04第四章 角度测量.ppt

第四章角度测量 4 1角度测量原理 4 2光学经纬仪 4 4竖直角测量 4 3水平角观测方法 4 5经纬仪的检验与校正 4 6角度测量误差分析 4 7电子经纬仪和激光经纬仪 4 1角度测量原理 4 1 1角度测量概述 4 1 2水平角观测原理 4 1 3竖直角测量原理 Home 4 1 1角度测量概述 作用 水平角 求算点的平面位置竖直角 三角高程测量 求算水平距离 内容 水平角测量竖直角测量仪器 经纬仪全站仪 return down up 定义 地面上某点至两目标的视线在水平面上投影所成的夹角原理 4 1 2水平角测量原理 带有刻划的度盘和读数系统 装有望远镜 且可在水平和竖直面内转动 仪器要有对中装置 0 360度 仪器条件 return down up 4 1 3竖直角测量原理 定义 同一竖直面内 目标视线与水平视线间的夹角原理 天顶距 仰角 水平线以上 0 90度俯角 水平线以下 0 90度天顶距 0 180度 仪器条件 带有刻划的度盘和读数系统 度盘应铅直且水平读数确定 装有望远镜 且可在水平和竖直面内转动 return down up 4 2光学经纬仪 4 2 1经纬仪概述 4 2 2DJ6光学经纬仪结构 4 2 3经纬仪的操作 Home 4 2 1经纬仪概述 作用 测角 测视距 三角高程测量 碎部测量类别 构造 光学经纬仪 激光经纬仪 电子经纬仪精度 DJ07DJ1DJ2DJ6DJ30目前工程中使用最多的是DJ6和DJ2光学经纬仪其优点是 读数精度高 体积小 重量轻 使用方便 return down up 4 2 2DJ6光学经纬仪结构 照准部 望远镜 竖直度盘 照准部水准管 光学读数设备 光学对中器 指标水准管水平度盘 水平度盘 度盘变换手轮基座 脚螺旋 压板 底板 圆水准器 基座 望远镜 读数设备 水准管 指标水准管 竖直度盘 水平度盘 圆水准器 光学对中器 return down up 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 操作过程 安置仪器 对中整平 瞄准 读数一 安置仪器在测站点上安放三脚架 使其高度适中 架头大致水平 脚架中心大致位于测站点的铅垂线上 将脚架踩实 装上经纬仪 return down up 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 二 对中整平对中目的 使仪器中心 水平度盘中心 与测站点位于同一铅垂线上 粗对中 垂球对中 精对中 光学对中整平目的 使仪器的竖轴竖直 水平度盘处于水平位置 粗平 伸缩脚架 精平 调节脚螺旋 对中器 return down up 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 整平 精平 return down up 对中整平过程 1 粗对中 平移三脚架 2 粗平 升 降三脚架 3 精平 脚螺旋 4 观察对中情况 1 若不偏离 则说明安置完成 2 若偏离不多 则松开连接螺旋 架头上平移仪器 使对中 拧紧 再观察整平情况 如不平 重复2 3 4 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 三 瞄准 粗瞄 精瞄 水平角 竖丝瞄准 竖直角 横丝切目标点 四 读数 1 DJ6经纬仪读数装置 分微尺 down up 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 四 读数 2 DJ6经纬仪读数装置 单平板玻璃测微 平板玻璃 平板玻璃 测微装置影像 度盘影像 down up 4 2 3 1DJ6经纬仪的操作 读数步骤 转动测微轮 使正 倒像符合读取度数和整十分数在测微尺上读取不足十分数和秒数 DJ2经纬仪读数装置 符合读数装置 down up 4 2 3 2DJ2经纬仪的操作 符合读数装置的读数 down up 