《角度测量》PPT课件

Chapter3Angularobservation,Contents,3.1角度测量原理,3.2光学经纬仪,3.3经纬仪的使用,3.4水平角观测(测回法),3.5竖直角观测,在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量常用的仪器是经纬仪。角度测量包括：（1）水平角测量；用于求算点的平面位置（2）竖直角测量；用于测定高差或将倾斜距离转化为水平距离。,3.1角度测量原理3.1.1水平角(horizontalangle)测量原理,水平角：地面上一点到两目标的方向线，垂直投影在水平面上所成的角称为水平角。,=ba=右目标读数左目标读数,水平角观测原理,3.2光学经纬仪(opticalhteodolite)经纬仪的发展已经历了游标经纬仪、光学经纬仪直到目前的电子经纬仪等阶段。光学经纬仪按其精度分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等五个等级。D、J分别是“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，07、1、2、6、15表示该仪器能达到的测量精度，例如：6表示该仪器测量一测回所得方向值的中误差不大于6。工程测量中常用DJ6和DJ2型经纬仪。,电子经纬仪,电子全站仪,3.2.1DJ6光学经纬仪的构造,水平度盘：玻璃制成,0360顺时针注记,基座：支承整个仪器,照准部：视准轴、横轴、竖轴,组成,1.基座包括轴座、脚螺旋和连接板。轴座是将仪器竖轴与基座连接固定的部件，固定螺旋必须拧紧。脚螺旋用来整平仪器。连接板用来将仪器稳固的连接在三脚架上。,固定螺旋,脚螺旋,连接板,2.水平度盘水平度盘是一个光学玻璃圆盘，边缘顺时针方向刻有0360刻划。水平度盘轴套又称外轴，在外轴下方装有一个金属圆盘，称为复测盘，用以带动水平度盘的转动。有些型号的仪器没有复测装置，而装有度盘变换手轮，测量时可利用度盘变换手轮将度盘转到所需的位置上。,3.照准部由望远镜、旋转轴、支架、横轴、竖盘装置、读数设备等组成。望远镜的构造与水准仪基本相同，主要用来照准目标，仅十字丝分划板稍有不同，见下图所示。照准部的旋转轴即为仪器的纵轴，纵轴插入基4座内的纵轴轴套中旋转。照准部在,3.2.2光学经纬仪的读数方法1.DJ6光学经纬仪的读数方法为了提高光学经纬仪的读数精度，光学经纬仪采用了显微放大装置和测微装置。DJ6级经纬仪的测微装置一般有分微尺测微器和单板平玻璃测微器两种类型。,分微尺测微器类型的读数方法,1、读数原理：分微尺为一固定不动的小尺，其上分为若干格，通过光路将度盘影像放大并成像于分微尺所在的平面，且度盘最小分划间隔之长为分微尺的全长。可以读出小于度盘最小分划值的读数。,2、读数窗中的标注：H，Hz,水平：均指平盘。V，垂直：均指竖盘度盘最小分划值：1分微尺分划值：1估读至：0.1（即6）,如右图中读数为：,平盘读数：215007/06,竖盘读数：78053/48,3.3经纬仪的使用,使用步骤：对中、整平、照准和读数,对中的目的使仪器中心（即度盘中心）与测站上的标志点位于同一铅垂线上。,整平的目的使经纬仪的纵轴铅垂，水平度盘和横轴处于水平位置，竖直度盘位于铅垂面内,3.3.1用垂球对中及经纬仪整平的方法1.垂球对中(1)打开三脚架,架头大致水平,连接螺旋处于架头中心位置;(2)挂上垂球，移动脚架使垂球尖概略对准测站点;(3)连接使仪器。观察垂球是否偏离标志中心，如偏离可略放松连接螺旋，用手轻移仪器，使垂球尖准确对准测站点，再旋紧连接螺旋。,2.整平(1)转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋;(2)按左手法则同时旋转脚螺旋使气泡居中;(3)将仪器照准部旋转90，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。按上述方法反复进行几次，直到仪器旋到任何位置时，气泡都居中为止。,3.3.2光学对中器对中及经纬仪整平的方法光学对中器(opticalplumment):是装在仪器纵轴中的小望远镜，中间装有一个直角反射棱镜，使铅垂方向的光线折成水平方向，以便观察。1.通过垂球初步对中，并使三脚架架头大致水平。