《基本测量方法》ppt课件

1、第四章 根本丈量方法第一节角度丈量原理第二节角度丈量误差及本卷须知第三节视距和高差丈量第一节角度丈量原理一、程度角观测 一程度角的概念从一点出发的两空间直线在程度面上投影的夹角即二面角，称为程度角。其范围：顺时针 0 360。留意为投影角程度角丈量原理 程度角是地面上一点到两目的的方向线投影到程度面上的夹角，也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角。 经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的目的。观测程度角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之程度。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿程度方向转动，也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才干使得在同一竖直面内高

2、低不同的目的有一样的程度度盘读数。二程度角观测方法程度角的丈量方法常用的有测回法 (method of observation set) 、方向观测法 (method of direction observation) 。步骤： 粗瞄制动调焦微动精瞄。两个根本概念：盘左正镜、盘右倒镜人面向目镜，竖盘位于望远镜的左为盘左人面向目镜，竖盘位于望远镜的右为盘右观测步骤： 1 盘左瞄准左边 A ，配度盘至 00X ，读取 a1 。 2顺时针旋转瞄准右边 B ，读取 b1 。那么上半测回角值：1 =b1 -a1 。 3倒镜成盘右，瞄准右边 B ，读取 b2 。 4逆时针旋转瞄准左边 A ，读取 a2 。

3、 那么下半测回角值：2 =b2 -a2 5计算角值。假设 1 - 2 1 那么有： = 1 + 2/2 测回法测程度角方法，可小结如下： 瞄准瞄准瞄准瞄准用望远镜竖丝准确瞄准目的的标志中心。用望远镜竖丝准确瞄准目的的标志中心。操作步骤：操作步骤： 粗瞄、制动、调焦消除视差、程度微动准确瞄准。粗瞄、制动、调焦消除视差、程度微动准确瞄准。 用程度微动完成瞄准。用程度微动完成瞄准。 尽量瞄准目的下部，减少由于目的不垂直引起的尽量瞄准目的下部，减少由于目的不垂直引起的 方向误差。方向误差。测回法观测程度角测回法观测程度角程度角观测方法程度角观测方法( (一一).).测回法观测程序：测回法观测程序： 盘

4、左盘左 瞄准瞄准J J，读数，读数j j左左 瞄准瞄准K K，读数，读数k k左左 盘右盘右 瞄准瞄准K K，读数，读数k k右右 瞄准瞄准J J，读数，读数j j右右第1方向第2方向测站测站JKB 左左=k=k左左-j-j左左 右右=k=k右右-j-j右右精度要求：精度要求： 左左- -右右4040 取取: : =(=(左左+ +右右)/2)/2 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，必需首先确定起始 方向，然后按照“测回法的次序观测。程度 角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。程度角观测程度角观测记录记录起始方向第一个读数应调成0或180/N，N为测回数；

5、分、秒数写足二位；改数时按有关规那么。一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改动度盘位置。程度角观测记录测回法第1方向第2方向测站测站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915测站竖盘位置目的程度度盘 读 数半测回角一测回平均角程度角观测记录程度角观测记录大角大角第第2方向方向ACB第第1方向方向程度角观测记录测回法表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303测站竖盘位置目的程度度盘 读 数半测回角一测回平均角1801118343412

6、刻度盘本身有不均匀性所以要留意多测回时的起始数值。刻度盘有普通为顺时针刻度盘旋钮盘左盘右与读数关系方向观测法方向观测法( (二二).).方向观测法方向观测法 一个测站观测一个测站观测4 4个或个或4 4个以上方向时，采用个以上方向时，采用方向观测法，也称方向观测法，也称“全圆测回法。全圆测回法。ABCDE方向观测法零方向盘左盘右方向观测法方向观测法 竖直角是同一竖直面内视野与程度线间的夹角。其角值为0 90。视野上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。视野向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。 竖直角与程度角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。不同的是竖直角的两个方向中必有一个是程度方向。任何类型的经

7、纬仪，制造上都作要求当竖直目的水准管气泡居中，望远镜视准轴程度时，其竖盘读数是一个固定值。因此，在观测竖直角时，只需观测目的点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目的点的竖直角，而不用观测程度方向。 二、竖直角观测二、竖直角观测 2.2.垂直角观测原垂直角观测原理理垂直角观测原理垂直角观测原理天顶铅垂线程度线ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视野与在同一铅垂面内，瞄准目的的倾斜视野与 程度视野的夹角程度视野的夹角( (也叫竖直角也叫竖直角) )。 =0 =0 90 90 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。竖盘读数每次都要调整竖盘水准管竖盘读数

8、每次都要调整竖盘水准管一、竖直度盘一、竖直度盘 (vertical circle ) 的构造的构造 1、竖直度盘的构造包括、竖直度盘的构造包括: (1) 竖盘竖盘 (vertical circle) (2) 竖盘目的水准管竖盘目的水准管 (vertical index bubble tube) (3) 竖盘目的水准管微动螺旋。竖盘目的水准管微动螺旋。 其中，竖盘目的水准管和竖盘目的水准管微动螺旋，可采用竖盘目其中，竖盘目的水准管和竖盘目的水准管微动螺旋，可采用竖盘目的自动归零补偿器的自动归零补偿器(vertical index compensator) 来替代。全站仪。来替代。全站仪。 2、目

