測量學項目三角度測量(7-12)

1、項目三項目三 角度測量角度測量任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測角度測量包括角度測量包括 水平角測量和豎直角測量。水平角測量和豎直角測量。水平角測量用于求算點的水平角測量用于求算點的平面位置平面位置。豎直角測量用于測定豎直角測量用于測定高差高差或?qū)⒒驅(qū)A斜距離改化成水傾斜距離改化成水平距離平距離。常用儀器常用儀器 經(jīng)緯儀、全站儀。經(jīng)緯儀、全站儀。任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念A(yù)BOA1B1

2、O1水平面任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念 一、水平角觀測原理一、水平角觀測原理 定義 地面上任意兩條直線在同一水平面上的投影所夾的角度或為通過該兩直線所作鉛垂面所成的兩面角。 A1 O1 B1是通過OA和OB的兩個豎面的兩面角。 O1O2為通過水平度盤中心的鉛垂線。ABOA1B1O1O20ab水平面ab180270任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念 1. 1.水平度盤水平度盤2.2.望遠鏡望遠鏡3.3.讀數(shù)指標讀數(shù)指標 OA OA投影在水平度盤上讀數(shù)為投影在水平度盤上讀數(shù)為a a OB OB投影在水平度盤上讀數(shù)為投影在水平度盤上讀數(shù)為b b 注意：若注意：若

3、0 0，則加則加360360 水平角的取值范圍水平角的取值范圍：0 360ab任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念 一、水平角觀測原理一、水平角觀測原理思考：角度觀測順序？思考：角度觀測順序？定義 在同一鉛垂面內(nèi)，某方向的視線與水平視線所夾的銳 角，用 表示。（也稱此角為高度角、豎直角）。范圍在-90 +90。 視線向上傾斜，稱仰角， 為正值； 視線向下傾斜，稱俯角， 為負值。任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理 視線（目標方向）與天頂方向（即鉛垂線的反方向）所構(gòu)成的夾角稱為天頂距Z。角值范圍 0180天頂距任務(wù)一任務(wù)一 角度測量

4、的基本概念角度測量的基本概念二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理=90=90-Z-Z 測角原理 1.豎直度盤 2.望遠鏡 3.豎盤讀數(shù)指標 MO定義 視線水平，豎盤指標水準氣泡居中，豎盤讀數(shù)為： 90或180、270、360（ 0）。 傾斜視線在豎盤上的讀數(shù)為L =L-MO=L-90二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念 任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)一、經(jīng)緯儀的等級及用途一、經(jīng)緯儀的等級及用途 按讀數(shù)系統(tǒng)分為按讀數(shù)系統(tǒng)分為 光學經(jīng)緯儀、游標經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀。光學經(jīng)緯儀、游標經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀。 按精度分為按

5、精度分為 DJ07、DJ1、DJ2（精密光學經(jīng)緯儀）；（精密光學經(jīng)緯儀）； DJ6、DJ10（普通光學經(jīng)緯儀（普通光學經(jīng)緯儀) D大地測量儀器大地測量儀器 J經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀 數(shù)字數(shù)字一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。 一般工程測量最常用一般工程測量最常用: DJ6級光學經(jīng)緯儀級光學經(jīng)緯儀 二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理任務(wù)一任務(wù)一 角度測量的基本概念角度測量的基本概念DJ6級光學經(jīng)緯儀光學經(jīng)緯儀 任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造造 經(jīng)緯儀一般由經(jīng)緯儀一般由基座基座、水平度盤、照準部水平度盤、照準部

6、三部三部分組成分組成 任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù) ( (一一) )照準部照準部 照準部是基座上方能夠轉(zhuǎn)動的照準部是基座上方能夠轉(zhuǎn)動的部分的總稱。主要由望遠鏡、豎直部分的總稱。主要由望遠鏡、豎直度盤、水準器以及讀數(shù)設(shè)備等組成。度盤、水準器以及讀數(shù)設(shè)備等組成。任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造（二）水平度盤（二）水平度盤 水平度盤是由光學玻璃制成的精密刻度盤，分劃從水平度盤是由光學玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0至至360，

7、按順時針注記，每格，按順時針注記，每格1或或30，用以測量水，用以測量水平角。平角。撥盤手輪，可以改變起始方向水平度盤讀數(shù)。撥盤手輪，可以改變起始方向水平度盤讀數(shù)。（三）基座（三）基座 腳螺旋，固定螺旋。腳螺旋，固定螺旋。任務(wù)二任務(wù)二 光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)0 90 180 270 090180270二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造二、光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造 度盤最小分劃值度盤最小分劃值1 1，分微，分微尺總長為尺總長為1 1，分成六大格，分成六大格，每格每格1010，再分成十小格，再分成十小格，每小格每小格11，可估讀到，可估讀到66。水平度盤；下面為豎直度盤。水平度盤；下面為豎

