《测量学》课件第3章 角度测量VIP

测量学,交通科学与工程学院夏冬君,第3章角度测量,角度测量分为水平角测量和竖直角测量。水平角用于确定点的平面位置（平面坐标）。竖直角用于确定两点之间的高差，或将倾斜距离化成水平距离。,3.1水平角测量原理,水平角是指一点至两目标方向线在水平面上的投影所形成的夹角。,图3.1水平角测量原理,水平角的角值为0360，水平角没有负值。,3.2光学经纬仪,3.2.1经纬仪概述经纬仪可分为光学经纬仪和电子经纬仪两种类型。国产光学经纬仪分为DJ1、DJ2、DJ6精度等级，国外光学经纬仪如瑞士徕卡公司的T1、T2、T3、T4、T16等。工程测量常用DJ2、DJ6级光学经纬仪。,3.2光学经纬仪,电子经纬仪,博飞正像经纬仪TDJ2E,WildT3光学经纬仪,WildT4光学经纬仪,DJ6级光学经纬仪,3.2光学经纬仪,3.2.2DJ6级光学经纬仪1基本构造DJ6级光学经纬仪主要由照准部、水平度盘、基座三部分组成。(1)照准部照准部主要包括望远镜、水准器、读数系统、光学对中器等。视线（视准轴）望远镜物镜光心与十字丝交点的连线，用CC表示。,DJ6级光学经纬仪,3.2光学经纬仪,3.2.2DJ6级光学经纬仪1基本构造(2)水准器管状水准器（水准管）水准管轴LL过水准管零点O的纵向切线。当水准管气泡居中时，经纬仪水平度盘水平。,DJ6级光学经纬仪,3.2光学经纬仪,3.2.2DJ6级光学经纬仪1基本构造(2)水准器圆水准器圆水准器轴通过圆水准器零点O的法线。当圆水准器的气泡居中时，经纬仪大致水平。,DJ6级光学经纬仪,圆水准器,3.2光学经纬仪,3.2.2DJ6级光学经纬仪1基本构造（3）水平度盘水平度盘是一个圆环型玻璃度盘，边缘顺时针刻有0360刻线。用来测量水平角。（4）基座基座主要由轴座、脚螺旋、底板、三角压板组成。作用是支撑仪器上部，并与三脚架相连接。,DJ6级光学经纬仪,水平度盘,基座,3.2光学经纬仪,3.2.2DJ6级光学经纬仪2DJ6级光学经纬仪的读数方法DJ6级光学经纬仪采用分微尺读数法。在读数显微镜中，度盘上1的间隔，成像后与分微尺的全长相等。分微尺共分60个格，每格1，可估读至0.1即6。,图3.4分微尺读数法,3.3水平角测量,3.3.1经纬仪的基本操作1对中对中的目的是使经纬仪水平度盘的中心与测站点位于同一铅垂线上。（1）垂球对中使垂球尖对准测站点，误差小于3mm。（2）光学对中光学对中器精确对中,偏差1mm。,3.3水平角测量,3.3.1经纬仪的基本操作2整平整平的目的是使水平度盘水平，包括粗平和精平。（1）粗平使圆水准器的气泡居中,水平度盘大致水平。方法：气泡的移动方向与左手拇指调节脚螺旋的运动方向一致。,3.3水平角测量,3.3.1经纬仪的基本操作2整平（2）精平使水准管气泡居中。要求：水准管气泡在任意方向，偏移量小于一格。规律：水准管气泡的移动方向与左手拇指转动脚螺旋的运动方向一致。,3.3水平角测量,3.3.1经纬仪的基本操作3瞄准（1）目镜对光调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。（2）概略瞄准用望远镜上的准星和照门（或概略瞄准器）瞄准目标。（3）物镜对光（调焦）转动望远镜的物镜对光螺旋（调焦螺旋），看清目标。（4）消除视差当眼睛上下移动时，发现目标与十字丝交点之间有相对运动现象，称为视差现象。视差产生的原因是由于物象与十字丝不重合。消除方法：仔细调节物镜对光螺旋（调焦螺旋），直到目标与十字丝交点重合。,水平角瞄准,3.3水平角测量,3.3.1经纬仪的基本操作4读数（1）调节采光镜的角度，照亮读数显微镜；（2）调节读数显微镜对光螺旋，使度盘和分微尺影像清晰；（3）直接读出度、分，估读秒。,3.3水平角测量,3.3.2水平角测量方法1测回法测回法用于观测两个方向之间的水平角。