實用工測(3角度測量) 1

1、第3章 角度測量,3.1 水平角測量的原理3.2 DJ6經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù)3.3 DJ2經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù)3.4 經(jīng)緯儀的使用3.5 水平角的觀測3.6 豎直角測量原理與觀測法3.7 經(jīng)緯儀的檢驗與校正3.8 如何將經(jīng)緯儀作為水準儀使用3.9 水平角測量誤差分析 3.10 電子經(jīng)緯儀簡介,,,水平面,,β= b - a,,,A,,O,B,,,,水平角：兩條相交直線在水平面上的投影之間的夾角。,※ 水平角（horizon

2、tal angle)的概念,3.1 水平角測量的原理,,,,,a,b,o’,經(jīng)緯儀必須具備三個條件： ①有一個能夠置于水平位置帶刻度的圓盤，圓盤必須安置在角頂點的鉛垂線上。 ②有一個能夠在上、下、左、右旋轉(zhuǎn)的望遠鏡，并且能夠指示讀數(shù)。 ③應有一個能指示讀數(shù)的指標。,,,3.2 DJ6光學經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù),1. 經(jīng)緯儀的分類 (1)按精度分： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等5

3、個級。 D表示：大地‘Dadi’，J表示：經(jīng)緯儀‘Jingweiyi’ 07表示：觀測一個方向的中誤差為±0.7? 6表示：觀測一個方向的中誤差為±6? (2)按構(gòu)造分： (a）光學經(jīng)緯儀 (b）電子經(jīng)緯儀,北光TDJ6型,蘇光J2型,☆光學經(jīng)緯儀☆,,☆電子經(jīng)緯儀☆,北光DJD2型,,DJ6型經(jīng)緯儀的構(gòu)造,2. J6級經(jīng)緯儀的構(gòu)造,①望遠鏡及其相

4、連的橫軸 ②豎盤 ③光學讀數(shù)裝置 ④水準管 ⑤水平制、微動螺旋 ⑥望遠鏡制、微動螺旋 ⑦光學對中器 ⑧豎軸,水平度盤用光學玻璃刻制而成，其上刻有0°～360°分劃。,(2)水平度盤,指經(jīng)緯儀上部可轉(zhuǎn)動部分， 主要包括下列各部件:,(1)照準部,(3 )基座：支撐儀器，設有3個腳螺 旋，作為整平儀器用,,,,,,,,,,望遠鏡制動螺旋,望遠

5、鏡微動螺旋,轉(zhuǎn)盤螺旋,,撥盤螺旋杠桿,望遠鏡,水準管,水平制動螺旋,水平微動螺旋,,腳螺旋,TDJ6型光學經(jīng)緯儀,,,V,H,,3 .光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)法 (1)分微尺測微器（TDJ6型）,水平度盤,豎直度盤,,,,,水平度盤從0°～360°，每度一注記，1°分成2格每格為30′。測微盤1格20″，可估讀至5″,,測微手輪,,(2)單平板玻璃測微器（DJ6－1型）,,,,,`,,,測微盤,豎盤,水平盤

6、,,,,,,,望遠鏡制動螺旋,讀數(shù)手輪,撥盤螺旋,照準部水平微動螺旋,TDJ2型,,,,水平制動螺旋,,讀數(shù)窗顯示變換螺旋,,3.3 DJ2級光學經(jīng)緯儀的構(gòu)造與讀數(shù),測微手輪,旋轉(zhuǎn)測微手輪使下窗口的上下度盤分劃影象（水平度盤對徑分劃影象）對齊后讀： 74°34′8″,雙光鍥數(shù)字式讀數(shù)法（北光TDJ2型）,,,,秒數(shù)值,分數(shù)值,3 代表 30′,旋轉(zhuǎn)測微手輪使窗口上下度盤分劃影象（即度盤對徑分劃影象）對齊后讀：163°

7、34′08″。,測微手輪,,雙光鍥附合讀數(shù)法（蔡司010）,,,分數(shù)值,秒數(shù)值,,,對徑分劃內(nèi)有 3 格代表 30′,(1)對中： 目的：使度盤的中心與測站點在同一條鉛垂線上。對中的誤差應小于3 mm。,3.4 經(jīng)緯儀的操作 1.經(jīng)緯儀的測站安置工作：對中、整平,步驟： ①腳架安置在測站上，高度適中，架頭大致平。在連接螺旋下方掛一垂球，調(diào)節(jié)線長，以便于垂球?qū)蕼y站點。 ②裝上經(jīng)緯儀，旋上連接螺旋，檢查對

8、中，若相差不大(1-2cm)，稍松開連接螺旋，雙手扶基座，在架頭上移動儀器，使垂球尖精確對準測站點，使對中誤差小于3mm。 ③用光學對中器對中。在用垂球大致對中后，粗平儀器，然后用光學對中器對中，先轉(zhuǎn)其目鏡使刻劃圓圈清晰，再推拉目鏡管使地面點成象清晰，在架頭移動儀器，使地面點位于刻劃圈中心，使對中誤差達到1mm。,正確使用垂球線調(diào)節(jié)板,用光學對中器對中的步驟：,3.操作光學對中器： （1）旋轉(zhuǎn)光學對中器的目鏡使分

