全站仪角度测量

1、 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 地面上两地面上两 相交直线相交直线 的夹角在的夹角在 水平面上水平面上 的投影的投影 O B A n m = n m 水平面 竖直角竖直角 地面上的直线与其水平投影线（水 平视线）间的夹角。 仰角：仰角：倾斜视线在水平视线以上时的竖直角倾斜视线在水平视线以上时的竖直角 俯角：俯角：倾斜视线在水平视线以下时的竖直角倾斜视线在水平视线以下时

2、的竖直角 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 常用的光学经纬仪：常用的光学经纬仪：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15 经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。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。有光学经纬仪和电子经纬仪之分。 一、DJ6级光学经纬仪 照准部照准部 水平度盘水平度盘 基座基座 1.照准部照准部 2.水平度盘水平度盘 v水

3、平度盘：顺时针方向刻有水平度盘：顺时针方向刻有0到到 360的分划线，用来测量水平角。的分划线，用来测量水平角。 v水平度盘转动控制装置：位置变动水平度盘转动控制装置：位置变动 手轮和复测装置。手轮和复测装置。 v外轴装置：外轴装置： v望远镜：望远镜： v照准部水准管：照准部水准管： v读数显微镜：读数显微镜： v竖直度盘：竖直度盘： v横轴、竖轴：横轴、竖轴： 照准部照准部 水平度盘水平度盘 基座基座 读数读数 显微镜显微镜 经经 纬纬 仪仪 望远镜望远镜 上下制动螺旋上下制动螺旋 望远镜望远镜 上下微动螺旋上下微动螺旋 竖直度盘竖直度盘 竖直指标水准竖直指标水准 管微动螺旋管微动螺旋 水

4、平制动、水平制动、 微动螺旋微动螺旋 光学对中器光学对中器 H V 0123456 0123456 112113 8988 1125454 890518 分微尺分微尺 指标线指标线 对径分划对径分划 二、读数设备与读数方法 H V 0123456 0123456 234 273 272 2342106 2730242 0123456 2 01 3456 读数练习读数练习 115 78 78 79 2 01 3456 116115 0123456 1152642 781706 1155812 790412 V HH V 平行玻璃板测微器及读数方法平行玻璃板测微器及读数方法 510 8687888

5、9 121122123124 510 86878889 121122123124 1238122 120830122 403787 40073087 双指标线双指标线 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 一、经纬仪的安置 一：对中一：对中 使得度盘中心处于角顶点的铅垂线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上。即使仪器的中心与测站点的标志中 心在

6、同一铅垂线上。心在同一铅垂线上。 v垂球或光学对中器垂球或光学对中器 二：整平整平 使得度盘处于水平位置上。使得度盘处于水平位置上。 一、经纬仪的安置 一一：对中对中 使用垂球对中使用垂球对中 一、经纬仪的安置 二：整平整平使得度盘处于水平位置上使得度盘处于水平位置上 12 3 12 3 1 1、用三脚架或角螺旋使光学对中器分划、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；板上的圆心或十字丝交点对准测点； 2 2、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿、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；的长度使仪器基本水平； 3 3、用脚螺旋使经纬仪精确整平；、用脚螺旋使

7、经纬仪精确整平； 4 4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；、在架头上平移仪器，使仪器精确对中； 5 5、重复第、重复第3 3、4 4步，达到精确对中和整平。步，达到精确对中和整平。 大花杆、小花杆和觇标大花杆、小花杆和觇标 经纬仪的十字丝分划板经纬仪的十字丝分划板 二、水平角测量方法 1 1、测回法测回法 适用于观测两个方向之间的单角适用于观测两个方向之间的单角 2 2、方向法（全圆测回法）方向法（全圆测回法） 适用于观测两个以上的方向适用于观测两个以上的方向 基本概念基本概念 n 盘左和盘右盘左和盘右 盘左盘左/ /正镜正镜:竖盘在望远镜的左边 盘右盘右/ /倒镜倒镜:竖盘在望远镜的右边

8、n 测回测回 上半测回/下半测回 一个测回/多个测回 n 配盘配盘 度盘变换手轮 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 一、经纬仪的整置一、经纬仪的整置 1 1、对中、对中：使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。 （1 1）垂球法）垂球法 （2 2）光学对点器法）光学对点器法 2 2、整平、整平：使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2

9、 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 12 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 3 3、调焦：包括物镜调焦和目镜调焦。、调焦：包括物镜调焦和目镜调焦。 物镜调焦：使目标成像于十字丝分划板上。物镜调焦：使目标成像于十字丝分划板上。 目镜调焦：使目标影像连同十字丝分划所成虚像一起成像于目镜调焦：使目标影像连同十字丝分划所成虚像一起成像于 人眼明视距离处。人眼明视距离处。 调焦的检验：眼睛在目镜处微微晃动，若十字丝与目标相对调焦的检验：眼睛在目镜处微微晃动，若十字丝与目标相对

