第3章：角度测量4学时

第3章角度测量本章内容：水平角、竖直角、测角仪器（经纬仪）、角度测量方法、精密经纬仪。

§3-1水平角测量原理角度测量是测量三要素之一。1.水平角的定义地面上某点到两目标的方向线垂直投影到水平面上所形成的夹角，称为水平角。或过地面上一点所发出的两条方向线所作的铅垂面间的二面角，称为水平角，用β表示。§3-1水平角测量原理1.水平角的定义如图所示，

β=b–a其中，a、b分别为过两方向线所作铅垂面在水平度盘上截得的读数。§3-1水平角测量原理2.测量水平角的设备经纬仪应具有：水平度盘读数指标双自由度的

§3-2经纬仪的类型与构造1.经纬仪的分类按测角精度分类DJ07、DJ1

、DJ6

、DJ15

、DJ60D——大地测量仪器J——经纬仪脚标——水平方向一测回方向观测中误差的秒数（中误差在第五章介绍）。§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造经纬仪的组成：基座、水平度盘、照准部三部分组成。§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.1基座是支承仪器的底座，它连接照准部与三脚架，其上有三个脚螺旋，用于整平仪器。

§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.2水平度盘它是一玻璃圆盘，全圆顺时针刻划0°～360°。最小刻划为1°或30′（6″仪器）。

§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.3照准部组成：望远镜、竖直度盘、读数窗、水准器、各部分转动螺旋。⑴望远镜组成：物镜组、调焦镜、十字丝分划板、目镜组等。§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.3照准部⑵竖直度盘⑶十字丝分划板（如图所示）§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.3照准部⑷水准器管水准器，用于精平。圆水准器，用于粗平。现在出厂的仪器多数无圆水准器。§3-2经纬仪的类型与构造2.光学经纬仪的构造2.3照准部⑸各部分转动螺旋有：水平制动与微动螺旋，望远镜制动与微动螺旋。

§3-2经纬仪的类型与构造3.光学经纬仪的读数方法3.1分微尺测微器及其读数方法度盘分划值为1°，顺时针全圆刻划分微尺分划值为1′，逆时针刻划分微尺分划全长为60′，分微尺全长影象与度盘1°影象长度相等。

§3-2经纬仪的类型与构造3.光学经纬仪的读数方法3.1分微尺测微器及其读数方法读数窗影象分上、下两部分，HZ代表水平盘，V代表竖直盘。读数时直读1′，估读0.1′图中HZ盘读数为：187°03.4′

§3-3水平角观测方法1.安置仪器目的：将水平度盘中心安置到测站点的铅垂线上，同时将水平度盘置于水平面内。1.1仪器的安装§3-3水平角观测方法1.2对中分为光学对中、垂球对中。1.3整平用水准管整平。如图所示，左手拇指移动方向为气泡移动方向。§3-3水平角观测方法2.望远镜盘位2.1正镜（盘左）观测者正对望远镜，竖直度盘位于望远镜左侧。2.2倒镜（盘右）观测者正对望远镜，竖直度盘位于望远镜右侧。盘左盘右§3-3水平角观测方法3.设置照准目标及瞄准3.1设置目标距离较远时，竖立标杆。距离较近时，竖立测钎或吊垂球。§3-3水平角观测方法3.设置照准目标及瞄准3.2照准目标测水平角时，用十字丝竖丝；测竖直角时，用十字丝横丝。瞄准时，注意调焦。§3-3水平角观测方法4.观测水平角水平角观测方法分为测回法（方向数≤3个）和方向观测法（方向数>3个）。4.1测回法观测步骤①

正镜（盘左）瞄准A，读水平度盘读数aL，并记录；②

正镜（盘左）瞄准B，读水平度盘读数bL，并记录；OABβ§3-3水平角观测方法4.观测水平角4.1测回法观测步骤③

倒镜（盘右）瞄准B，读水平度盘读数bR，并记录；④

倒镜（盘右）瞄准A，读水平度盘读数aR，并记录；⑤

计算半测回角值，并记录：（上）前半测回角值：βL=bL-aL

（下）后半测回角值：βR=bR-aROABβ§3-3水平角观测方法4.观测水平角4.1测回法观测步骤⑥

若△β=|βL-βR|≤40″时，则取β=（βL+βR）/2⑦

记录计算如下表所示。OABβ§3-3水平角观测方法测站盘位目标读数°′″半测回角值°′″一测回角值°′″各测回平均值°′″草图OLA564120715525715542B1283645RB3083700715600A2364100OABβ§3-4竖直角观测1.竖直角测量原理1.1竖直角的定义同一竖直面内倾斜视线与水平视线之间的夹角，称竖直角，用α表示，其值为0°～±90°。

§3-4竖直角观测1.竖直角测量原理1.2仰角与俯角视线向上倾斜时，α>0°，为仰角，为“+”值。视线向下倾斜时，α<0°，为俯角，为“-”值。

§3-4竖直角观测1.竖直角测量原理1.2仰角与俯角视线水平时读数固定为90°、270°值中的一个，因此，观测时只观测一个方向。|α|=|倾斜视线读数–水平视线读数|§3-4竖直角观测2.竖盘构造2.1竖盘装置竖盘、指标水准管、微倾螺旋。

§3-4竖直角观测3.竖直角观测3.1安置仪器安装仪器、对中、整平。3.2

盘左瞄准目标A，如图所示。3.3

竖盘指标归零，读取竖盘读数L，并记录。3.4

倒镜，盘右瞄准目标A，重复第3步，读取竖盘读数R，并记录。以上为一个测回。

§3-4竖直角观测3.竖直角观测3.5竖直角计算按保证仰角为正，俯角为负的原则，盘左时，若随望远镜的抬高（上仰）而竖盘读数增大，则

αL=L–90°，αR=270°-R反之αL=90°–L，αR=R-270°如图所示为顺时针注记情况。

α=（αL+αR）/2

§3-4竖直角观测§3-4竖直角观测§3-4竖直角观测3.竖直角观测3.6记录测站

目标

盘位

竖盘读数°′″半测回角值°′″测回角值°′″OAL811842+84118+84124

R2784130+84130§3-7高级测角仪器简介1.陀螺经纬仪2.激光经纬仪3.电子经纬仪

1陀螺经纬仪利用高速旋转的陀螺马达本身的动力学特性(定轴性、进动性)和地球自转的影响，来达到寻真北的目的。其工作情况类似于电子经纬仪，所不同的是电子经纬仪只能测定两个目标的相对夹角，而陀螺经纬仪不仅可以测定目标之间的相对夹角，而且可以测定目标与真北方位之间的夹角。2激光通过望远镜发射出来，与望远镜照准轴保持同轴、同焦。因此本产品除具有电子经纬仪的所有功能外，还提供一条可见的激光束，十分利于工程施工。同时望远镜可绕过支架作盘左盘右测量，保持电子经纬仪的测角精度。也可向天顶方向垂直发射激光束，作一台激光垂准仪。若配置弯管读数目镜，则可根据竖盘读数对垂直角进行测量。当望远镜照准轴精细调成水平后，又可作激光