水平角觀測手薄

1、第一節(jié) 角度測量的基本概念,第二節(jié) DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀,第五節(jié) 豎直角測量,第六節(jié) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用,第四節(jié) 水平角觀測,第四章 角度測量,第七節(jié) 水平角觀測誤差來源及消減措施,第八節(jié) 電子經(jīng)緯儀簡介,第一節(jié) 角度測量的基本概念,測量的三項(xiàng)基本工作：角度、距離和高程測量 角度測量目的：確定地面點(diǎn)的位置。 角度測量包括水平角測量和豎直角測量。 水平角測量作用：確定地面點(diǎn)的平面位置 豎直角測量作用：間接測定地面點(diǎn)的高程。 常用儀器: 經(jīng)緯儀,A,C,B,A1,C1,B1,O,n,m,水平面,一、水平角的測量原理,1、水平角：相交的兩條直線在同一水平面上的 投影所夾的角度。,

2、2、原理： BA投影在水平度盤上讀數(shù)為n，BC投影在水平度盤上讀數(shù)為m。,角值范圍：0-360,Oo,=右目標(biāo)讀數(shù)m-左目標(biāo)讀數(shù)n,二.豎直角測量原理 水平角 ：測站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的視線與水平線間的夾角。 用表示，角值范圍：090 角值從水平視線算起向上為正，稱仰角； 視線向下為負(fù)，稱俯角。 =90-Z =目標(biāo)視線讀數(shù)-水平視線讀數(shù) 天頂距：視線與測站點(diǎn)天頂 方向之間的夾角，以Z表示， 角值范圍：0 180,第二節(jié) DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀,按精度分為： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6等。 D大地測量 J經(jīng)緯儀 數(shù)字測角精度（一測回方向觀測中誤差，單位為秒） 分類： 按測量方式分：方向經(jīng)緯儀和復(fù)測經(jīng)緯儀

3、 按度盤的性質(zhì)分：金屬度盤經(jīng)緯儀、光學(xué)度盤經(jīng)緯儀、編碼度盤經(jīng)緯儀和全站儀。 光學(xué)經(jīng)緯儀DJ6使用較多。 按讀數(shù)讀數(shù)裝置分測微尺讀數(shù)裝置和單平板玻璃測微器讀數(shù)裝置。,DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀包括基座、度盤、照準(zhǔn)部三大部分。,垂直制動,水平微動,讀數(shù)目鏡,水平度盤轉(zhuǎn)換輪,垂直微動,光學(xué)對點(diǎn)器,補(bǔ)償器轉(zhuǎn)換鈕,望遠(yuǎn)鏡,圓水準(zhǔn)器,一、測微尺讀數(shù)裝置的光學(xué)經(jīng)緯儀,(一）基本構(gòu)造 1.照準(zhǔn)部 主要由望遠(yuǎn)鏡、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管、豎直度盤（豎盤）、光學(xué)對中器、讀數(shù)顯微鏡及豎軸等組成。 望遠(yuǎn)鏡 用于瞄準(zhǔn)目標(biāo) 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管 用于精確整平儀器 豎直度盤 測量豎直角 光學(xué)對點(diǎn)器 使儀器中心中心過測站點(diǎn)的鉛垂線上 讀數(shù)顯微鏡精確讀取水

4、平度盤和豎直度盤讀數(shù),2.水平度盤,由光學(xué)玻璃制成。 注記：0-360 分劃：20、30 、1 三種 注：水平度盤順時針注記，與豎軸不固定，不隨 望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動； 水平度盤有度盤變換水輪，用于變換到需要的 讀數(shù)上； 豎直度盤順時針注記或逆時針注記，與望遠(yuǎn)鏡固定，隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。,3.基座 組成：軸座、腳螺旋、底板、三角壓板等。 作用：用于連接和整平。,(二)光路系統(tǒng)及讀數(shù)方法 1.光路系統(tǒng) 分：水平度盤光路 和豎直度盤光路 作用： 用于讀取度盤讀數(shù),2.測微裝置,水平讀數(shù)：215 0718 豎直讀數(shù)：78 4812,0 1 2 3 4 5 6,二、單平板玻璃測微裝置的光學(xué)經(jīng)緯儀,測回間度盤變換使