（1）盘左位置（竖盘位于望远镜视线方向的左侧）,盘左半测回水平角值,顺时针方向，瞄准右方目标B，读出水平度盘读数；,瞄准左方目标A，读出水平度盘读数；,3.3水平角测量,3.3.2水平角测量方法1测回法（2）盘右位置（竖盘位于望远镜视线方向的右侧）,盘右半测回水平角值,逆时针方向，瞄准左方目标A，读出水平度盘读数；,倒转望远镜为盘右位置，逆时针瞄准右方目标B，读出水平度盘读数；,3.3水平角测量,3.3.2水平角测量方法1测回法（3）一测回水平角,2680830,B,775630,1901200,A,右,880848,B,775633,775636,101212,A,左,O,一测回水平角,半测回水平角,水平度盘读数,目标,竖盘位置,测站,表3.1水平角测量记录与计算,3593054,B,1800030,1793024,A,右,1793042,B,1800021,1800012,3593030,A,左,O,一测回水平角,半测回水平角,水平度盘读数,目标,竖盘位置,测站,A,O,B,表3.1水平角测量记录与计算,图3.12水平角对中误差,3.3水平角测量,3.3.2水平角测量误差,图3.13水平角瞄准误差,3.3水平角测量,3.3.2水平角测量误差,3.4竖直角测量,3.4.1竖直角测量原理竖直角在同一竖直面内视线方向与水平线之间的夹角。其角值为090。,图3.14竖直角观测原理,3.4竖直角测量,3.4.1竖直角测量原理竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起在竖直面内转动，其边缘顺时针刻有0360刻线。竖盘指标线不随望远镜转动，其正确位置为铅垂线方向。当望远镜视线水平，竖盘指标线为正确位置时，竖盘读数盘左为90，盘右为270。望远镜转动时，竖盘随之转动，而指标线不动，从而可以读出望远镜不同位置的竖盘读数，计算出竖直角。,3.4竖直角测量,3.4.2竖直角的观测与计算1安置仪器安置经纬仪于测站上方，进行对中、整平、量仪器高度。,3盘右观测（1）瞄准目标点M，用十字丝交点精确瞄准目标；（2）打开竖盘自动补偿开关；（3）读出盘右竖盘读数R。,2盘左观测（1）瞄准目标点M，用十字丝交点精确瞄准目标；（2）打开竖盘自动补偿开关；（3）读出盘左竖盘读数L。,3.4竖直角测量,3.4.2竖直角的观测与计算4竖直角计算,图3.15经纬仪测量竖直角瞄准,A：盘左读数,盘右读数,B：盘左读数,+10754,2710754,右,+10739,+10724,885236,左,B,O,-00130,2695830,右,-00121,-00112,900112,左,A,O,指标差,竖直角,半测回角值,竖盘读数,竖盘位置,目标,测站,注：竖盘注记形式为顺时针,表3.1竖直角测量记录与计算,盘右读数,3.4竖直角测量,3.4.3竖盘指标差由于竖盘指标线位置与铅垂线之间存在一个偏差，其差值为x，即竖盘指标差。则竖盘读数L、R中包含x。,竖盘指标差示意图,图3.16竖盘指标差(盘左),图3.16竖盘指标差(盘右),3.4竖直角测量,3.4.3竖盘指标差由于存在竖盘指标差x，则竖盘读数L、R中包含x，此时正确竖直角计算方法为,1.盘左正确竖直角,2.盘右正确竖直角,3.正确竖直角,4.竖盘指标差x,3.4竖直角测量,3.4.3竖盘指标差在精度要求不高时，可先测定竖盘指标差x，用盘左（或盘右）观测求得盘左（或盘右）竖直角，正确竖直角计算方法为,1.盘左观测时，正确竖直角计算方法,2.盘右观测时，正确竖直角计算方法,A：盘左读数,盘右读数,B：盘左读数,-9,+10715,+10724,885236,左,B,O,-00130,2695830,右,-9,-00121,-00112,900112,左,A,O,指标差,竖直角,半测回角值,竖盘读数,竖盘位置,目标,测站,注：竖盘注记形式为顺时针,表