建筑工程测量(第三章)角度测量.ppt

第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 3 7其他经纬仪 重点与难点 仪器使用 角度测量 水平角 竖直角 思考题 3 1角度测量原理 角度测量包括 水平角 horizontalangle 测量竖直角 verticalangle 测量 确定点的平面位置 间接测定点的高程位置 把倾斜距离换成水平距离 一 水平角的测量原理 右目标读数c 左目标读数a c a a b c 定义 从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角 也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角 用 表示范围 顺时针0 360 水平角度计算公式 二 竖直角的测量原理 定义 在同一竖直面内 瞄准目标的视线与水平视线的夹角 范围 0 90 ZA为天顶距 俯角为负 天顶 仰角为正 0 90 0 90 用途 1 倾斜距离化算为水平距离2 三角高程测量 第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 7其他经纬仪 思考题 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 3 2DJ6型光学经纬仪 一 经纬仪概述1 按读数系统分类 光学经纬仪 游标经纬仪 电子经纬仪2 按精度分类 DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15及DJ60 D 和 J 大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母 6 和 2 仪器的精密度 一测回方向观测中误差不超过 6 和 2 在工程中常用DJ2 DJ6型经纬仪 一般简称J2 J6经纬仪 二 DJ6经纬仪的构造DJ6经纬仪的构造主要包括 照准部 alidade 水平度盘 horizontalcircle 基座 tribrach 3 基座基座用来支承整个仪器 并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合其上有三个脚螺旋 用来整平仪器 竖轴轴套与基座连在一起 轴座连接螺旋拧紧后 可将照准部固定在基座上 使用仪器时 切勿松动该螺旋 以免照准部与基座分离而坠落 2 水平度盘水平度盘是玻璃制成的圆环 在其上刻有分划 从0 360 顺时针方向注记 用来测量水平角 度盘轴套套在竖轴轴套的外面 绕轴套旋转 1 照准部照准部上有望远镜 横轴 支架 竖轴 水准管 水平制微动 竖直制微动 读数装置和对点器等 照准部 竖直度盘 望远镜 目镜 粗瞄器 自动补偿器开关 对点器 光学对中器 竖直制动 微动 水平微动 圆水准器 度盘变换手轮 轴座 脚螺旋 底板 图示DJ6经纬仪结构 望远镜十字丝 三 DJ6经纬仪的读数方法 测微尺读数装置及其读数方法 分微尺 测微尺读数装置 水平度盘与竖盘上1 的分划间隔 成象后与分微尺的全长相等 分微尺分成60等分 格值1 可估读到0 1 读数方法 以分微尺上的零线为指标 度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出 小于1 的数值 即分微尺零线至该度盘刻度线间的角值 由分微尺上读出 H 水平度盘读 V 竖直度盘读数 H V 水平度盘读数 319 06 7 319 06 42 例1 例2 例3 例4 四 DJ6经纬仪的使用 经纬仪的安置 瞄准目标 读数 1 垂球对中及整平方法 2 光学对中器对中及整平方法 对中 整平 对中 目的 把仪器中心安置到过测站点的铅垂线上 要求 对中偏差应小于3mm 整平 目的 使经纬仪的竖轴垂直 水平度盘水平 要求 在测角过程中 气泡偏离中心位置不能超出1 2格 一 经纬仪的安置 一 垂球对中 整平 1 脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方 并注意使架头水平 固定好仪器 挂好垂球 2 在脚架头上移动仪器 使垂球对中 3 旋转脚螺旋进行整平 包括圆水准器 管水准器 4 反复 2 3 两步 二 光学对中器对中 整平 1 脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方 并注意使架头水平 固定好仪器 2 左右旋转光学对中器 使里面的2个同心圆清晰 前后推拉 使地面点位清晰 3 固定三角架一条腿 后拿另外两条腿前后 左右移动 使仪器中心与测站点o位于同一条铅垂线上 对中偏差应小于3mm 4 固定三角架一条腿 后升降另外两条腿 使圆水准器气泡居中 气泡始终向高处移动 注意脚架在地面的位置不要移动 5 脚螺旋精平 左手大拇指法则 1 转动仪器 使水准管与脚螺旋1 2连线平行 2 根据气泡位置运用法则 对向旋转脚螺旋1 2 3 转动仪器900 运用法则 旋转脚螺旋3 4 重复2 3 两个步骤 直到这2个位置上 水准管气泡都居中 要求 整平后 照准部转到任何位置时 