工程测量第三章

,011,第三章角度测量,02,03,角度测量原理,经纬仪简介,水平角观测,04,05,06,竖直角观测,经纬仪的检验与校正,水平角观测误差及其削减方法,经纬仪的结构及安置；测量水平角的方法;角度测量中产生误差的原因和削减方法;测回法测量水平角的方法,竖盘、竖直角及其观测法.,技能目标,核心概念,知识要点,重点难点,测回法；方向观测法；视准轴；竖轴；误差,第三章角度测量,经纬仪的结构及安置；测量水平角的方法;角度测量中产生误差的原因和削减方法;测回法测量水平角的方法,竖盘、竖直角及其观测法.,熟练操作经纬仪进行水平角和竖直角观测,第三章角度测量,两种角度水平角用于确定点的平面位置（计算坐标）竖直角用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器经纬仪、电子全站仪,角度测量原理,3.1,2020/6/7,测量学,1.水平角观测原理,一、水平角测量原理,水平角过一点到两个目标的方向线垂直投影到水平面上所成的夹角。0360。,2020/6/7,测量学,2.垂直角观测原理,二、竖直角测量原理,垂直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。=090，仰角为正，俯角为负。,第三章角度测量,经纬仪简介,3.2,经纬仪的分类,经纬仪的构造,经纬仪的使用,2020/6/7,测量学,1.水平角观测原理,一、经纬仪的分类,按测角精度不同,经纬仪又分成多种等级,如DJ、DJ、DJ等。“D”和“J”为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音的第一个字母,后面的数字代表该仪器一测回方向观测中的误差，即该仪器所能达到的精度指标,数字越大,精度越低。,经纬仪的种类有很多,按读数原理可分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类。,2020/6/7,测量学,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,基本构造：基座、照准部、度盘、读数,(一)DJ型光学经纬仪,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,1基本构造,1.基座,二、经纬仪的构造,(1)基座基座是支撑仪器的底座,脚螺旋用于整平仪器,2020/6/7,测量学,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,望远镜和水准仪望远镜构造基本相同,是用来照准远方目标的设备。照准部的管水准器用于经纬仪的精平,管水准器轴与竖轴垂直,与横轴平行。,(2)照准部照准部是位于水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的部分的总称,望远镜十字丝,1.基座,二、经纬仪的构造,(3)度盘水平度盘是由光学玻璃制成的带有刻画和注记的圆盘,在度盘的边缘按顺时针方向均匀刻画成份,每一份就是,并注记度数,2020/6/7,测量学,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,度盘上1度分划的间隔经放大后，与分微尺相等。分微尺全长分60格，因此其最小格值为1=60。,2读数设备及其方法,水平度盘读数：730424,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,（二）DJ型光学经纬仪,与DJ6构造基本相同,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,（二）DJ型光学经纬仪,水平度盘读数：425202.0,水平度盘读数：1740202.0,采用度盘对径分划重合法读数,相当于取度盘直径两端相差处两个读数的平均值,可以抵消照准部偏心误差的影响,提高读数精度。DJ型光学经纬仪大多设置了测微尺和测微手轮,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,（三）电子经纬仪,与光学经纬仪主要区别在于度盘读数系统,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,1光栅度盘测角原理,图-电子经纬仪光栅度盘读数,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,2编码度盘测角原理,根据角度信息在度盘上编码信息形式的不同，编码度盘分为码区度盘和条码度盘两种。,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,2编码度盘测角原理,()码区度盘测角原理与光栅度盘相比,编码度盘的优点是:能实时反映角度的绝对值,可靠性高,误差不积累,调试简单,有较强的环境适应性.,()条码度盘测角原理条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。条码具有可靠准确、易于制作、识别速度快等优点。,1.水平角观测原理,二、经纬仪的构造,3光栅动态度盘测角原理,图-光栅动态度盘测角原理,1.水平角观测原理,三、经纬仪的使用,1经纬仪的安置,经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站标志中心处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴处于铅垂线状态，使水平度盘处于水平位置。,对中,三、经纬仪的使用,对中将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。,2020/6/7,测量学,光学对中步骤,三、经纬仪的使用,光学对中步骤：对准、调平、整平、对中,2020/6/7,测量学,整平,三、经纬仪的使用,整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。,用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)一测回观测过程中，不得再调气泡。,1.水平角观测原理,三、经纬仪的使用,2瞄准,经纬仪安置好后,先将望远镜照准远处,转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰,3读数,读数前,先调节反光镜,使读数窗亮度均匀,调节读数显微镜及目镜对光螺旋,使读数窗内分划线清晰,然后按前述的经纬仪读数方法进行读数.,第三章角度测量,水平角观测,3.3,在水平角观测中,为发现错误并提高测角精度,一般要用盘左和盘右两个位置进行观测,操作步骤,1.