8、直度盤。DJ6讀數(shù)方法讀數(shù)方法一、對中一、對中目的：目的：使使儀器的中心儀器的中心與與測站點測站點位于位于同一鉛垂線同一鉛垂線上。上。光學對中器對中步驟：光學對中器對中步驟：（1）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調(diào)至中間位置，架頭大致水平，光學對中器大致位于測站點的鉛垂線架頭大致水平，光學對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將三腳架踩實。上，將三腳架踩實。（2）旋轉(zhuǎn)光學對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或）旋轉(zhuǎn)光學對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推動目鏡使測站點影像清晰。推動目鏡使測站點影像清晰。（3）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學對中器對準測站點。）旋轉(zhuǎn)腳螺旋使

9、光學對中器對準測站點。任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用二、二、 整平整平目的目的:使儀器的豎軸豎直，即水平度盤處于水平位置，豎直使儀器的豎軸豎直，即水平度盤處于水平位置，豎直度盤位于鉛垂平面內(nèi)。度盤位于鉛垂平面內(nèi)。具體步驟：具體步驟：（1）利用三腳架的伸縮螺旋調(diào)整架腿的長度，使圓水準器）利用三腳架的伸縮螺旋調(diào)整架腿的長度，使圓水準器氣泡居中。氣泡居中。（2）用腳螺旋整平照準部水準管）用腳螺旋整平照準部水準管。任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用二、整平二、整平氣泡居中，1、2等高 1 23123氣泡居中，3與1、2等高 用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準管氣泡居中(反復(fù))。任務(wù)三任

10、務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用二、二、 整平整平具體步驟：具體步驟：（3）用光學對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。）用光學對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移動儀器，圓圈中心對準測站點后旋緊連接螺旋。動儀器，圓圈中心對準測站點后旋緊連接螺旋。（4）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學對中器對準）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學對中器對準測站點為止。測站點為止。 任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用三、瞄準（照準）三、瞄準（照準） 目的目的 使照準點影像與十字絲交點重合。使照準點影像與

11、十字絲交點重合。 方法方法 調(diào)節(jié)清晰十字絲分劃板、照準目標。測水平角時，調(diào)節(jié)清晰十字絲分劃板、照準目標。測水平角時，照準目標底部；測豎直角時，照準目標頂部。照準目標底部；測豎直角時，照準目標頂部。 測水平角用單絲切細目標任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用測水平角用雙絲夾粗目標測豎直角用橫絲切目標頂部四、四、 讀數(shù)讀數(shù) 目的讀出照準方向的度盤數(shù)字（讀數(shù)）。五、置零（對零度）五、置零（對零度） 目的 在照準目標時，將水平度盤讀數(shù)安置為000。任務(wù)三任務(wù)三 經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用任務(wù)四 水平角觀測 水平角觀測方法：水平角觀測方法：測回法觀測與全圓法觀測。測回法觀測與全圓法觀測。 一、一、測回法

12、測回法 適用于觀測兩個方向之間的單角。適用于觀測兩個方向之間的單角。 觀測方法觀測方法、 記錄與計記錄與計算算：（見表）見表）測回法觀測步驟：測回法觀測步驟：1.1.安置儀器，在安置儀器，在O O點安置儀器，點安置儀器，A A、B B設(shè)置目標。設(shè)置目標。2.2.盤左（正鏡）觀測盤左（正鏡）觀測 瞄準瞄準A A，a a左左= 0= 001100110 順時針旋轉(zhuǎn)望遠鏡，順時針旋轉(zhuǎn)望遠鏡， 瞄準瞄準B B，b b左左=147上半測回的角值上半測回的角值： 左左= = b b左左- - a a左左=147務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測3.3.盤右

13、（倒鏡）觀測盤右（倒鏡）觀測 ： 瞄準瞄準B， b右右= 3271255 逆時針旋轉(zhuǎn)望遠鏡，逆時針旋轉(zhuǎn)望遠鏡， 瞄準瞄準A， a右右= 1800150 下半測回角值下半測回角值: : 右右= b右右- a右右=14711054. 4. 一測回的角值：一測回的角值： 14711132右左任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測5.觀測觀測n個測回個測回 起始方向讀數(shù)變化為起始方向讀數(shù)變化為 。 若若n=4，則起始方向讀數(shù)分別為則起始方向讀數(shù)分別為0，45，90，135。6. 限差限差DJ6 上、下半測回角差上、下半測回角差 36 測回差測回差24右左任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測n180水平角測回

