角度测量课件

第三章角度测量DIY引言页角度测量包含水平角测量与竖直角测量。水平角测量是确定地面点平面位置的一个要素，在测量工作中有着大量的水平角观测任务。垂直角测量是为间接确定地面点高程位置的另一种方法。本章主要内容有：水平角测量原理，DJ6级光学经纬仪的构造与读数方法，经纬仪的使用第一节水平角测量原理一、水平角的概念概念：水平角是水平面上两相交直线间的夹角。第一节水平角测量原理第一节水平角测量原理二、水平角测量原理

经纬仪必须具备三个条件：

①一个带有刻度注记的圆盘，它的中心能安置在角顶点的铅垂线上。

②有一个能够在上、下、左、右旋转的望远镜。

③应有一个能指示读数的指标。

第一节水平角测量原理第一节水平角测量原理三、水平角角值β的计算水平角角值是利用测角仪器的照准设备，瞄准第一目标A后，按指标在水平刻度注记圆盘上读出第一目标的方向值a1，然后再照准第二目标，在水平刻度注记圆盘上按指标读出第二目标方向值b1，其角值β为：即：水平角角值=第二目标读数-第一目标读数第一节水平角测量原理应该注意的是水平角无负值，当第二目标读数小于第一目标读数时，此时应在第二目标读数值上加上3600后，再减第一目标读数。018027090ABβ55º38

42115º18

24180270900164º54

3627º06

12AB第一节水平角测量原理作业1、用经纬仪测量某水平角，第一目标读数为153°10′20″，第二目标读数为36°34′40″，则此水平角为（）。A243°24′20″ B-116°35′40″C116°35′40″D-243°24′20″2、用经纬仪测量某水平角，第一目标读数为0°02′00″，第二目标读数为65°32′18″，则此水平角为（）。A65°30′18″ B-65°30′18″C294°27′42″D-294°27′42″3、角度测量包括（）和（）。4、（）是水平面上两相交直线的夹角。5、水平角角值=（）—（）。6、水平角用（）表示，角值范围是（）7、水平角：THANK

YOU!主讲：杨仲波DIY根据水平角测量原理制造的测角仪器称为经纬仪。经纬仪有两类：一类是游标经纬仪，另一类称为光学经纬仪。此类经纬仪体积小、重量轻、密封性能好、读数精度高、操作使用方便，故得到广泛使用。一般由照准部、度盘和基座三大单元构成。第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

一、DJ6级经纬仪的构造

（一）基座部分由三角形的轴座、脚螺旋、连接板构成（二）度盘部分度盘部分包括水平度盘、度盘离合器或度盘变位手轮以及竖直度盘第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

1、水平度盘在旋转部分的下部圆形外壳内有一个从00－900－1800－2700－00顺时针方向刻画注记的玻璃圆盘。2、度盘离合器又称复测器，它是用来控制水平度盘与照准部之间的离、合关系的。第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

3、度盘变位手轮有度盘离合器的经纬仪就没有度盘变位手轮，有度盘变位手轮的经纬仪就没有度盘离合器，两者取其一。4、竖直度盘

第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

（三）照准部照准部主要有望远镜、读数显微镜和照准部水准管。第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

二、DJ6级光学经纬仪的读数方法在DJ6级光学经纬仪度盘的圆周上均匀地刻有分划线。一般有360条或720条刻线两种规格。前者每相邻两条分划线间圆弧所对的圆心角值为10，后者为30'。一般将此角值称为度盘分划值。在度盘上可以根据指标读出分划线的注记数值。DJ6级光学经纬仪的测微器有两种形式：分微尺测微器和单平板玻璃测微器。第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

(一)分微尺测微器读数方法VH水平度盘竖直度盘65123406512340257256128127第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

0123456第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

(二)单平板玻璃测微器第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

第二节DJ6级光学经纬仪的构造与读数

作业1、经纬仪可分为（）（）。2、经纬仪的组成是（）（）（）。3、经纬仪基座的组成（）、（）、（）。4、经纬仪的度盘部分包括（）、（）、（）。5、经纬仪照准部的主要部件（）（）（）。6、DJ6光学经纬仪测微器的两种形式（）（）。7、经纬仪THANK

YOU!主讲：杨仲波DIY第三节经纬仪的使用及水平角观测方法一、经纬仪的使用经纬仪的使用主要是安置经纬仪、照准目标、读数。其具体操作如下：（一）经纬仪的安置安置经纬仪包括仪器的对中与整平。1、对中：

