工程測量角度測量

工程測量角度測量第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日第三章角度測量在確定地面點的位置時，常常要進行角度測量進行角度測量所使用的儀器是經緯儀（theodolite）角度測量分為水平角測量與豎直角測量水平角測量用于求算點的平面位置豎直角測量用于測定高差以及將傾斜距離改化成水平距離第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-1水平角測量原理

水平角是地面上一點到兩目標的方向線投影到水平面上的夾角。

也就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-1水平角測量原理有一刻度盤和在刻度盤上讀數的指標刻度盤中心應安放在過測站點的鉛垂線上，并能使之水平為了瞄準不同方向，經緯儀的望遠鏡應能沿水平方向轉動，也能高低俯仰當望遠鏡高低俯仰時，其視準軸應劃出一豎直面第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-1水平角測量原理按讀數系統分類

游標經緯儀

光學經緯儀

電子經緯儀

第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-1水平角測量原理按讀數系統分類

按測量精度指標分類

DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60

指室內條件下,一測回的方向測量中誤差所達到的精度第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-2DJ6級光學經緯儀

經緯儀的基本結構

1.有照準器或望遠鏡2.望遠鏡可以在豎直面內轉動望遠鏡+豎盤+水平度盤的指針=照準部3.水平度盤靜置在基座上4.水準器+腳螺旋=>整平第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-2DJ6級光學經緯儀經緯儀的基本結構

DJ6級光學經緯儀的構造第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-2DJ6級光學經緯儀DJ6級光學經緯儀的構造1．分微尺測微器及其讀數方法DJ6級光學經緯儀的讀數方法第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-2DJ6級光學經緯儀DJ6級光學經緯儀的構造1．分微尺測微器及其讀數方法DJ6級光學經緯儀的讀數方法2．單平板玻璃測微器及其讀數方法第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-2-2DJ2級光學經緯儀

采用對徑重合讀數法

相當于利用度盤上相差180度的兩個指標讀數并取平均值，可消除度盤偏心的影響。只顯示水平或豎直盤的一種讀數，有度盤換向輪可以切換第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-3經緯儀的操作

經緯儀的對中、整平和瞄準1.對中目的:是使儀器的中心與測站點位于同一鉛垂線上

方法:①掛垂球法②光學對點器法先目估三腳架頭大致水平，且三腳架中心大致對準地面標志中心，踏緊一條架腳；雙手分別握住另兩條架腿稍離地面前后左右擺動，眼睛看對中器的望遠鏡，直至分劃圈中心對準地面標志中心為止，放下兩架腿并踏緊；調節(jié)架腿使氣泡基本居中，然后用腳螺旋精確整平；檢查地面標志是不位于對中器分劃圈中心，若不居中，可稍旋松連接螺旋，在架頭上平移儀器，使其精確對中。第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-3經緯儀的操作經緯儀的對中、整平和瞄準1.對中2.整平目的:使儀器豎軸豎直、水平度盤水平對中、整平要反復進行??！第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-3,4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準1.對中2.整平3.瞄準照準部和望遠鏡的任何轉動都必須先松開制動螺旋！到精確瞄準目標時，先制動，再用微動螺旋水平角可只用豎絲瞄準;當目標很細時，用目標平分雙絲；當目標稍粗時，用單絲平分目標；當目較粗時，要觀測目標的左右邊沿取中值。第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測測回法用于觀測兩個方向之間的單角

①盤左位置瞄準左目標A，調整水平度盤為零度稍大，再精確瞄準左目標A，讀數A左第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準水平角的觀測1.測回法①盤左位置瞄準左目標A，調整水平度盤為零度稍大，再精確瞄準左目標A，讀數A左②松開水平制動螺旋，順時針轉動照準部，瞄準右方目標B，讀取水平度盤讀數B左。以上稱上半測回。β上=B左-A左。③

松開水平及豎直制動螺旋，倒轉望遠鏡盤右瞄準目標B，讀取水平度盤讀數B右。④松開水平制動螺旋，再逆時針瞄準左方目標A，讀數A右。以上稱下半測回。β下=B右-A右。⑤上、下半測回合稱一測回。ABBA第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準水平角的觀測1.測回法當上下半測回角值差不大于±40″時：β=（β左+β右）/20621240B1820604800180A右362060B60202124206012000A左O″′°″′°″′°備注一測回平均值半測回角值水平度盤讀數目標豎盤位置測站測回法水平角觀測手薄第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準水平角的觀測1.測回法

當測角精度要求較高時，往往要測幾個測回，為了減少度盤分劃誤差的影響，各測回間應根據測回數n按180°／n

變換水平度盤位置。第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準水平角的觀測1.測回法2.方向法（全圓測回法）適用于觀測兩個以上的方向（一次觀測多個角）當方向多于三個時，每半測回都從一個選定的起始方向（零方向）開始觀測，在依次觀測所需的各個目標之后，應再次觀測起始方向（稱為歸零）

ABCDA

↓

ABCDA第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-4水平角的觀測經緯儀的對中、整平和瞄準水平角的觀測第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測

豎直角的測量原理豎直角是同一豎直面內視線與水平線間的夾角其角值為0°-90°。視線上傾斜，豎直角為仰角，符號為正。視線向下傾斜，豎直角為俯角，符號為負。

當望遠鏡視準軸水平時，其豎盤讀數必為一固定值。因此，在觀測豎直角時，只需觀測目標點一個方向并讀取豎盤讀數便可算得該目標點的豎直角。第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日豎直角的測量原理豎盤固定在望遠鏡旋轉軸(橫軸)的一端，隨望遠鏡一起在豎直面內轉動。豎直度盤有順時針或逆時針注記最常見的是0-360度全圓順時針注記為準確提供讀數指標，經緯儀設有指標水準器及指標水準器微動螺旋3-5豎直角觀測第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測豎直角的測量原理豎直角的觀測和計算

