第3章角度测量

第三章角度测量§3.1水平角和竖直角测量原理§3.2DJ6光学经纬仪§3.3经纬仪的使用§3.4水平角测量§3.5竖直角测量

角度测量包括

水平角测量和竖直角测量。水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。常用仪器

经纬仪一、水平角测量原理1、水平角：空间相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度。2、原理：

OA投影在水平度盘上读数为a，OB投影在水平度盘上读数为b。则：角值范围：0˚~360˚ABOA1B1O1O2ββab水平面二.竖直角测量原理1、定义：在同一竖直面内，仪器中心至目标的倾斜视线与水平视线所加的锐角。角值范围：-90~

+90°视线向上倾斜，称仰角，α为正值；视线向下倾斜，称俯角，α为负值。2、原理：

α=目标视线读数—水平视线读数Z—天顶距α1α2返回按精度分为DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。

D—大地测量仪器

J—经纬仪数字—测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）按读数系统分为光学经纬仪、电子经纬仪。目前工程测量中使用较多的是光学经纬仪，一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。一、DJ6光学经纬仪的构造

DJ6光学经纬仪包括基座、水平度盘、照准部三大部分。1.照准部望远镜

(水平)制动、微动

(竖直)制动、微动圆水准器水准管目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器复测扳手或度盘变换器

望远镜十字丝望远镜圆水准器光学对点器补偿器转换钮垂直制动读数目镜垂直微动水平微动水平度盘转换轮粗瞄准器垂直微动垂直制动竖直度盘管水准器水平制动照准部中轴线：

1）视准轴

2）横轴

3）竖轴

4）水准管轴

5）圆水准器轴2.水平度盘水平度盘由光学玻璃制成

顺时针0360刻度；分划：30′、1˚两种水平度盘与照准部相互脱离；

改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测扳手。0901802700901802703.基座由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。作用：用于连接和整平。二、读数装置及读数方法

读数装置由棱镜、透镜、读数显微镜组成；用于读取度盘读数。

1、分微尺测微器及读数水平读数：215˚06＇48"竖直读数：78˚52＇00"分微尺水平度盘读数：

7304240173分微尺测微器及读数分划值为1ˊ，估读到0.1ˊ(6“)。水平——水平度盘读数竖直——竖直度盘读数。

2、平板玻璃测微器及读数竖直读数：92˚17＇30"水平读数：转动测微轮重合读数返回单平板玻璃

经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。一、对中、整平

目的：①使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上；②使水平度盘处于水平位置。对中方法：有垂球对中和光学对点器对中。BBCA对中及整平的步骤：①安置仪器：高度适中，使测点在视场内；②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点重合；③粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中；④精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中；⑤精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、左右移动，不能旋转）；⑥重复④、⑤两步，直到完全对中、整平。精平

1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。

2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2。

3）转动仪器90°，旋转脚螺旋3。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123二、瞄准和读数

瞄准目的：视准轴对准观测目标的中心。方法：①调清十字丝；②粗略瞄准；③调清目标成像，注意消除视差；④精确瞄准。测水平角用竖丝瞄目标目标中心测竖直角用横丝切目标顶部读数方法：

①打开反光镜，使读数窗光线均匀；②调焦使读数窗分划清晰（注意消除视差）；

③读取水平、竖直度盘读数。

水平角：215˚06＇48"竖直角：78˚52＇00"返回两个基本概念：盘左盘右盘左观测盘右观测竖直度盘竖直度盘

一、测回法

1、适用：2个方向的单角（∠ABC）

2、步骤：（1）安置仪器(B点）（2）盘左瞄准左边A，配度盘至000X´，读取a1。（3）顺时针旋转瞄准右边C，读取b1。

则上半测回角值:β1=b1-a11测站ACBa1b1（4）倒镜成盘右，瞄准右边C，读取b2。（5）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。则下半测回角值:β2=b2-a22测站ACBa2b2（6）计算角值

若：β1-β2≤±40"（图根级）则有：

β=（β1+β2）/23、测回法记录格式254

24

06180

05

0074

1906右ACB左AC00

04

1874

234274

192474

19

15ACB测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值示意图注：2个以上测回，每测回变换度盘，幅度180/n测站˚＇"竖盘目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回角值备注˚＇"˚＇"˚＇"第一测回B第二测回

B左左右右ACACACAC00036684248

6842126842091800024

2484230684206684215901012158523027010183385242684218684224684221测回法观测手簿表3.1二、方向观测法（目标多于两个）

1、操作步骤①安置仪器于测站点O，对中、整平；②正镜（盘左），选择零方向

C，顺时针依次照准目标

D、A、B、C（归零），读数；③倒镜（盘右），瞄准零方向C，逆时针依次照准目标B、A、D、C（归零），读数；DCABO④归零后方向值的计算：各方向平均读数分别减起始方向平均读数。2、记录与计算①归零差的计算:

盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差Δ；（若Δ超限，应及时重测）②计算2c值（两倍视准误差）：2c=盘左读数-（盘右读数±180˚）若2c互差超限，应及时重测。

③各方向平均读数的计算：

⑤各测回归零后平均方向值的计算：

各测回归零后方向值的平均值。⑥

水平角的计算：相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。同一方向各测回互差"经纬仪型号半测回归零差"一测回内2c互差"DJ2DJ6818139方向观测法限差的要求角值123456789˚＇"方向观测法观测手簿测站觇点水平度盘读数盘左盘右2c平均读数一测回归零方向值各测回平均方向值˚＇"˚＇"˚＇"˚＇"˚＇""OO第2测回CDBACΔΔCABDC0005479274814231182884630

0004218000242592730322310010846061800018-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24

000397927391423109288461800030（00034）

0000079270514230352884544

0000079265914230292884547

90010616927542323130184648900100

2700048349273642310019846362700036

90005716927452323115184642900048

0000079265314230232884550

（900052）792659

6303301461518

711413-6-12表3.2返回第1测回一、竖直度盘构造竖直度盘竖盘指标竖盘指标水准管竖盘指标水准管微动螺旋

根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针注记和逆时针注记。顺时针注记逆时针注记

１、竖直角计算公式顺时针注记竖盘盘左:

αL=90°－L（上半测回）盘右:

αR=R－270°（下半测回）一测回竖直角：

α=（αL+αR）/2=（R－L－180°）/2二、竖直角计算

逆时针注记竖盘刻划：目镜180°，物镜0°

盘左:

αL=L－90°

（上半测回）盘右:

αR=270°－R（下半测回）一测回竖直角：

α

=（αL+αR）/2=（L－R+180°）/2

竖直角计算的通用公式：（1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时：

α=瞄准目标时的读数－视线水平时的常数

（２）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时：

α=视线水平时的常数－瞄准目标时的读数

对不同注记形式的度盘

，首先应正确判读视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右的常数差为180˚。三、竖盘读数指标差读数指标与正确位置之间的小夹角x，称为竖盘指标差。XX盘左位置，望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。则正确的竖直角为：α＝90°－L＋x＝αL＋x（1）

指标差计算盘右位置，望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。则正确的竖直角为：α＝R－270°－x=αR－x（2）（1）、（2）两式联立得：通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除指标差；对于DJ6经纬