水平角观测原理,水平角的观测,一测回法,测回法观测水平角盘左瞄准J，读数j左瞄准K，读数k左盘右瞄准K，读数k右瞄准J，读数j右,=(左+右)2，精度要求：左-右40,角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然后按照“测回法”的次序观测。,1.水平角观测原理,水平角的观测,一测回法,起始方向第一个读数应调成0（或180/N，N为测回数）；分、秒数写足二位;一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。,741906,741924,741915,1.水平角观测原理,水平角的观测,二方向观测法,方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向,要求零方向应选择距离适中、通视良好、成像清晰稳定、俯仰角和折光影响较小的方向.设A方向为零方向,1.水平角观测原理,水平角的观测,方向观测法角值计算步骤()计算c值(即盘左、盘右两次照准误差)2c盘左读数(盘右读数)()计算方向观测值的平均值平均读数/盘左读数(盘右读数)()计算归零后的方向观测值()计算各测回归零后方向值的平均值,二方向观测法,第三章角度测量,竖直角观测,3.4,竖直度盘的构造,竖直角的计算,竖直角的观测方法,1.水平角观测原理,一竖直度盘的构造,经纬仪的竖直度盘也称为竖盘,1.水平角观测原理,二竖直角的计算,垂直角在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角。,=090，仰角为正，俯角为负。,确定垂直角的计算公式,二竖直角的计算,竖直角计算式为/(左右)/(RL),竖盘读数与垂直角计算,确定垂直角的计算公式,二竖直角的计算,盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。,竖盘指标差-竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。,指标差计算公式：,确定垂直角的计算公式,三竖直角的观测方法,竖直角观测的操作步骤,第一步,第二步,第三步,第四步,确定垂直角的计算公式,三竖直角的观测方法,竖直角观测记录表,第三章角度测量,经纬仪的检验和校正,3.5,水准管轴的检验与校正,十字丝竖丝的检验和校正,望远镜视准轴的检验和校正,横轴的检验和校正,竖盘指标差的检验和校正,光学对中器的检验与校正,3.5经纬仪的检验和校正,轴线间应满足的条件水准管轴垂直于竖轴LLVV视准轴垂直于横轴CCHH横轴垂直于竖轴HHVV十字竖丝垂直于横轴竖丝HH圆水准轴平行于竖轴LLVV,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的使十字丝竖丝垂直横轴,1十字丝竖丝的检验与校正,检验方法整平仪器后,用竖丝一端照准一个固定清晰的点状目标,拧紧望远镜和照准部制动螺旋,然后转动望远镜微动螺旋,如果该点始终不离开竖丝,则说明竖丝垂直于横轴,否则需要校正.,校正转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡退回偏离零点的格数的一半，再用校正针拨动水准管校正螺钉，使气泡居中，如此反复几次，直至气泡满足条件。,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的使水准管轴垂直于仪器竖轴（LLVV）,2水准管轴的检验与校正,检验方法,校正,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的使望远镜视准轴垂直于横轴（CCHH）,3望远镜视准轴的检验与校正,检验方法,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,校正在B尺上定出B，使BBBB/,调节十字丝护环左右校正螺钉，使望远镜中心对准B点。,3望远镜视准轴的检验与校正,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的使横轴垂直于仪器竖轴,4横轴的检验和校正,检验方法与校正,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的消除竖盘指标差,5竖盘指标差的检验与校正,检验方法在大致水平方向选择远处一目标P,盘左,在十字丝交点附近用纵丝瞄准,水平度盘读数为L;盘右,再瞄准P点,水平度盘读数为R。如果L-(R180o)20”,则认为视准轴垂直于横轴的条件没有得到满足,需要进行校正。,校正盘右（或盘左）位置瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘读数为R（或L）;此时，竖盘水准气泡不再居中，拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中。此项检验和校正需反复进行，直至左与右的差数小于1为止,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,检验目的使光学对中器视准轴与仪器竖轴重合,6光学对中器的检验与校正,检验方法安置经纬仪于一般高度，严格整平仪器，在仪器下的地面上放一张白纸，在上面画一十字形标志P,移动白纸，使对中器中心标志对准P点，然后固定白纸;将照准部旋转，如果对中器中心标志对准另一点P，则对中器的视准轴未与仪器纵轴重合，需要校正。,确定垂直角的计算公式,3.5经纬仪的检验和校正,6光学对中器的检验与校正,校正用直尺在白纸上定出P、P点的中点O,转动对中器的校正螺钉使对中器分划板的中心对准点O.光学对中器上的校正螺钉随仪器型号而异,有些是校正视线转向的直角棱镜,有些是校正分划板.图-是位于照准部支架间的圆形护盖下的校正螺钉,松开护盖上的两颗固定螺钉,取下护盖即可看到,调节螺钉可使分划圈中心前后移动,调节螺钉可使分划圈中心左右移动.直至分划圈中心与P点重合为止.,图3-26光学对中器的校正,第三章角度测量,水平角观测误差及其削减方法,3.6,仪器误差,观测误差,外界条件影响误差,确定垂直角的计算公式,3.6水平角观测误差及其削减方法,（1）视准轴误差用盘左、盘右角值取平均的方法来削减（2）横轴误差用盘左、盘右角值取平均的方法来削减（3）竖轴误差用校正水准管轴的办法来削减（4）度盘偏心误差用盘左、盘右角值取平均的方法或采用对径分划的测微尺,可以得到削减（5）度盘分划误差用多测回观测、变换度盘位置的方法来