工程測量實訓(xùn)五 角度測量(共20頁)

1、 20/20工程(gngchng)測量實訓(xùn)五 角度(jiod)測量一、目的(md)與要求1練習(xí)經(jīng)緯儀對中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)的方法，掌握基本操作要領(lǐng)。2要求對中誤差小于3mm，整平誤差小于一格。4掌握測回法觀測水平角的觀測順序、記錄和計算方法。上、下半測回角值互差不超過40。二、實驗儀器和工具Dj6電子經(jīng)緯儀1臺 記錄板1塊 ， 測釬2根四、實驗內(nèi)容角度測量的原理及相關(guān)基本概念（一）水平角的測量原理水平角概念：從一點到兩目標(biāo)的方向線垂直投影在水平面上所成的角，。如下圖為了測定水平角，那么可設(shè)想在過角頂B點上方安置一個水平度盤，水平度盤上面帶有順時針刻劃、注記。我們可以在BA方向讀一個數(shù)n，在BC

2、方向讀一個數(shù)m，那水平角就等于m減n，用公式表示為右目標(biāo)讀數(shù)m左目標(biāo)讀數(shù)n水平角值為0360。（二）豎直角的測量(cling)原理豎直角概念：測站點到目標(biāo)(mbio)點的視線與水平線間的夾角，用表示(biosh)。如下圖：為AB方向線的豎直角。其值從水平線算起，向上為正，稱為仰角，范圍是090；向下為負，稱為俯角，范圍為090。為了測定豎直角，那我們同測水平角類似，在A點安置一個豎直度盤，同樣是帶有刻劃和注記。這個豎直度盤隨著望遠鏡上下轉(zhuǎn)動，瞄準(zhǔn)目標(biāo)后則有一個讀數(shù)，那此讀數(shù)就為豎直角。DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀及使用DJ6經(jīng)緯儀組件及其作用水準(zhǔn)器組件管水準(zhǔn)器：放置在照準(zhǔn)部，使水平度盤水平圓水準(zhǔn)器：放置

3、在基座上，使豎軸鉛錘角螺旋：用于整平儀器或?qū)χ谢?jīng)緯儀望遠鏡組件物鏡及對光螺旋：調(diào)清目標(biāo)像（十字絲分劃板上成像）目鏡及對光螺旋：調(diào)清十字絲（影像放大）十字絲分劃板：上中下三條橫絲與一條豎絲（讀數(shù)指標(biāo)線）視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點的連線（形成一條視線）水平制動手輪與微動手輪：水平方向鎖定照準(zhǔn)部和轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部垂直制動手輪與微動手輪：垂直方向鎖定望遠鏡和轉(zhuǎn)動望遠鏡角度盤水平角度盤：玻璃圓盤，順時針刻有0360，水平放置在基座上。豎直角度盤：玻璃圓盤，順或逆刻有0360，鉛垂套在豎軸上讀數(shù)系統(tǒng)反光鏡：給讀數(shù)系統(tǒng)提供光亮讀數(shù)窗分微尺：水平角、豎直角的讀數(shù)標(biāo)尺顯微鏡調(diào)焦手輪：調(diào)清分微尺影像光學(xué)對中器：小

4、望遠鏡。將豎軸軸心對中到地面點上，可拉伸或旋動調(diào)焦轉(zhuǎn)盤手輪：用于轉(zhuǎn)動水平度盤，可調(diào)整水平度盤讀數(shù)基座鎖緊輪：通過豎軸連接照準(zhǔn)部與基座水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸（水平度盤水平精平）軸間關(guān)系十字絲豎絲垂直于儀器橫軸圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器豎軸（豎軸鉛錘粗平）視準(zhǔn)軸垂直于儀器橫軸儀器橫軸垂直于儀器豎軸使用(shyng)方法（一）安置經(jīng)緯儀 在測量角度以前，首先要把經(jīng)緯儀安置在設(shè)置有地面標(biāo)志的測站(c zhn)上。所謂測站。即是所測角度的頂點。安置工作包括對中、整平兩項。1對中 【對中的目的(md)是是儀器的中心與測站點（標(biāo)志中心）處于同一鉛垂線上】在安置儀器以前，首先將三腳架打開，抽出架腿，并旋緊架腿的固定

