工程测量-角度测量

第三章角度测量,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影,水平角测量原理,n,m,=nm,水平角,水平面,竖直角,地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。,仰角：倾斜视线在水平视线以上时的竖直角俯角：倾斜视线在水平视线以下时的竖直角,1、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上；2、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘；3、望远镜不仅能在水平方向转动而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标；4、具有一个读数设备。,经纬仪应具备的条件：,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,常用的光学经纬仪：DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15,经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。有光学经纬仪和电子经纬仪之分。,一、DJ6级光学经纬仪,基本构造,1.照准部,2.水平度盘,水平度盘：顺时针方向刻有0到360的分划线，用来测量水平角。水平度盘转动控制装置：位置变动手轮和复测装置。外轴装置：,望远镜：照准部水准管：读数显微镜：竖直度盘：横轴、竖轴：,经纬仪,望远镜上下制动螺旋,望远镜上下微动螺旋,竖直度盘,竖直指标水准管微动螺旋,水平制动、微动螺旋,光学对中器,二、读数设备与读数方法,读数练习,2342106,2730242,0,1,2,3,4,5,6,2,0,1,3,4,5,6,读数练习,2,0,1,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,V,H,H,V,平行玻璃板测微器及读数方法,双指标线,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,一：对中使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上。即使仪器的中心与测站点的标志中心在同一铅垂线上。垂球或光学对中器二：整平使得度盘处于水平位置上。,一、经纬仪的安置,一、经纬仪的安置,一：对中,使用垂球对中,一、经纬仪的安置,二：整平使得度盘处于水平位置上,使用光学对中器整置,1、用三脚架或角螺旋使光学对中器分划板上的圆心或十字丝交点对准测点；2、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿的长度使仪器基本水平；3、用脚螺旋使经纬仪精确整平；4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；5、重复第3、4步，达到精确对中和整平。,大花杆、小花杆和觇标,经纬仪的十字丝分划板,瞄准,瞄准,瞄准,二、水平角测量方法,1、测回法适用于观测两个方向之间的单角2、方向法（全圆测回法）适用于观测两个以上的方向,基本概念,盘左和盘右盘左/正镜:竖盘在望远镜的左边盘右/倒镜:竖盘在望远镜的右边测回上半测回/下半测回一个测回/多个测回配盘度盘变换手轮,三、测回法测量水平角,(1)测回法的步骤,1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘在0度或稍大于0度，读数记于手簿。,4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读数，并记录。,2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，读数记于手簿。,以上为上半测回，得半测回角值,3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标B点，读数记录。,5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。,以上为下半测回，得半测回角值且一测回角值,三、测回法测量水平角,水平角观测记录,O（1）,A,B,A,B,00106,853618,1800124,2653630,900036,1753542,2700048,3553548,A,B,A,B,O（2）,853512,853506,853506,853500,853509,853503,853506,注意及说明,测回间要配盘；上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，照准目标的顺序不同；上、下两个半测回角值之差小于36秒；各测回的角度互差应小于24秒；记录时，分、秒一般都要记两位；计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进”。,实验四：经纬仪认识与使用,目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。实验内容：（1）了解经纬仪各部件的构造及其作用。（2）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与读数。（3）用盘左位置瞄准目标，练习测量水平角。,盘左盘右,四、全圆测回法测量水平角,ABCDA（归零）,ADCBA,A,B,C,D,O,全圆测回法记录,O,A,B,C,D,A,00106,715206,1453048,2101212,00124,1800118,301206,3253048,2515200,1800112,O,A,B,C,D,A,900124,1615206,2353054,3001224,900136,2700124,1201218,553048,3415200,2700118,00109,715203,1453048,2101209,00121,900121,1615203,2353051,3001221,900130,(00115),00000,715048,1452933,2101054,(900126),00000,715037,1452925,2101055,00000,715042,1452929,2101054,715042,733847,644125,方向法的计算步骤,计算两倍照准误差2C(J6不要求)2C=盘左读数-(盘右读数1800)计算各方向的平均读数平均读数=盘左读数+(盘右读数1800)/2计算归零后的方向值各方向的平均读数零方向的读数计算各测回归零后的方向值的平均计算各水平角的值,注意事项:,方向观测和计算同步进行，以及时发现问题,水平角方向法观测的技术要求,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。,竖直角的定义,竖直度盘基本构造,竖直度盘基本构造,竖盘注记形式,竖直角计算公式推导（理想）,盘左,左=90L,竖直角计算公式推导（理想）,盘右,右=R270,竖盘指标差,当指标水准管气泡居中时，盘左指标线所指的度数不一定恰好就是90度或者0度，盘右不一定正好是270度或180度。即存在一个竖盘指标差i。,竖直角计算公式推导,左=(90+i)L,盘左,L,竖直角计算公式推导,右=R(270+i),盘右,R,竖盘指标差的计算,要求：J2:i15；J6:i24,若指标差超标，则计算每个竖直角的时候应加上指标差。可通过校正指标水准管来减小或消除。一般满足要求情况下不考虑指标差。,在测站安置经纬仪，对中、整平；盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数L（V）；盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数R（V）；,竖直角观测方法,瞄准,（注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）,竖直角观测记录,A,B,盘左,875218,20742,盘右,2720730,20730,20736,A,C,盘左,931654,31654,盘右,2664324,31636,31645,练习题：,用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为714524，盘右读数为2881622，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为921236，求其竖直角？,左=(90+i)L,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,一、经纬仪的几何轴系,1：照准部水准管轴（LL）2：望远镜视准轴（CC）3：仪器竖轴（VV）4：仪器横轴（HH）5：竖盘指标水准管水准轴（LL）,二、轴系应满足的几何条件,1：照准部水准管轴垂直于竖轴（LLVV）2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝HH）3：视准轴垂直于横轴（CCHH）4：横轴垂直于竖轴（HHVV）5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线（LL指标线）,三、经纬仪检校,1、照准部水准管的检校LLVV？,2、十字丝垂直于横轴的检校竖丝HH？,检验方法：精平仪器，在仪器前方适当位置悬挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。或瞄准一清晰小点,3、视准轴垂直于横轴的检校CCHH？,（一般由专业人员进行校正）,4、横轴垂直于竖轴的检校HHVV？,5、竖盘指标水准管检校LL指标线？,一般指标差的绝对值超过1时，应予以校正。,3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析,第三章角度测量,角度测量误差及消除方法,仪器误差观测误差外界条件的影响,1、照准部偏心误差产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除,（一）仪器误差,2、度盘刻划误差产生情况：度盘制造时产生消除与减弱措施：变换度盘位置,（一）仪器误差,3、视准误差(c)产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差规律：随垂直角增大而增大消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除,（一）仪器误差,4、横轴误差产生情况：横轴不水平规律：随垂直角增大而增大，对两等高目标观测时误差为0消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除,（一）仪器误差,5、纵轴误差产生情况：纵轴不铅垂规律：随垂直角增大而增大，与横轴所处的方向有关消除与减弱措施：注意水准管的精度与精确整平注意：不能用盘左盘右取均值可以消除,（一）仪器误差,1、仪器对中误差产生情况：仪器中心与测站点不在同一铅垂线上规律：偏心越大、边越大，误差越大消除与减弱措施：精确对中。当边长较短时应特别注意对中。,（二）观测误差,2、目标偏心误差产生情况：觇标中心偏离目标标石中心规律：与偏心距与正比，与边长成反比，垂直于视线方向的目标偏心误差最大消除与减