建筑工程測量第三章角度測量

第三章章角角度度測量量★§3-1角角度度測量量基本本概念念§3-2DJ6型光學學經(jīng)緯緯儀§3-3經(jīng)經(jīng)緯緯儀的的使用用§3-4水平平角角觀測測§3-5豎直直角角觀觀測測§3-6經(jīng)緯緯儀儀的的檢檢驗驗與與校校正正§3-7水水平平角角觀觀測測誤誤差差來來源源及及消消減減措措施施重點點與與難難點點：：儀儀器器使使用用、、角角度度測測量量（（水水平平角角，，豎豎直直角角））§3-8電電子子經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀簡簡介介§3-1角角度度測測量量的的基基本本概概念念角度度測測量量包括括：：水平平角角(horizontalangle)測量量豎直直角角(verticalangle)測量量確定定點點的的平平面面位位置置間接接測測定定點點的的高高程程位位置置、、把把傾傾斜斜距距離離換換成成水水平平距距離離0水平度盤(horizontalcircle)18027090一、、水水平平角角的的測測量量原原理理=右目目標標讀讀數(shù)數(shù)c-左目目標標讀讀數(shù)數(shù)aca水平面abcABC定義義：：從空空間間一一點點到到兩兩目目標標的的方方向向線線垂垂直直投投影影在在水水平平面面上上所所成成的的夾夾角角。。也也就就是是過過這這兩兩方方向向線線所所作作兩兩豎豎直直面面間間的的二二面面角角。。用用表表示示。。范圍圍：：順順時時針針0°°~360°°水平平角角度度計計算算公公式式：：090180270豎直面B0°180°270°儀器中心豎直度盤90°二.豎直直角角的的測測量量原原理理定義義：：在在同同一一豎豎直直面面內(nèi)內(nèi)，，瞄瞄準準目目標標的的視視線線與與水水平平視視線線的夾夾角角。。范圍圍：：=0°90°，●ZA為天天頂頂距距俯角角為為負負。。天頂頂鉛垂線水平線A仰角角為為正正，，0°＋90°0°－90°B用途途：：1)傾斜斜距距離離化化算算為為水水平平距距離離2)三角角高高程程測測量量§3-2DJ6型光光學學經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀一、、經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀概概述述1．按按讀讀數(shù)數(shù)系系統(tǒng)統(tǒng)分分類類：：光光學學經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀、、游游標標經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀、、電電子子經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀2．按按精精度度分分類類：：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60“D””和““J””————大地地測測量量和和經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀的的漢漢語語拼拼音音第第一一個個字字母母“6””和““2””————儀器器的的精精密密度度。。一測測回回方方向向觀觀測測中中誤誤差差不不超超過過±6″″和±2″″在工工程程中中常常用用DJ2、DJ6型經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀，，一一般般簡簡稱稱J2、J6經(jīng)緯緯儀儀下面面我我們們以以DJ6型型經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀為為例例進進行行經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀的的系系統(tǒng)統(tǒng)講講解解二、、DJ6經(jīng)緯緯儀儀的的構構造造DJ6經(jīng)緯緯儀儀的的構構造造主主要要包包括括：：照準準部部(alidade)、水水平平度度盤盤(horizontalcircle)、基基座座(tribrach)3．基基座座基座座用用來來支支承承整整個個儀儀器器，，并并借借助助中中心心螺螺旋旋使使經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀與與腳腳架架結結合合其上上有有三三個個腳腳螺螺旋旋，，用用來來整整平平儀儀器器。。豎豎軸軸軸軸套套與與基基座座連連在在一一起起。。軸軸座座連連接接螺螺旋旋擰擰緊緊后后，，可可將將照照準準部部固固定定在在基基座座上上，，使使用用儀儀器器時時，，切切勿勿松松動動該該螺螺旋旋，，以以免免照照準準部部與與基基座座分分離離而而墜墜落落。。2．水平度度盤水平度盤盤是玻璃璃制成的的圓環(huán)，，在其上上刻有分分劃，從從0°~360°°，順時針針方向注注記，用用來測量量水平角角。度盤盤軸套套套在豎軸軸軸套的的外面，，繞軸套套旋轉。。1．照準部部照準部上上有望遠遠鏡、橫橫軸、支支架、豎豎軸、水水準管、、水平制制微動、、豎直制制微動、、讀數(shù)裝裝置和對對點器等等。090180270照準部豎直度盤盤望遠鏡目鏡粗瞄器自動補償償器開關關對點器（光學對對中器））豎直制動動、微動動水平微動動圓水準器器度盤變換換手輪軸座腳螺旋底板圖示DJ6經(jīng)緯儀結構：：望遠鏡十字絲絲三、DJ6經(jīng)緯儀的讀數(shù)數(shù)方法（測微尺讀數(shù)數(shù)裝置及其讀讀數(shù)方法）090180270分微尺測微尺讀數(shù)裝裝置：水平度盤與豎豎盤上1°的分劃間隔，，成象后與分微尺的全全長相等。分微尺分成60等分，格值值1′，可估讀到0.1′讀數(shù)方法：以分微尺上的的零線為指標標。度數(shù)由落在分分微尺上的度度盤分劃的注注記讀出，小于1′的數(shù)值，即分分微尺零線至至該度盤刻度度線間的角值值，由分微尺尺上讀出?！癏”——水平度盤讀，，“V”——豎直度盤讀數(shù)數(shù)。HV水平度盤讀數(shù)數(shù)：319°06.7′319°06′42″0123456134133

