建筑工程测量第三章角度测量

第三章角度测量★§3-1角度测量基本概念§3-2DJ6型光学经纬仪§3-3经纬仪的使用§3-4水平角观测§3-5竖直角观测§3-6经纬仪的检验与校正§3-7水平角观测误差来源及消减措施重点与难点：仪器使用、角度测量（水平角，竖直角）§3-8电子经纬仪简介§3-1角度测量的基本概念角度测量包括：水平角(horizontalangle)测量竖直角(verticalangle)测量确定点的平面位置间接测定点的高程位置、把倾斜距离换成水平距离0水平度盘(horizontalcircle)18027090一、水平角的测量原理=右目标读数c-左目标读数aca水平面abcABC定义：从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。用表示。范围：顺时针0°~360°

水平角度计算公式：090180270竖直面B0°180°270°仪器中心竖直度盘90°二.竖直角的测量原理定义：在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。范围：=0°90°，●ZA为天顶距俯角为负。天顶铅垂线水平线A仰角为正，0°＋90°0°－90°B用途：

1)倾斜距离化算为水平距离2)三角高程测量§3-2DJ6型光学经纬仪一、经纬仪概述1．按读数系统分类：光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪

2．按精度分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60

“D”和“J”——大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母“6”和“2”——仪器的精密度。一测回方向观测中误差不超过±6″和±2″在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪下面我们以DJ6型经纬仪为例进行经纬仪的系统讲解二、DJ6经纬仪的构造

DJ6经纬仪的构造主要包括：照准部(alidade)、水平度盘(horizontalcircle)、基座(tribrach)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。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。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、读数装置和对点器等。

090180270照准部竖直度盘望远镜目镜粗瞄器自动补偿器开关对点器（光学对中器）竖直制动、微动水平微动圆水准器度盘变换手轮轴座脚螺旋底板图示DJ6经纬仪结构：望远镜十字丝三、DJ6经纬仪的读数方法（测微尺读数装置及其读数方法）090180270分微尺测微尺读数装置：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。分微尺分成60等分，格值1′，可估读到0.1′读数方法：

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。“H”——水平度盘读，“V”——竖直度盘读数。HV

水平度盘读数：319°06.7′319°06′42″0123456134133

例1:0123456134133

例2:01234567978

例3:0123456134133

例4:§3-3经纬仪的使用经纬仪的安置瞄准目标读数(1)垂球对中及整平方法(2)光学对中器对中及整平方法对中、整平对中：目的：把仪器中心安置到过测站点的铅垂线上。要求：对中偏差应小于3mm。整平：目的：使经纬仪的竖轴垂直，水平度盘水平。要求：在测角过程中，气泡偏离中心位置不能超出1~2格。B一、经纬仪的安置(一)垂球对中、整平BCAB（1）脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方，并注意使架头水平。固定好仪器。挂好垂球（2）在脚架头上移动仪器，使垂球对中。（3）旋转脚螺旋进行整平（包括圆水准器、管水准器）。（4）反复（2）、（3）两步。

(二)光学对中器对中、整平（1）脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方，并注意使架头水平。固定好仪器。BCA（2）左右旋转光学对中器，使里面的2个同心圆清晰；前后推拉，使地面点位清晰。（3）固定三角架一条腿，后拿另外两条腿前后、左右移动，使仪器中心与测站点o位于同一条铅垂线上。对中偏差应小于3mm。（4）固定三角架一条腿，后升降另外两条腿，使圆水准器气泡居中；

b123

c123

123d气泡始终向高处移动a

123注意脚架在地面的位置不要移动

（5）脚螺旋精平——左手大拇指法则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900，运用法则，旋转脚螺旋3。4)重复2）、3）两个步骤、直到这2个位置上，水准管气泡都居中要求：整平后，照准部转到任何位置时，水准管气泡偏离中心不超过水准管分划的一格。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123平行高(6)架头上移动仪器，精确对中B(8)反复（6）、（7）两步。(7)脚螺旋精平（与第5步骤一样）