9、的线固定不动，而整个竖盘随望远镜一同转动。、目的线固定不动，而整个竖盘随望远镜一同转动。 3、竖盘的注记方式有顺时针与逆时针两种。以常见经纬仪的顺时、竖盘的注记方式有顺时针与逆时针两种。以常见经纬仪的顺时针注记为例：针注记为例： 左 =90-L ， 右 =R-270 一测回竖直角： = 左 + 右 /2 竖直角概念竖盘构造特点竖盘构造特点垂直度盘刻度垂直度盘刻度构造特点构造特点竖盘随望远镜一同转动。竖盘随望远镜一同转动。竖盘与读数目的相互脱离。竖盘与读数目的相互脱离。竖盘气泡居中，目的铅垂。竖盘气泡居中，目的铅垂。视野程度、目的铅垂时，竖盘读数为常数：视野程度、目的铅垂时，竖盘读数为常数： 盘

10、左时普通盘左时普通 L0=90 L0=90 ，盘右时普通，盘右时普通 R0=270R0=270 。27027090901801800 0盘右盘右0 02702701801809090盘左盘左垂直度盘与读数目的确定垂直角的确定垂直角的计算公式计算公式垂直角的计算垂直角的计算图 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度方式，确定竖直角计算公式，保证仰角为 正、俯角为负。R 270右90L左确定垂直角的确定垂直角的计算公式计算公式确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式图 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度方式，确定竖直角计算公式，保证仰角为 正、俯角为负。)90(L左90L90L左确定垂直角的确定垂直角的计

11、算公式计算公式90L左确定垂直角的计算公式确定垂直角的计算公式图3-28 竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度方式，确定竖直角计算公式，保证仰角为 正、俯角为负。R 270右270900180270901800竖直角观测计算竖直角观测计算逆时针注记顺时针注记抬高望远镜时，读数增大R27090L右左抬高望远镜时，读数减小270RL90右左测回法本卷须知起始刻度 调理刻度盘留意盘左，盘右留意粗调，微调，制动调理留意两次之间要互换望远镜方向丈量期间不许再整平对中竖盘读数每次都要调整竖盘水准管数据处置 数据记录要求不涂改，一次记录第二节角度丈量误差及本卷须知一、程度角丈量误差一、程度角丈量误差仪器构造误仪

12、器构造误视准轴误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。视准轴误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。 横轴不程度误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。横轴不程度误差的影响，盘左盘右观测的平均值可抵消该误差。 纵轴误差的影响纵轴误差的影响 (1) 纵轴误差的影响不仅随观测目的的垂直角的增大而增大，而且与横纵轴误差的影响不仅随观测目的的垂直角的增大而增大，而且与横轴所处的方向有关；轴所处的方向有关； (2) 盘左盘右取平均不能消除该项误差。盘左盘右取平均不能消除该项误差。 照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读数而取平均值的方法及盘左、照准部偏心差的影响在度盘对径方向上读取读

13、数而取平均值的方法及盘左、盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。盘右读数的平均值都可消除该项误差的影响。 其他仪器误差的影响其他仪器误差的影响 度盘刻划不均匀误差，竖盘目的差。度盘刻划不均匀误差，竖盘目的差。 二、观测误差 1仪器对中误差仪器对中误差OOeBA12D1D2 21 11sinDe 22)sin(De 2121)sin(sinDDe 2121)sin(sinDDe 对中误差对程度角的影响有以下特点： 1与偏心距与偏心距e成正比；成正比； 2与测站点到目的的间隔与测站点到目的的间隔D成反比；成反比； 3与程度角与程度角和偏心角和偏心角的大小有关，的大小有关，当当=180，=90时，

14、时，最大。最大。OAALe sinLe DLDesin D2.目的偏心误差目的偏心误差 目的偏心误差是由于观测标志倾斜或没有立在目的点中心的缘由，而产生的误差。 目的偏心误差对程度角观测的影响与偏心距e成正比，与间隔D成反比。 3 整平误差整平误差 整平误差是指安顿仪器时竖轴不竖直的误差。 应留意水准管轴与竖轴垂直的检校和运用中的整平。4瞄准误差瞄准误差 瞄准误差主要与人眼的分辨才干和望远镜的放大倍率有关，其瞄准误差为：VmV06 5读数误差读数误差三、外界条件的影响 要选择有利的观测时间和避开不利的观测条件 目的跳动 土壤条件 气温风速。四、角度丈量的本卷须知：四、角度丈量的本卷须知： 1、

