实用工测角度测量

实用工测角度测量第1页，课件共41页，创作于2023年2月

盘右时，当望远镜向，竖盘读数增加的α=R–(270º+x)=R–270º–

x令αR=R–

270º∴α=αR–

x-------------------(2)竖角α为α=倾斜视线读数R

-水平视线读数(270º+x)第2页，课件共41页，创作于2023年2月竖角由（1）式加（2）式得：----------------（3）由（1）式减（2）式得指标差：--------------（4）对于DJ6-1型经纬仪也适合。（3）、（4）两式是通用的公式。（反时针刻划）盘左：α=αL+x--------------------(1)盘右：

α=αR–

x-------------------(2)第3页，课件共41页，创作于2023年2月6.竖角观测步骤1.经纬仪安置于测站A上，对中、整平。盘左位置瞄准目标，要用十字丝的横丝切于目标的顶端，如右图所示。2.把竖盘指标自动归零开关打开，即转螺旋使其ON对准支架上的红点。此时即可读竖盘读数(读数窗中V窗口)。例如，瞄准目标B盘左读数L为78°18′18″，记入表格。3.盘右位置，再瞄准目标B，注意仍用十字丝的横丝瞄准目标顶端，此时读竖盘读数R为281°42′00″，记入表格。第4页，课件共41页，创作于2023年2月测站目标盘位竖盘读数竖角值α指标差x近似竖角测回值

A

BL

78°18′18″11°41′42″

114151

+9

R

2814200

114200

A

C

L

963248

-63248

-63234

+14

R

2632740

-63220

竖盘为顺时针刻划如右图：270901800物镜（北光TDJ6型）盘左近似竖角αL=90º－LαL=90º－

78°18′18″=11°41′42″盘右近似竖角αR=R－270ºαR=281°42′00

″

－270º=11°42′00″竖角观测记录表竖角测回值，即指标差x第5页，课件共41页，创作于2023年2月（1）水准管轴垂直于竖轴（LL⊥VV）（2）圆水准器轴平行于竖轴

(L′L′∥VV)（3）十字丝竖丝应垂直于横轴（4）望远镜视准轴垂直于横轴

（CC⊥HH）(5)横轴垂直于竖轴

（HH⊥VV）(6)竖盘指标差应接近于零经纬仪轴系间应该满足的条件：3.7经纬仪的检验与校正第6页，课件共41页，创作于2023年2月1.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。

第7页，课件共41页，创作于2023年2月

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），见下图（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，如下图（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。第8页，课件共41页，创作于2023年2月2.圆水准器轴平行于竖轴(1)检验检验的目的是检查圆水准器轴是否与仪器的竖轴平行。如缺少此项检校，以后就无法使用圆水准器作粗略整平。检验的方法是，首先用已检校的照准部水准管，把仪器精确整平，此时再看圆水准器的气泡是否居中，如不居中，则需校正。(2)校正在仪器精确的整平的条件下，用校正针直接拨动圆水准器底座下的校正螺丝使气泡居中即可，校正时注意：校正螺丝一松一紧。第9页，课件共41页，创作于2023年2月3.十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P，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P点沿竖丝移动，则满足条件，否则需要校正。第10页，课件共41页，创作于2023年2月(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。第11页，课件共41页，创作于2023年2月4.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：方法有两种：（A)盘左盘右读数法（正倒镜取中法）(B)四分之一法第12页，课件共41页，创作于2023年2月

①经纬仪整平后，盘左位置，望远镜水平方向瞄准远方一清晰目标或瞄准白墙上某一标志，读取水平度盘读数L。假设十字丝交点偏右，使视淮轴偏向左侧C角，因此盘左水平度盘读数L比正确盘左读数L0大了C值，即L=L0+C--------------------------（1）

如果C＞±1′应校正②倒转望远镜成盘右位置，仍瞄准同一目标，读水平度盘读数为R。由于倒镜后视准轴偏向右侧C角，因此盘右水平度盘读数R比正确盘右读数R0小了C值，即R=R0-C--------------------------（2）因此视准轴误差C为公式（1）-（2）得：2c=L-R+R0-L0=L-R±180°（A)盘左盘右读数法（正倒镜取中法）第13页，课件共41页，创作于2023年2月

如右图，在平坦地区选择距离60m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。(B)四分之一法第14页，课件共41页，创作于2023年2月为4倍照准差。由此计算得：式中：D--O点到B尺之间的水平距离。ρ″=206265″。对于DJ6型经纬仪，当c>30″时必须校正。在盘右位置，保持B尺不动，在B尺上定出B3点，使

OB3便与横轴垂直。用校正针拨十字丝校正螺旋（左、右），一松一紧，平移十字丝分划板，直到十字丝交点与B3点重合，最后旋紧螺丝。第15页，课件共41页，创作于2023年2月（2）校正：

①盘右位置，旋转照准部使水平度盘对准盘左盘右读数的平均值(当然R应±180°后平均)。②此时由望远镜纵丝偏离目标，调整十字丝环左右螺丝，首先要先松上下校正螺丝中一个，再一松一紧左右校正螺丝，使十字丝分划板左右移动。第16页，课件共41页，创作于2023年2月

