第3章 角度測量

第三章角度測量3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量地面上兩相交直線的夾角在水平面上的投影水平角測量原理OBAnmβ=n－m水平角水平面β豎直角

地面上的直線與其水平投影線（水平視線）間的夾角。

仰角：傾斜視線在水平視線以上時的豎直角俯角：傾斜視線在水平視線以下時的豎直角1、圓盤中心必須處于角頂點的鉛垂線上；2、有一個能置于水平位置帶刻線的圓盤；3、望遠(yuǎn)鏡不僅能在水平方向轉(zhuǎn)動?而且可以在豎直方向轉(zhuǎn)動以瞄準(zhǔn)不同方向不同高度的目標(biāo)；4、具有一個讀數(shù)設(shè)備。經(jīng)緯儀應(yīng)具備的條件：3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量常用的光學(xué)經(jīng)緯儀：DJ07DJ1DJ2

DJ6

DJ15經(jīng)緯儀：用于測定水平角和豎直角的儀器。有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀之分。一、DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀基本構(gòu)造照準(zhǔn)部水平度盤基座1.照準(zhǔn)部2.水平度盤水平度盤：順時針方向刻有0o到360o的分劃線，用來測量水平角。水平度盤轉(zhuǎn)動控制裝置：位置變動手輪和復(fù)測裝置。外軸裝置：望遠(yuǎn)鏡：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管：讀數(shù)顯微鏡：豎直度盤：橫軸、豎軸：照準(zhǔn)部水平度盤基座讀數(shù)顯微鏡經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡上下制動螺旋望遠(yuǎn)鏡上下微動螺旋

豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋水平制動、微動螺旋光學(xué)對中器HV012345601234561121138988112°54′54″89°05′18″分微尺指標(biāo)線對徑分劃二、讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法讀數(shù)練習(xí)HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″01234562013456

讀數(shù)練習(xí)11578787920134561161150123456115°26′42″78°17′06″115°58′12″79°04′12″VHHV平行玻璃板測微器及讀數(shù)方法5108687888912112212312451086878889121122123124雙指標(biāo)線3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量一：對中使得度盤中心處于角頂點的鉛垂線上。即使儀器的中心與測站點的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。垂球或光學(xué)對中器二：整平 使得度盤處于水平位置上。一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置一：對中使用垂球?qū)χ幸?、?jīng)緯儀的安置二：整平—使得度盤處于水平位置上123123使用光學(xué)對中器整置1、用三腳架或角螺旋使光學(xué)對中器分劃板上的圓心或十字絲交點對準(zhǔn)測點；2、用三腳架腿的伸縮部分調(diào)節(jié)三腳架腿的長度使儀器基本水平；3、用腳螺旋使經(jīng)緯儀精確整平；4、在架頭上平移儀器，使儀器精確對中；5、重復(fù)第3、4步，達(dá)到精確對中和整平。大花桿、小花桿和覘標(biāo)經(jīng)緯儀的十字絲分劃板瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)二、水平角測量方法1、測回法適用于觀測兩個方向之間的單角2、方向法（全圓測回法）適用于觀測兩個以上的方向基本概念

盤左和盤右盤左/正鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊盤右/倒鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊

測回上半測回/下半測回一個測回/多個測回

配盤度盤變換手輪三、測回法測量水平角(1)測回法的步驟1、盤左位置，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點。配置度盤在0度或稍大于0度，讀數(shù)記于手簿。4、逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點，讀數(shù)，并記錄。2、順時針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點，讀數(shù)記于手簿。以上為上半測回，得半測回角值3、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置，逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點，讀數(shù)記錄。5、恢復(fù)盤左位置，重新配盤，進(jìn)行下面的測回。以上為下半測回，得半測回角值且一測回角值018027090180027090三、測回法測量水平角測站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測回角一測回均值均值左右左右水平角觀測記錄O（1）ABAB001068536181800124

2653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506注意及說明測回間要配盤；上、下兩個半測回照準(zhǔn)部的水平旋轉(zhuǎn)方向，照準(zhǔn)目標(biāo)的順序不同；上、下兩個半測回角值之差小于36秒；各測回的角度互差應(yīng)小于24秒；記錄時，分、秒一般都要記兩位；計算時，取平均值的原則是“奇進(jìn)偶不進(jìn)”。實驗四：經(jīng)緯儀認(rèn)識與使用目的：了解經(jīng)緯儀構(gòu)造，掌握其使用方法。實驗內(nèi)容：（1）了解經(jīng)緯儀各部件的構(gòu)造及其作用。（2）進(jìn)行經(jīng)緯儀安置（對中、整平）、瞄準(zhǔn)與讀數(shù)。（3）用盤左位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)，練習(xí)測量水平角。盤左盤右四、全圓測回法測量水平角A→B→C→D→A（歸零）A→D→C→B→AABCDO全圓測回法記錄測站目標(biāo)盤左L盤右R平均讀數(shù)=[左+(右±180)]/2歸零后方向值各測回歸零方向平均值水平角值