5、用： 離合器（復(fù)測扳手）裝置。 使用方法: 關(guān)上開離合器（復(fù)測扳手下扳）,DJ6型單平板玻璃測微裝置的讀數(shù)方法,水平度盤讀數(shù) 10700+0230=1070140,豎直度盤讀數(shù) 4930+2220=495220,基本工作: 安置經(jīng)緯儀 照準(zhǔn)目標(biāo) 調(diào)焦 水平度盤配置 讀數(shù),第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用,一、安置經(jīng)緯儀,對中和整平 對中的目的:使儀器中心（或水平度盤中心）與測站點(diǎn)的標(biāo)志中心位于同一鉛垂線上； 整平的目的:則是為了使水平度盤處于水平位置。 方法: 用垂球?qū)χ?用光學(xué)對中器對中,（一）用垂球?qū)χ械陌仓梅椒?1.對中 (1)架三角架 張開三腳架 高度適中 架頭大致水平 并目估使架頂中心 大致對準(zhǔn)

6、測站點(diǎn)標(biāo)志中心。,（2）整平,1.儀器放在架頭上，并隨手?jǐn)Q緊連接儀器和三腳架的中心連接螺旋， 2.掛上垂球，調(diào)整垂球線長度。 3.垂球尖端對準(zhǔn)測站點(diǎn): 平移三腳架 放松中心連接螺旋，在三腳架頭上緩緩移動儀器 4.擰緊中心連接螺旋。 5.如果偏離量過大，重新整置三腳架，,2.整平,氣泡居中，1、2等高,氣泡居中，3與1、2等高,（二）用光學(xué)對中器對中的安置方法 安置儀器：高度適中，使測點(diǎn)在視場內(nèi)； 強(qiáng)制對中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對點(diǎn)器 中心與測點(diǎn)重合； 粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準(zhǔn)氣泡居中； 精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使長水準(zhǔn)氣泡居中； 精確對中：移動基座，精確對中（只能前后、 左右移動，不能旋轉(zhuǎn)）

7、； 重復(fù) 、兩步，直到完全對中、整平。,二、照準(zhǔn)目標(biāo),步驟: 松開水平和望遠(yuǎn)鏡制動螺旋 使十字絲清晰 粗略照準(zhǔn)目標(biāo)并擰緊制動螺旋 調(diào)焦使目標(biāo)清晰并消除視差 精確照準(zhǔn)目標(biāo) 注意事項(xiàng)： 水平角觀測時要照準(zhǔn)目標(biāo)底部 目標(biāo)離儀器較近時，成像較大，可用單絲平分目標(biāo) 目標(biāo)離儀器較遠(yuǎn)時，可用雙絲夾住目標(biāo)或用單絲和目標(biāo)重合 豎直角觀測時應(yīng)照準(zhǔn)目標(biāo)頂部或某一預(yù)定部位,三、讀數(shù)或置數(shù),（1）讀數(shù) 注意：一是應(yīng)打開度盤照明反光鏡，并調(diào)節(jié)反光鏡方向使讀數(shù)窗內(nèi)亮度最大。 二是應(yīng)調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡目鏡使度盤影像清晰。 （2）置數(shù)：照準(zhǔn)某一方向時，使度盤讀數(shù)為某一預(yù)定值的工作。 度盤變換器置數(shù)方法：先照準(zhǔn)后置數(shù),測水平角 用雙

8、絲夾粗目標(biāo),測豎直角 用橫絲切目標(biāo)頂部,第四節(jié) 水平角觀測,水平角觀測方法： 測回法：適用于觀測兩個照準(zhǔn)目標(biāo)的單角。 方向觀測法：當(dāng)一個測站上有三個或三個以上方向，需要觀測多個角度時。,一、測回法（只有兩個方向）,1、操作步驟 安置儀器于O點(diǎn)，對中整平； 正鏡（盤左）瞄準(zhǔn)A點(diǎn)， 配度盤； 順時針轉(zhuǎn)動儀器，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)； 倒鏡（盤右），瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)； 逆時針轉(zhuǎn)動儀器，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)讀數(shù)。,2、記錄與計算 盤左（正鏡）觀測 瞄A，記錄 a左= 00218 瞄B，記錄 b左= 792442 上半測回的角值： 左= b左- a左= 792224 盤右（倒鏡）觀測 瞄B， 記錄 b右= 2592436 瞄A，

9、 記錄 a右= 1800224 下半測回角值： 右= b右- a右= 792227,4、 一測回角值,3、 檢核 對于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測回角度之差應(yīng)滿足： ，否則，應(yīng)重測。,注：當(dāng)測角精度要求較高時，需觀測多個測回 第一測回度盤歸零； 其他各測回間按180/n（n為測回數(shù)）的差值，變換度盤； 各測回角值之差不得超過36； 取各測回平均值作為最后結(jié)果。,水平角觀測手?。y回法）,二、方向觀測法（三個或三個以上方向）,零方向：選定起始方向 觀測其余各個方向相對于起始方向的方向值 兩方向線之間的水平角=任意兩個方向的方向值之差 歸零：若方向數(shù)超過三個，則須在每個半測回末尾再觀測一次零方向 歸零差

