測量學基礎第三章 角度測量ppt課件

1、 第三章第三章 角角 度度 測測 量量 學習要點學習要點 水平角與垂直角觀測原理水平角與垂直角觀測原理 光學經(jīng)緯儀的構造及度盤讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的構造及度盤讀數(shù) 水平角觀測水平角觀測 垂直角觀測垂直角觀測 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 水平角觀測的誤差分析水平角觀測的誤差分析水平角觀測原理垂直角觀測原理兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點的平面位置計算坐標）用于確定點的平面位置計算坐標） 豎直角豎直角 用于兩點間高差計算、斜距改正成平距用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器測角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀1.水平角觀測原理水平角觀測原理水平角水平角過一點到兩個目標的

2、方向線垂直投影過一點到兩個目標的方向線垂直投影 到水平面上所成的夾角。到水平面上所成的夾角。0360。水平面abcABC也可看成是包含BA、BC視線 的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a2.垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視線與 水平視線的夾角水平視線的夾角( (也叫豎直角也叫豎直角) )。 =0=09090 ，仰角為正，俯角為負。，仰角為正，俯角為負。經(jīng)緯儀的技術參數(shù) DJ6經(jīng)緯儀的構造 DJ2經(jīng)緯儀一一. .經(jīng)緯儀的技術參數(shù)經(jīng)緯儀的技

3、術參數(shù)技術項目一測回水平方向中誤差望遠鏡有效孔徑不小于望遠鏡放大倍數(shù)不小于水準管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制測量及精密工程測量60mm 40mm 40mm30倍 28倍 26倍 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量 及一般工程測量技術參數(shù) 表3-1二二.DJ6經(jīng)緯儀的構造經(jīng)緯儀的構造基座、照準部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座、照準部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座基座照準部照準部1.1.基座基座腳螺旋用于整平儀器基座基座水平度盤水平度盤照準部照準部2.2.照準

4、部照準部照準部(程度)制動、微動望遠鏡(豎直)制動、微動圓水準器 8/2mm； 管水準器30/2mm望遠鏡：倒像，2630倍， 目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學對點器復測扳手或度盤變換器 望遠鏡十字絲3.3.水平度盤水平度盤水平度盤由光學玻璃制成水平度盤由光學玻璃制成 順時針順時針0 0360360刻度；刻度； 儀器整平，水平度盤水平；儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與照準部相互脫離；水平度盤與照準部相互脫離； 改變度盤位置，要使用復測改變度盤位置，要使用復測 扳手或度盤變換手輪。扳手或度盤變換手輪。0901802700901802704.J64.J6經(jīng)緯儀的經(jīng)緯

5、儀的 讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置圖3-5 J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路J6J6光學經(jīng)緯儀讀數(shù)光學經(jīng)緯儀讀數(shù)兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺全 長相等。分微尺全長分60格，因 此其最小格值為1=60。讀數(shù)時，秒數(shù)必須估讀。 估讀至0.1格，因此， 估讀的秒數(shù)都應是6的 倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)： 730424a).a).分微尺測微分微尺測微利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)。017373b).b).平行玻璃板測微平行玻璃板測微利用測微手輪，用指標線讀數(shù)利用測微手輪，用指標

6、線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測微手 輪控制。轉動測微手輪，使度 盤像移動，則移動量可在 分微尺上讀出。平行玻璃板最大調(diào)節(jié)范圍為30分， 分微尺全長刻度也等于30分。操作時，調(diào)節(jié)測微手輪，使度盤 某度(或某30分)的刻度線居中于 雙線讀數(shù)指標，雙指標線所夾刻 度的度數(shù) (或30分)加上分微尺 讀數(shù)，即為該方向的讀數(shù)。圖3-8 平行玻璃板測微器水平度盤讀數(shù)： 921728主要特點主要特點（1 1采用度盤對徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心采用度盤對徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心 誤差影響。誤差影響。（2 2通過轉動測微手輪，操縱測微裝置，使度盤上通過轉動測微手輪，操縱測微裝置，使度盤上 相差相差180180

7、度的刻度線一一對應重合，而對應刻度的刻度線一一對應重合，而對應刻 度線相對移動過的量，可在分微尺上讀取。度線相對移動過的量，可在分微尺上讀取。（3 3水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)由換像手輪控水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)由換像手輪控 制，分別單獨顯示。制，分別單獨顯示。DJ2DJ2光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)水平度盤讀數(shù)： 425202.0圖3-11水平度盤讀數(shù)： 1740202.0一一. .經(jīng)緯儀的操作步驟經(jīng)緯儀的操作步驟 對中對中整平整平瞄準瞄準讀數(shù)讀數(shù)掌握對中、整平的目的、方法與要求。瞄準方法：用豎絲對準豎立于測點的標志中心。 操作：粗瞄，制動，然后用微動螺旋完成 精確瞄準。二二. .水平

