整平整平误差：小于半格经纬仪与角度测量课程目录本章目录经纬仪的十字丝分划板瞄准—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。瞄准经纬仪与角度测量课程目录本章目录单丝瞄准经纬仪与角度测量课程目录本章目录双丝瞄准经纬仪与角度测量课程目录本章目录瞄准经纬仪与角度测量课程目录本章目录四、水平角测量经纬仪的安置水平角观测

测回法方向观测法经纬仪与角度测量课程目录本章目录测回法测回法用于两个方向的单角测量。经纬仪与角度测量课程目录本章目录测回法的步骤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测回法观测步骤安置经纬仪于测站O点盘左照准左方向起始目标A，水平度盘置零，读实际读数a盘左顺时针照准右方向目标B，读数b

β=b–a

上半测回纵转望远镜，盘右照准目标B，读数b′盘右逆时针照准目标A，读数a′

β′=b′–a′

下半测回经纬仪与角度测量课程目录本章目录测回法观测精度两个半测回角值之差≤36″β平均

=（β上

+β下）/2各测回间观测角值之差≤24″

β平均

=（β1+β2+……

）/n经纬仪与角度测量课程目录本章目录测回法观测精度为了提高精度，削弱度盘刻划误差的影响，各测回的起始方向读数应变换180°/n，n为计划观测的测回数。

例：n=3则180°/3＝60°第一测回 起始方向读数 0°第二测回 起始方向读数 60°第三测回 起始方向读数 90°经纬仪与角度测量课程目录本章目录测回法观测记录经纬仪与角度测量课程目录本章目录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方向观测法方向观测法适用于两个以上方向水平角测量。经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测步骤上半测回观测安置经纬仪于测站O点，水平度盘置零，盘左照准左方向起始目标A，顺时针方向依次照准目标B、C、A点（归零），分别记录各方向读数。下半测回观测纵转望远镜，盘右照准目标A，逆时针方向依次照准目标C、B点，最后又回到A点分别记录各方向读数。

上下半测回合称一个测回经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测计算归零差在半测回中，两次瞄准起始方向A的读数之差；称为归零误差。

△归零

=∣起始方向读数-归零方向读数∣

一般不大于18″；

归零差超限，应重测。经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测计算2c的计算（c为照准误差）同一目标的盘左读数减去盘右读数±180°之差;

2c=盘左读数-(盘右读数±180°)

2c一般不大于60″;若超限，可检查重点方向，直到符合要求为止。经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测计算计算盘左、盘右观测值的平均值

β平均

=(β盘左

+β盘右±180°)/2

归零方向值计算以0°00′00″为起始方向的方向值，计算各目标的方向值起始方向有两个读数，取其平均值为起始点的方向值；各目标的方向值减去起始点方向的平均值。经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测计算计算各测回归零方向平均值各测回同一方向的归零方向值之差不得超过24″

；取其平均值作为各测回归零方向的平均值；计算水平角用后一方向的方向平均值减去前一方向的方向平均值。

经纬仪与角度测量课程目录本章目录方向法观测记录观测方向不多于三个时，可以不归零。经纬仪与角度测量课程目录本章目录五、竖直角测量竖直度盘和读数系统竖直角的计算竖直角观测经纬仪与角度测量课程目录本章目录五、竖直角测量竖直度盘和读数系统

竖直度盘读数系统竖盘指标差经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直度盘竖直度盘竖盘指标水准管轴竖盘指标水准管竖盘指标水准管微动螺旋竖盘读数指标经纬仪与角度测量课程目录本章目录读数系统竖盘指标水准管竖盘读数指标竖盘随望远镜一起转动，而竖盘指标不动，因而可得望远镜不同位置时的读数，从而可以计算出不同位置时的竖角竖盘注记顺时针注记逆时针注记经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖盘指标差竖盘指标水准管竖盘读数指标当望远镜视线水平、竖盘指标水准管气泡居中时，指标线读数应为90°或90°的整倍数，如竖盘指标读数与规定常数不符，其差值为竖盘指标差。经纬仪与角度测量课程目录本章目录五、竖直角测量竖直度盘和读数系统竖直角的计算

竖直角的计算方法竖直角的计算规律经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角的计算方法α左=L始-L读经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角的计算方法若起始读数含有指标差i,即L始=(90°+i)α左=(90°+i)

-L读α左=90°-L读+i=α左′+i经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角的计算方法α右=R读-R始经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角的计算方法α右=R读-(270°+i)若起始读数含有指标差i,即R始=(270°+i)α右=R读-

270°-i=α右′+i经纬仪与角度测量课程目录本章目录竖直角的计算方法不含指标差i时

L始=90°

R始=270°α左=90°-L读α右=R读-270°α平均=（α左+

α右）/2含有指标差i时

L始=90°+i

R始=270°+i

α左=(90°+i)-L读α右=R读-(270°+i)α平均=（α左+

α右）/2i

=（L读+

R读