测量教案3章角度测量.ppt

角度类型水平角，竖直角角度测量测量地面点连线的水平夹角，视线方向与水平面的竖直角仪器经纬仪，全站仪水平角测量求算点的平面位置竖直角测量测定高差或将倾斜距离化算为水平距离,第3章角度测量,3.1角度测量原理1)水平角测量原理地面一点与两目标点连线水平面投影的夹角或过B，C两点铅垂面与过B，A两点铅垂面两面角B点，水平安置刻度圆盘(顺时针注记)测出BA方向的度盘读数aBC方向的度盘读数c水平角=ca,2)竖直角测量原理竖直面内，视线与水平线的夹角视线在水平线上仰角，竖直角0视线在水平线下俯角，竖直角2格，重新整平与对中仪器，重新观测,3.5竖直角测量方法1)竖直角的用途倾斜距离化算为水平距离，三角高程测量计算。(1)倾斜距离化算为水平距离D=Scos,(2)三角高程计算hAB=Ssin+ivHB=HA+hAB,2)竖盘构造竖盘固定于望远镜横轴一端，与望远镜连接在一起竖盘随望远镜一起绕横轴旋转，竖盘面横轴竖盘读数指标与竖盘指标管水准器连在一起望远镜盘左,竖盘指标管水准气泡居中,竖盘读数=90,3)竖直角计算盘左竖直角：L=90oL盘右竖直角：R=R270o,4)竖盘指标差竖盘指标差望远镜视准轴水平竖盘读数相对于正确值(90o/盘左或270o/盘右)角度的偏差x(偏向物镜端时，x0),盘左竖直角=90oxL=Lx，(左加)盘右竖直角=R(270ox)=Rx，(右减)指标差x=(RL)/2左右取平均=(LR)/2，抵消竖盘指标差。,5)竖直角观测经纬仪安置点，量取仪器高i目标点，量取觇标高v用十字丝横丝照准目标特定位置，一般为觇标顶hAB=Ssin+iv,竖直角观测手簿与计算盘左竖直角L=90oL盘右竖直角R=R270o指标差x=(RL)/2盘左盘右取平均=(LR)/2,6)竖盘指标自动归零补偿器竖盘光路安装补偿器，代替竖盘指标管水准器竖轴偏离铅垂线的角度在一定范围内时通过补偿器能读到相当于竖盘指标管水准气泡居中时的读数。,3.6经纬仪的检验和校正1)经纬仪的轴线及其应满足的关系视准轴CC横轴HH管水准器轴LL竖轴VV轴线应满足的关系(1)LLVV(2)十字丝竖丝HH(3)CCHH(4)HHVV(5)竖盘指标差x=0(6)光学对中器视准轴与竖轴重合,2)经纬仪的检验与校正(1)LLVV的检验与校正检验：圆水准气泡居中，初平仪器管水准器轴一对脚螺旋，居中气泡照准部旋转180o，气泡居中，则LLVV,校正校正针拨动管水准器一端校正螺丝使气泡向中央移动偏距的一半余下一半旋转与管水准器轴的一对脚螺旋完成,(2)十字丝竖丝HH的检验与校正检验十字丝交点精确瞄准远处目标P旋转水平微动螺旋点左、右移动轨迹偏离十字丝横丝时要校正校正卸下十字丝分划板护罩，松开4个压环螺丝缓慢转动十字丝组，直到照准部水平微动时P点始终在横丝上移动为止，最后旋紧4个压环螺丝,(3)CCHH的检验与校正检验平坦场地，选相距约100m的A，B两点仪器安置于A，B连线的中点OA点设置与仪器等高的标志B点设置与仪器等高的水平标尺，垂直于视线OB盘左瞄准A点,固定照准部纵转望远镜,瞄B尺读数B1盘右瞄准A点,固定照准部纵转望远镜,瞄准B尺读数B2B1B2，需要校正。,校正由B2点向B1点量B1B2/4长度定B3点,OB3HH校正针拨动十字丝环左右一对校正螺丝使十字丝交点与B3点重合完成校正后，应重复上述的检验操作直至满足C20时，必须校正。检验高墙上固定清晰照准标志P距墙面2030m安置经纬仪盘左瞄准P点，固定照准部望远镜视准轴水平，墙面定出P1点纵转望远镜,盘右瞄准P点固定照准部望远镜视准轴水平墙面上定出P2点横轴误差,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i=0应在无尘室内环境,专用平行光管操作用户不具备条件时,交专业维修人员校正。,(5)竖盘指标差x=0的检验与校正检验安置好仪器盘左、盘右观测某清晰目标的竖直角一测回计算指标差x盘左竖直角L=90oL盘右竖直角R=R270o指标差x=(RL)/2校正消除指标差的盘右竖盘正确读数为Rx旋转竖盘指标管水准器微动螺旋，使竖盘读数为Rx此时，竖盘指标管水准气泡必然不再居中用校正针拨动竖盘指标管水准器校正螺丝使气泡居中，该校正需反复进行。,(6)光学对中器视准轴与竖轴重合的检验与校正检验地面上放置白纸，白纸上画十字形标志以标志点P为对中标志安置仪器，旋转照准部180点像偏离对中器分划板中心到P时对中器视准轴与竖轴不重合，需校正。,校正在白纸上定出P与P点的中点O调节3个校正螺丝8，为使视准轴7前后倾斜；调节两个校正螺丝9，为使视准轴7左右倾斜；直至P点O点重合为止。校正完后应拧紧3个校正螺丝8与两个校正螺丝9。