目的：将仪器的中心位置安置在测角顶点即测站点位的铅垂线上。（1）垂球对中（2）光学对点器对中第三节经纬仪的使用及水平角观测方法2、整平：

目的：使水平度盘处于水平位置，仪器的竖轴处于铅垂位置。（先对中再整平，再对中再整平，最后达到既对中又整平）第三节经纬仪的使用及水平角观测方法（二）

照准目标1、目镜对光：松开水平制动板纽和望远镜制动板纽，将望远镜瞄向明亮或白洁处，转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰。

2、进行粗瞄：用单眼通过望远镜筒上方的粗瞄器或者照门、准星照准目标，当视线通过粗瞄器或照门、准星，与目标在一条视线上时，将旋松的水平制动板纽制紧。第三节经纬仪的使用及水平角观测方法3、物镜对光：调节物镜对光螺旋使目标影像清晰可见，并注意消除视差4、精确照准目标：单丝平分目标，双丝夹准目标（三）读数：分微尺测微器读数（6秒的正倍数）第三节经纬仪的使用及水平角观测方法第三节经纬仪的使用及水平角观测方法二、水平角的观测方法水平角的观测方法有：测回法

（两个方向的单角）、

方向观测法（多方向）、复测法（提高测角精度），在建筑工程测量中多采用测回法。（一）测回法观测水平角ABOβ具体步骤：1.在测站o点安置经纬仪，对中，整平。在AB两点竖立标志。2.盘左位置（正镜）：瞄准目标A，配度盘至0°00′00″或稍大，读取。顺时针旋转瞄准目标B，读取。则上半测回角值：3.盘右位置（倒镜）：倒转望远镜成盘右，瞄准目标B，读取。逆时针旋转瞄准目标A，读取。则下半测回角值：0AB4.计算角值。若（DJ6型光学经纬仪）则有：如果，则观测误差较大或测错，应予重测。

为了减少度盘的刻划误差的影响，各个测回的起始方向读数应该改变180°/n（n为测回数）第三节经纬仪的使用及水平角观测方法1、观察水平角时，照准不同方向的目标，应如何旋转照准部（

）。A盘左顺时针，盘右逆时针方向B盘左逆时针，盘右顺时针方向C总是顺时针方向D总是逆时针方向习题第三节经纬仪的使用及水平角观测方法2、DJ6级光学经纬仪是由（

）组成的。A照准部

B水准器C基座D度盘3、安置经纬仪包括仪器的（）。A对中

B整平C精平D读数4、经纬仪对中的目的（）。5、角度测量应用的仪器是（）。6、经纬仪使用的主要步骤是（）（）（）。第三节经纬仪的使用及水平角观测方法7、水平角的观测方法有（

）（

）（

）。在建筑工程测量中，水平角的观测方法多采用（）。第三节经纬仪的使用及水平角观测方法测站目标竖盘位置水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回角值

O(1)A左

B

B右AO(2)A左

BB右A0020668491824849301800224684712684706684709900136158484268470633848482700148684700684703684706测回法测角记录表ABo各测回角度之差，不大于40″上、下半测回角度之差应小于40″为了减少度盘的刻划误差，各个测回的起始读数应该改变180°/n。

测回法测角记录表水平角测回角值半测回值BA右BA左O备注水平度盘读数目标盘位测站第三节经纬仪的使用及水平角观测方法测站目标竖盘位置水平度盘读数(°′″)半测回角值(°′″)一测回平均角值(°′″)一测回BA左0

06

24C111

46

18A右180

06

48C291

46

36111395411139481113951第三节经纬仪的使用及水平角观测方法测站竖盘位置目标水平度盘读数（°′″）半测回角值（°′″）一测回平均值（°′″）各测回平均角值（°′″）备注O左A000200

第一测回B653218右A1800212

B2453236O左A900124

第二测回B1553148右A2700148

B3353212测站目标竖盘位置水平度盘读数(°′″)半测回角值(°′″)一测回平均角值(°′″)各测回平均值(°′″)一测回1A左01200B914500A右1801130B2714500二测回1A左901148B1814454A右2701212B14512913300913330913306913300913315913303913309第三节经纬仪的使用及水平角观测方法THANK

YOU!主讲：杨仲波DIY第三节经纬仪的使用及水平角观测方法测站目标竖盘位置水平度盘读数(°′″)半测回角值(°′″)一测回平均角值(°′″)各测回平均值(°′″)一测回1A左00006B784854A右1800036B2584906第三节经纬仪的使用及水平角观测方法784848784830784839第三节经纬仪的使用及水平角观测方法测站目标竖盘位置水平度盘读数(°′″)半测回角值(°′″)一测回平均角值(°′″)各测回平均值(°′″)一测回1A左00124B1125812A右1800148B2925906二测回1A左900348B2030024A右2700406B23010611256481125718112570311256361125700751818751830751824751830751800751815751820第三节经纬仪的使用及水平角观测方法THANK