5、螺旋。然后將三個架腿安置在以測站為中心(zhngxn)的等邊三角形的角頂上。這時架頭平面即約略水平，且中心與地面點約略在同一鉛垂線上。從儀器箱中取出儀器，用附于三腳架頭上的連結(jié)螺旋，將儀器與三腳架固連在一起，然后(rnhu)即可精確對中。2整平 【整平的目的是使儀器數(shù)軸在鉛垂位置，水平度盤處于水平位置】經(jīng)緯儀整平的目的，乃是使豎軸居于鉛垂位置。整平時要先用腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，以粗略整平，再用管水準(zhǔn)器精確整平。由于位于照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器只有一個，可以先使它與一對腳螺旋連線的方向平行，然后雙手以相同速度相反方向旋轉(zhuǎn)這兩個腳螺旋，使管水準(zhǔn)器的氣泡居中。再將照準(zhǔn)部平轉(zhuǎn)90，用另外一個腳螺旋使氣泡居

6、中。這樣反復(fù)進行，直至管水準(zhǔn)器在任一方向上氣泡都居中為止。在整平后還需檢查光學(xué)對中器是否偏移。如果偏移，則重復(fù)上述操作方法，直至水準(zhǔn)氣泡居中，對中器對中為止。3瞄準(zhǔn)水平角觀測時，應(yīng)盡量(jnling)照準(zhǔn)目標(biāo)的底部。當(dāng)目標(biāo)較近時，成像較大，則用單絲平分目標(biāo)；當(dāng)目標(biāo)較遠時，成像較小，則用雙絲夾住目標(biāo)或用單絲與目標(biāo)重合。豎直角觀測時，應(yīng)用(yngyng)中橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)頂部或某一預(yù)定部位。4讀數(shù)(dsh) 水平角和豎直角的觀測一水平角觀測一）測回法測水平角當(dāng)所測的角度只有兩個方向時，通常都用測回法觀測。如下圖所示，欲測OA、OB兩方向之間的水平角AOB時，在角頂O安置儀器，在A、B處設(shè)立觀測標(biāo)志。經(jīng)

7、過對中、整平以后，即可按下述步驟觀測。(1)將復(fù)測扳手扳向上方。松開照準(zhǔn)部及望遠鏡的制動螺旋。利用望遠鏡上的粗瞄器，以盤左(豎盤在望遠鏡視線方向的左側(cè)時稱盤左)粗略照準(zhǔn)左方目標(biāo)A。關(guān)緊照準(zhǔn)部及望遠鏡的制動螺旋，再用微動螺旋精確照準(zhǔn)目標(biāo)，同時需要注意消除視差及盡可能照準(zhǔn)目標(biāo)的下部。對于細的目標(biāo)，宜用單絲照準(zhǔn)，使單絲平分目標(biāo)像；而對于粗的目標(biāo)，則宜用雙絲照準(zhǔn)，使目標(biāo)像平分雙絲，以提高照準(zhǔn)的精度。最后讀取該方向上的讀數(shù)。(2) 松開照準(zhǔn)部及望遠鏡的制動螺旋，順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，粗略(cl)照準(zhǔn)右方目標(biāo)B。再關(guān)緊制動螺旋，用微動螺旋精確照準(zhǔn)，并讀取該方向(fngxing)上的水平度盤讀數(shù)。盤左所得(

8、su d)角值即為：。以上稱為上半測回。(3) 將望遠鏡縱轉(zhuǎn)180，改為盤右。重新照準(zhǔn)右方目標(biāo)B，并讀取水平度盤讀數(shù)。然后順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)左方目標(biāo)A。讀取水平度盤讀數(shù)，則盤右所得角值。以上稱為下半個測回。兩個半測回角值之差不超過規(guī)定限值時，取盤左盤右所得角值的平均值，即為一測回的角值。根據(jù)測角精度的要求，可以測多個測回而取其平均值，作為最后成果。觀測結(jié)果應(yīng)及時記入手簿，并進行計算，看是否滿足精度要求。ABC水平角測量記錄表（樣表）小組號：14 觀測者： 錢強 朱莉麗 黃偉駿 記錄者：瞿凱水平角測量記錄表測站測點盤左讀數(shù)盤右讀數(shù)均值平均角值備注1A002061800206140

9、015140023B1402121940230A9002482700430140030B104031228405062A00200180034813842301384217B13844543184554A90020627003001384203B22844064845063A001541800842271735271734B2719002072648A9002002700306271733B11718542972118f=1800015 誤差(wch)15 69值得注意的是：上下兩個半測回所得角值之差，應(yīng)滿足有關(guān)測量規(guī)范規(guī)定(gudng)的限差，對于DJ6級經(jīng)緯儀，限差一般(ybn)為30或4