6 符合读数装置的读数 return down up 4 3水平角观测方法 4 3 1测回法 4 3 2方向法 Home 竖盘位置 盘左 正镜 盘右 倒镜 右图为盘右位置 合零 水准度盘变换手轮 下半测回 上半测回 4 3 1测回法 盘左 瞄准A读数瞄准C读数 盘右 瞄准C读数瞄准A读数 一个测回 一 观测程序 down up 4 3 1测回法 问题 为什么采用盘左 盘右的观测程序 检查读数的正确与否消除误差 视准轴误差 横轴误差 照准部偏心差 进行多测回时 应进行度盘的配置 按照180 n变换读盘的位置 消弱度盘刻划不均匀的影响 二 填表计算 return down up 4 3 2全圆测回法 盘左 顺转 盘右 逆转 一 观测程序 down up 4 3 2全圆测回法 二 填表计算 12 6 12 12 return down up 4 4竖直角测量 4 4 1竖直度盘的构造 4 4 2竖直角的计算公式 4 4 3竖盘指标差 4 4 4竖直角的观测 Home 4 4 1竖直度盘的构造 主要部件 竖盘 竖盘指标水准管 水准管微动螺旋 读数指标构造机理 竖盘和望远镜通过横轴固连在仪器支架上 它随望远镜一起转动 读数指标固定不动 它的正确位置是 望远镜水平 竖盘指标水准管气泡居中时 读数为90度的倍数 竖盘 竖盘指标水准管 仪器支架 反光镜 校正螺丝 望远镜视准轴 仪器横轴 水准管微动螺旋 return down up 4 4 2竖直角的计算公式 盘右 一测回角值为 顺时针注记度盘盘左 return down up 4 4 2竖直角的计算公式 盘右 一测回角值为 逆时针注记度盘盘左 4 4 3竖盘指标差 盘右 两式相加 两式相减 盘左 return down up 4 4 4竖直角观测 观测步骤 盘左 用横丝切准目标 调整气泡居中 读数并记录盘右 用横丝切准目标 调整气泡居中 读数并记录根据竖盘注记形式 确定竖角计算公式 计算竖角及指标差 return down up 判断竖盘注记形式 4 5经纬仪的检验与校正 4 5 1经纬仪应满足的几何条件 4 5 2经纬仪的检验与校正 Home 水准管轴与竖轴垂直纵丝与横轴垂直视准轴与横轴垂直横轴与竖轴垂直竖盘指标处于正确位置对中器的光学垂线与竖轴重合 4 5 1经纬仪应满足的几何条件 return down up 检验 粗平后 使用水准管平行于任意两个脚螺旋 调整脚螺旋使气泡居中 然后旋转180度 看管水准气泡是否还处于零点位置 偏移1格 校正 用校正针拨动校正螺丝 使气泡向中央移动偏距的一半 脚螺旋使气泡居中 反复检验校正 down up 一 照准部水准管轴的检验校正 4 5 2经纬仪的检验与校正 检验 精确瞄准远处一目标 旋转望远镜微动螺旋 看目标点是不是始终处于纵丝上面校正 卸下分划板护罩 松开四个压环螺丝 转动分划板 直到转动照准部时目标点始终在纵丝上面移动 4 5 2经纬仪的检验与校正 down up 二 十字丝纵丝的检验校正 4 5 2经纬仪的检验与校正 检验 在一平坦地上 选择相距100m的A B两点 在中间与目标等高地安置经纬仪 B点垂直视线方向放置一刻划尺 盘左瞄准A 固定照准部 纵转瞄准尺子并读数B1 再盘右瞄准A 固定照准部 纵转瞄准尺子并读数B2 看B1是否等于B2校正 如图定出B3点 此时OB3垂直于横轴HH 用校正针拨动十字丝左右一对校正螺丝 先松后紧 使十字丝交点与B3重合 反复检验校正 down up 三 视准轴的检验校正 4 5 2经纬仪的检验与校正 校正 打开仪器的支架护盖 调整偏心轴承环 抬高或降低横轴的一端使P在十字丝的中心 反复进行此项检校需在无尘室内环境中 使用专用的平行光管进行 如用户不具备条件 请交专业维修人员校正 检验 如图所示 在距墙20 30米处安置仪器 盘左精确照准P点 固定照准部 然后使望远镜水平 竖盘读数为90度 定出P1点 盘右瞄准P点 固定照准部 然后放平望远镜 竖盘读数为270度 定出P2点 看两点是否重合 