YOU!主讲：杨仲波DIY第四节竖直角测量一、竖直角的概念在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角。如右图所示，视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。

竖直角的角值范围：-900~00~+900之间二、竖直度盘的构造

竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端，随望远镜的转动而转动。竖直度盘的刻划与水平度盘基本相同，但其注字随仪器构造的不同分为顺时针和逆时针两种形式。

第四节竖直角测量

对于J6级光学经纬仪竖盘与指标及指标水准管之间应满足下列关系：当视准轴水平，指标水准管气泡居中时，指标所指的竖盘读数值盘左为90°，盘右为270°。

目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归零补偿装置来代替竖盘指标水准管。

第四节竖直角测量三、竖直角的观测与计算

1.盘左位置：瞄准目标后，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L，并记入竖直角观测记录表中。称为上半测回观测。

2.盘右位置：仍照准原目标，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数值R，并记入记录表中。称为下半测回观测。

3.上、下半测回合称一测回观测。

4.在竖直角观测记录表中进行竖直角和指标差的计算。竖直角的计算公式

顺时针竖直角计算公式为：

α左

=90°–

L

α右=R–

270°逆时针竖直角计算公式为：α右=L–90°

α右=270°–R

竖直度盘分划注记方向的判定在首次使用该台经纬仪测竖直角时，应判明该台仪器输盘分划注记方向，是顺时针还是逆时针方向注记，其方法是将竖直度盘置在盘左位置，将望远镜大致放平，此时输竖盘读数大致在900左右，然后缓缓地仰起望远镜，将物镜一端升高，从读数显微镜中观看，如此时竖盘读数逐渐减小，则为顺时针方向注记00~3600，若读数逐渐增大，则该仪器竖盘为逆时针方向注记00~3600。竖直角的角值测站目标盘位竖盘读数指标差''

N

N

M

左

右

左

右

84°12′24″+5°47′36″

+09

+15

2754754

+54754

P

980112

-80112

-80042

2615918

+54745

-80057《土建工程测量》竖盘为顺时针刻划如右图：盘左半测回角值：αL=90º－LαL=90º－84°12′24″=5°47′36″盘右近似竖角αR=R－270ºαR=275°47′54

″

－270º=5°47′54″竖直角测量的记录竖角测回值，即指标差x半测回竖直角一测回竖直角备注竖盘为顺时针方向注记四、竖直角指标差的计算

当指标偏离正确位置时，这个指标线所指的读数就比始读数增大或减少一个角值Ｘ，此值称为竖盘指标差，也就是竖盘指标位置不正确所引起的读数误差。指标差计算公式：

X=（

α左–

α右）

=1/2（R+L）-180°测站目标竖盘位置竖盘读数(°

′

″)半测回竖直角(°

′

″)指标差(″)一测回竖直角(°

′

″

)AB左811842右2784130C左1240330右2355654已知下题为顺时针方向注记+84118+84130-340330-340306612+84124-340318测站目标竖盘位置竖盘读(°′″)半测回竖直角(°′″)指标差(″)一测回竖直角(°

′

″

)AB左860336

右2735612

C左942718

右2653218

已知下题为顺时针方向注记+35624+35612-42718-42742-6-12+35618-42730观测某目标的竖直角，盘左读数为101°23′36″，盘右读数为258°36′00″，则指标差为()。A24″ B-12″ C-24″ D12″B竖直角()。A只能为正 B只能为负 C可为正，也可为负 D不能为零C竖直角的用途（一）在三角高程测量中解决点的高程位置

三角高程测量是在已知两点间的水平距离D的情况下，又测量出两点间的竖直角a，用间接的方法求得两点之间的高差h。如测站点的高程HA已知，则可推求另一点的高程Hi，其有关公式是：式中：（二）在视距测量中解决两点之间的水平距离与高差视距测量是利用望远镜十字丝分划板上的上、中、下三丝（上、下两根短横丝称视距丝），读取另一点所立尺上的三丝读数，用间接的方法求得两点之间的水平距离与高差。其有关公式是：式中：在测站A进行视距测量，仪器高1.45m，望远镜盘左照准B点标尺，中丝读数2.56m，视距间隔为0.586m，竖盘读数=93°28′，求水平距离及高差。【解】100×0.586×(cos(90-93°28′))2=58.386m58.386×tan(-3°28′)+1.45-2.56=-4.647m第五节DJ6级光学经纬仪的检验与校正图3-16是D级光学经纬仪主要结构的示意图。它有四条主要轴线,即:1、望远镜的视准轴(CC);2、望远镜的旋转轴,简称横轴(HH)，是仪器水平轴的轴心；3、照准部水准管轴(LL);4、仪器照准部的旋转轴,简称竖轴(VV)（1）照准部水准管轴垂直于竖轴（LL⊥VV）（2）望远镜视准轴垂直于横轴（CC⊥HH）（3）望远镜横轴垂直于竖轴（HH⊥VV）（4）望远镜十字丝竖丝应垂直于横轴根据水平角测量原理,要求四条主要轴线满足下列几何条件：