15、选择目的成像明晰稳定的时机进展观测，避开大风、雾天、选择目的成像明晰稳定的时机进展观测，避开大风、雾天、烈日等不利的外界条件。烈日等不利的外界条件。 2、仪器安顿高度适宜，踩紧脚架，拧紧衔接螺旋；在城市道路、仪器安顿高度适宜，踩紧脚架，拧紧衔接螺旋；在城市道路上作业时仪器应安顿在路边，要特别留意脚架的稳定。上作业时仪器应安顿在路边，要特别留意脚架的稳定。 3、运用仪器时用力要有力度感，轻而均匀，制动螺旋不宜过分、运用仪器时用力要有力度感，轻而均匀，制动螺旋不宜过分拧紧。拧紧。 4、对中要符合要求，短边观测时要特别留意仪器对中。、对中要符合要求，短边观测时要特别留意仪器对中。 5、当观测目的高差

16、较大时如丈量交叉跨越等，要特别留意、当观测目的高差较大时如丈量交叉跨越等，要特别留意仪器整平，以减弱竖轴不垂直水准管轴误差的影响。一测回内不得再仪器整平，以减弱竖轴不垂直水准管轴误差的影响。一测回内不得再对中整平。对中整平。 6、目的应竖直，尽能够瞄准目的低部。、目的应竖直，尽能够瞄准目的低部。 7、读数应果断、准确。特别应留意估读数。当场计算，如有错、读数应果断、准确。特别应留意估读数。当场计算，如有错误或超限，应立刻重测。误或超限，应立刻重测。 8、观测前应检校仪器，观测终了后，应将脚螺旋和微动螺旋旋、观测前应检校仪器，观测终了后，应将脚螺旋和微动螺旋旋至中间位置。至中间位置。 第三节视距

17、和高差丈量视距丈量是利用经纬仪、水准仪的望远镜内十字丝分划板的上的视距丝在视距尺水准尺上读数，根据光学和几何学原理，同时测定仪器到地面点的程度间隔和高差的一种方法。这种方法具有操作简便、速度快、不受地面起伏变化的影响的邮点，被广泛运用于碎部丈量中。但其测距精度低，约为：1/200-1/300。视距丈量视距丈量利用丈量望远镜的视距丝，间接测定利用丈量望远镜的视距丝，间接测定 间隔和高差的方法。间隔和高差的方法。 优点：丈量速度快，不受地优点：丈量速度快，不受地 形限制。形限制。缺乏：精度低，间隔相对误缺乏：精度低，间隔相对误 差普通约为差普通约为1/3001/300，高，高 差普通为分米级。差普

18、通为分米级。用途：主要用于地形图测绘用途：主要用于地形图测绘 ( (地形点的间隔与高差地形点的间隔与高差) )。图图4 4程度视距丈量原理视野程度时的间隔与高差公式欲测定A，B两点间的程度间隔D及高差h，可在A点安顿经纬仪，B点立视距尺，设望远镜视野程度，瞄准B点视距尺，此时视野与视距尺垂直。假设尺上M，N点成像在十字丝分划板上的两根视距丝m，n处，那末尺上MN的长度可由上，下视距丝读数之差求得。上，下丝读数之差称为视距间隔或尺间隔。 L为视距间隔，p为上、下视距丝的间距，f为物镜焦距，为物镜至仪器中心的间隔。由类似三角形mnF与MNF可得：由图看出 那么A，B两点间的程度间隔为令那么式中K、

19、C视距乘常数和视距加常数。现代常用的内对光望远镜的视距常数，设计时已使K=100，C接近于零，上式可改写为 lPf, dPlfdfdDflPfDCfKPf ,CKlDKlD A，B的高差为his ，B点高程HB=HA + isi仪器高，是桩顶到仪器横轴中心的高度； s瞄准高，是十字丝中丝在尺上的读数。2211DnDnban（尺间隔）1.视距公式：视距公式： (4-3-1) 视野程度时视距丈量公式视野程度时视距丈量公式cnDnDnD2112视野程度时十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心处的张角心处的张角根本是不变的。两根视距丝根本是不变的。两根视距丝在物方象

20、的间距与间隔成正比在物方象的间距与间隔成正比cnafnDDnfa所以nDaf100100，所以fDn普通制造仪器时令普通制造仪器时令十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光十字丝板上有两根视距丝，它们在物镜光心处的张角心处的张角根本是不变的。两根视距丝根本是不变的。两根视距丝在物方象的间距与间隔成正比在物方象的间距与间隔成正比ntgnafnD100)2/(所以431002，所以afctgfDnnDbanab100（尺间隔）1.视距公式：视距公式： (4-3-1) (4-3-3)2.高差公式： (4-3-4) 视野程度时视距丈量公式视野程度时视距丈量公式liHhHHlihAAB视野倾斜时的间隔与高差公式视野倾斜时的间隔与高差公式 在地面起伏较大的地域进展视距丈量时，必需使视野倾斜才干读取视距间隔。由于视野不垂直于视距尺，故不能直接运用上述公式。假设能将视距间隔MN换算为与视野垂直的视距间隔MN，这样就可按公式计算倾斜间隔L，再根据L和竖直角算出程度间隔D及高差h。因此处理这个问题的关键在于求出MN与与MN之间的关系。视野倾斜时的视距丈量nb、视野倾斜时)(bacsDhialD由于视野与水准尺