9、劃板的刻劃圈清晰，再推進或拉出對中器的目鏡管，使地面點標志成象清晰。 （2）稍微松開中心連接螺旋，在架頭上平移儀器（盡量做到不轉(zhuǎn)動儀器），直到地面標志中心與刻劃中心重合，最后旋緊連接螺旋。檢查圓水準器是否居中，檢查對中情況，反復進行調(diào)整，從而保證對中誤差不超過１mm。,1.架面要基本平，懸掛垂球大致對中： 安三角架時，架面要基本上平，并調(diào)節(jié)基座螺旋大致等高。懸掛垂球?qū)χ小！?2.粗平： 光學對中器對準地面測站

10、點時，儀器的豎軸必須豎直，因此應調(diào)腳螺旋使圓水準器氣泡居中。,光學對中器對中原理圖示,,,,,,,左手大拇指的運動的方向是氣泡運動的方向。,(2)整平,,,整平的目的是使水平度盤處于水平位置。首先使圓水準管使儀器大致水平，然后用水準管使儀器精確整平。,(3)瞄準,瞄準目標是用十字絲的豎絲，單絲平分目標，雙絲夾住目標。,1.旋轉(zhuǎn)目鏡螺旋使十字絲成象清晰；2.轉(zhuǎn)動照準部，用粗瞄準器瞄準目標；3.旋轉(zhuǎn)對光螺旋消除視差；4.用水平微動螺旋

11、精確瞄準目標。,,① 將經(jīng)緯儀安置在測站點 O 上，進行對中和整平。 ② 盤左位置，瞄準左方目標，用撥盤螺旋轉(zhuǎn)水平度盤對準0°或比0°大點，得讀數(shù)為a。 順時針轉(zhuǎn)動照準部，瞄準右目標，得讀數(shù) b。 β左= b- a 完成上半測回觀測。 ③ 盤右位置，先瞄右方目標，讀數(shù) b’。 逆時針轉(zhuǎn)動照準部，再瞄左目標，讀數(shù)a’。 β右= b’ – a’ 完成

12、下半測回觀測。,3.5 水平角的測量方法 1.測回法,,,,上半測回：盤左：A→B（順時針） β左= b- a,下半測回：盤右：B→A（逆時針） β右= b’ – a’,上、下半測回角度之差應小于 40″。,此法適用于只有兩個目標時的測角。,為了減少度盤的刻劃誤差的影響，各個測回的起始方向讀數(shù)應該改變 180°/ n （n為測回數(shù)）,各測回角度之差，不大于　24″。,各測回角度之差，不大于24″

13、,上、下半測回角度之差應小于 40″,0 02 06,68 49 18,248 49 30,180 02 24,68 47 12,68 47 06,68 47 09,90 01 36,158 48 42,68 47 06,338 48 48,270 01 48,68 47 00,68 47 03,68 47 06,,為

14、了減少度盤的刻劃誤差，各個測回的起始讀數(shù)應該改變 180°/ n 。,測回法測角記錄表,A,B,o,,β= 115º12 ?22 ? － 32º38 ?42 ? = 82º33 ?40 ?,,β=第2個目標讀數(shù)b － 第1個目標讀數(shù)a,,β= （55º12 ?25 ? ＋360º）－332º38 ?45 ?=82º33 ?40 ?,當b<a時

15、，b應加360°后再減,☆水平角角值的計算應注意☆,(1),(2),①   將經(jīng)緯儀安置在測站點 O 上，進行對中和整平。 ②   盤左位置，瞄準起始目標 A ，用撥盤螺旋轉(zhuǎn)水平度盤對準0°或比0°大點，得讀數(shù)為a。順轉(zhuǎn)照準部，依次瞄準目標B、C等，分別讀數(shù)得b，c等，最后又回到 A 點，讀數(shù) a’。,盤左從 瞄準目標A 到又回到 A 的過程

16、，稱為歸零。兩次瞄準目標 A 的讀數(shù)差稱為歸零差?， ?= a- a′。 J6級經(jīng)緯儀，歸零差不得大于 18″。,以上過程稱為上半測回。,,O,A,,B,,C,,,,,2.方向觀測法(全圓測回法) 此法適用于多于兩個目標的測角。,③ 盤右位置，先瞄 A 目標，讀數(shù) a。,逆時針轉(zhuǎn)動照準部，依次瞄準目標C、B等，分別讀數(shù)得c，b 等，最后又回到A點，讀數(shù) a’。,以上過程稱為下半測回。,上半測回：盤左：A→B→C→A,