OABCDA

0010671520614530482101212

001241800118301206325304825152001800112OABCDA

900124

1615206

2353054

3001224

9001362700124120121855304834152002700118001097152031453048210120900121900121161520323530513001221900130(00115)0000071504814529332101054(900126)00000715037145292521010550000071504214529292101054715042733847644125方向法的計算步驟計算兩倍照準(zhǔn)誤差2C(J6不要求)2C=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±1800)計算各方向的平均讀數(shù)平均讀數(shù)=[盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±1800)]/2計算歸零后的方向值各方向的平均讀數(shù)－零方向的讀數(shù)計算各測回歸零后的方向值的平均計算各水平角的值注意事項:方向觀測和計算同步進(jìn)行，以及時發(fā)現(xiàn)問題儀器半測回歸零差一測回內(nèi)2C互差同一方向值各測回互差J212"18"12"J624"24"水平角方向法觀測的技術(shù)要求3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量地面上的直線與其水平投影線（水平視線）間的夾角。豎直角的定義＋α－α豎直度盤基本構(gòu)造090180270豎直度盤基本構(gòu)造指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋指標(biāo)水準(zhǔn)管270180900盤右豎盤注記形式090180270盤左180270090盤右900270180盤左090180270L豎直角計算公式推導(dǎo)（理想）090180270盤左α左=90°－L090180270R豎直角計算公式推導(dǎo)（理想）盤右090180270α右=R－270°豎盤指標(biāo)差

當(dāng)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，盤左指標(biāo)線所指的度數(shù)不一定恰好就是90度或者0度，盤右不一定正好是270度或180度。即存在一個豎盤指標(biāo)差i。豎直角計算公式推導(dǎo)α左=(90°+i)－L090180270090180270盤左L豎直角計算公式推導(dǎo)α右=R－(270°+i)090180270盤右090180270R豎盤指標(biāo)差的計算要求：J2:i<15''；J6:i<24''若指標(biāo)差超標(biāo)，則計算每個豎直角的時候應(yīng)加上指標(biāo)差。可通過校正指標(biāo)水準(zhǔn)管來減小或消除。一般滿足要求情況下不考慮指標(biāo)差。在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平；盤左用中絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)L（V）；盤右用中絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)R（V）；

豎直角觀測方法瞄準(zhǔn)（注：豎絲用來測水平角瞄準(zhǔn)，中絲用來測豎直角瞄準(zhǔn)）豎直角觀測記錄測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)半測回角值一測回角值A(chǔ)B盤左875218＋20742盤右2720730＋20730＋20736AC盤左931654－31654盤右2664324－31636－31645練習(xí)題：

用經(jīng)緯儀觀測某一目標(biāo)的豎直角，測得盤左讀數(shù)為71°45′24″，盤右讀數(shù)為288°16′22″，計算豎直角及指標(biāo)差。如用這臺儀器測得另一目標(biāo)的盤左讀數(shù)為92°12′36″，求其豎直角？α左=(90°+i)－L作業(yè)習(xí)題集P2—1，23.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量一、經(jīng)緯儀的幾何軸系1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸（LL）2：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（CC）3：儀器豎軸（VV）4：儀器橫軸（HH）5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸（LL

）二、軸系應(yīng)滿足的幾何條件

1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸（LLVV）

2：十字絲豎絲垂直于橫軸（豎絲HH）

3：視準(zhǔn)軸垂直于橫軸（CCHH）

4：橫軸垂直于豎軸（HHVV）

5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸垂直于指標(biāo)線（LL指標(biāo)線）三、經(jīng)緯儀檢校1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校LLVV？水準(zhǔn)管軸水平度盤豎軸2、十字絲垂直于橫軸的檢校

豎絲HH？

檢驗方法：精平儀器，在儀器前方適當(dāng)位置懸掛一垂球線，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)該線，若十字絲豎絲和垂球線完全重合，則滿足條件；否則，應(yīng)校正?；蛎闇?zhǔn)一清晰小點……3、視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢校CCHH？右左視準(zhǔn)軸誤差：CAC′180270090HH′CO

M左=M′左+CCC′180270090HH′AOC

M右

=M′右

-C（一般由專業(yè)人員進(jìn)行校正）4、橫軸垂直于豎軸的檢校HHVV

？5、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管檢校LL指標(biāo)線？一般指標(biāo)差的絕對值超過1′時，應(yīng)予以校正。180270090i180270090i指標(biāo)差：右左3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗校正3.6角度測量誤差分析第三章角度測量角度測量誤差及消除方法

儀器誤差

觀測誤差

外界條件的影響1、照準(zhǔn)部偏心誤差產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤分劃中心不重合規(guī)律：隨瞄準(zhǔn)方向而異，照準(zhǔn)方向垂直于偏心方向時對水平方向讀數(shù)影響最大消除與減弱措施：盤左盤右取平均值可消除（一）儀器誤差2、度盤刻劃誤差產(chǎn)生情況：度盤制造時產(chǎn)生消除與減弱措施：變換度盤位置（一）儀器誤差3、視準(zhǔn)誤差(c)產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸時產(chǎn)生的誤差規(guī)律：