測量學(xué)第3章測角課件

測量學(xué)河海大學(xué)測繪科學(xué)與工程系第三章角度測量內(nèi)容提要

水平角測量原理水平角測量方法豎直角測量原理及方法角度測量誤差分析角度測量水平角測量豎直角測量（垂直角測量）角度：確定地面點(diǎn)位置的一個(gè)主要元素第三章角度測量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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析水平角測量原理地面上兩相交直線的夾角在水平面上的投影

水平角

為保證測角

經(jīng)緯儀應(yīng)具備哪些條件？1、有一個(gè)能置于水平位置帶刻度的圓盤；2、圓盤中心必須處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上；3、望遠(yuǎn)鏡不僅能在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)?而且可以在豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)以瞄準(zhǔn)不同方向不同高度的目標(biāo)；4、具有一個(gè)讀取角度數(shù)值的裝置。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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析常用的光學(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)部水平度盤水平度盤：順時(shí)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(dòng)控制裝置：度盤變化手輪。望遠(yuǎn)鏡：讀數(shù)顯微鏡：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管：光學(xué)對中器：豎直度盤：3基座中心鎖緊螺旋腳螺旋讀數(shù)顯微鏡經(jīng)緯儀1目鏡水平制動(dòng)、微動(dòng)螺旋經(jīng)緯儀2望遠(yuǎn)鏡上下制動(dòng)螺旋望遠(yuǎn)鏡上下微動(dòng)螺旋

豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)、微動(dòng)螺旋光學(xué)對中器讀數(shù)窗反光鏡讀數(shù)窗反光鏡豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡HV01234560123456二、讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法1121138988112°54′54″89°05′18″讀數(shù)練習(xí)HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″電子經(jīng)緯儀第三章角度測量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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析一、經(jīng)緯儀的安置1、對中—使得度盤中心處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上。也就是使儀器的中心與測站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。2、整平—使得度盤處于水平位置上

使用垂球?qū)χ小?/p>

使用光學(xué)對中器對中………一、經(jīng)緯儀的安置1、對中—使得度盤中心處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上使用垂球?qū)χ?2312一、經(jīng)緯儀的安置2、整平—使得度盤處于水平位置上123121212121233333經(jīng)過反復(fù)幾次最終使長水準(zhǔn)管氣泡在任意位置處于居中使用光學(xué)對中器整置1、用三腳架或腳螺旋使光學(xué)對中器分劃板上的圓心或十字絲交點(diǎn)對準(zhǔn)測點(diǎn)；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雙絲單絲中絲下絲上絲瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀認(rèn)識與使用錄像二、水平角測量方法1、測回法適用于觀測兩個(gè)方向之間的單角2、方向法（全圓測回法）適用于觀測兩個(gè)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(gè)測回/多個(gè)測回

配盤度盤變換手輪三、測回法測量水平角 O A B

觀測方法經(jīng)緯儀置于盤左位置，配盤倒鏡，置于盤右位置(1)測回法的步驟1、盤左位置，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)。配置度盤在0度或稍大于0度，讀數(shù)記于手簿。4、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)，讀數(shù)，并記錄。2、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù)記于手簿。得到上半測回的半測回角值3、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，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。得到下半測繪的半測回角值由上/下半測回角值計(jì)算測回角值018027090180027090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O（1）ABAB001068536181800124

2653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506上半測回下半測回一個(gè)測回第二測回要按(180°/m)配盤三、測回法測量水平角注意及說明測回間要配盤；上、下兩個(gè)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(gè)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(shí)，分、秒一般都要記兩位；計(jì)算時(shí)，取平均值的原則是“奇進(jìn)偶不進(jìn)”。經(jīng)緯儀角度測量錄像四、經(jīng)緯儀認(rèn)識與使用（實(shí)驗(yàn)四）目的：了解經(jīng)緯儀構(gòu)造，掌握其使用方法。實(shí)驗(yàn)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）用測回法練習(xí)測量水平角。五、全圓測回法測量水平角盤左：配盤，順時(shí)針觀測盤右：

逆時(shí)針觀測A→B→C→D→A（歸零）A←B←C←D←AABCDO零方向

觀測方法歸零方向法的計(jì)算步驟計(jì)算兩倍照準(zhǔn)誤差2C值(J6不要求)2C=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±1800)計(jì)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(jì)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(jì)算各測回歸零后的方向值的平均計(jì)算各水平角的值全圓測回法記錄測站目標(biāo)盤左L盤右R平均讀數(shù)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注意事項(xiàng):方向觀測和計(jì)算同步進(jìn)行，以及時(shí)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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析1、豎直角的概念豎直角在同一垂直面內(nèi)，傾斜視線與水平線之間的夾角。仰角、俯角仰角(＋):視線在水平線之上俯角(－):視線在水平線之下2、豎直角測量原理通過觀測傾斜視線與水平線在豎直度盤上的讀數(shù)從而求出豎直角的大小。不過水平線在豎盤上的讀數(shù)為固定讀數(shù)，只需讀取傾斜視線的讀數(shù)（可變的），便可獲得兩讀數(shù)之差。αΑ(＋)A3、豎盤構(gòu)造（基本構(gòu)造）指標(biāo)水準(zhǔn)管指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡0901802703、豎盤構(gòu)造（特點(diǎn)）豎直度盤與望遠(yuǎn)鏡固定在一起090180270090180270090180270讀數(shù)指標(biāo)線與指標(biāo)水準(zhǔn)管軸垂直3、豎盤構(gòu)造（注記）090180270900270180090180270盤左盤右盤左盤右270180900始讀數(shù)不同豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)090180270090180270盤左Lα左=90°－L豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)盤右090180270090180270Rα右=R－270°4、豎盤的指標(biāo)差定義：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)豎盤讀數(shù)與理想讀數(shù)的差。產(chǎn)生原因：指標(biāo)線與指標(biāo)水準(zhǔn)管軸不垂直。090180270i含指標(biāo)差的計(jì)算公式090180270090180270盤左Lα=(90°+i)－Li含指標(biāo)差的計(jì)算公式盤右090180270090180270Rα=R－(270°+i)i問題

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°44′24″，盤右讀數(shù)為288°16′24″，計(jì)算該目標(biāo)豎直角。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？

5、豎直角觀測方法在測站安置經(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）；瞄準(zhǔn)HV01234560123456讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法1121138988113°05′12″88°48′36″豎直角觀測記錄測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)半測回角值指標(biāo)差一測回角值A(chǔ)B盤左875218＋20742盤右2720730＋20730＋20736AC盤左931654－31654盤右2664324－31636－31645-6+9討論：水平角測量和豎直角測量的異同點(diǎn)？（測量原理，儀器構(gòu)造、觀測方法等）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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析一、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

）LLHHCCVVL’

L’

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(yàn)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。或瞄準(zhǔn)一清晰小點(diǎn)……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′AOCM右=M′右-C4、橫軸垂直于豎軸的檢校HHVV

？（一般由專業(yè)人員進(jìn)行校正）指標(biāo)差：右左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(shí)，應(yīng)予以校正。180270090i180270090i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(yàn)校正3.6角度測量誤差分析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（一）儀器誤差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(shí)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(shí)產(chǎn)