down up 四 横轴的检验校正 4 5 2经纬仪的检验与校正 检验 安置好仪器 盘左 盘右观测仪一清晰目标的竖直角 每次读数之前使竖盘指标水准管气泡居中 依据公式计算出指标差 校正 求出正确的读数L x或R x 旋转竖盘指标水准管微动螺旋使指标指向正确的读数 此时气泡必定不居中 用校正针拨动竖盘指标水准管校正螺丝 使气泡居中 反复进行检验校正 down up 五 竖盘指标差的检验校正 4 5 2经纬仪的检验与校正 竖直度盘 圆水准水准轴 水准管水准轴 水平度盘 视准轴 横轴 竖轴 转向棱镜 检验 地面上找一清晰的标志点P 安置仪器对中整平 然后旋转照准部180度 看P点是否还处于居中位置 P P1 return down up 六 光学对中器的检验校正 校正 找出两点的中点O 转动对中器的校正螺丝使对中器分划板的中心对准中点O 反复进行 4 6角度测量误差 4 6 1仪器误差 4 6 2观测误差 4 6 3外界环境的影响 Home 消减办法 对仪器进行检校 盘左盘右取平均值 4 6 1仪器误差 如左图所示 误差来源 视准轴与横轴不垂直 一 视准轴误差 down up 4 6 1仪器误差 如左图所示 消减办法 对仪器进行检校 盘左盘右取平均值 误差来源 横轴与竖轴不垂直 二 横轴误差 down up 4 6 1仪器误差 如左图所示 消减办法 对仪器进行检校 仔细整平 误差来源 照准部水准管轴与竖轴不垂直 没有整平仪器 三 竖轴误差 down up 4 6 1仪器误差 误差来源 指标不处于正确位置 消减办法 检校仪器 盘左盘右取平均值 四 竖盘指标差 down up 4 6 1仪器误差 误差来源 度盘中心和仪器的旋转中心轴线不重合 消减办法 盘左盘右取平均值 五 照准部偏心差 down up 4 6 1仪器误差 误差来源 水平度盘刻划不均匀消减办法 对同一个水平角进行多测回观测 然后取各测回角值的平均值作为最后结果 六 度盘分划误差 return down up 4 6 2观测误差 误差来源 仪器中心与测站点不在同一铅垂线上 消减办法 精确对中 一 对中误差 down up 4 6 2观测误差 误差来源 实际瞄准的目标的位置偏离地面标志点 消减办法 瞄准目标时尽量瞄准目标的底部 加改正数 二 目标偏心差 down up 4 6 2观测误差 误差来源 人眼分辨率和望远镜的放大率 消减办法 加改正数 影响的程度相对较小 一般可忽略不计 由于瞄准时受目标的形状大小 亮度 影像稳定及大气条件等因素的影响 所以瞄准误差的大小还要适当的增大一个系数 三 瞄准误差 return down up 4 6 2观测误差 主要取决于读数设备 此外 照明情况和操作水平也有较大影响 仔细瞄准 消除视差 认真读数或改进读数方法 四 读数误差 return down up 4 6 3外界环境的影响 return down up 产生原因 土质松软 大风影响仪器的稳定 日晒 温度变化影响气泡的稳定 大气辐射影响目标成像的稳定 消减方法 选择有利观测时段 踩实脚架 打伞遮阳 视线远离建筑物 水面 防止旁折光 保持一定视线高度等 4 7电子经纬仪和激光经纬仪 4 7 1电子经纬仪 Home 4 7 2激光经纬仪 4 7 1电子经纬仪 1 采用电子测角系统 能自动显示 存储测量结果 从而实现读数自动化和数字化 度盘读数 电讯号 存储器电讯号 角度值 显示优点 不用记录且消除了读数误差2 能与测距仪组合构成全站仪 与计算机 绘图系统联机 构成电子速测仪 实现数据采集 成果处理 制图一体化 return down up 测角原理 1 编码度盘测角原理 down up 1 旋转轴 0 0 1 发光二极管 光电二极管 4 7 1电子经纬仪 测角原理 2 光栅度盘测角原理 down up 玻璃圆盘就是电子经纬仪的度盘 在度盘上均匀地按一定的密度刻划有透明与不透明的辐射状条纹 这就构成了光栅度盘 3 动态测角原理 4 7 1电子经纬仪 4 7 2激光经纬仪 激