14、法記錄與計算水平角測回法記錄與計算0 00 0110110147147123012301801800150015032732712501250147147112011201214714711051105147147111311131471471111111112ABAB左左右右AABB左左右右測站測站目目標標豎盤豎盤位置位置水平讀水平讀盤讀數(shù)盤讀數(shù)半測回半測回角值角值一測回一測回角值角值各測回平各測回平均角值均角值9090023502352372371340134027027002450245575713551355147147110511051471471110111014714711081

15、108練習題：水平角測回法記錄與計算練習題：水平角測回法記錄與計算0 00 022422481811436143618018002360236261261143614368181121212121281811200120081811206120681811208120812ABAB左左右右AABB左左右右測站測站目目標標豎盤豎盤位置位置水平讀水平讀盤讀數(shù)盤讀數(shù)半測回半測回角值角值一測回一測回角值角值各測回平各測回平均角值均角值9090030603061711711512151227027003000300351351151215128181120612068181121212128181120

16、91209二、方向觀測法（全圓測回法二、方向觀測法（全圓測回法） 適用于觀測兩個以上的方向。適用于觀測兩個以上的方向。1.1.觀測方法觀測方法(1)(1)安置儀器安置儀器 O O點置經(jīng)緯儀，點置經(jīng)緯儀，A A、B B、C C、D D設(shè)置目標。設(shè)置目標。(2)(2)盤左盤左 對零度，瞄對零度，瞄A A， 再瞄再瞄B B、C C、D D、A ,A ,第二次第二次瞄瞄A A稱為歸零，上半測回。稱為歸零，上半測回。任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測二、方向觀測法（全圓測回法二、方向觀測法（全圓測回法）(3)(3)盤右盤右 瞄準瞄準A A、D D、C C、B B、A A，下半測回，組成一測回。同一下半測

17、回，組成一測回。同一測回內(nèi)不能第二次改變度盤。測回內(nèi)不能第二次改變度盤。（4 4）計算歸零后的方向值）計算歸零后的方向值（5 5）計算各方向的測回平均值）計算各方向的測回平均值（6 6）水平角計算）水平角計算任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測1.半測回歸零差計算每半測回零方向有兩個讀數(shù)，它們的差值稱為歸零差。2.平均讀數(shù)的計算盤左讀數(shù)與盤右讀數(shù)180之和的平均值。3.歸零方向值的計算各方向值減去零方向括號內(nèi)之值。任務(wù)四任務(wù)四 水平角觀測水平角觀測6習題習題1：測回法觀測手簿：測回法觀測手簿測站測站 豎盤豎盤位置位置 目目標標 水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù) 半測回角值半測回角值 一測回角值一測回角值

18、 各測回平均值各測回平均值 O左左A0 01 30 。B98 20 48。右右B278 21 12*A180 01 42 *第一測回第一測回O第二測回第二測回左左A90 01 06B188 20 36右右BA8 20 36 270 00 54 *測測站站 測測回回數(shù)數(shù)目標目標水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù) 2c平均讀數(shù)平均讀數(shù)歸零后方向歸零后方向值值各測回歸零各測回歸零后方向后方向平均值平均值 略圖及角值略圖及角值盤左盤左盤右盤右 123 45678910O 1A 0 02 12 180 02 00 B 37 44 15217 44 05 C 110 29 04290 28 52D150 14 51

19、330 14 43A0 02 18180 02 082A90 03 30 270 03 22 B 127 45 34 307 45 28C 200 30 2420 30 18D240 15 5760 15 49 A90 03 25270 03 18習題習題2：方向觀測法觀測手簿方向觀測法觀測手簿 。*答案答案1：測回法觀測手簿：測回法觀測手簿測站測站 豎盤豎盤位置位置 目目標標 水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù) 半測回角值半測回角值 一測回角值一測回角值 各測回平均值各測回平均值 O左左A0 01 30 。B98 20 48。98 19 18右右B278 21 12*A180 01 42 *98 19

20、 3098 19 24第一測回第一測回O第二測回第二測回左左A90 01 06B188 20 36右右BA8 20 36 270 00 5498 19 3098 19 4298 19 3698 19 30 *測測站站 測測回回數(shù)數(shù)目標目標水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù) 2c平均讀數(shù)平均讀數(shù)歸零后方向歸零后方向值值各測回歸零各測回歸零后方向后方向平均值平均值 略圖及角值略圖及角值盤左盤左盤右盤右 123 45678910O 1A 0 02 12 180 02 00 +12(0 02 10) 0 02 060 00 00 0 00 00B 37 44 15217 44 05 +1037 44 1037