例1:0123456134133

例2:01234567978

例3:0123456134133

例4:§3-3經(jīng)經(jīng)緯儀的使用用經(jīng)緯儀的安置置瞄準目標讀數(shù)(1)垂球對中及整整平方法(2)光學對中器對對中及整平方方法對中、整平對中：目的：把儀器器中心安置到到過測站點的的鉛垂線上。。要求：對中偏偏差應小于3mm。整平：目的：使經(jīng)緯緯儀的豎軸垂垂直，水平度度盤水平。要求：在測角角過程中，氣氣泡偏離中心心位置不能超超出1~2格。B一、經(jīng)緯儀的的安置(一)垂球對中、整整平BCAB（1）腳架的三個個腳成等邊三三角形架在點點位正上方，，并注意使架架頭水平。固固定好儀器。。掛好垂球（2）在腳架頭上上移動儀器，，使垂球對中中。（3）旋轉腳螺旋旋進行整平（（包括圓水準準器、管水準準器）。（4）反復（2）、（3）兩步。(二)光學對中器對對中、整平（1）腳架的三個個腳成等邊三三角形架在點點位正上方，，并注意使架頭水平平。固定好儀儀器。BCA（2）左右旋轉光光學對中器，，使里面的2個同心圓清晰晰；前后推拉，使使地面點位清清晰。（3）固定三角架架一條腿，后拿另外兩條條腿前后、左左右移動，使使儀器中心與與測站點o位于同一條鉛鉛垂線上。對對中偏差應小小于3mm。（4）固定三角架架一條腿，后升降另外兩兩條腿，使圓圓水準器氣泡泡居中；