8、角觀測水平角觀測掌握測回法觀測水平角的儀器操作方法、觀測掌握測回法觀測水平角的儀器操作方法、觀測 程序和記錄。程序和記錄。了解了解“方向觀測法的使用場合、作業(yè)程序與方向觀測法的使用場合、作業(yè)程序與 記錄。記錄。BCA對中對中將儀器中心安置在過測將儀器中心安置在過測 站點的鉛垂線上。對中站點的鉛垂線上。對中 誤差誤差3mm3mm。垂球對中步驟： 粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測 站中心12cm內(nèi)； 精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架 頭上移動(不能旋轉)儀器，使垂球尖精 確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。 留意腳架頭首先要放平，三個腳螺旋 基本等高； 腳架適當踩實； 垂球尖盡量接近標志，便于判

9、斷。圖3-14光學對中步驟：對準、調(diào)平、整平、對中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另 二腳并不斷調(diào)整其位置，同時觀 測光學對點器十字分劃，使其基 本對準測站標志，踩實腳架；調(diào) 節(jié)腳螺旋，使光學對點器精確對 準測站標志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器， 使圓氣泡居中； 調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通 過在腳架頭上移動儀器，精確對 中。 有時必須反復上述三步的操作。123氣泡居中，3與1、2等高整平整平使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平，使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫軸水平， 豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1 1格。格。用左手大拇指法則，轉動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準 管氣

10、泡居中(反復)。一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高123瞄準瞄準用望遠鏡豎絲精確瞄準目標的標志中心。用望遠鏡豎絲精確瞄準目標的標志中心。操作步驟：操作步驟： 粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準。粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準。 用水平微動完成瞄準。用水平微動完成瞄準。 盡量瞄準目標下部，減少由于目標不垂直引起的盡量瞄準目標下部，減少由于目標不垂直引起的 方向誤差。方向誤差。測回法觀測水平角測回法觀測水平角 觀測程序：觀測程序： 盤左盤左 瞄準瞄準J J，讀數(shù)，讀數(shù)j j左左 瞄準瞄準K K，讀數(shù)，讀數(shù)k k左左 盤右盤右 瞄準瞄準K K，讀數(shù)，讀數(shù)k k右

11、右 瞄準瞄準J J，讀數(shù)，讀數(shù)j j右右第1方向第2方向測站測站JKB 左左=k=k左左-j-j左左 右右=k=k右右-j-j右右精度要求：精度要求： 左左- -右右4040 取取: : =(=(左左+ +右右) )2 2角是從起始方向(即第1方向)順時針轉到第2 方向所成的角度，觀測時，必須首先確定起始 方向，然后按照“測回法的次序觀測。水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。起始方向第一個讀數(shù)應調(diào)成0（或180/N，N為測回數(shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時按有關規(guī)則。一測回過程中，不得再調(diào)整水準管氣泡或改變度盤 位置。水平角觀測記錄測回法）第1方向第2方向測站測站JKB右KJ254240

12、61800500741906B左JK 00418742342741924741915測站豎盤位置目的水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角第第2方向方向ACB第第1方向方向水平角觀測記錄測回法）表中盤右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時，應 加360后再減。B左AC 010302143342右CA3434121801118214231221422542142303測站豎盤位置目的水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角方向觀測法方向觀測法 一個測站觀測一個測站觀測4 4個或個或4 4個以上方向時，采用個以上方向時，采用方向觀測法，也稱方向觀測法，也稱“全圓測回法全圓測回法”。ABCDE方向觀測法零方向盤左盤

13、右垂直角觀測原理豎盤構造特點垂直角計算公式豎盤指標差垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜視 線與水平視線的夾角線與水平視線的夾角( (也叫豎直角也叫豎直角) )。 =0=09090 ，仰角為正，俯角為負。，仰角為正，俯角為負。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos (2-4-1)將斜距化為平距 已知斜距S、豎直角， 計算平距D：圖3-20 斜距化為平距l(xiāng)ihhDhABtan(2-4-2)三角高程測量 已知平距D、豎直角 ， 計算A、B高差h：圖3-21 三角高程測量

14、ABhl豎盤構造特點豎盤構造特點構造特點構造特點 豎盤隨望遠鏡一起轉動。豎盤隨望遠鏡一起轉動。 豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。 豎盤氣泡居中，指標鉛垂。豎盤氣泡居中，指標鉛垂。 視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： 盤左時一般盤左時一般 L0=90L0=90 ，盤右時一般，盤右時一般 R0=270R0=270 。27027090901801800 0盤右盤右0 02702701801809090盤左盤左垂直度盤與讀數(shù)指標90L左確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-24 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，