21、42 0037 42 04C 110 29 04290 28 52+12110 28 58 110 26 48110 26 52D150 14 51330 14 43+8150 14 47150 12 37150 12 33A0 02 18180 02 08+100 02 132A90 03 30 270 03 22 +8(90 03 24) 90 03 260 00 00B 127 45 34 307 45 28+6127 45 3137 42 07C 200 30 2420 30 18+6200 30 21110 26 57D240 15 5760 15 49 +8240 15 53150

22、 12 29A90 03 25270 03 18+790 03 22答案答案2方向觀測法觀測手簿方向觀測法觀測手簿 。*天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270知識回顧：知識回顧：豎直角豎直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與水平視線的夾角線的夾角( (也叫垂直角也叫垂直角) )。 =0=0 9090，仰角為正，俯角為負。，仰角為正，俯角為負。 任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測SD h一、豎直角測量用途一、豎直角測量用途1.斜距化算為平距斜距化算為平距DS cos 2.測定兩點間的高差測定兩點間的高差h S sin任務(wù)五任務(wù)五 豎

23、直角觀測豎直角觀測任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測3.3.三角高程測量三角高程測量一、豎直角測量用途一、豎直角測量用途 豎直度盤固定在望遠鏡的豎直度盤固定在望遠鏡的旋轉(zhuǎn)軸（橫軸）上。旋轉(zhuǎn)軸（橫軸）上。 1. 1.豎盤構(gòu)造豎盤構(gòu)造基本裝置包括豎直度盤、基本裝置包括豎直度盤、豎盤指標水準管、豎盤指標豎盤指標水準管、豎盤指標水準管微動螺旋。水準管微動螺旋。任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測二、豎盤結(jié)構(gòu)與豎直角觀測二、豎盤結(jié)構(gòu)與豎直角觀測2.垂直角計算的一般公式：垂直角計算的一般公式：物鏡抬高時，讀數(shù)增加物鏡抬高時，讀數(shù)增加=(=(瞄準目標時讀數(shù)）瞄準目標時讀數(shù)）- -（視線水平時讀數(shù)）（視線水平時

24、讀數(shù)）物鏡抬高時，讀數(shù)減少物鏡抬高時，讀數(shù)減少=（視線水平時讀數(shù)）視線水平時讀數(shù)）- -( (瞄準目標時讀數(shù)）瞄準目標時讀數(shù)）任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測二、豎盤結(jié)構(gòu)與豎直角觀測二、豎盤結(jié)構(gòu)與豎直角觀測順時針注記順時針注記逆時針注記逆時針注記玻璃圓環(huán)，玻璃圓環(huán)，0360注記注記3.豎盤刻劃注記豎盤刻劃注記任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測第一種：第一種：豎盤順時針注記豎盤順時針注記刻劃：刻劃：目鏡目鏡0物鏡物鏡180 盤左盤左上半測回上半測回下半測回下半測回盤右盤右一測回豎直角：一測回豎直角： =（L+R）/2 =（R-L-180）/2任務(wù)五任務(wù)五 豎直

25、角觀測豎直角觀測第二種豎盤第二種豎盤 刻劃：物鏡刻劃：物鏡0，目鏡，目鏡180 盤左盤左: 瞄瞄A，L= L-90，上半測回上半測回 盤右盤右: 瞄瞄A，R= 270-R，下半測回下半測回 一測回豎直角：一測回豎直角： =（L+R）/2 =（L-R+180）/21.用如下注記形式的豎直度盤觀測目標用如下注記形式的豎直度盤觀測目標A，盤左時讀數(shù)為，盤左時讀數(shù)為824736，盤右讀數(shù)為，盤右讀數(shù)為277 1224，試計算豎角的角值。，試計算豎角的角值。2.用如下注記形式的豎直度盤觀測目標用如下注記形式的豎直度盤觀測目標B，盤左時讀數(shù)為，盤左時讀數(shù)為972542，盤右讀數(shù)為，盤右讀數(shù)為2623418

26、，試計算豎角的角值。，試計算豎角的角值。動手練一練動手練一練:=71224=72542任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測4.豎盤指標差豎盤指標差x 定義：定義：豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角。豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角。也就是說，豎盤指標偏離正確位置而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。也就是說，豎盤指標偏離正確位置而產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。豎盤豎盤指標的便移方向與豎盤注記增加方向一致時，指標的便移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正值，反為正值，反之為負。之為負。任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測0 0 270270 180180 9090 xxx任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測xx任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測XX任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測X任務(wù)五任務(wù)五 豎直角觀測豎直角觀測 5.豎直角觀測豎直角觀測 O點安置儀器點安置儀器 盤左盤左瞄瞄A，豎盤氣泡居中，豎盤氣泡居中，中橫絲切與其頂端中橫絲切與其頂端LA=862518,左左=9