水准管气泡偏离中心不超过水准管分划的一格 气泡居中 1 2等高 1 2 3 气泡居中 3与1 2等高 高 6 架头上移动仪器 精确对中 8 反复 6 7 两步 7 脚螺旋精平 与第5步骤一样 对中和整平 一般都需要经过几次 整平 对中 整平 的循环过程 直至整平和对中均符合要求 二 瞄准目标 目镜调焦 粗瞄目标 物镜调焦 精确瞄准 三 读数 图中的度盘读数是 319 06 48 86 35 30 180 06 24 64 53 12 第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 7其他经纬仪 思考题 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 右目标读数c 左目标读数a c a a b c 定义 从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角 也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角 用 表示范围 顺时针0 360 水平角度计算公式 3 3水平角测量 复习 水平角测量 horizontalangleobservation 原理 盘左 正镜 根据观测目标的多少 常用的水平角观测方法有 1 测回法 methodofobservationset 适用两个方向之间的单角观测 2 方向观测法 methodofdirectionobservation 当观测方向为三个或多于三个时 通常采用方向观测法 盘右 倒镜 两个基本概念 竖直度盘 竖直度盘 一 测回法 1 安置仪器 2 盘左位置 顺时针 aL bL 盘左半测回 也称上半测回 L bL aL b右 逆时针 a右 盘右半测回 也称下半测回 右 b右 a右 3 盘右位置 一测回 对中 整平 对于DJ6型光学经纬仪 如果上 下两半测回角值之差不大于 40 即 L R 40 认为观测合格 可取上 下两半测回角值的平均值作为一测回角值 即 观测 测回法数据记录格式 2542406 1800500 741906 000418 742342 741924 741915 记录 注意 由于水平度盘是顺时针刻划注记的 所以计算水平角时 总是用右目标的读数减去左目标的读数 如果不够减 则应在右目标的读数上加上360 再减去左目标的读数 决不可以倒过来减 测回法观测手簿 L bL aL 右 b右 a右 度盘配置 多个测回观测 原因 为了减小度盘分划不均匀所带来的误差 为了提高观测精度 往往需要观测多个测回 方法 各测回应根据测回数n 按180 n变换水平度盘的位置 n为测回数 例如 n 3时 各测回瞄准起始方向时水平度盘的读数应依次配置在等于或略大于0 60 120 1 a1 0 b1 度盘变换手轮 盘左 2 a2 b2 O 左 A 00130 B 982048 981918 右 B 2782112 A 1800142 981930 981924 第一测回 O第二测回 左 A 900106 B 1882036 右 B A 82036 2700054 981930 981942 981936 981930 多测回观测数据记录 测回法观测手簿 二 方向观测法 1 适用 在一个测站上观测方向为三个或多于三个时 2 步骤 有四个观测方向 1 上半测回选择一明显目标A作为起始方向 零方向 盘左瞄准A 配置度盘 顺时针依次观测A B C D A 2 下半测回倒镜成盘右 逆时针依次观测A D C B A 多测回观测 同理各测回间按180 N的差值 来配置水平度盘 3 计算 记录 方向观测法记录手薄 o 第一测回 o 第二测回 B A C A D B A C A D 00206 511542 1315412 1820224 00212 1800200 2311530 3115400 20224 1800206 6 12 12 0 6 6 6 00203 511536 1315406 1820224 00209 00206 00000 511330 1315200 1820018 900330 1411700 2215542 2720400 900336 2700336 920354 415530 3211654 2700324 6 6 6 12 0 6 12 900327 1411657 2215536 2720357 900336 900332 00000 511325 1315204 1820025 00000 511328 1315202 1820022 511328 803834 3600000 500820 1775938 盘左观测 零方向 盘右观测 2C 盘左读数 盘右读数 180 归零差 平均读数 盘左读数 盘右读数 180 2 取平均 第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 7其他经纬仪 思考题 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 定义 在同一竖直面内 瞄准目标的视线与水平视线的夹角 范围 0 90 俯角为负 仰角为正 