測(cè)量學(xué)第三章角度測(cè)量課件

內(nèi)容提要第三章第三章角度測(cè)量

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

◆水平角與垂直角觀測(cè)原理

◆光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)

◆水平角觀測(cè)

◆垂直角觀測(cè)

◆經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正

◆水平角觀測(cè)的誤差分析2/6/2023測(cè)量學(xué)提要一水平角與垂直角觀測(cè)原理§3-1水平角與垂直角觀測(cè)原理◆水平角觀測(cè)原理◆垂直角觀測(cè)原理兩種角度

水平角

用于確定點(diǎn)的平面位置（計(jì)算坐標(biāo)）

豎直角

用于兩點(diǎn)間高差計(jì)算、斜距改正成平距測(cè)角儀器

經(jīng)緯儀、電子全站儀2/6/2023測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理1.水平角觀測(cè)原理水平角——過一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)的方向線垂直投影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(gè)鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤=c-a2/6/2023測(cè)量學(xué)提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造

及度盤讀數(shù)●經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)●

DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造●

DJ2經(jīng)緯儀§3-2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)2/6/2023測(cè)量學(xué)一.經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)一.經(jīng)緯儀的技術(shù)參數(shù)技術(shù)項(xiàng)目一測(cè)回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級(jí)DJ1DJ2DJ6126二等平面控制測(cè)量及精密工程測(cè)量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm三、四等平面控制測(cè)量及一般工程測(cè)量圖根控制測(cè)量及一般工程測(cè)量技術(shù)參數(shù)表3-12/6/2023測(cè)量學(xué)二.DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造二.DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座照準(zhǔn)部2/6/2023測(cè)量學(xué)2.照準(zhǔn)部2.照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部(水平)制動(dòng)、微動(dòng)望遠(yuǎn)鏡(豎直)制動(dòng)、微動(dòng)圓水準(zhǔn)器8/2mm；管水準(zhǔn)器30/2mm望遠(yuǎn)鏡：倒像，2630倍，目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦，粗瞄準(zhǔn)器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學(xué)對(duì)點(diǎn)器復(fù)測(cè)扳手或度盤變換器望遠(yuǎn)鏡十字絲2/6/2023測(cè)量學(xué)3.水平度盤3.水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成

順時(shí)針0360刻度；

儀器整平，水平度盤水平；

水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離；

改變度盤位置，要使用復(fù)測(cè)扳手或度盤變換手輪。0901802700901802702/6/2023測(cè)量學(xué)4.J6經(jīng)緯儀的

讀數(shù)裝置4.J6經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置圖3-5J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路2/6/2023測(cè)量學(xué)b).平行玻璃板測(cè)微b).平行玻璃板測(cè)微——利用測(cè)微手輪，用指標(biāo)線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測(cè)微手輪控制。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，使度盤像移動(dòng)，則移動(dòng)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(shí)，調(diào)節(jié)測(cè)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(biāo)，雙指標(biāo)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(cè)微器水平度盤讀數(shù)：9217282/6/2023測(cè)量學(xué)DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)主要特點(diǎn)（1）采用度盤對(duì)徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心誤差影響。（2）通過轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，操縱測(cè)微裝置，使度盤上相差180度的刻度線一一對(duì)應(yīng)重合，而對(duì)應(yīng)刻度線相對(duì)移動(dòng)過的量，可在分微尺上讀取。（3）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(dú)顯示。DJ2光學(xué)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)：1740202.02/6/2023測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)§3-3水平角觀測(cè)一.經(jīng)緯儀的操作步驟