17、下半測回：盤右：A→C→B→A,,O,A,,B,,C,,,,,注意檢查下半測回歸零差也不得大于 18″,全圓測回法記錄表,,,,,0 01 06,62 48 36,151 20 24,0 01 12,180 01 18,331 20 24,242 48 30,180 01 12,-6,+6,0,-6,0 01 09,62 48 33,151 20 24,0 01 15,(00 01 1

18、2),0 00 00,62 47 21,151 19 12,90 01 06,152 48 30,241 20 30,90 01 18,270 01 12,61 20 18,333 48 24,270 01 06,0,+6,+12,+6,90 01 06,152 48 27,241 20 24,90 01 15,(90 01 10),0 00 00,62 47 17

19、,151 19 14,0 00 00,62 47 19,151 19 13,62 47 19,88 31 54,208 40 47,,O,A,,B,,C,,,,,,,,各測回同一方向歸零后的方向值不相等，其差不大于24″。符合要求，則取平均值作為各測回歸零方向的最后結(jié)果。 若一個測站上觀測的方向不多于三個，觀測時可不作歸零校核，即照準部依次瞄各方向后，不再瞄準起始方向，這樣的觀測方法稱為方向觀測法。,

20、(1)腳架高度要調(diào)合適，目估架面大致水平，調(diào)腳螺旋高度大致等高，腳架踩實，中心螺旋擰緊，觀測時手不要扶腳架，轉(zhuǎn)動照準部及使用各種螺旋時，用力要輕。(2)對中時，先用垂球?qū)χ?，然后再用光學對中器精對中。測角精度要求越高，或邊長越短，則要求對中要越準確。(3)整平時，先粗平后精平。若觀測目標的高度相差較大時，要特別注意儀器整平。(4)要消除視差，并用十字絲交點照準目標底部或樁上小釘。(5)按觀測順序記錄水平度盤讀數(shù)，邊測邊檢查，限差

21、超限重測。(6)水準管氣泡應在觀測前調(diào)好，一測回過程中不允許再調(diào)，如氣泡偏離中心超過一格時，應再次整平重測該測回。 (7)全圓測回法觀測時，應注意選擇清晰目標作為起始方向。,3.水平角觀測注意事項,1.豎直角(vertical angle)測量原理,豎直角定義：是在同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平視線的夾角。,,,,,水平線,3.6 豎直角測量原理與觀測法,,,天頂距,鉛垂線,,天頂距定義：從測站鉛垂線的天頂至觀測目標視線所組成的夾角。

22、天頂距： 0 ° ～180°,豎直角：0 ° ～90°,,,,☆豎直角測量原理演示☆,豎直度盤固定在望遠鏡橫軸一端，隨望遠鏡在豎直面內(nèi)一起俯仰轉(zhuǎn)動。讀數(shù)指標與豎盤、望遠鏡不相連 ，而與水準管相連，可微動。,,,DJ6-1,TDJ6,2.豎直度盤、讀數(shù)指標和望遠鏡三者的關系演示,讀數(shù)指標,,3.豎盤指標差概念,當望遠鏡視線水平時，如果豎盤指標歸零開關巳打開，則指標線所指的讀數(shù)理論上應為9O°

23、;或27O°，但實際上并非嚴格理論值，與理論值之差稱為豎盤指標差x。指標差x有正負之分。指標線順著度數(shù)增加方向超過90 °（或27O° ） x為正，反之，x為負。,,不論什么豎盤類型豎角?，指標差x的通用公式,從上列公式可知：計算?及x，關鍵在于求算?L及?R。，方法是：,（1）當望鏡向上時，豎盤讀數(shù)減少的情況，近似豎角?′為 α′=水平視線讀數(shù)90° -傾斜視線讀數(shù) L,,對于TDJ6型，

24、盤左，當望鏡向上時，豎盤讀數(shù)減少的情況 ?L=90 °-L,（2）當望鏡向上時，豎盤讀數(shù)增加的情況，近似豎角?′為 α′=傾斜視線讀數(shù) R– 水平視線讀數(shù)270°,對于TDJ6型，盤右，當望鏡向上時，豎盤讀數(shù)增加的情況 ?R=R - 270°,盤左時，無論指標線偏向何方，起始讀數(shù)均為（90°+X）,盤左,盤右觀測時，視線水

25、平時的起始讀數(shù)為（270°+X）,豎角及指標差通用公式的推導,根據(jù)豎角測角原理可知：豎角就是望遠鏡視線傾斜時讀數(shù)和水平時的讀數(shù)的差數(shù)。 水平視線讀數(shù)理論值應為9O°或27O°，實際水平視線讀數(shù)為MO，視線傾斜時的讀數(shù)設為L(或R)。因此，豎角α就等于MO 與L(或R) 兩者之差。,（1）當望鏡向上時，豎盤讀數(shù)增加的情況（例如Dj6-1盤左）,豎角α為 α=傾斜視線讀數(shù)L – 水平視線讀數(shù)MO