10、：兩次觀測零方向的讀數(shù) 全圓方向法或全圓測回法,（一）觀測程序,安置儀器于測站點(diǎn)O，對中、整平； 正鏡（盤左），選擇零方向A， 順時針依次照準(zhǔn)目標(biāo)B、C、D、 A（歸零），讀數(shù)； 倒鏡（盤右）， 瞄準(zhǔn)零方向A， 逆時針依次照準(zhǔn)目標(biāo)D、C、B、 A（歸零），讀數(shù)；,C,B,D,（二）外業(yè)手薄計算 1.半測回歸零差的計算:半測回零方向兩個讀數(shù)差值稱歸零差 第一測回上半測回歸零差為上2418= +06 下半測回歸零差為：下= 1206= +06 2.平均讀數(shù)的計算平均讀數(shù)的計算：,注：零方向有兩個平均值，取這兩個平均值的中數(shù)記在平均讀數(shù)欄上方，并加上括號。,3.歸零方向值的計算 各方向平均讀數(shù)分別減

11、起始方向平均讀數(shù) 各測回歸零后平均方向值的計算： 各測回歸零后方向值的平均值。 4.水平角的計算： 相鄰方向值之差，即為相鄰方向所夾的水平角。,5.水平角觀測限差,一、 豎直度盤結(jié)構(gòu) 豎直度盤固定在望遠(yuǎn)鏡的 旋轉(zhuǎn)軸（橫軸）上。主要 由豎直度盤、豎盤指標(biāo)、 （豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管、豎盤 指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋）， 目前很多儀器用自動 補(bǔ)償器代替了水準(zhǔn)管。,第五節(jié) 豎直角測量,二、豎直角的計算,豎直角定義：測站點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的傾斜視線和水平視線之間的夾角。 豎直角是兩個方向線的豎盤讀數(shù)之差 豎直角測量：讀取目標(biāo)方向的豎盤讀數(shù),根據(jù)度盤的刻劃順序不同，分為順時針注記和逆時針注記兩種。,順時針注記,逆時針注記,豎盤

12、讀數(shù)盤左為L ，盤右為R 視線水平豎盤讀數(shù)L0 =90 （1）當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰，豎盤讀數(shù)增加時： =瞄準(zhǔn)目標(biāo)時的讀數(shù) 視線水平時的常數(shù) （2）當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線往上仰，豎盤讀數(shù)減小時： =視線水平時的常數(shù)瞄準(zhǔn)目標(biāo)時的讀數(shù) 對不同注記形式的度盤 ，首先應(yīng)正確判讀 視線水平時的常數(shù)，且同一儀器盤左、盤右的常數(shù)差為180。,順時針注記豎盤 盤左:L=90L（上半測回） 盤右: R=R270（下半測回） 一測回豎直角： =（L+R）/2 =（RL180）/2 計算結(jié)果為+時，為仰角；為-時，為俯角。,豎直角計算公式的通用判別法,（1）儀器在盤左位置，使望遠(yuǎn)鏡大致水平，確定視線水平時的讀數(shù)L 。 （2）將望

13、遠(yuǎn)鏡緩慢上仰，觀察讀數(shù)變化情況 若讀數(shù)減小，則 若讀數(shù)增大，則 。 （3）同法確定盤右讀數(shù)和豎直角的關(guān)系。 （4）取盤左、盤右的平均值即可得出豎直角計算公式 。,三、豎盤指標(biāo)差,讀數(shù)指標(biāo)與正確位置之間的小夾角x，稱為豎盤指標(biāo)差。,盤左位置 望遠(yuǎn)鏡上仰，讀數(shù)減小，豎盤讀數(shù)為L。則正確的豎直角為：, 90LxLx （1）,指標(biāo)差計算,盤右位置 望遠(yuǎn)鏡上仰，讀數(shù)增大，豎盤讀數(shù)為R。則正確的豎直角為：, R 270 x=Rx （2）,（1）、（2）兩式聯(lián)立得：,（1）用盤左、盤右觀測取平均值可消除指標(biāo)差的影響。 （2）當(dāng)只用盤左或盤右觀測時，應(yīng)在計算豎直角時加入指標(biāo)差改正。求得x后，計算豎直角。計算時

14、x應(yīng)帶號。 （3）指標(biāo)差x的值有+有，當(dāng)指標(biāo)線沿度盤注記方向偏移時，造成讀數(shù)偏大，則x為+，反之x為。,安置儀器，對中、整平； 盤左瞄準(zhǔn)目標(biāo)某一位置， 讀取豎盤讀數(shù)L； 盤右瞄準(zhǔn)原目標(biāo)位置， 讀取豎盤讀數(shù)R。 （以上盤左、盤右觀測構(gòu)成一個測回） 記錄與計算 分別計算盤左、盤右半測回豎直角， 計算盤左盤右的平均值作為一測回豎直角。,四、豎直角觀測,例1,例如觀測一高處目標(biāo)，盤左時讀數(shù)為814736， 盤右時讀數(shù)為2781130,=81157,=00027,其指標(biāo)差,計算,例2,例如觀測一低處目標(biāo)，盤左時讀數(shù)為962642，盤右時讀數(shù)為2633406,=62618,=00024,其指標(biāo)差,計算,豎

