任务2-3方向观测法

1、任务2-3方向观测法测量水平角任务2-3 方向观测法测量水平角一、方向观测法测角1.什么是方向观测法如图2-24所示，若测站上有5个待测方向：A、B、C、D、E，选择其中的一个方向（如A）作为起始方向（亦称零方向），在盘左位置，从起始方向A开始，按顺时针方向依次照准A、B、C、D、E，并读取度盘读数，称为上半测回；然后纵转望远镜，在盘右位置按逆时针方向旋转照准部，从最后一个方向E开始，依次照准E、D、C、B、A并读数，称为下半测回。上下半测回称为一测回。这种观测方法就叫做方向观测法。图 2-24 方向观测法如果在上半测回照准最后一个方向E之后继续按顺时针方向旋转照准部，重新照准零方向A并读数；

2、下半测回也从零方向A开始，依次照准A、E、D、C、B、A，并进行读数。这样，在每半测回中，都从零方向开始照准部旋转一整周，再闭合到零方向上的操作，就叫“归零”。通常把这种“归零”的方向观测法称为全圆方向法。习惯上把方向观测法和全圆方向法统称为方向观测法。当观测方向多于3个时，采用全圆方向法。“归零”的作用是当应观测的方向较多时，半测回的观测时间也较长，这样在半测回中很难保持仪器底座及仪器本身不发生变动。由于“归零”，便可以从零方向的两次方向值之差（即归零差）的大小，判明这种变动对观测精度影响的程度及观测结果是否可以采用。采用方向观测法时，选择理想的方向作为零方向是最重要的。如果零方向选择的不理

3、想，不仅是观测工作无法顺利进行，而且还会影响方向值的精度。选择的零方向应满足以下的条件：第一，边长适中。就是说，与本点其他方向比较，其边长既不是太长，又不是最短。第二，成像清晰，零方向目标的背景最好是天空。若本点所有目标的背景均不是天空时，可选择背景为远山的目标作为零方向。另外，零方向的相位差影响要小。第三，视线超越或旁离障碍物较远，不易受水平折光影响，视线最好从觇标的两橹柱中间通过。有些方向虽能满足上述要求，但经常处在云雾中，也不宜选作零方向。(j-1)+4(j-1)+(j-1)+10(j-1)+2.观测方法1）观测度盘表为了减弱度盘和测微盘分划误差影响，应在开始观测前编出观测度盘表。零方向

4、各测回度盘位置按下列公式计算。（1） 0.7 、1型仪器（2-16）（2）2型仪器（2-17）式中： m测回数；j测回序号（ j=1，2，3， ）。 120 m1 (j - ) 2 180o m 600 m1 (j - ) 2 180om采用方向观测法时，可根据测站点的等级和仪器类型，按式（2-16）或式（2-17）编制各测回零方向的度盘和测微器位置。2型仪器各测回度盘表如下表所示。四 等6 00005030123060241090355012047301505910等级测回数V三 等10 0003018113036223054333072443090553010906301271730145

5、283016339302）一测回操作程序（1）安置、整置好仪器后，进行盘左观测。将仪器照准零方向标的，按观测度盘表配置水平度盘和测微器（电子仪器不需要进行测微器读数）。（2）按顺时针方向旋转照准部1周2周后，精确照准零方向标的，读取水平度盘和测微器（电子仪器不需要进行测微器读数）读数（读数时重合对径分划线两次）。（3）顺时针方向旋转照准部，依次精确照准2，3，4，n方向标的，最后闭合至零方向(当观测的方向数小于3时，可以不“归零”)，按上述（2）方法依次进行读数，完成上半测回观测。（4）纵转望远镜，进行盘右观测。按逆时针方向旋转照准部1周2周后，精确照准零方向，读数。（5）逆时针旋转照准部，按

6、上半测回相反的观测顺序依次精确照准n，3，2，1方向标的，并按（2）款读数方法进行读数，完成下半测回观测工作。（6）以上操作为一测回。通常工程测量规范规定四等导线测量2型仪器需要观测6个测回。方向观测法观测水平角(盘左）CA左左BD测站点Od左c左零方向归零 对中方向观测法观测水平CA左左BD测站点Od左c左零方向角(盘右）归零对中3）观测手簿的记录与计算如表2-9所示，是使用J2型经纬仪进行四等方向观测一测回的手簿记录、计算示例。因为观测顺序是：上半测回为l，2，3，4，1，下半测回为1，4，3，2，1，所以手簿“读数”栏中两个半测回的记录也必须与之相应，即上半测回由上往下，下半测回由下往上

7、记录。每照准一次，重合读数两次，取两次测微盘读数之平均值作为这次照准的秒读数。再取盘左盘右观测的平均值。然后将各方向的观测值减去1号方向观测的平均值，即可得到归零之后的方向值。具体见表2-93.观测结果的选择1）观测限差观测结果中，有一些数值在理论上应该满足一定的关系。例如，同一个方向各测回的方向值应相同；归零差应相等。由于各种误差的影响，实际上是不可能的。为了保证观测结果的精度，利用它们理论上存在的关系，通过大量的实践验证，对其差异规定出一定的界限，称为限差。在作业中用这些限差检核观测质量，决定成果的取舍。在限差以内的成果，认为合格；超限成果则不合格，应舍去重新观测。方向观测法的限差要求见表