由于仪器经过长期外业使用或长途运输及外界影响等，会使各轴线的几何关系发生变化，因此在使用前必须对仪器进行检验和校正。一、检视与检查在检验与校正之前应对仪器外观各部位做全面的检视与检查,包括：（一）检查水平制动扳钮与微动螺旋、望远镜制动扳钮与微动螺旋、竖盘指标水准管微动螺员、脚螺旋是否有效,转动是否均匀、灵活。检查望远镜目镜、物镜对光螺旋、读数显微镜目镜对光螺旋是否有效。（二)检视进光窗的反光镜和竖盘指标水准管反光镜是否完好,置于任何角度时能否置稳。如有松动,应用改锥拧紧旋转轴螺钉。检视望远镜内有无霉斑与不洁。（三)检查脚架上各处螺栓、螺钉(架头与架腿间,架腿上、下节衔接处,脚尖处)是否松动。如有松动,会影响脚架的稳定性能,应用活动板手拧紧松动处。(四)检视仪器外观是否有汗渍、灰尘、手印等不洁处,如有不洁应用小刷掸去灰尘,用软布擦拭污渍处。二.照准部水准管轴垂直于竖轴的检验与校正(1)目的：照准部水准管轴竖轴当照准部水准管轴垂直于仪器竖轴时，仪器整平后，则竖轴铅直，水平度盘保持水平。(2)检验方法：将仪器大致整平，转动照准部，使水准管平行于任一对脚螺旋。调节两脚螺旋，使水准管气泡居中。将照准部旋转180º，此时，若气泡仍然居中，则说明满足条件。若气泡偏离量超过一格，应进行校正。《土建工程测量》

如下图（a）所示，若水准管轴与竖轴不垂直，之间误差角为α。当水准管轴水平时，竖轴倾斜，它与铅垂线夹角为α。当照准部旋转180°，基座和竖轴位置不变，水准管调头，如下图（b），气泡不居中了，水准管轴与水平面夹角为2α，这个夹角将反映在气泡偏离居中的格值。☆照准部水准管轴垂直于竖轴的检校原理☆

校正时，可用校正针调整水准管校正螺丝，使气泡退回偏移量的一半（即α），见上图（c），此时水准管轴巳垂直于竖轴。最后，调整脚螺旋使水准管气泡居中，如上图（d）。这时，水准管轴水平，并且竖轴处于竖直位置。这项工作要反复检验直到满足要求。《土建工程测量》三.十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正(1)目的：十字丝竖丝垂直于横轴，最终使十字丝竖丝铅直。(2)检验：用十字丝中点精确瞄准一个清晰目标点A，然后锁紧望远镜制动螺旋。慢慢转动望远镜微动螺旋，使望远镜上、下移动，如A点沿竖丝移动，则满足条件，否则需要校正。《土建工程测量》(3)校正：

旋下目镜十字丝分划板的护盖，松开4个压环螺丝，如下图所示，慢慢转动十字丝分划板座，使竖丝重新与目标点A重合，反复检验，直至条件完全满足。最后旋紧4个压环螺丝，旋上十字丝分划板护盖。《土建工程测量》四.望远镜视准轴垂直于横轴的检校(1)目的：视准轴横轴当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，其视准面应是铅垂面(2)检验：此项检验一般采用四分之一法

《土建工程测量》

如右图，在平坦地区选择距离60m~80m的A、B两点。在其中点O安置经纬仪。A点设标志。B点横放一根刻有毫米分划的直尺。尺与OB垂直，并使A点、B尺和仪器的高度大致相同。盘左位置瞄准A点，固定照准部，纵转望远镜，在B尺上读数为B1。然后用盘右位置照准A点，再纵转望远镜，在B尺上读数为B2。若B1和B2重合，表示视准轴垂直于横轴，否则条件不满足。四分之一法：

检验时，在距墙20~30m处安置经纬仪，在盘左位置瞄准墙上一个明显高点P，见右图。要求仰角应大于30°。固定照准部，将望远镜基本放平，在墙上标出十字丝中点所对位置P1。

再用盘右瞄准P点，同法在墙上标出P2点。若P1与P2重合，表示横轴垂直于竖轴。若两点不重合，表示条件不满足。五.横轴垂直于竖轴的检校作业1、经纬仪的四条轴线是什么？它们间有哪些几何关系？测站目标竖盘位置竖盘读数（°′″）半测回竖角（°′″）指标差（″）一测回竖角（°′″）OA左721818

右2874200

B左963248