15、直角觀測手薄,DJ6型經(jīng)緯儀限差,同一測回中，各方向指標(biāo)差互差不超過24。 同一方向各測回豎直角互差不超過24。 若指標(biāo)差互差和豎直角互差符合要求 各方向豎直角=各測回同一方向豎直角的平均值。,五、豎盤指標(biāo)自動歸零補(bǔ)償器,1-豎直度盤；2-彈簧片；3-垂直吊架；4-轉(zhuǎn)像棱鏡 5-透鏡組；6-豎直度盤棱鏡；7-阻尼盒；8-阻尼器,第六節(jié) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正,一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件 二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正 （一）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸 （二）十字絲的豎絲應(yīng)垂直于橫軸 （三）視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸 （四）橫軸應(yīng)垂直于豎軸 （五）豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)校正 （六）光學(xué)對中器的檢驗(yàn)校正,一、經(jīng)緯儀應(yīng)滿

16、足的幾何條件,主要軸線： （1）豎軸應(yīng)垂直于水平度盤且過其中心。 （2）照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸（LLVV）。 （3）視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸（CCHH）。 （4）橫軸應(yīng)垂直于豎軸（HHVV）。 （5）橫軸應(yīng)垂直于豎盤且過其中心。,二、檢驗(yàn)與校正 （一）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于儀器豎軸 1、檢驗(yàn) 儀器粗平：圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 水準(zhǔn)管平行某兩個腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。 照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，若氣泡仍居中，則滿足要求，若氣泡偏離，則需校正。,2、校正 用腳螺旋調(diào)一半； 用水準(zhǔn)管校正螺旋調(diào)一半。,此項(xiàng)檢校需反復(fù)進(jìn)行，直至儀器旋轉(zhuǎn)到任意方向氣泡都居中。,校正螺絲,3、檢校原理,（二）十字絲豎絲的檢驗(yàn)校正

17、 1、檢驗(yàn)方法 儀器整平用十字絲豎絲照準(zhǔn)適當(dāng)距離處懸掛的穩(wěn)定不動的垂球線，如果豎絲與垂球線完全重合，則條件滿足，否則應(yīng)進(jìn)行校正。 豎絲瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點(diǎn)，豎直方向移動望遠(yuǎn)鏡，看P點(diǎn)是否在豎絲上移動 。 2、校正 用十字絲的交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn) 。 用十字絲的校正螺旋調(diào)整 。,1、檢驗(yàn) 平地選DAB=20m左右,安置儀器于中點(diǎn)O；A點(diǎn)設(shè)瞄準(zhǔn)標(biāo)志，B點(diǎn)橫一毫米刻劃標(biāo)尺（注意標(biāo)志、標(biāo)尺與儀器同高）。 盤左：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B1 盤右：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B2 若B1= B2，則滿足要求 若B1 B2，則存在c角， 當(dāng)c超過1時，需校正。,（三）視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸,2、校正 在標(biāo)尺上定出B1、B2兩點(diǎn)連線

18、的中點(diǎn)B； 定出B 、B2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)B ； 調(diào)節(jié)十字絲校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)對準(zhǔn)B ；,（四） 橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正 1、檢驗(yàn) 距墻壁D=30m安置儀器，墻壁上選一明顯目標(biāo)P，30； 盤左：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平， 讀數(shù)P1，標(biāo)出P1 ； 盤右：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平， 讀數(shù)P2 ，標(biāo)出P2 ； 若P1=P2,則滿足要求， 若P1P2,則存在i角， 需校正。,2、校正 墻上定出P1、P2的中點(diǎn)PM ； 調(diào)節(jié)水平微動，瞄準(zhǔn)PM ， 將望遠(yuǎn)鏡上仰（十字絲交 點(diǎn)必偏離P點(diǎn)，至P點(diǎn)； 校正橫軸一端支架上的 偏心環(huán)，使橫軸一端升高 或降低，移動十字絲， 精確瞄準(zhǔn)P ； 反復(fù)檢校，直至i角小于1；,（五）豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與矯正 1、檢驗(yàn) 儀器整平，用盤左、盤右分別瞄準(zhǔn)大致水 平方向的 P點(diǎn)，讀數(shù)為L，R。 計算豎直角