10、移动，则调焦不正确，此现象称为十字丝视差。移动，则调焦不正确，此现象称为十字丝视差。 若存在十字丝视差，将对角度测量产生影响，若存在十字丝视差，将对角度测量产生影响， 应重新调焦。应重新调焦。 调焦方法：望远镜对向背景明亮处，旋转目镜调焦螺丝，调焦方法：望远镜对向背景明亮处，旋转目镜调焦螺丝， 使十字丝最黑；照准目标后，旋转物镜调焦螺使十字丝最黑；照准目标后，旋转物镜调焦螺 丝，使目标影像最为清晰。丝，使目标影像最为清晰。 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 十字丝视差十字丝视差：目标影像

11、与十字丝不重合，当观察位置发生变化：目标影像与十字丝不重合，当观察位置发生变化 时，两者之间产生的相对移动现象。时，两者之间产生的相对移动现象。 像平面 十字丝平面 像平面 十字丝平面 像平面 十字丝平面 a c a b b a c 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 观测准备工作：观测准备工作： （1 1）寻找目标）寻找目标 （2 2）选定零方向）选定零方向 （3 3）准备手簿，填写相关项目）准备手簿，填写相关项目 （4 4）量取仪器高和觇标高，并记录）量取仪器高和觇标高，并记录 C C

12、 B B A AD D O O 二、水平角方向观测法二、水平角方向观测法 1 1、目标的照准方法、目标的照准方法 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 双丝照准双丝照准 水平角观测时目标的照准方法水平角观测时目标的照准方法 单丝照准单丝照准 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 2 2、安置度盘：消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。、安置度盘：消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。

13、J6J6型：型：G G180180/m/m(k-1)+60/m(k-1)+60/m(k-1)(k-1) J2 J2型：型：G G180180/m/m(k-1)+10(k-1)+10(k-1)+600/m(k-1)+600/m(k-1/2)(k-1/2) 其中：其中：m m为总测回数，为总测回数，k k为测回序号为测回序号 3 3、观测步骤、观测步骤 （1）上半测回）上半测回(盘左盘左)：1、2、3、4、1 （2）下半测回）下半测回(盘右盘右)：1、4、3、2、1 一测回一测回 4 4、记录与计算、记录与计算 三、测回法测量水平角 (1)(1)测回法的步骤测回法的步骤 1、盘左位置，瞄准左边的目

14、标、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘点。配置度盘 在在0度或稍大于度或稍大于0度，读数度，读数 记于手簿。记于手簿。左 a 4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读点，读 数数 ，并记录。，并记录。 右 a 左 b 2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，点， 读数读数 记于手簿。记于手簿。 左左左 ab 以上为上半测回，得半测回角值以上为上半测回，得半测回角值 3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准 部，瞄准右边的目标部，瞄准右边的目标B点，读数点，读数 记录。记录。 右

15、b 5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。 右右右 ab 2/ )( 右左 以上为下半测回，得半测回角值以上为下半测回，得半测回角值 且一测回角值且一测回角值 0 180 270 90 o B A 左 o )(aA )(bB 180 0 270 90 o B A 右 o )(aA )(bB 三、测回法测量水平角 测站测站 竖盘位置竖盘位置 目标目标读数读数半测回角半测回角一测回均值一测回均值 均值均值 左左 右右 左左 右右 水平角观测记录水平角观测记录 O （1） A B A B 0 01 06 85 36 18 180 01 24 265 3

16、6 30 90 00 36 175 35 42 270 00 48 355 35 48 A B A B O（2） 85 35 12 85 35 06 85 35 06 85 35 00 85 35 09 85 35 03 85 35 06 注意及说明注意及说明 v测回间要配盘；测回间要配盘； v上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，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；照准目标的顺序不同； v上、下两个半测回角值之差小于上、下两个半测回角值之差小于36秒；秒； v各测回的角度互差应小于各测回的角度互差应小于24秒；秒； v记录时，记录时， 分、秒一般都要记两位；分、秒一般

17、都要记两位； v计算时，取平均值的原则是计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进奇进偶不进”。 四、全圆测回法测量水平角四、全圆测回法测量水平角 盘左盘左 盘右盘右 ABCDA（归零） ADCBA A B C D O 全圆测回法记录全圆测回法记录 测测 站站 目目 标标 盘左盘左L盘右盘右R 平均读数平均读数 =左左+(右右 180)/2 归零后方归零后方 向值向值 各测回归各测回归 零方向平零方向平 均值均值 水平角值水平角值 O A B C D A 0 01 06 71 52 06 145 30 48 210 12 12 0 01 24180 01 18 30 12 06 325 30 48