检验时，在距墙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，将望远镜大致放平，在墙上标出十字丝中点所对位置P1。

对于DJ6型经纬仪，当i>20″时必须校正。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，两轴不垂直的误差为i角，可用下式计算：式中:D为仪器到墙的距离α为P点的竖角5.横轴垂直于竖轴的检校第17页，课件共41页，创作于2023年2月

用望远镜瞄准P1、P2直线的中点Pm，固定照准部。然后抬高望远镜使十字丝交点处于Pˊ点。由于i角的影响，Pˊ与P不重合。校正时应打开支架护盖，放松支架内的校正螺丝，使横轴一端升高或降低，直到十字丝交点对准P点。由于经纬仪横轴密封在支架内，该项校正应由专业维修人员进行。横轴校正步骤：第18页，课件共41页，创作于2023年2月6.竖盘指标差及其检校

1.检验用正倒镜观测远处大约水平一清晰目标3个测回，或对3个清晰目标各测1测回。然后，按下列公式算出指标差x：

3测回取平均，如果x大于±1′，则需校正第19页，课件共41页，创作于2023年2月先计算盘右瞄准目标的正确的竖盘读数(R-x)，旋转竖盘指标水准管的微动螺旋对准竖盘读数的正确值，此时，水准管气泡必偏歪，打开护盖，用校正针拨动水准管的校正螺丝使气泡居中。校正后再复查。对于有竖盘指标自动归零的经纬仪（如TDJ6），仍会有指标差存在，检验方法同上。校正方法不同，首先用改锥拧下螺钉，取下长形指标差盖板，可见到仪器内部有两个校正螺钉，松其中一螺钉紧另一个螺钉，使垂直光路中一块平板玻璃转动，从而改变竖盘读数对准正确值便可。

2、校正：第20页，课件共41页，创作于2023年2月7.光学对中器的检校(3)再转照准部使对中器目镜位于另一个脚螺旋方向，将对中器刻划中心投绘在白纸板上，得b点。(4)再转照准部使对中器目镜位于第三个脚螺旋方向，将对中器刻划中心投绘在白纸板上，得c点。如果a、b、c三点重合，说明条件满足。否则需校正。2.校正如图3所示，找出a、b、c三角形的重心O。用校正针调节对中器四个校正螺丝(一松一紧)，使对中器刻划圆圈对准O点。反复检验与校正，直至条件满足要求。

1.检验检验时目的检查光学对中器的视准轴与仪器竖轴是否重合。检验的方法是：(1)经纬仪粗略整平，将一张白纸板放在仪器的正下方地面上，使白纸板在对中器的视场中心，压上重物，使其固定。(2)转照准部使对中器目镜位于一个脚螺旋方向，将对中器刻划中心投绘在白纸板上，得a点，如图所示。第21页，课件共41页，创作于2023年2月经纬仪检校项目总结1.照准部水准管轴垂直于竖轴的检校2.圆水准器轴平行于竖轴的检校3.十字丝竖丝垂直于横轴的检校4.视准轴垂直于横轴的检校5.横轴垂直于竖轴的检校6.竖盘指标差的检校7.光学对中器的检校第22页，课件共41页，创作于2023年2月3.8如何将经纬仪作为水准仪使用1.预先精确测定竖盘指标差：选3个清晰目标正倒镜观测求得3个指标差x取平均。每测一个目标均按下式计算指标差：三个x互差不超过20″，取平均。2.作水准仪使用时，首先应将经纬仪竖盘指标归零开关打开。3.盘左位置，望远镜大约安置水平位置，转望远镜微动螺旋使竖盘读数精确对准90°+x，此时望远镜视准轴cc即为水平视线。

在使用过程中绝对不要碰动望远镜的制动螺旋与微动螺旋。以经纬仪望远镜的视准轴作水平视线用，瞄准目标一般不宜太远。第23页，课件共41页，创作于2023年2月3.9角度测量误差分析

角度测量误差来源有仪器误差、观测误差、外界环境造成的误差。1.误差包括仪器校正之后的残余误差及仪器加工不完善引起的误差。(1)视准轴误差：由视准轴不垂直于横轴引起的，对水平方向观测值的影响为：由于盘左、盘右观测时(c)″符号相反，故水平角观测时，可采用盘左、盘右取平均值的方法加以消除。第24页，课件共41页，创作于2023年2月

(2)横轴误差：由于支承横轴的支架有误差，造成横轴与竖轴不垂直。盘左、盘右观测时对水平角影响为(i)″其值为：(3)竖轴倾斜误差：竖轴应处于铅垂位置，但是由于水准管整平不够精确，造成竖轴倾斜，从而引起横轴不水平，给角度测量带来误差，其误差大小随瞄准不同方向、横轴处于不同位置而变化，根据推导得知竖轴倾斜角v，对水平度盘读数的影响(v)，其关系如下：