8、2-10。2）观测结果的取舍观测结果因超出限差规定而重新观测的完整测回，称为重测。重测应在基本测回全部完成之后进行，以便对成果综合分析、比较，正确的判定原因之后再进行重测。为了保证观测成果质量，凡是超限成果都必须重测。但超限的具体情况比较复杂，究竟应该重测哪个，要根据观测的实际情况，仔细地分析，合理地确定其取舍。重测、补测应遵循下列有关规定。（1）凡因对错度盘、测错方向、上半测回归零差超限、读记错误和中途发现观测条件不佳等原因放弃的非完整测回，再进行的观测通称为补测。补测可随时进行。（2）采用方向观测法时，在1份成果中，基本测回重测的“方向测回数”超过“方向测回总数”的三分之一时，应重测整份成

9、果。重测数的计算：在基本测回观测结果中，重测1个方向算作1个方向测回；一测回中有2个方向重测，算作2个方向测回。1份成果的“方向测回总数”(按基本测回计算)等于方向数减1乘以测回数，即(n一1)m。（3）一测回中，若重测的方向数超过本测回全部方向数的三分之一，该测回全部重测。观测3个方向时，即使有1个方向超限，也应将该测回重测。计算重测数时，仍按超限方向数计算。（4）当某一方向的观测结果因测回互差超限，经重测仍不合限时，要在分析原因后再重测，以避免不合理的多余重测。（5）进行重测时，只联测零方向。（6）基本测回的结果与其重测结果，一律记在手簿上。每一测回只采用一个合限结果。（7）零方向超限，全

10、测回重测。（8）中途放弃的方向，最后应补测。放弃方向数不超过全部方向数的三分之一。（9）因三角形闭合差、极调节、基线条件和方位角条件闭合差超限而重测时，应重测整份成果。4测站平差在一份成果中，各个方向均观测了若干个测回，同一方向在各测回中的观测值虽然都是合限的。但因受各种误差的影响，彼此间存在差别，不可能相等，因此就要按照一定的方法，由同方向各测回的观测值求出该方向的最可靠的方向值(又叫平差值)，作为该方向的观测结果，这就叫测站平差。这里所介绍的测站平差，是用算术中数的方法，求出各个方向的平差方向值。即：某一方向的平均方向值=（2-18）该方向各测回观测值之和测回数5、方向观测法的特点及其应用

11、范围方向观测法有很多优点，例如，观测程序和测站平差简单，有规律；工作量较小；方向数不多时，可以有效的减弱各种误差的影响等。在边长较短，精度要求不高时，是一种好方法。但边较长，精度要求又很高时(如一等三角测量)，方向观测法就不适用了。因为观测长边时，要求所有的目标成像都同时清晰、稳定是很困难的。为了等候各个目标的成像清晰、稳定，往往要浪费很多时间。另外，由于一测回照准的目标较多，每一测回观测时间必然较长，这样，由各种外界条件引起的误差影响将会加剧，很难达到更高的精度要求。所以，相关测量规范规定，方向观测法主要用于三、四等水平角观测。进行二等水平角观测时，若观测方向数少于7个，也可采用此法。顺便指

12、出，按方向法观测时，若测站方向数超过7个，应进行分组方向观测。由于现在已基本不布设三角网，本课程略去分组观测的内容。二、技能训练方向观测法进行角度测量1.实训目的（1）掌握使用精密测角仪器按方向观测法进行角度观测的的操作程序及计算方法；（2）掌握方向观测法的各项限差要求。2.实训任务与要求（1）预习好方向观测法的观测程序。（2）弄清方向观测法记录表格的记录方法。（3）在学校实训场地选择4个满足要求的观测方向，用2级全站仪或电子经纬仪进行方向观测法进行观测，每人至少测12个合格测回，全组完成一套6个测回合格成果。（4）各项限差要求见表2-10。（5）对不合格的成果返工重测。【实训2-2】4.实习

13、内容1）4个方向的方向观测法观测（1）在测站上，选定远处的四个方向为观测目标，并确定距离适中，通视良好，成像清晰的某一方向作为零方向。安置仪器后，将仪器照准零方向目标，按观测度盘表（见表2-9）配置好度盘。（2）顺时针方向旋转照准部12周后，精确照准零方向，进行重复照准两次，并读二次数。（3）顺时针方向旋转照准部，精确照准2方向目标，按（2）进行读数：继续顺时针方向旋转照准部依次进行3、4方向的观测，最后闭合至零方向，再观测零方向（当观测方向数3时，可不必归零方向），完成上半测回的操作。（4）纵转望远镜，逆时针方向旋转12周，精确照准零方向，按（3）方法进行读数。（5）逆时针方向旋转照准部，按上半测回观测