b123

c123

123d氣泡始終向高高處移動a

123注意腳架在地地面的位置不不要移動（5）腳螺旋精平平——左手大拇指法法則1）轉動儀器，，使水準管與與腳螺旋1、2連線平行。2）根據(jù)氣泡位位置運用法則則，對向旋轉轉腳螺旋1、2。3）轉動儀器900，運用法則，，旋轉腳螺旋旋3。4)重復2）、3）兩個步驟、、直到這2個位置上，水水準管氣泡都都居中要求：整平后后，照準部轉轉到任何位置置時，水準管管氣泡偏離中中心不超過水水準管分劃的的一格。氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123平行高(6)架頭上移動儀儀器，精確對對中B(8)反復（6）、（7）兩步。(7)腳螺旋精平（（與第5步驟一樣）對中和整平，，一般都需要要經(jīng)過幾次“整平→對中→整平”的循環(huán)過程程，直至整整平和對中中均符合要要求。二、瞄準目目標目鏡調焦粗瞄目標物鏡調焦精確瞄準123123三、讀取讀讀數(shù)圖中的度盤盤讀數(shù)是？？319°06′48″86°35′30″″180°06′24″64°53′12″″0水平度盤(horizontalcircle)18027090=右目標讀數(shù)數(shù)c-左目標讀數(shù)數(shù)aca水平面abcABC定義：從空間一點點到兩目標標的方向線線垂直投影影在水平面面上所成的的夾角。也也就是過這這兩方向線線所作兩豎豎直面間的的二面角。。用表示范圍：順時時針0°~360°水平角度計計算公式：：090180270§3-4水水平角觀觀測盤左/正鏡根據(jù)觀測目目標的多少少，常用的的水平角觀觀測方法有有：（1）測回法(methodofobservationset)：適用兩個方方向之間的的單角觀測測。（2）方向觀測測法(methodofdirectionobservation)：當觀測方向向為三個或或多于三個個時，通常常采用方向向觀測法盤右/倒鏡兩個基本概概念：豎直度盤豎直度盤一、測回法法觀測目標B測站點O觀測目標A1.安置儀器2.盤左位置順時針aLbL盤左半測回回（也稱上上半測回））,βL=bL-aLb右逆時針a右盤右半測回回（也稱下下半測回））,β右=b右-a右3.盤右位置一測回（對中、整整平）對于DJ6型光學經(jīng)緯緯儀，如果果上、下兩兩半測回角角值之差不不大于±36″，，即|βL—βR|≤36″，，認為觀測合合格?？扇∩?、下下兩半測回回角值的平平均值作為為一測回角角值β。即觀測測回法數(shù)據(jù)據(jù)記錄格式式25424061800500741906右ABO左AB000418742342741924741915ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖記錄注意!由于水平度度盤是順時時針刻劃注注記的，所所以計算水水平角時:總是用右目目標的讀數(shù)數(shù)減去左目目標的讀數(shù)數(shù)。如果不夠減減，則應在在右目標的的讀數(shù)上加加上360?，再減去左目目標的讀數(shù)數(shù)，決不可可以倒過來來減。測回法觀測測手簿βL=bL-aLβR=b右-a右度盤配置多個測回觀觀測：原因：為了了減小度盤盤分劃不均均勻所帶來來的誤差，，為了提高高觀測精度度，往往需需要觀測多多個測回。。方法：各測測回應根據(jù)據(jù)測回數(shù)n，按180°/n變換水平度度盤的位置置，n為測測回數(shù)。例如：n＝3時，各測回回瞄準起始始方向時水水平度盤的的讀數(shù)應依次次配置在等等于或略大大于0°、60°、120°。1測站ABO度盤變換手手輪盤左左2盤右測站ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130B982048981918右B2782112A1800142981930981924第一一測測回回O第二二測測回回左A900106B1882036右BA820362700054981930981942981936981930多測測回回觀觀測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)記記錄錄：：測回回法法觀觀測測手手簿簿二、、方方向向觀觀測測法法1．適適用用：：在在一一個個測測站站上上觀觀測測方方向向為為三三個個或或多多于于三三個個時時。。2．步步驟驟：：（（有有四四個個觀觀測測方方向向））ABOCD（1）上上半半測測回回選擇擇一一明明顯顯目目標標A作為為起起始始方方向向（（零零方方向向）），，盤盤左左瞄瞄準準A，配配置置度度盤盤，，順順時時針針依依次次觀觀測測A、B，C，D，A。盤左零方向（2）下下半半測測回回倒鏡鏡成成盤盤右右，，逆逆時時針針依依次次觀觀測測A，D，C，B，A。ABOCD盤右零方向多測測回回觀觀測測：：同同理理各各測測回回間間按按180°/N的的差差值值，，來來配配置置水水平平度度盤盤。。3．計計算算、、記記錄錄測站目標讀數(shù)2C平均讀數(shù)