对中和整平，一般都需要经过几次“整平→对中→整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。二、瞄准目标目镜调焦粗瞄目标物镜调焦精确瞄准123123三、读取读数图中的度盘读数是？319°06′48″86°35′30″180°06′24″64°53′12″0水平度盘(horizontalcircle)18027090=右目标读数c-左目标读数aca水平面abcABC

定义：从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。用表示范围：顺时针0°~360°

水平角度计算公式：090180270§3-4水平角观测盘左/正镜根据观测目标的多少，常用的水平角观测方法有：（1）测回法(methodofobservationset)：

适用两个方向之间的单角观测。（2）方向观测法(methodofdirectionobservation)：当观测方向为三个或多于三个时，通常采用方向观测法盘右/倒镜两个基本概念：竖直度盘竖直度盘一、测回法观测目标B测站点O观测目标A1.安置仪器2.盘左位置顺时针aLbL盘左半测回（也称上半测回）,βL=bL-aLb右逆时针a右盘右半测回（也称下半测回）,β右=b右-a右3.盘右位置一测回（对中、整平）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于±36″，即|βL—βR|≤36″，认为观测合格。可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值β。即观测测回三法数三据记三录格三式25三4240618三005007419三06右ABO左AB0004187423三427419三24741915ABO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记录注意!由于三水平三度盘三是顺三时针三刻划三注记三的，三所以三计算三水平三角时:总是三用右三目标三的读三数减三去左三目标三的读三数。如果三不够三减，三则应三在右三目标三的读三数上三加上36三0˚，再减三去左三目标三的读三数，三决不三可以三倒过三来减三。测回三法观三测手三簿βL=bL-aLβR=b右-三a右度盘三配置多个三测回三观测三：原因三：为三了减三小度三盘分三划不三均匀三所带三来的三误差三，为三了提三高观三测精三度，三往往三需要三观测三多个三测回三。方法三：各三测回三应根三据测三回数三n，三按18三0°/n变换三水平三度盘三的位三置，三n为三测回三数。例如三：n＝3时，三各测三回瞄三准起三始方三向时三水平三度盘三的读数三应依三次配三置在三等于三或略三大于0°、60三°、12三0°。1测站ABO度盘三变换三手轮盘左2盘右测站ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A0三0三1三3三0B98三20三4898三19三18右B27三8三2三1三1三2A18三0三0三1三4三298三19三3098三19三24第一三测回O第二三测回左A90三01三06B18三8三2三0三3三6右BA8三2三0三3三627三0三0三0三5三498三19三3098三19三4298三19三3698三19三30多测三回观三测数三据记三录：测回三法观三测手三簿二、三方向三观测三法1．适三用：三在一三个测三站上三观测三方向三为三三个或三多于三三个三时。2．步三骤：三（有三四个三观测三方向三）ABOCD（1）上三半测三回选择三一明三显目三标A作为三起始三方向三（零三方向三），三盘左三瞄准A，配三置度三盘，三顺时三针依三次观三测A、B，C，D，A。盘左零方向（2）下三半测三回倒镜三成盘三右，三逆时三针依三次观三测A，D，C，B，A。ABOCD盘右零方向多测三回观三测：三同三理各三测回三间按三18三0°/N三的差三值，三来配三置水三平度三盘。3．计三算、三记录测站目标读数2C平均读数