對(duì)中——整平——瞄準(zhǔn)——讀數(shù)掌握對(duì)中、整平的目的、方法與要求。瞄準(zhǔn)方法：用豎絲對(duì)準(zhǔn)豎立于測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志中心。操作：粗瞄，制動(dòng)，然后用微動(dòng)螺旋完成精確瞄準(zhǔn)。二.水平角觀測(cè)掌握測(cè)回法觀測(cè)水平角的儀器操作方法、觀測(cè)程序和記錄。了解“方向觀測(cè)法”的使用場(chǎng)合、作業(yè)程序與記錄。2/6/2023測(cè)量學(xué)光學(xué)對(duì)中步驟圖3-14光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)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(shí)觀測(cè)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字分劃，使其基本對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志，踩實(shí)腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)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(dòng)儀器，精確對(duì)中。

有時(shí)必須反復(fù)上述三步的操作。2/6/2023測(cè)量學(xué)整平123氣泡居中，3與1、2等高整平——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1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))。一測(cè)回觀測(cè)過程中，不得再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高1232/6/2023測(cè)量學(xué)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)—用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。操作步驟：

粗瞄、制動(dòng)、調(diào)焦消除視差、水平微動(dòng)精確瞄準(zhǔn)。

用水平微動(dòng)完成瞄準(zhǔn)。

盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少由于目標(biāo)不垂直引起的方向誤差。2/6/2023測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)記錄起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0（或180/N，N為測(cè)回?cái)?shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時(shí)按有關(guān)規(guī)則。一測(cè)回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測(cè)記錄（測(cè)回法）第1方向第2方向測(cè)站JKB右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2/6/2023測(cè)量學(xué)水平角觀測(cè)記錄大角第2方向ACB第1方向水平角觀測(cè)記錄（測(cè)回法）表中盤右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時(shí)，應(yīng)加360后再減。B左AC010302143342右CA3434121801118214231221422542142303測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角2/6/2023測(cè)量學(xué)方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法一個(gè)測(cè)站觀測(cè)4個(gè)或4個(gè)以上方向時(shí)，采用方向觀測(cè)法，也稱“全圓測(cè)回法”。ABCDE方向觀測(cè)法零方向盤左盤右2/6/2023測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°垂直角——在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。

=090

，仰角為正，俯角為負(fù)。2/6/2023測(cè)量學(xué)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(jì)算平距D：圖3-20斜距化為平距(2-4-2)三角高程測(cè)量已知平距D、豎直角，計(jì)算A、B高差h：圖3-21三角高程測(cè)量2/6/2023測(cè)量學(xué)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)豎盤構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)

豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。

豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。

視線水平、指標(biāo)鉛垂時(shí)，豎盤讀數(shù)為常數(shù)：

盤左時(shí)一般L0=90，盤右時(shí)一般R0=270。270901800盤右027018090盤左垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)2/6/2023測(cè)量學(xué)豎盤指標(biāo)差027018090◆豎盤指標(biāo)差——豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角豎盤指標(biāo)差◆盤左盤右觀測(cè)豎直角取平均，可消除指標(biāo)差的影響?！糁笜?biāo)差計(jì)算公式：2/6/2023測(cè)量學(xué)垂直角觀測(cè)記錄

270090180盤左計(jì)算公式左=L-90右=270-R測(cè)站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)

半測(cè)回垂直角一測(cè)回垂直角2x

備注I左右J1121500+2215002474438+22152222

+221511左右K1183736+2837362412202+28375822

+283747左右H84061055350275533055330

20

55340垂直角必須帶“”號(hào)。垂直角觀測(cè)記錄2/6/2023測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正§3-5經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正◆經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件◆經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的幾何關(guān)系2/6/2023測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的軸線橫軸HH視準(zhǔn)軸CC水準(zhǔn)管軸LL豎軸VV圓水準(zhǔn)軸LLLLHHCCVVL’L’經(jīng)緯儀的軸線2/6/2023測(cè)量學(xué)軸線間應(yīng)滿足的條件

◆水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸LL⊥VV

◆視準(zhǔn)軸垂直于橫軸CC⊥HH

◆橫軸垂直于豎軸HH⊥VV

◆十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH

◆圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸LL∥VV軸線間應(yīng)滿足的條件LLHHCCVTL’L’2/6/2023測(cè)量學(xué)二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正（－）平盤水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)和校正目的：使水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸（L⊥V）2/6/2023測(cè)量學(xué)（二）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正