0 90 0 90 3 4竖直角测量 复习 竖直角的概念 用途 1 倾斜距离化算为水平距离2 三角高程测量 一 竖直度盘 verticalcircle 的构造 1 包括 竖盘 verticalcircle 竖盘指标水准管 verticalindexbubbletube 及其微动螺旋 后两部分 多采用竖盘指标自动归零补偿器 verticalindexcompensator 来替代 2 特点 读数指标线固定不动 而整个竖盘随望远镜一起转动 3 竖盘的注记形式 顺时针 逆时针两种 1 顺时针注记 2 逆时针注记 视线水平 竖盘指标水准管气泡居中时 盘左 90 盘右 270 盘左 90 盘右 270 二 竖直角的计算 顺时针注记 视线水平 读数 90 视线倾斜 读数 L 盘左位置 盘左位置 盘右位置 读数 270 读数 R 盘右位置 一测回垂直角 竖直角计算公式推导规律测角前 将望远镜大致水平 观察竖盘读数 首先确定视线水平时的读数 然后上仰望远镜 若读数增加 则垂直角的计算公式为 若读数减少 则垂直角的计算公式为 三 竖盘指标差 概念 当视准轴水平时 竖盘读数不是90 的整数倍 90 或270 偏离一个角度值x 该偏离值x称为竖盘指标差x 当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时 x为正 反之为负 x x 盘左位置 盘右位置 视线水平 视线倾斜 读数 90 x 读数 270 x 读数 L 读数 R 竖直角计算公式 倾斜读数 水平读数 倾斜读数 水平读数 一测回垂直角 取平均值可以消除竖盘指标差的影响 四 竖直角的观测 B A O 1 安置仪器 对中 整平 2 盘左瞄准 读数L 计算 aL 3 盘右瞄准 读数R 计算 aR 4 计算 注意 读数时 应先打开自动补偿器 待竖盘读数稳定方可进行 竖直角观测手簿 竖直角观测数据记录与计算 O A 左 952200 右 2643648 52200 52312 36 52236 O B 左 右 811236 2784554 84724 84554 45 84639 第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 7其他经纬仪 思考题 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 3 5经纬仪的检验与校正 一 经纬仪的主要轴线 1 竖轴VV2 水准管轴LL3 横轴HH4 视准轴CC5 圆水准器轴L L 二 经纬仪轴线应满足的条件1 VV LL 照准部水准管轴的检校 2 HH 十字丝竖丝 十字丝竖丝的检校3 HH CC 视准轴的检校 4 HH VV 横轴的检校5 竖盘指标差应为零 指标差的检校6 光学垂线与VV重合 光学对中器的检校7 L L VV 圆水准器的检验与校正 次要 三 经纬仪的检验与校正 1 照准部水准管轴的检校 1 检验 用任意两脚螺旋使水准管气泡居中 然后将照准部旋转180 若气泡偏离1格 则需校正 2 校正 用脚螺旋使气泡向中央移动一半后 再拨动水准管校正螺丝 使气泡居中 此时若圆水准器气泡不居中 则拨动圆水准器校正螺丝 2 十字丝竖丝的检校 1 检验 用十字丝交点对准一目标点 再转动望远镜微动螺旋 看目标点是否始终在竖丝上移动 2 校正 微松十字丝的四个压环螺丝 转动十字丝环 使目标点始终在竖丝上移动 3 视准轴的检校 1 检验 在平坦地面上选择一直线AB 约60m 100m 在AB中点O架仪 并在B点垂直横置一小尺 盘左瞄准A 倒镜在B点小尺上读取B1 再用盘右瞄准A 倒镜在B点小尺上读取B2 有 J6 2c 60 J2 2c 30 时 则需校正 2 校正 方法 拨动十字丝左右两个校正螺丝 使十字丝交点由B2点移至B B2中点B3 4 横轴的检验与校正 1 检验 在20 30m处的墙上选一仰角大于30 的目标点P 先用盘左瞄准P点 放平望远镜 在墙上定出P1点 再用盘右瞄准P点 放平望远镜 在墙上定出P2点 有 J6 i 20 则需校正 2 校正 方法 用十字丝交点瞄准P1P2的中点M 抬高望远镜 并打开横轴一端的护盖 调整支承横轴的偏心轴环 抬高或降低横轴一端 直至交点瞄准P点 此项校正一般由仪器检修人员进行 5 指标差的检校 1 检验 用盘左 盘右先后瞄准同一目标 计算指标差x L R 360 2 J6 x 1 J2 x 30 时 要进行校正 2 校正 用指标水准管微动螺旋 使中丝对准 R x 位置 再有拨针使指标气泡居中 6 光学对中器的检校 1 检验 精密安置仪器后 将刻划中心在地面上投下一点 再旋转照准部 每隔120 投下一点 若三点不重合 则需校正 2 校正 用拨针使刻划中心向三点的外接圆心移动一半 7 圆水准器的检校 次要 1 检验 精平 水准管气泡居中 后 若圆水准气泡不居中 则需校正 2 校正 用圆水准气泡校正螺丝使其居中 第三章角度测量 3 1角度测量原理 3 2DJ6型光学经纬仪 3 3水平角测量 3 4竖直角测量 3 5经纬仪的检验与校正 3 7其他经纬仪 思考题 3 6角度测量中产生误差的原因及其消极减方法 3 6水平角观测的误差分析 一 物的误差 仪器误差