式中β为竖轴倾斜最大时的视准轴方向与瞄准目标方向的夹角，α为目标的竖角。盘左、盘右符号相反，所以也可以采用正倒镜观测取平均值的方法消除。第25页，课件共41页，创作于2023年2月(4)度盘偏心差：主要是度盘加工及安装不完善引起的。可以用盘左、盘右读数取平均值的方法予以减少。(5)度盘刻划不均匀误差：由于仪器加工不完善引起的。可用不同度盘位置观测，削弱此误差的影响。(6)竖盘指标差：可用盘左、盘右取平均值的方法消除。正倒镜瞄准同一目标，竖轴倾斜角v与β角都是相同的，即(v)符号不变。因此，正倒镜的平均值不能消除竖轴倾斜对水平方向的影响。

测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平，并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格。第26页，课件共41页，创作于2023年2月(1)对中误差：在观测时，若经纬仪对中有误差，将使仪器中心与测站点不在用一铅垂线上，造成测角误差。2.观测误差

如下图，O点为测站点，A、B为目标点，Oˊ为仪器中心在地面上的投影。OOˊ为偏心距，用e表示。则对中引起的测角误差为第27页，课件共41页，创作于2023年2月

从上式可见，对中误差的影响ε与偏心距成正比，与边长成反比。当βˊ=180°，θ=90°时，ε角值最大。当e=3mm,D1=D2=60m时，对中误差为

这种误差不能通过观测方法消除，所以在测水平角时要仔细对中，在短边测量时更要严格对中。第28页，课件共41页，创作于2023年2月(2)目标偏心差：由于标杆倾斜引起的。如标杆倾斜，又没有瞄准底部，则产生目标偏心误差，见下图，O为测站，A为地面目标，AAˊ为标杆，杆长d，杆倾角α。目标偏心差为从上式可见，目标偏心误差对水平方向影响与e成正比，与边长成反比。目标偏斜对观测方向影响为：为了减少这项误差，测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部。第29页，课件共41页，创作于2023年2月(3)照准误差：测角时由人眼通过望远镜瞄准目标产生的误差称为照准误差。影响照准误差的因素很多，如望远镜放大倍数、人眼分辨率、十字丝的粗细、标志形状和大小、目标影像亮度、颜色等，通常以人眼最小分辨视角（60″）和望远镜放大率v来衡量仪器的照准精度，为：对于DJ6型经纬仪，v=28，第30页，课件共41页，创作于2023年2月(3)读数误差读数误差与观测者技术熟练程度、读数窗的清晰度和读数系统构造本身有关。对于采用分微尺读数系统而言，分微尺最小格值为t，则读数误差m0为m0=±0.1t对于Dj6经纬仪，t=1′则读数误差m0=±0.1′=±6″第31页，课件共41页，创作于2023年2月

外界环境对测角精度有直接影响，如大风、日晒、土质情况对仪器稳定性的影响及对气泡居中的影响，大气热辐射、大气折光对瞄准目标影响等。所以应选择微风多云、空气清晰度好，大气流不严重的条件下进行。3.外界条件的影响第32页，课件共41页，创作于2023年2月1.电子经纬仪简介电子经纬仪是由精密光学器件、机械器件、电子扫描度盘、电子传感器和微处理机组成的，在微处理器的控制下，按度盘位置信息，自动以数字显示角值（水平角、竖直角）。测角精度有：6″、5″、2″、1″等多种。3.10电子经纬仪简介第33页，课件共41页，创作于2023年2月光学对中器水平制微动螺旋望远镜制微螺旋操作键盘南方ET-0205电子经纬仪第34页，课件共41页，创作于2023年2月ET-02/05电经键盘与显示屏第35页，课件共41页，创作于2023年2月(1)电经测回法测量水平角步骤：例如，测量∠AOB水平角，测量内角：在HR状态下，盘左位置，瞄准A目标，按2次【0SET】键，A方向水平度盘读数置0，顺时针旋转照准部瞄准B方向读数，即为半测回内角值。纵转望远镜后成盘右位置，瞄B读数，逆时针转瞄A读数即完成下半测回的内角测量。(2)电经测量竖角步骤：竖角观测前应进行初始始化设置，即设置水平方向为0°还是90°，后一种设置观测结果为天顶距。普通测量一般采用观测竖角。当显示屏显示“V0SET”时，即提示竖盘指标应归零。操作法是，在盘左位置将望远镜在水平方向上转动1~2次，当望远镜通过水平视线时，仪器自动将竖盘指标归零，并显示出当时望远镜视线方向的竖角值。竖角具体观测步骤与光学经纬仪相同。第36页，课件共41页，创作于2023年2月2.电子测角原理编码度盘是类似于普通光学度盘的玻璃码盘，有许多同心圆环，每一同心圆环称为码道，每圆环又刻成若干等长的透光与不透光的区，以透光表示二进制代码“1”，不透光表示“0”，因此，当照准某一方向时，通过光电扫描而获得方向代码，所以一般又称为绝对式读数系统。(1)编码度盘测角原理：第37页，课件共41页，创作于2023年2月(2)光栅度盘测角原理