目的：使圓水準(zhǔn)軸平行于縱軸（L′//V）。檢驗(yàn)：根據(jù)校正后的平盤水準(zhǔn)管，將經(jīng)緯儀整平，此時(shí)，圓水準(zhǔn)器氣泡如不居中，則需要校正。校正：用校正針撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器下面的校正螺絲，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。2/6/2023測(cè)量學(xué)（三）十字絲的檢驗(yàn)和校正1．十字絲位置的檢驗(yàn)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。2/6/2023測(cè)量學(xué)

2．視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正目的:視準(zhǔn)軸垂直于橫軸(C⊥H)檢驗(yàn):在大致水平方向選擇遠(yuǎn)處一目標(biāo)P,盤左,在十字絲交點(diǎn)附近用縱絲瞄準(zhǔn),水平度盤讀數(shù)為L;盤右,再瞄準(zhǔn)P點(diǎn),水平度盤讀數(shù)為R。如果│L-(R±180o)│>20”,則認(rèn)為視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進(jìn)行校正。校正:計(jì)算盤左、盤右瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)的水平度盤讀數(shù)的盤右平均數(shù)(因檢驗(yàn)時(shí)最后瞄準(zhǔn)目標(biāo)為盤右位置)r旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋,使盤右的水平度盤讀數(shù)為r,此時(shí),十字絲縱絲必定偏離目標(biāo),用校正針旋轉(zhuǎn)左、右一對(duì)十字絲校正螺絲,使縱絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)P。2/6/2023測(cè)量學(xué)（四）橫軸的檢驗(yàn)和校正目的：使橫軸垂直于縱軸（H⊥V）2/6/2023測(cè)量學(xué)（五）豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正

目的：消除豎盤指標(biāo)差x。檢驗(yàn)：儀器整平后，盤左、盤右分別用橫絲瞄準(zhǔn)高處一目標(biāo)，各在豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)讀取豎盤讀數(shù)，算得垂直角α左與α右，如果α左=α右，說明指標(biāo)差為零；如果α左≠α右,即有指標(biāo)差存在。求出x值,如果x值超過±30”，則需要校正。校正時(shí),盤右（或盤左）位置瞄準(zhǔn)原目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為R’（或L’）;此時(shí)，豎盤水準(zhǔn)氣泡不再居中，撥動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此項(xiàng)檢驗(yàn)和校正需反復(fù)進(jìn)行，直至α左與α右的差數(shù)小于±1’為止。2/6/2023測(cè)量學(xué)（六）光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)和校正光學(xué)對(duì)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(diǎn)與物鏡光心的連線是對(duì)中器的視準(zhǔn)軸。光學(xué)對(duì)中器的視準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的縱軸重合，否則，會(huì)產(chǎn)生對(duì)中誤差，影響測(cè)角精度。

2/6/2023測(cè)量學(xué)檢驗(yàn)：儀器架于一般工作高度，嚴(yán)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(biāo)志A。移動(dòng)白紙，使對(duì)中器視場(chǎng)中的小圓圈中心對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，將照準(zhǔn)部在水平方向旋轉(zhuǎn)180o，如果小圓圈中心偏離標(biāo)志A，而得到另一點(diǎn)A’,則說明對(duì)中器的視準(zhǔn)軸沒有和儀器的縱軸相重合。校正：定出A,A’兩點(diǎn)的中點(diǎn)0，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)中器的校正螺絲使對(duì)準(zhǔn)0點(diǎn)。光學(xué)對(duì)中器上的校正螺絲隨儀器類型而異，有些校正使視線轉(zhuǎn)向的直角棱鏡，有些校正分劃板。2/6/2023測(cè)量學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正

校正項(xiàng)目