18、251 52 00 180 01 12 O A B C D A 90 01 24 161 52 06 235 30 54 300 12 24 90 01 36270 01 24 120 12 18 55 30 48 341 52 00 270 01 18 0 01 09 71 52 03 145 30 48 210 12 09 0 01 21 90 01 21 161 52 03 235 30 51 300 12 21 90 01 30 (0 01 15) 0 00 00 71 50 48 145 29 33 210 10 54 (90 01 26) 0 00 00 71 50 37 145

19、29 25 210 10 55 0 00 00 71 50 42 145 29 29 210 10 54 71 50 42 73 38 47 64 41 25 方向法的计算步骤方向法的计算步骤 n计算两倍照准误差计算两倍照准误差2C(J6不要求不要求) 2C=盘左读数盘左读数-(盘右读数盘右读数180 0) n计算各方向的平均读数计算各方向的平均读数 平均读数平均读数=盘左读数盘左读数+(盘右读数盘右读数1800) /2 n计算归零后的方向值计算归零后的方向值 各方向的平均读数零方向的读数各方向的平均读数零方向的读数 n计算各测回归零后的方向值的平均计算各测回归零后的方向值的平均 n计算各水平

20、角的值计算各水平角的值 注意事项注意事项: n方向观测和计算同步进行，以及时发现问题方向观测和计算同步进行，以及时发现问题 仪器 半测回 归零差 一测回内 2C互差 同一方向值 各测回互差 J21218 12 J62424 水平角方向法观测的技术要求水平角方向法观测的技术要求 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角。 0 90 1

21、80 270 竖直度盘基本构造竖直度盘基本构造 指标水准管指标水准管 微动螺旋微动螺旋 指标水准管 270 180 90 0 盘右盘右 0 90 180 270 盘左盘左 180 270 0 90 盘右盘右 90 0 270 180 盘左盘左 0 90 180 270 L 竖直角计算公式推导（理想） 0 90 180 270 盘左盘左 左 左=90 L 0 90 180 270 R 竖直角计算公式推导（理想） 盘右盘右 0 90 180 270 右 右=R 270 竖盘指标差 左 左=90 (L i) 0 90 180 270 0 90 180 270 盘左盘左 L 竖盘指标差 右 右=(R

22、i)270 0 90 180 270 盘右盘右 0 90 180 270 R 竖盘指标差竖盘指标差 当指标水准管气泡居中时，盘左指标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线所指的度数不一定恰好就是90度或者度或者0 度，盘右不一定正好是度，盘右不一定正好是270度或度或180度。即度。即 存在一个竖盘指标差存在一个竖盘指标差 i 。 。 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 2 2、公式的推证、公式的推证 指标 指标 目标 指标 目标 270 180 0 90 270

23、180 90 0 180 270 90 0 i ii 右 左 指标差 i：读数指标偏离正确位置（铅垂线）的角值 iL90 iR270 2/ )360(RLi 2/ )180(LR 竖盘指标差的计算竖盘指标差的计算 )( 2 1 )360( 2 1 左右 RLi 要求：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。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。一般满足要求情况下不考虑指标差。 竖直角观测方法 在测站安置经纬仪，对中、整平；在测站

24、安置经纬仪，对中、整平； 盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水 准管气泡居中，读数准管气泡居中，读数L（V）；）； 盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水 准管气泡居中，读数准管气泡居中，读数R（V）；）； 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 三、垂直角中丝观测法三、垂直角中丝观测法 1 1、观测与计算、观测与计算 （1 1）观测：）观测： 盘左横丝切准目标，指标水准器居中，读数盘左横丝切准目标，指标水准器居中，读数L L； 盘

25、右横丝切准目标，指标水准器居中，读数盘右横丝切准目标，指标水准器居中，读数R R； 以上即为垂直角一测回观测。以上即为垂直角一测回观测。 （2 2）计算）计算 )360( 2 1 RLi iL 90 iR 270 )180( 2 1 LR （注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）（注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准） 竖直角观测记录竖直角观测记录 测测 站站 目目 标标 竖盘竖盘 位置位置 竖盘读数竖盘读数半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值 AB 盘左盘左87 52 182 07 42 盘右盘右 272 07 302 07 30 2 07 36 AC 盘左盘左93

26、 16 543 16 54 盘右盘右 266 43 243 16 36 3 16 45 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 特性：特性： （1 1）指标差对垂直角观测的影响，可在一测回观）指标差对垂直角观测的影响，可在一测回观 测中消除；测中消除； （2 2）短时间内指标差大小为常数，故可利用指标）短时间内指标差大小为常数，故可利用指标 差互差检验垂直角观测质量。差互差检验垂直角观测质量。 J6J6级指标差互差限差小于级指标差互差限差小于 2424 黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院黄