10、0。如果超限，則必須重測。如果重測的兩半測回角值之差仍然超限，但兩次的平均角值十分接近，則說明這是由于儀器誤差造成的。取盤左盤右角值的平均值時，儀器誤差可以得到抵消，所以各測回所得的平均角值是正確的。兩個方向相交可形成兩個角度，計算角值時始終應(yīng)以右邊方向的讀數(shù)減去左邊方向的讀數(shù)。如果右方向讀數(shù)小于左方向讀數(shù)，則應(yīng)先加360后再減，所以測得的是哪個角度與照準(zhǔn)部的轉(zhuǎn)動方向無關(guān)，與先測哪個方向也無關(guān)，而是取決于用哪個方向的讀數(shù)減去哪個方向的讀數(shù)。在下半測回時，仍要順時針轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，是為了消減度盤帶動誤差的影響。二）方向觀測法測水平角當(dāng)在一個測站上需觀測多個方向時，宜采用這種方法，它的直接觀測結(jié)果是各

11、個方向相對于起始方向的水平角值，也稱為方向值。相鄰方向的方向值之差，就是它的水平角值。如圖所示，(1) 在O點安置儀器(yq)，對中、整平。(2) 選擇一個距離適中且影像清晰的方向作為(zuwi)起始方向，設(shè)為OA。(3) 盤左照準(zhǔn)(zho zhn)A點，并安置水平度盤讀數(shù)，使其稍大于0，用測微器讀取兩次讀數(shù)。(4) 以順時針方向依次照準(zhǔn)B、C、D諸點。最后再照準(zhǔn)A，稱為歸零。在每次照準(zhǔn)時，都用測微器讀取兩次讀數(shù)。以上稱為上半測回。(5) 倒轉(zhuǎn)望遠鏡改為盤右，以逆時針方向依次照準(zhǔn)A、D、C、B、A，每次照準(zhǔn)時，也是用測微器讀取兩次讀數(shù)。這稱為下半測回，上下兩個半測回構(gòu)成一個測回。每次讀數(shù)(ds

12、h)后，應(yīng)及時記入手簿。手簿的格式見實習(xí)手簿。數(shù)據(jù)(shj)整理： 平均值=L+（R+-180）/2， 二豎直角(zhjio)觀測一）豎盤的構(gòu)造為測豎直角而設(shè)置的豎直度盤(簡稱豎盤)固定安置于望遠鏡旋轉(zhuǎn)軸(橫軸)的一端，其刻劃中心與橫軸的旋轉(zhuǎn)中心重合。所以在望遠鏡作豎直方向旋轉(zhuǎn)時，度盤也隨之轉(zhuǎn)動。另外有一個固定的豎盤指標(biāo)，以指示豎盤轉(zhuǎn)動在不同位置時的讀數(shù)，這與水平度盤是不同的。豎直度盤的刻劃也是在全圓周上刻為360，但注字的方式有順時針及逆時針兩種。通常在望遠鏡方向上注以0及180，如下圖所示。在視線水平時，指標(biāo)所指的讀數(shù)為90或270。豎盤讀數(shù)也是通過一系列光學(xué)組件傳至讀數(shù)顯微鏡內(nèi)讀取。(a

13、) (b)對豎盤指標(biāo)的要求，是始終能夠讀出與豎盤刻劃中心在同一鉛垂線上的豎盤讀數(shù)。為了滿足這個要求，它有兩種構(gòu)造形式：一種是借助于與指標(biāo)固連的水準(zhǔn)器的指示，使其處于正確位置，在早期的儀器都屬此類；另一種是借助于自動補償器，使其在儀器整平后，自動處于正確位置。 二）豎直角的觀測(gunc)方法由豎直角的定義已知，它是傾斜視線與在同一鉛垂面內(nèi)的水平視線所夾的角度。由于水平視線的讀數(shù)是固定的，所以只要讀出傾斜視線的豎盤讀數(shù)，即可求算出豎直角值。但為了(wi le)消除儀器誤差的影響，同樣需要用盤左、盤右觀測。其具體觀測步驟為：1. 在測站(c zhn)上安置儀器，對中，整平。2. 以盤左照準(zhǔn)目標(biāo)，如

14、果是指標(biāo)帶水準(zhǔn)器的儀器，必須用指標(biāo)微動螺旋使水準(zhǔn)器氣泡居中，然后讀取豎盤讀數(shù)L，這稱為上半測回。3. 將望遠鏡倒轉(zhuǎn)，以盤右用同樣方法照準(zhǔn)同一目標(biāo)，使指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中后，讀取豎盤讀數(shù)R，這稱為下半測回。如果用指標(biāo)帶補償器的儀器，在照準(zhǔn)目標(biāo)后即可直接讀取豎盤讀數(shù)。根據(jù)需要可測多個測回。三）豎直角的計算豎直角的計算方法，因豎盤刻劃的方式不同而異。但現(xiàn)在已逐漸統(tǒng)一為全圓分度，順時針增加注字，且在視線水平時的豎盤讀數(shù)為90。現(xiàn)以這種刻劃方式的豎盤為例，說明豎直角的計算方法、如遇其他方式的刻劃，可以根據(jù)同樣的方法推導(dǎo)其計算公式。，當(dāng)在盤左位置且視線(shxin)水平時，豎盤的讀數(shù)為90(圖中(a)，如照