,3.7水平角测量的误差分析仪器误差,对中与目标偏心误差,观测误差,外界环境1)仪器误差(1)视准轴误差视准轴CC不垂直于横轴HH的偏差CCC绕HH旋转一周扫出两个圆锥面。,双盘位方向观测取平均消除视准轴误差影响。,(2)横轴误差横轴误差i对水平角的影响(i)”与方向竖直角有关双盘位方向观测取平均消除横轴误差影响。,(3)竖轴误差竖轴VV偏离铅垂线的偏差竖轴误差造成水平度盘倾斜水平面角盘左或盘右观测，倾斜方向相同竖轴误差不能用双盘位观测取平均值消除观测前应严格检校仪器观测时保持照准部管水准气泡居中观测过程中气泡偏离量应1格否则应重新对中整平操作。,(4)照准部偏心误差和分划不均匀误差照准部旋转中心与水平盘分划中心不重合产生测角误差盘左盘右观测取平均可消除其影响度盘最小分划间隔不相等产生测角误差各测回零方向根据测回数n按180o/n变换水平度盘位置削弱该误差影响,2)对中误差与目标偏心误差(1)对中误差对中点B偏离测点标志B距离e对水平角观测的影响为=1+2=180，=90，取得最大值e=3mm，D=100m，=12.4,(2)目标偏心误差照准点目标与地面标志中心不在同一铅垂线上偏差e1对水平角观测的影响为1=90o时，取得最大值与瞄准方向垂直的目标偏心e1对水平方向观测的影响最大,3)观测误差(1)瞄准误差人眼可分辨的两个点最小视角为60使用放大倍数为V的望远镜观测时最小分辨视角可减小V倍mV=60/VDJ6经纬仪V=26，mV=60/26=2.3(2)读数误差使用测微尺的DJ6级光学经纬仪读数误差为测微尺最小分划1的1/106,4)外界环境的影响松软土壤和风力影响仪器稳定日晒和环境温度变化引起管水准气泡运动和视准轴变化太阳照射地面产生热辐射引起大气层密度变化目标影像跳动大气透明度低时目标成像不清晰视线太靠近建、构筑物时引起旁折光削弱方法：选择有利的观测时间布设测量点位时，注意避开松软的土壤和建、构筑物,3.8电子经纬仪光电转换原理和微处理器自动测量度盘读数，显示窗显示结果,1)电子经纬仪的测角原理三种测角系统编码度盘、光栅度盘、动态测角(1)编码度盘玻璃圆盘，刻划n个同心圆环每个同心圆环码道，n码道数外环码道圆环2n等分透光、不透光相间扇形区编码一个编码包含圆心角=3602n(角度分辨率)编码度盘可分辨的最小角度,向圆心方向，其余n-1个码道圆环分别被等分2n-1，2n-2,21个编码作用确定当前方向位于外环码道的绝对位置n=4时，24=16，角度分辨率=36016=22o30向圆心方向，其余3个码道编码数依次为23=8，22=4，21=2每码道安置发光二极管，对称侧安置光敏二极管发光管光线通过透光编码被光敏二极管接收逻辑0光线被不透光编码遮挡逻辑1获得该方向的二进制代码,4码道编码度盘=22o30，精度太低提高码道数减小如，n=16，=360216=0o0019.78度盘半径不变增加码道数n减小码道径向宽度拓普康GTS-105N全站仪R=35.5mmn=16，求出=2.22mm，太小多码道编码度盘不易达到较高测角精度现常用单码道编码度盘度盘外环刻划无重复码段二进制编码发光管照射编码度盘接收管获取度盘位置编码信息送微处理器译码为实际角值并显示,(2)光栅度盘测角系统玻璃圆盘径向均匀刻划交替透明/不透明辐射状条纹指示光栅密度与度盘光栅相同，刻线倾斜一小角出现明暗相间的条纹莫尔条纹指示光栅固定,光栅度盘随照准部转动,形成莫尔条纹,照准部转动一条刻线莫尔条纹则向上或下移动一周期光敏二极管产生正弦规律变化电信号整形电信号成矩形脉冲信号对矩形脉冲信号计数求得度盘旋转角值译码器化算为度、分、秒送显示窗显示。,倾角与相邻明暗条纹间距w的关系w=d/=20，w=172d，纹距w比栅距d大172倍细分纹距w提高测角精度,南方测绘ET-02电子经纬仪水平光栅度盘,ET-02电子经纬仪竖直光栅度盘,电源开/关键。6个键均有两种功能一般执行键上字符的第一功能(测角操作)+其余键，执行键下字符第二功能(测距操作)右/左旋水平角选择右旋水平度盘顺时针注记，读数前字符“HR”左旋水平度盘为逆时针注记，读数前字符“HL”水平度盘读数锁定键,水平度盘置零键开/关显示窗和十字丝分划板照明,切换竖角角度制/坡度显示以角度制显示时，设盘左竖盘读数为87o4825按键的竖盘读数3.83%转换公式tan=tan(90o87o4825)=3.83%,3.9激光经纬仪准直测量定出一条基准直线作为土建安装、施工放样的基准线1)光学激光经纬仪在光学经纬仪上设置了一个半导体激光发射装置将发射的激光导入望远镜的视准轴方向从望远镜物镜端发射激光光束与望远镜视准轴保持同轴、同焦,苏州一光J2-JDB激光经纬仪激光波长0.635m100m光斑直径5mm，白天有效射程200m两节5号碱性电池供电，可用一个工