第3章 角度测量.ppt

掌握水平角 竖直角的测量原理 熟悉光学经纬仪的构造及使用方法 熟练掌握水平角的测量方法 掌握竖直角的测量方法 了解经纬仪的检验与校正方法 了解水平角测量误差及测量中的注意事项 了解电子经纬仪的基本原理及使用方法 角度测量 水平角测量原理DJ6级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪水平角观测竖直角观测水平角测量的误差经纬仪的检验与校正电子经纬仪简介 主要内容 结束 水平角测量原理 水平角 从地面一点出发的两直线投影在水平面上的夹角 即通过两直线的铅垂面所夹的二面角 等于两铅垂面与过母线上任一点的水平面交线的夹角 a b DJ6光学经纬仪 经纬仪的发展经历了如下三个阶段 1 游标经纬仪 金属度盘 游标测微 2 光学经纬仪 光学玻璃度盘 光学测微 3 电子经纬仪 电子编码度盘 数字化读数 广泛使用的光学经纬仪 DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15DJ60 DJ6级光学经纬仪 照准部水平度盘基座 DJ6光学经纬仪分微尺测微器读数方法 用光学放大度盘及测微尺影像 1 用放大的60格对应度盘上1度分划 最小分划为1分 2 估读1分的1 10 即为6秒的整倍数 度盘读数 返回 DJ2级光学经纬仪 DJ2级光学经纬仪的读数方法 J2经纬仪与J6经纬仪的主要区别在于其采用同时读取对径分划影像的读数装置 163 38 16 2 DJ2级光学经纬仪的读数方法 J2级光学经纬仪普遍采用数字化读数方法 读数时用测微轮使中间的对径分划影像重合 即可从上面的窗口中读出度 整十分数 从下面窗口中读出分以下读数 32 24 34 返回 水平角测量 一 对中目的 使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上 垂球对中 误差应小于3mm 二 整平目的 使仪器的竖轴铅直 水平度盘水平 在任何位置 水准管气泡不偏离半格 使用光学对点器的对中和整平使用光学对中器进行对中和整平可避免风力影响 精度可达1 2mm 使用光学对中器进行对中和整平时 对中与整平互相干扰 更应注意操作程序和方法具体操作 实验课上给大家详细讲解 三 瞄准 用竖丝瞄准目标 消除视差 尽量瞄准目标的下端 四 读数 注意J6仪器秒的读数方法 应是6 的倍数 一 经纬仪的安置 光学经纬仪的基本操作 对中整平瞄准读数 二 水平角测量方法 上下半测回互差不大于40秒 合格则取平均值为结果 0 02 06 42 24 18 180 02 12 222 24 30 42 22 12 42 22 18 42 22 15 40 测回法 1 盘左 瞄准左侧目标A 度盘对零 读数a1 2 顺时针 瞄准右侧目标B 读数b1 1 2 合称上半测回 上 b1 a1 3 倒镜成盘右 逆时针瞄准右侧目标B 读b2 4 逆时针瞄准左侧目标A 读数a2 3 4 合称为下半测回 下 b2 a2 左 右 B A B A 多测回观测 返回 方向观测法 竖直角测量 一 竖直角同一竖直面内 测站点至目标点的视线方向与水平线的夹角 称为竖直角 90 90 当视线在水平方向以上时 角度为正值 称为仰角 B 当视线在水平方向以下时 角度为负值 称为俯角 A 包括 竖盘 竖盘指标水准管 及其微动螺旋 后两部分 多采用竖盘指标自动归零补偿器来替代 特点 读数指标线固定不动 而整个竖盘随望远镜一起转动 二 竖直度盘的构造 竖盘的注记形式 有顺时针与逆时针两种 顺时针注记 三 竖直角计算公式 三 竖直角 verticalangle 的计算公式 1 顺时针注记 左 90 L 右 R 270 故一测回竖直角 左 右 2 2 逆时针注记 问题 左 右 故有 左 L 90 右 270 R一测回竖直角 左 右 2 四 竖盘指标差 当视线水平 竖盘指标水准管气泡居中时 竖盘读数应为90 270 但由于误差的存在 其读数与90 270 总存在一个差值x 这个x就称为竖盘指标差 当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时 x为正 反之为负 正确的竖直角 90 x L 左 x R 270 x 右 x 盘左 五 竖盘自动归零装置 与自动安平水准仪相类似 用竖盘自动归零装置代替竖盘指标水准管 竖盘读数前 只要将竖盘自动归零钮转到 on 打开 位置即可 竖盘读数告一阶段后 应随时将竖盘自动归零钮转到 off 关闭 位置 与自动安平水准仪相同 装有竖盘自动归零装置的经纬仪更应注意仪器的防震 六 竖直角观测 1 安置经纬仪于测站点 盘左 瞄准目标A 用竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中 或将竖盘自动归零钮转到 on 处 读取竖盘读数 根据竖盘注记形式计算上半测回竖直角值 2 用盘右位置瞄准目标A 用竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘指标水准管气泡居中 读取竖盘读数 根据竖盘注记形式计算下半测回竖直角值 3 取上 下半测回平均值为一测回竖直角值 4 计算竖盘指标差 5 各测回竖盘指标差的互差不能超过15秒 练习 七 三角高程基本原理 返回 练习 经纬仪的检验与校正 经纬仪检校的主要内容 经纬仪检验与校正的项目 1 水准管轴垂直于竖轴的检校2 十字丝竖丝垂直于横轴的检校3 视准轴垂直于横轴的检校4 横轴垂直于竖轴的检校5 竖盘指标差的检校6 光学对点器视准轴的检校 返回 经纬仪检验与校正的项目 1 水准管轴垂直于竖轴的检校2 十字丝竖丝垂直于横轴的检校3 视准轴垂直于横轴的检校4 横轴垂直于竖轴的检校5 竖盘指标差的检校6 光学对点器视准轴的检校 返回 一 水准管轴垂直于竖轴的检校 返回 二 十字丝竖丝垂直于横轴的检校 返回 三 视准轴垂直于横轴的检校 四 横轴垂直于竖轴的检校 返回 五 竖盘指标差的检校 检验 校正 返回 六 光学对点器视准轴的检校 返回 水平角测量误差 一 仪器误差1 视准轴误差 由于视准轴不垂直于横轴引起的水平方向读数误差C 盘左 盘右观测时C等值 反号 故可用盘左 盘右观测取均值的方法加以消除 2 横轴误差 由于横轴不垂直于竖轴引起 盘左 盘右观测同一目标的水平方向读数误差等值 反号 亦可用可用盘左 盘右观测取均值的方法加以消除 3 竖轴误差 由于水准管轴不垂直于竖轴 或水准管轴不水平导致竖轴倾斜 从而引起的水平方向读数误差 与盘位无关 故不能用盘左 盘右观测取均值的方法加以消除 总结 盘左 盘右观测水平角并取平均值 可以消除视准轴不垂直于横轴的误差 横轴不垂于竖轴的误差 以及度盘偏心差对水平角观测值的影响 对于竖直角可以消除竖盘指标差的影响 4 度盘偏心差 由于水平度盘中心与照准部旋转中心不重合引起的水平方向读数误差 盘左 盘右观测时该误差等值 反号 亦可用盘左 盘右观测取均值的方法加以消除 5 度盘刻划不均匀误差 在高精度水平角测量时 为了提高观测精度 可在n测回观测中 各测回起始方向变换180 n的方法予以减小 6 竖盘指标差 可采用盘左 盘右观测取均值的方法加以消除 二 观测误差 1 对中误差2 目标偏心差3 瞄准误差4 读数误差 三 外界条件的影响 阳光直射仪器 温度变化等原因 造成支架热胀冷缩不均匀变形 导致竖轴倾斜 水准管气泡不居中 大风影响仪器的稳定 大气折光使视线偏折 空气透明度影响瞄准精度 等等 返回 电子经纬仪 随着光电技术的发展 20世纪80年代出现了能自动显示 自动记录和自动传输数据的电子经纬仪 标志着测角工作向自动化迈出了新的一步 电子经纬仪与光学经纬仪具有类似的外形和结构特征 因此使用方法也有许多相通之处 主要差别在于测角和读数系统 三种测角系统 1 编码度盘测角系统 采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统 最早 精度略低 已不常用 2 光栅度盘测角系统 采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式读数系统 精度较高 开机后要转动一周以设定度盘 3 动态测角系统 采用格区式计时测角度盘及光电动态扫描绝对式测角系统 精度较高 使用方便 主流 返回 使用光学对中器对中和整平 1 安置三脚架 注意架头与胸齐 并概略对中 整平 2 旋转光学对中器的目镜 看清分划板上的圆圈 推或拉目镜使测站点影像清晰 3 旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点 进行粗略 对中 4 松开三脚架的紧固螺丝 调整架腿长度 使圆水准器气泡居中 进行粗略整平 5 调整脚螺旋 用照准部水准管进行精平 6 松开仪器连接螺旋 平移经纬仪进行精确对中 7 重复进行5 6两步 直到完全对中 整平 返回 多测回水平角观测记录表 1 配度盘 n 总测回次数 i 测回序数例 对某角测两个测回 第一测回配度盘为 0 00 00 第二测回配度盘为 90 00 00 2 限差 J6 半测回 40 测回互差 24 返回 方向观测法 00210 900224 J2归零差 12 2c 18 各测回 12 J6归零差 18 2c 18 各测回 18 返回 竖直角观测记录表 A 681236 214724 2914736 2