2.转动和推拉对中器目镜调焦，使地面标志点成像清晰，且分划板上中心圆圈也清晰可见。3.转动仪器脚螺旋，使圆水准器泡居中。4.观察光学对中器,轻移仪器达到对中。5.按用垂球安置仪器的整平方法进行精确整平。6.检查光学对中器，此时若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成；若仍有偏差，可稍松动连接螺旋，在架头上移动仪器，使其准确对中，然后重新进行精确整平。直到对中和整平均达到要求为止。,3.3.3照准1.目镜调焦：将望远镜对向明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。2.粗略瞄目标：松开望远镜水平、竖直制动螺旋，通过望远镜上的粗瞄器对准目标，然后拧紧制动螺旋。3.物镜调焦：转动望远镜物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。注意消除视差现象。4.精确瞄准目标：转动水平微动及竖直微动螺旋，使十字丝竖丝与目标成单线平分或双丝夹准，并且使十字丝交点部分对准目标的底部。,3.3.4读数打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀。然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰。读数方法如3.2.2所述。,3.4水平角测量（测回法）,水平角测量方法：（1）测回法:建筑工程施工测量中常用的水平角测量的方法。（2）方向法,3.4.1水平角测量（测回法）,3.4.1水平角测量（测回法）,00248,813424,813136,1800230,2613354,813124,813130,盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消仪器误差对测角的影响，同时也可以检核观测中有无错误存在。对于DJ6级光学经纬仪，如果左与右之差不超过40，则可取上、下半测回平均值作为最后结果。,在计算水平角值时，由于水平度盘刻划是顺时针方向注记，所以应总是以右边方向（观测者面向角度张开方向）的读数减去左边方向读数。如发生不够减情况时，可在右边方向读数上加360再减去左边方向读数,3.4.2水平角观测注意事项1.仪器高度要与观测者的身高相适应，三脚架要踩实，中心连接螺旋要拧紧，操作时不要用手扶三脚架，使用各螺旋时用力要轻。2.要精确对中，边长越短，对中误差影响越大。3.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点附近去瞄准标志底部。4.应该边观测、边记录、边计算。发现错误，立即重测。5.水平角观测过程中，不得再调整照准部水准管。如气泡偏离中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。,3.5竖直角观测,3.5.1竖直角测量原理：竖直角同一铅垂面内，一点到观测目标的方向线与水平线之间的夹角称为竖直角,用表示。其角值从090.仰角，角值为正.俯角，角值为负.,竖直角测量原理：竖直度盘（竖盘）用来测量竖直角。竖直角与水平角一样，其角值是度盘上两个方向的读数之差。所不同的是，竖直角两个方向中的一个是水平方向，而对于某一种仪器来说，水平视线方向的竖盘读数是一个固定值，所以测量竖直角时，只要瞄准观测目标，读出竖盘读数，就可计算出竖直角。,光学经纬仪的竖盘装置包括：竖盘、竖盘读数指标及竖盘指标水准管。竖盘固定安装在横轴的一端，其中心与横轴中心一致，望远镜在竖直面内转动时，竖盘跟随望远镜一起转动，而读数指标则是不动的。竖盘读数指标与竖盘水准管连接在一起，当指标水准管气泡居中时，指标便处于正确的位置。,3.5.2竖直度盘的构造,3.5.3竖直角的计算,顺时针注记:,盘左,L90L,RR270,盘右,最终竖直角为：,3.5.4竖直角的观测,854324,41636,2741606,41606,41621,15,2653836,42124,942112,42112,42118,6,在测站安置经纬仪，盘左瞄准目标顶部,转动竖盘指标水准管微动螺旋，指标水准管气泡居中,竖盘读数,计算L,倒镜,指标水准管气泡居,计算R,计算竖直角,盘右仍瞄准同目标顶部,中竖盘读数,观测步骤：,3.5.5竖盘指标差的计算与校正,指标差当指标水准管气泡居中后，读数指标线没有指在正确位置(铅垂位置)，而是偏离正确位置一个小角度值，该角度值称为指标差。