15、準(zhǔn)(zho zhn)高處一點A(圖中(b)，則視線(shxin)向上傾斜，得讀數(shù)L。按前述的規(guī)定，豎直角應(yīng)為“”值，所以盤左時的豎直角應(yīng)為：當(dāng)在盤右位置且視線水平時，豎盤讀數(shù)為270(圖中(c)，在照準(zhǔn)高處的同一點A時(圖中(d)，得讀數(shù)R。則豎直角應(yīng)為：取盤左、盤右的平均值，即為一個測回的豎直角值，即四）豎盤指標(biāo)差如果指標(biāo)不位于過豎盤刻劃中心的鉛垂線上，如上圖所示，視線水平時的讀數(shù)不90或270，而相差x，這樣用一個盤位測得的豎直角值，即含有誤差x，這個誤差稱為豎盤指標(biāo)差。為求得正確角值，需加入指標(biāo)差改正。即： (31) (32)解上兩式可得：(33)(34)從(33)式可以(ky)看出，取

16、盤左、盤右結(jié)果的平均值時，指標(biāo)差x的影響已自然(zrn)消除。將(31)減去(32)式，可得：(35)即利用盤左、盤右照準(zhǔn)(zho zhn)同一目標(biāo)的讀數(shù)，可按上式直接求算指標(biāo)差x。如果x為正值，說明視線水平時的讀數(shù)大于90或270，如果為負值，則情況相反。在豎直角測量中，常常用指標(biāo)差來檢驗觀測的質(zhì)量，即在觀測的不同測回中或不同的目標(biāo)時，指標(biāo)差的較差應(yīng)不超過規(guī)定的限值預(yù)備知識（請按照要求完成下列題目）某水平角觀測三個測回時，各測回理論起始讀數(shù)分別為_、_和_。水平角觀測中，用盤左、盤右觀測取其平均值的方法可以消除_、_和_的影響。水平角定義是：_；豎直角定義是：_。瞄準(zhǔn)同一豎直面上高度不同的點

17、，其水平讀盤讀數(shù)_（相同/不相同），原因是：_。觀測豎直角時，只需要瞄準(zhǔn)一個方向就可測得豎直角值的原因是：_。根據(jù)(gnj)你使用的儀器，在電子(dinz)經(jīng)緯儀上設(shè)定一個初始讀數(shù)(dsh)為600000的具體操作步驟有哪些？A、O、B是一個等腰三角形三個頂點，AO=BO=30m，AOB理論值為300000，儀器架設(shè)在O點進行水平角觀測。如果儀器對中偏差50mm（假設(shè)可能前移、后退或水平偏移），請分別計算角度測量值會產(chǎn)生多大的偏差？下表是測回法觀測水平角AOB的數(shù)據(jù)記錄，請完成相關(guān)計算及成果校核。測站測回數(shù)目標(biāo)豎盤位置水平度盤讀數(shù)（ ）半測回角值（ ）一測回平均值（ ）各測回平均值（ ）O1A

18、左00 12 00B91 45 00A右180 11 30B271 45 102A左90 05 48B181 38 54A右270 06 12B01 39 12成果校核（1）上下半測回角值互差校核（2）各測回角值互差校核測回法觀測(gunc)水平角實訓(xùn)測回法測量(cling)水平角手簿組號 儀器(yq) 編號(bin ho) 測區(qū)： 天氣： 日期： 年 月 日測量時間：自 ： 測至 ： 測回測站目標(biāo)豎盤位置水平度盤讀 數(shù)（ ）半測回角 值（ ）一測回平均角 值（ ）各測回平均角 值（ ）主測人簽 字IABCIIABC成果檢核第一測回：第二測回：方向觀測(gunc)法預(yù)備知識什么(shn me)叫歸零、歸零差和2C值？2C值如何(rh)計算？可以用什么方法消除2C的影響？方向觀測法觀測水平角請根據(jù)右圖所示，簡述方向觀測法（一測回）的具體操作步驟。根據(jù)城市測量規(guī)范相關(guān)規(guī)定，水平角方向觀測法（DJ6級經(jīng)緯儀）有哪些限差項目？容許值各是多少？以題2的示意圖為例（假如進行兩個測回），請分別列出各限差的計算式。下表為某方向法觀測水平角的記錄，請完成相關(guān)計算