°′″一测回归零方向值各测回平均方向值角值盘左盘右°′″°′″″

°′″°′″°′″

方向三观测三法记三录手三薄o（第三一测三回）o（第三二测三回）BACAD△BACAD△0三0三2三0三651三15三4213三1三5三4三1三218三2三0三2三2三40三0三2三1三218三0三0三2三0三023三1三1三5三3三031三1三5三4三0三02三0三2三2三418三0三0三2三0三6+6+1三2+1三20+6+6+60三0三2三0三351三15三3613三1三5三4三0三618三2三0三2三2三40三0三2三0三9(0三02三06三)0三0三0三0三051三13三3013三1三5三2三0三018三2三0三0三1三890三03三3014三1三1三7三0三022三1三5三5三4三227三2三0三4三0三090三03三3627三0三0三3三3三692三03三5441三55三3032三1三1三6三5三427三0三0三3三2三4+6+6+6+1三20+6+1三290三03三2714三1三1三6三5三722三1三5三5三3三627三2三0三3三5三790三03三36(9三0三0三3三3三2)0三0三0三0三051三13三2513三1三5三2三0三418三2三0三0三2三50三0三0三0三051三13三2813三1三5三2三0三218三2三0三0三2三251三13三2880三38三3436三0三0三0三0三050三08三2017三7三5三9三3三8ABOCD(盘左三观测)(零方三向)(盘右三观测)2C三=盘左三读数三－（三盘右三读数±1三80三°）归零三差平均三读数=（盘三左读三数+盘右三读数±1三80三°）/2取平三均竖直面B0°180°270°仪器中心竖直度盘90°定义三：在三同一三竖直三面内三，瞄三准目三标的三视线三与水三平视三线的夹三角。范围三：=0°90°，俯角三为负三。铅垂线水平线A仰角三为正三，0°＋90°0°－90°B§3三-5三竖三直角三测量复习三：竖三直角三的概三念用途三：1)倾斜三距离三化算三为水三平距三离2)三角三高程三测量一、三竖直三度盘(v三er三ti三ca三l三ci三rc三le三)的构三造1．包三括:竖盘(v三er三ti三ca三l三ci三rc三le三)、竖三盘指三标水三准管(v三er三ti三ca三l三in三de三x三bu三bb三le三t三ub三e)、及三其微三动螺三旋。后两三部分三，多三采用三竖盘三指标三自动三归零三补偿三器(v三er三ti三ca三l三in三de三x三co三mp三en三sa三to三r)来替三代。2．特三点：三读数三指标三线固三定不三动，三而整三个竖三盘随三望远三镜一三起转三动。3、竖三盘的三注记三形式三：顺三时针三、逆三时针三两种三。（1）顺三时针三注记180°270°

0°90°盘左指标线90°0°180°盘右指标线270°（2）逆三时针三注记270°180°

90°0°盘左指标线0°90°270°盘右指标线180°视线三水平三，竖三盘指三标水准三管气三泡居三中时三：盘左:三9三0˚盘右:三27三0˚盘左三:三0˚盘右三:三1三80三˚二、三竖直三角的三计算(顺时三针注三记)视线三水平读数三：90三°视线三倾斜读数三：L盘左三位置盘左三位置三：盘右三位置读数三：27三0°读数三：R盘右三位置三：一测三回垂三直角三：竖直三角计三算公三式推三导规三律测角三前，三将望三远镜三大致三水平三，观三察竖三盘读三数，三首先三确定三视线三水平三时的三读数三；然三后上三仰望三远镜三：若读三数增三加，三则垂三直角三的计三算公三式为三：若读三数减三少，三则垂三直角三的计三算公三式为：三、三竖盘三指标三差概念三：当三视准三轴水三平时三、竖三盘读三数不三是90三˚的整三数倍(9三0°或27三0°三)，偏三离一三个角三度值x,该偏三离值x称为三竖盘三指标三差x.当偏三移方三向与三竖盘三注记三增加三方向三一致三时，x为正三，反三之为三负。0°90°180°270°0°90°180°270°xxααRxαRLααxαL盘左三位置盘右三位置视线三水平视线三倾斜读数三：90三°+三x读数三：27三0°三+x读数三：L读数三：R竖直三角计三算公三式倾斜三读数水平三读数倾斜三读数水平三读数一测三回垂三直角三：取平三均值三可以三消除三竖盘三指标三差的三影响三。四、三竖直三角的三观测BAO*1.安置三仪器(对中三、整三平）2.盘左三瞄准—读数L—计算(aL)3.盘右三瞄准—读数R—计算(aR)4.计算注意三：读数三时,应先打开三自动三补偿器，三待竖三盘读三数稳三定方三可进三行。竖直三角观三测手三簿竖直三角观三测数三据记三录与三计算OA左95三2三2三00右26三4三3三6三4三8-5三22三00-5三23三12-3三6-5三22三36OB左右81三12三3三627三8三45三5三4+8三47三24+8三45三54-4三5测站目标竖盘位置竖盘读数°′″