°′″一測回歸零方向值各測回平均方向值角值盤左盤右°′″°′″″

°′″°′″°′″

方向向觀觀測測法法記記錄錄手手薄薄o（第第一一測測回回））o（第第二二測測回回））BACAD△BACAD△002065115421315412182022400212180020023115303115400202241800206+6+12+120+6+6+6002035115361315406182022400209(00206)0000051133013152001820018900330141170022155422720400900336270033692035441553032116542700324+6+6+6+120+6+12900327141165722155362720357900336(900332)0000051132513152041820025000005113281315202182002251132880383436000005008201775938ABOCD(盤左左觀觀測測)(零方方向向)(盤右右觀觀測測)2C=盤左左讀讀數(shù)數(shù)－－（（盤盤右右讀讀數(shù)數(shù)±180°°）歸零零差差平均均讀讀數(shù)數(shù)=（盤盤左左讀讀數(shù)數(shù)+盤右右讀讀數(shù)數(shù)±180°°）/2取平平均均豎直面B0°180°270°儀器中心豎直度盤90°定義義：：在在同同一一豎豎直直面面內(nèi)內(nèi)，，瞄瞄準準目目標標的的視視線線與與水水平平視視線線的夾夾角角。。范圍圍：：=0°90°，俯角角為為負負。。鉛垂線水平線A仰角角為為正正，，0°＋90°0°－90°B§3-5豎豎直直角角測測量量復習習：：豎豎直直角角的的概概念念用途途：：1)傾斜斜距距離離化化算算為為水水平平距距離離2)三角角高高程程測測量量一、、豎豎直直度度盤盤(verticalcircle)的構構造造1．包包括括:豎盤盤(verticalcircle)、豎豎盤盤指指標標水水準準管管(verticalindexbubbletube)、及及其其微微動動螺螺旋旋。。后兩兩部部分分，，多多采采用用豎豎盤盤指指標標自自動動歸歸零零補補償償器器(verticalindexcompensator)來替替代代。。2．特特點點：：讀讀數(shù)數(shù)指指標標線線固固定定不不動動，，而而整整個個豎豎盤盤隨隨望望遠遠鏡鏡一一起起轉轉動動。。3、豎豎盤盤的的注注記記形形式式：：順順時時針針、、逆逆時時針針兩兩種種。。（1）順順時時針針注注記記180°270°

0°90°盤左指標線90°0°180°盤右指標線270°（2）逆逆時時針針注注記記270°180°

90°0°盤左指標線0°90°270°盤右指標線180°視線線水水平平，，豎豎盤盤指指標標水準準管管氣氣泡泡居居中中時時：：盤左:90?盤右:270?盤左:0?盤右:180??二、豎豎直角角的計計算(順時針針注記記)視線水水平讀數(shù)：：90°°視線傾傾斜讀數(shù)：：L盤左位位置盤左位位置：：盤右位位置讀數(shù)：：270°讀數(shù)：：R盤右位位置：：一測回回垂直直角：：豎直角角計算算公式式推導導規(guī)律律測角前前，將將望遠遠鏡大大致水水平，，觀察察豎盤盤讀數(shù)數(shù)，首首先確確定視視線水水平時時的讀讀數(shù)；；然后后上仰仰望遠遠鏡：：若讀數(shù)數(shù)增加加，則則垂直直角的的計算算公式式為：：若讀數(shù)數(shù)減少少，則則垂直直角的的計算算公式式為：三、豎豎盤指指標差差概念：：當視視準軸軸水平平時、、豎盤盤讀數(shù)數(shù)不是是90??的整數(shù)數(shù)倍(90°或270°)，偏離離一個個角度度值x,該偏離離值x稱為豎豎盤指指標差差x.當偏移移方向向與豎豎盤注注記增增加方方向一一致時時，x為正，，反之之為負負。0°90°180°270°0°90°180°270°xxααRxαRLααxαL盤左位位置盤右位位置視線水水平視線傾傾斜讀數(shù)：：90°°+x讀數(shù)：：270°+x讀數(shù)：：L讀數(shù)：：R豎直角角計算算公式式傾斜讀讀數(shù)水平讀讀數(shù)傾斜讀讀數(shù)水平讀讀數(shù)一測回回垂直直角：：取平均均值可可以消消除豎豎盤指指標差差的影影響。。四、豎豎直角角的觀觀測BAO*1.安置儀儀器(對中、、整平平）2.盤左瞄瞄準—讀數(shù)L—計算(aL)3.盤右瞄瞄準—讀數(shù)R—計算(aR)4.計算注意：：讀數(shù)時時,應先打開自自動補補償器，待待豎盤盤讀數(shù)數(shù)穩(wěn)定定方可可進行行。豎直角角觀測測手簿簿豎直角角觀測測數(shù)據(jù)據(jù)記錄錄與計計算OA左952200右2643648-52200-52312-36-52236OB左右8112362784554+84724+84554-45測站目標豎盤位置豎盤讀數(shù)°′″