,x=LL0,产生原因：仪器振动、磨损等使指标水准管气泡偏离了正确位置,由于指标差存在，此时盘左、盘右半测回竖直角计算公式变为：,结论：无论指标差x是否存在，计算竖直角的公式仍然为式（3-15）,消除指标差影响的方法：盘左盘右观测值，取平均值。,指标差计算公式：,指标差反映竖直角观测成果的质量，规范规定，竖直角观测时的指标差互差，DJ2级经纬仪不得超过15/；DJ6级经纬仪不得超过25/。,3.6三角高程测量三角高程测量是根据两点间的水平距离和竖直角计算两点间的高程。如图3-19示，A、B两点间的高差为：hAB=DABtanABivB点的高程为：HB=HAhAB=HADABtanABiv三角高程测量的步骤：（1）在测点A安置仪器，量取仪器高i和觇标高v；（2）观测竖直角，计算直觇高差hAB;,（3）在B点安置仪器，反砚同样观测和计算高差hBA，将hBA反号与hAB取平均值，得A点至B点的高差。,南方测绘公司产品,SouthSurvey,自动安平水准仪NL20-32,电子经纬仪ET-02/05,一、使用注意事项,1、光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。2、避免在高温和低温下存放和使用仪器，亦应避免温度骤变（使用时气温变化除外）。3、仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，注意防震、防尘和防潮。4、若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直到它适应环境温度后再使用仪器。5、仪器长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放。电池应每月充电一次。6、仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。7、仪器安装至三脚架或拆卸时，要一只手先握住仪器，以防仪器跌落。8、外露光学件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻檫净，切不可用其它物品擦试。9、不可用化学试剂擦试塑料部件及有机玻璃表面，可用浸水的软布擦试。10、器使用完毕后，用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘，仪器被雨水淋湿后，切勿通电难所开机应及时用干净软布擦干并在通风处放一段时间。11、作业前应仔细全面检查仪器，确信仪器各项指标、功能、电源、初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业。即使发现仪器功能异常，非专业维修人员不可擅自拆开仪器，以免发生不必要的损坏。,取下机载电池盒时注意事项！次取下电池盒时，都必须先关掉仪器电源，否则仪器易损坏。充电时注意事项！尽管充电器有过充保护回路，但过充会缩短电池寿命，因此在充电结束后应将插头从插座中拔出。要在0+45温度范围内充电，超出此范围可能充电异常。如果充电器与电池已连接好，指示灯却不亮，此时充电器或电池可能被损坏，应修理。,二、部件名称,五、测量准备51仪器的安置、对中和整平安置三脚架和仪器选择坚固地面放置脚架之三脚，架设脚架头至适当高度，以方便观测操作。将垂球挂在三脚架的挂钩上，使脚架头尽量水平地移动脚架位置并让垂球粗略对准地面测量中心，然后将脚尖插入地面使其稳固。检查脚架各固定螺丝固紧后，将仪器置于脚架头上并用中心联接螺丝联结固定。使用光学对中器对中调整仪器三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。通过对中器目镜观察，调整目镜环，使对中分划标记清晰。调整对中器的调焦手轮，直至地面测量标志中心清晰并与对中分划标记在同一成像平面内。,松开脚架中心螺丝（松至仪器能移动即可），通过光学对中器观察地面标志，小心地平移仪器（勿旋转），直到对中十字丝（或圆点）中心与地面标志中心重合。再调整脚螺旋，使圆水准器的气泡居