半测回垂直角°′″

指标差″

一测回垂直角°′″备注+8三46三39§3三.6三经纬三仪的三检验三与校三正一、三经纬三仪的三主要三轴线:1、竖三轴VV2、水三准管三轴LL3、横三轴HH4、视三准轴CC5、圆三水准三器轴L’三L’LLHHCCVVL’L’二、三经纬三仪轴三线应三满足三的条三件1、VV三⊥L三L三——照准三部水三准管三轴的三检校三。2、HH三⊥十字三丝竖三丝——十字三丝竖三丝的三检校3、HH三⊥C三C三——视准三轴的三检校4．HH三⊥V三V三——横轴三的检三校5．竖三盘指三标差三应为三零——指标三差的三检校6．光三学垂三线与VV重合——光学三对中三器的三检校7.三L三′L三′∥三VV三——圆水三准器三的检三验与三校正(次三要)三、三经纬三仪的三检验三与校三正1．照三准部三水准三管轴三的检三校（1）检三验：三用任三意两三脚螺三旋使三水准三管气三泡居三中，三然后三将照三准部三旋转18三0°，若三气泡三偏离1格，三则需三校正三。（2）校三正：三用脚三螺旋三使气三泡向三中央三移动三一半三后，三再拨三动水三准管三校正三螺丝三，使三气泡三居中三。此三时若三圆水三准器三气泡三不居三中，三则拨三动圆三水准三器校三正螺三丝。2．十三字丝三竖丝三的检三校（1）检三验：三用十三字丝三交点三对准三一目三标点三，再三转动三望远三镜微三动螺三旋，三看目三标点三是否三始终三在竖三丝上三移动三。（2）校三正：三微松三十字三丝的三四个三压环三螺丝三，转三动十三字丝三环，三使目三标点三始终三在竖三丝上三移动三。3．视三准轴三的检三校（1）检三验：三在平三坦地三面上三选择三一直三线AB，约60三m～10三0m，在AB中点O架仪三，并三在B点垂三直横三置一三小尺三。盘三左瞄三准A，倒三镜在B点小三尺上三读取B1；再三用盘三右瞄三准A，倒三镜在B点小三尺上三读取B2。有：（2）校三正：方法三：拨三动十三字丝三左右三两个三校正三螺丝三，使三十字三丝交三点由B2点移三至B-三B2中点B3。4．横三轴的三检验三与校三正（1）检三验：三在20三~3三0m处的三墙上三选一三仰角三大于30三°的目三标点P，先三用盘三左瞄三准P点，三放平三望远三镜，三在墙三上定三出P1点；三再用三盘右三瞄准P点，三放平三望远三镜，三在墙三上定三出P2点。有：（2）校三正：方法三：用三十字三丝交三点瞄三准P1三P三2的中三点M，抬三高望三远镜三，并三打开三横轴三一端三的护三盖，三调整三支承三横轴三的偏三心轴三环，三抬高三或降三低横三轴一三端，三直至三交点三瞄准P点。三此项三校正三一般三由仪三器检三修人三员进三行。5．指三标差三的检三校(1三)检验三：用盘三左、三盘右三先后三瞄准三同一三目标三，计算三指标三差x=三(L三+R三-3三60三°)三/2。J6：x>三1’；J2：x>三30三’’时，三要进三行校三正。(2三)校正三：用指三标水三准管三微动三螺旋三，使三中丝三对准三（R-三x）位三置，三再有三拨针三使指三标气三泡居三中。6．光三学对三中器三的检三校（1）检三验：三精密三安置三仪器三后，三将刻三划中三心在三地面三上投三下一三点，三再旋三转照三准部三，每三隔12三0°投下三一点三，若三三点三不重三合，三则需三校正三。（2）校三正：三用拨三针使三刻划三中心三向三三点的三外接三圆心三移动三一半三。7．圆三水准三器的三检校(次三要)（1）检三验：精平三（水三准管三气泡三居中三）后三，若三圆水三准气三泡不三居中三，则三需校三正。（2）校三正：用圆三水准三气泡三校正三螺丝三使其三居中三。§3三.7三水平三角观三测的