半測回垂直角°′″

指標差″

一測回垂直角°′″備注+84639§3.6經(jīng)經(jīng)緯儀儀的檢檢驗與與校正正一、經(jīng)經(jīng)緯儀儀的主主要軸軸線:1、豎軸軸VV2、水準準管軸軸LL3、橫軸軸HH4、視準準軸CC5、圓水水準器器軸L’L’LLHHCCVVL’L’二、經(jīng)經(jīng)緯儀儀軸線線應滿滿足的的條件件1、VV⊥⊥LL———照準部部水準準管軸軸的檢檢校。。2、HH⊥⊥十字絲絲豎絲絲——十字絲絲豎絲絲的檢檢校3、HH⊥⊥CC———視準軸軸的檢檢校4．HH⊥⊥VV———橫軸的的檢校校5．豎盤盤指標標差應應為零零——指標差差的檢檢校6．光學學垂線線與VV重合——光學對對中器器的檢檢校7.L′′L′′∥VV———圓水準準器的的檢驗驗與校校正(次要要)三、經(jīng)經(jīng)緯儀儀的檢檢驗與與校正正1．照準準部水水準管管軸的的檢校校（1）檢驗驗：用用任意意兩腳腳螺旋旋使水水準管管氣泡泡居中中，然然后將將照準準部旋旋轉180°，若氣氣泡偏偏離1格，則則需校校正。。（2）校正正：用用腳螺螺旋使使氣泡泡向中中央移移動一一半后后，再再撥動動水準準管校校正螺螺絲，，使氣氣泡居居中。。此時時若圓圓水準準器氣氣泡不不居中中，則則撥動動圓水水準器器校正正螺絲絲。2．十字字絲豎豎絲的的檢校校（1）檢驗驗：用用十字字絲交交點對對準一一目標標點，，再轉轉動望望遠鏡鏡微動動螺旋旋，看看目標標點是是否始始終在在豎絲絲上移移動。。（2）校正正：微微松十十字絲絲的四四個壓壓環(huán)螺螺絲，，轉動動十字字絲環(huán)環(huán)，使使目標標點始始終在在豎絲絲上移移動。。3．視準準軸的的檢校校（1）檢驗驗：在在平坦坦地面面上選選擇一一直線線AB，約60m～100m，在AB中點O架儀，，并在在B點垂直直橫置置一小小尺。。盤左左瞄準準A，倒鏡鏡在B點小尺尺上讀讀取B1；再用用盤右右瞄準準A，倒鏡鏡在B點小尺尺上讀讀取B2。有：（2）校正正：方法：：撥動動十字字絲左左右兩兩個校校正螺螺絲，，使十十字絲絲交點點由B2點移至至B-B2中點B3。4．橫軸軸的檢檢驗與與校正正（1）檢驗驗：在在20~30m處的墻墻上選選一仰仰角大大于30°°的目標標點P，先用用盤左左瞄準準P點，放放平望望遠鏡鏡，在在墻上上定出出P1點；再再用盤盤右瞄瞄準P點，放放平望望遠鏡鏡，在在墻上上定出出P2點。有：（2）校正正：方法：：用十十字絲絲交點點瞄準準P1P2的中點點M，抬高高望遠遠鏡，，并打打開橫橫軸一一端的的護蓋蓋，調調整支支承橫橫軸的的偏心心軸環(huán)環(huán)，抬抬高或或降低低橫軸軸一端端，直直至交交點瞄瞄準P點。此此項校校正一一般由由儀器器檢修修人員員進行行。5．指標標差的的檢校校(1)檢驗：：用盤左左、盤盤右先先后瞄瞄準同同一目目標，，計算指指標差差x=(L+R-360°°)/2。J6：x>1’；J2：x>30’’’時，要要進行行校正正。(2)校正：：用指標標水準準管微微動螺螺旋，，使中中絲對對準（（R-x）位置置，再再有撥撥針使使指標標氣泡泡居中中。6．光學學對中中器的的檢校校（1）檢驗驗：精精密安安置儀儀器后后，將將刻劃劃中心心在地地面上上投下下一點點，再再旋轉轉照準準部，，每隔隔120°投下一一點，，若三三點不不重合合，則則需校校正。。（2）校正正：用用撥針針使刻刻劃中中心向向三點點的外外接圓圓心移移動一一半。。7．圓水水準器器的檢檢校(次要要