1．儀器安置于測站點上，盤左瞄準目標點M（中絲切于目標頂部）

2．調節(jié)豎盤指標水準管氣泡居中，讀數L

3．盤右再瞄準M點并調節(jié)豎盤指標水準管氣泡居中，讀數R4．計算豎直角α。第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測豎直角的測量原理豎直角的觀測和計算盤左:αＬ＝９０°－Ｌ盤右:αR＝Ｒ－２７０°一測回豎直角為：α＝（αＬ＋αR）/2第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測豎直角的測量原理豎直角的觀測和計算第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測豎直角的測量原理豎直角的觀測和計算豎直盤指標差

當豎盤指標水準管氣泡居中時，指標并不恰好指向90°或270°，而與正確位置相差一個小角度x,x稱為豎盤指標差第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測

由于指標差x的存在，豎盤盤左讀數為90°+x，則正確的豎直角應為：

α＝（90°＋x)-L=αＬ+x

盤右時正確的豎直角應為:

α＝R-(270°+x)=αR-x∴α=(αＬ＋αR）/2

,即盤坐、盤右的平均值可消除指標差的影響指標差為：x=(αR-αL）/2=(R+L-360°)/2第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-5豎直角觀測豎直角的測量原理豎直角的觀測和計算豎直盤指標差豎盤指標差自動歸零的補償裝置

原理同自動安平水準儀,大大提高了測量豎直角的測量速度第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析

儀器誤差LL⊥VV，CC⊥HH,HH⊥VV；經緯儀的水準管軸LL,豎軸VV,水平軸HH,視準軸CC應該滿足以下條件:1.視準軸誤差(C不⊥H)在繞橫軸旋轉時視準軸畫出圓錐面。從而給方向觀測帶來誤差C的符號正倒鏡相反,可用正倒鏡的平均值消除其影響第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析儀器誤差1.視準軸誤差(C不⊥H)2.橫軸誤差(H不⊥V)

視準軸畫出斜面。從而對方向的影響為εi=i×tgαi的符號正倒鏡相反,可用正倒鏡的平均值消除其影響第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析儀器誤差1.視準軸誤差(C不⊥H)2.橫軸誤差(H不⊥V)3.豎軸誤差由于豎軸V不⊥水準管軸L或者沒有嚴格整平,從而使儀器豎軸不處于鉛垂方向，偏離一個δ角度，稱豎軸誤差

豎軸誤差導致水平軸傾斜,但其傾斜量是隨方向的變化而變化的(0-δ),其符號不因為正倒鏡而變化,所以正倒鏡不能消除其影響4、5照準部偏心誤差、度盤刻劃誤差第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析儀器誤差對中誤差與目標偏心觀測水平角時，對中不準確，使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一鉛垂線上即是對中誤差，也稱測站偏心

Δβ與偏心距e成正比,與邊長d成反比，也和所測角β的大小有關，β接近180時影響最大，對于短邊、鈍角尤其要注意對中第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析儀器誤差對中誤差與目標偏心簡單的取Δβ=ρ”e/d觀來討論一下對中不準確對測角的影響ed5m10m20m50m100m0.5mm20”10”5”2”1”1mm41”20”10”4”2”2mm82”41”20”8”4”當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時，兩點位置的差異稱目標偏心或照準點偏心其影響類似對中誤差，邊長越短，偏心距越大，影響也越大。

第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-7水平角測量的誤差分析儀器誤差對中誤差與目標偏心觀測誤差1.瞄準誤差mv=±60”/V2.讀數誤差mt=±0.1t外界條件的影響

松軟的土壤和大風影響儀器的穩(wěn)定；日曬和溫度變化影響水準管氣泡的運動；大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等

第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-6經緯儀的檢驗和校正一.照準部水準軸應垂直于儀器豎軸的檢驗和校正第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-6經緯儀的檢驗和校正一.照準部水準軸應垂直于儀器豎軸的檢驗和校正二.十字絲豎絲應垂直于儀器橫軸的檢驗校正第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-6經緯儀的檢驗和校正一.照準部水準軸應垂直于儀器豎軸的檢驗和校正二.十字絲豎絲應垂直于儀器橫軸的檢驗校正三.視準軸應垂直于橫軸的檢驗和校正第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-6經緯儀的檢驗和校正四.橫軸與豎軸垂直的檢驗和校正在離建筑物10m處安置儀器，盤左瞄準墻上高目標點標志P（垂直角大于30度），將望遠鏡放平，十字絲交點投在墻上定出P1點。盤右瞄準P點同法定出P2點。若P1、P2點重合，則說明此條件滿足，若P1P2＞5mm，則需要校正。第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-6經緯儀的檢驗和校正六.光學對中器的檢驗校正五.豎盤指標差的檢驗和校正

用盤左、盤右觀測同一目標點，計算指標差x,如果x>1’則需校正。校正：轉動指標水準器使盤右的讀數為R-x,指標水準器必然偏離中心，然后校正指標水準器使其居中。四.橫軸與豎軸垂直的檢驗和校正有裝在照準部上和裝在基座上兩種第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-8電子經緯儀簡介根本區(qū)別：電子測角系統代替光學讀數系統,讀數自動化有微處理器，實現許多光學經緯儀不具備的功能（自動讀數、自動記錄、軸系誤差補償、積木式結構）電子經緯儀的電子測角原理1.編碼度盤絕對式測角原理第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日3-8電子經緯儀簡介

顯然，編碼度盤的測角分辨率為360o/2n

度盤直徑D一般只有80mm，若n=10,即測角分辨率為360o/210=21.1’,其最外圈的寬度也只有:πx80mm