15、保證仰角為 正、俯角為負。R 270右0 02702701801809090 x豎盤指標差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指標差豎盤指標差盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標差的影響。指標差計算公式：）或右左(21)360(21xRLx 270090180盤左計算公式左=L-90右=270-R測站目的豎盤位置豎盤讀數(shù) 半 測 回垂 直 角 一 測 回垂 直 角 2x 備 注I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 2222 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28 37 5822 +28

16、37 47左右H 84 06 10 5 53 50275 53 30 5 53 30 20 5 53 40垂直角必須帶“”號。垂直角觀測記錄垂直角觀測記錄經(jīng)緯儀的軸線及其應滿足的條件經(jīng)緯儀的檢驗與校正目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的 幾何關系幾何關系 橫軸 HH 視準軸 CC 水準管軸 LL 豎軸 VV 圓水準軸 LLLLHHCCVVLL經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線 水準管軸垂直于豎軸 LLVV 視準軸垂直于橫軸 CCHH 橫軸垂直于豎軸 HHVV 十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 圓水準軸平行于豎軸 LLVV軸線間應滿足的條件軸線間應滿足的條件LLHHCCVTLL二、

17、經(jīng)緯二、經(jīng)緯儀的檢驗儀的檢驗和校正和校正 （）平盤水（）平盤水準管的檢驗和準管的檢驗和校正校正 目的：使水目的：使水準管軸垂直于準管軸垂直于縱軸縱軸L V） （二圓水準器的檢驗和校正 目的：使圓水準軸平行于縱軸L/ V）。 檢驗：根據(jù)校正后的平盤水準管，將經(jīng)緯儀整平，此時，圓水準器氣泡如不居中，則需要校正。校正：用校正針撥動圓水準器下面的校正螺絲，使圓水準器氣泡居中。（三十字絲的檢驗和校正 1十字絲位置的檢驗和校正 目的：儀器整平后，十字絲的縱絲在鉛垂面內(nèi)，橫絲水平。 2視準軸的檢驗和校正 目的: 視準軸垂直于橫軸(CH)檢驗:在大致水平方向選擇遠處一目標P ,盤左,在十字絲交點附近用縱絲瞄準

18、 ,水平度盤讀數(shù)為L ;盤右,再瞄準P 點,水平度盤讀數(shù)為R。假設L-(R180o)20” ,則認為視準軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進行校正。校正:計算盤左、盤右瞄準同一目標的水平度盤讀數(shù)的盤右平均數(shù) (因檢驗時最后瞄準目標為盤右位置) r 旋轉水平微動螺旋,使盤右的水平度盤讀數(shù)為r,此時, 十字絲縱絲必定偏離目標,用校正針旋轉左、右一對十字絲校正螺絲,使縱絲對準目標P。（四橫軸的檢驗和校正（四橫軸的檢驗和校正 目的：使橫軸垂直于縱目的：使橫軸垂直于縱軸軸HV） （五豎盤指標差的檢驗和校正 目的：消除豎盤指標差x。 檢驗：儀器整平后，盤左、盤右分別用橫絲瞄準高處一目標，各在豎盤水準管氣

19、泡居中時讀取豎盤讀數(shù)，算得垂直角左與右，如果左=右，說明指標差為零；如果左右,即有指標差存在。求出x值,如果x值超過30”，則需要校正。校正時,盤右或盤左位置瞄準原目標，轉動豎盤水準管微動螺旋，使豎盤讀數(shù)為R（或L）;此時，豎盤水準氣泡不再居中，撥動豎盤水準管校正螺絲，使氣泡居中。此項檢驗和校正需反復進行，直至左與右的差數(shù)小于1為止。 （六光學對中器的檢驗和校正（六光學對中器的檢驗和校正 光學對中器是由目鏡、分劃板、物鏡光學對中器是由目鏡、分劃板、物鏡和直角棱鏡組成，分劃板刻劃圈中點和直角棱鏡組成，分劃板刻劃圈中點與物鏡光心的連線是對中器的視準軸。與物鏡光心的連線是對中器的視準軸。光學對中器的視準軸應與儀器的縱軸光學對中器的視準軸應與儀器的縱軸重合，否則，會產(chǎn)生對中誤差，影響重合，否則，會產(chǎn)生對中誤差，影響測角精度。測角精度。 檢驗：儀器架于一般工作高度，嚴格整平儀器，在腳架的中央地面放置一張白紙，在白紙上畫一十字形的標志A。移動白紙，使對中器視場中的小圓圈中心對準標志，將照準部在水平方向旋轉180o，如果小圓圈中心偏離標志A，而得到另一點A,則說明對中器的視準軸沒有和儀器的縱軸相重合。 校正：定出A,A兩點的中點0，轉動對中器的校正螺絲使對準0點。光學對中器上的校正螺絲隨儀器類型而異，有些校正使視線轉向的直角棱鏡，有些校正分劃板。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