27、 河 水 利 职 业 技 术 学 院2 0 2 1年年4月月2 8日日 地 形 测 量地 形 测 量 测站测站觇觇 点点 读数读数 指标差指标差直垂角直垂角仪器高仪器高 觇标觇标 高高 盘左盘左盘右盘右 N1 旗旗 顶顶 88 05 24 271 54 54 1 54 45 1.423.02 88 05 30 271 54 421 54 36 1 54 40 南南 山山 九华山九华山 标标 顶顶 89 40 06270 19 54 0 000 19 54 5.74 89 40 06270 20 00 0 030 19 57 0 19 56 0 09 0 06 同一测站同一测站 指标差互差指标差

28、互差 i 24 练习题：练习题： 用经纬仪观测某一目标的竖直用经纬仪观测某一目标的竖直 角，测得盘左读数为角，测得盘左读数为714524， 盘右读数为盘右读数为2881622，计算竖直，计算竖直 角及指标差。如用这台仪器测得另角及指标差。如用这台仪器测得另 一目标的盘左读数为一目标的盘左读数为921236， 求其竖直角？求其竖直角？ 左 左=(90 + i)L 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误

29、差分析角度测量误差分析 一、经纬仪的几何轴系一、经纬仪的几何轴系 1：照准部水准管轴（：照准部水准管轴（LL） 2：望远镜：望远镜视准轴视准轴（CC ） 3：仪器：仪器竖轴（竖轴（ VV） 4：仪器横轴：仪器横轴（ HH ） 5：竖盘指标水准管水准轴（：竖盘指标水准管水准轴（L L ） 二、轴系应满足的几何条件二、轴系应满足的几何条件 1：照准部水准管轴垂直于竖轴：照准部水准管轴垂直于竖轴 （LL VV） 2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝 HH ） 3：视准轴垂直于：视准轴垂直于横轴（横轴（CC HH） 4：横轴：横轴垂直于竖轴（垂直于竖轴（ HH VV） 5：竖盘指

30、标水准管水准轴垂直于指标线：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线 （L L 指标线）指标线） 三、经纬仪检校三、经纬仪检校 1 、照准部水准管的检校、照准部水准管的检校 LL VV ？ 水准管轴水准管轴 水平度盘水平度盘 竖轴竖轴 2、十字丝垂直于横轴的检校、十字丝垂直于横轴的检校 竖丝竖丝 HH ？ 检验方法：检验方法： 精平仪器，在仪器前方适当位置悬精平仪器，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，则满足十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足 条件；否则，应校正。条件；否则，应校正。 或瞄准一清晰小点或瞄准一清晰小点

31、3、视准轴垂直于横轴的检校视准轴垂直于横轴的检校 CC HH ？ 180 2 1 mmC 右右左左视准轴误差：视准轴误差： C A C 180 270 0 90 H H C O M左 左 = M左左 + C C C 180 270 0 90 H H A O C M右 右 = M 右右 - C （一般由专业人员进行校正）（一般由专业人员进行校正） 4 、 横轴垂直于竖轴的检校横轴垂直于竖轴的检校 HH VV ？ 5 、竖盘指标水准管检校、竖盘指标水准管检校 L L 指标线指标线 ？ 一般指标差的绝对值超过一般指标差的绝对值超过1时，应予以校正。时，应予以校正。 180 270 0 90 i 18

32、0 270 0 90 i 指标差：指标差： 右右左左 2 1 360 2 1 RLi 2.12.1水平角测量原理水平角测量原理 2.22.2经纬仪结构经纬仪结构 2.32.3水平角测量方法水平角测量方法 2.42.4竖直角测量原理及方法竖直角测量原理及方法 2.52.5经纬仪检验校正经纬仪检验校正 2.62.6角度测量误差分析角度测量误差分析 角度测量误差及消除方法角度测量误差及消除方法 1 1、照准部偏心误差、照准部偏心误差 v产生情况产生情况：照准部旋转中心与度盘分划：照准部旋转中心与度盘分划 中心不重合中心不重合 v规律规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直：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于偏心方向时对水平方向读数影响最大 v消除与减弱措施消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可：盘左盘右取平均值可 消除消除 （一）仪器误差（一）仪器误差 2 2、度盘刻划误差、度盘刻划误差 v产生情况产生情况：度盘制造时产生：度盘制造时产生 v消除与减弱措施消除与减弱措施：变换度盘位置：变换度盘位置 （一）仪器误差（一）仪器误差 3 3、视准误差、视准误差(c)(c) v产生情况产生情况：视准轴不垂直于水平轴