建筑测量-水平角测量2

1、3.2 3.2 水平角测量水平角测量学习情境三：地面点位的测设学习情境三：地面点位的测设课课 题题 ( (章章. .节节) )名名 称称本本 次次 授授 课课目目 的的 与与 要要 求求本本 次次 授授 课课重重 点点 与与 难难 点点水平角的观测步骤水平角的观测步骤 测回法观测水平角的记录测回法观测水平角的记录,计算方法计算方法 多测回观测水平角的置数规定多测回观测水平角的置数规定水平角测设方法水平角测设方法水平角的观测水平角的观测观测水平角的记录观测水平角的记录,计算计算水平角测设水平角测设水平角测量 水平角的观测方法，一般根据观测目标的多少，测角精度的要求和施测时所用的仪器来确定。水平角

2、的观测方法有： 测回法测回法-适用于观测两个方向之间的单个角适用于观测两个方向之间的单个角 。 方向法方向法-适用于在一个测站上观测两个以上的方向。适用于在一个测站上观测两个以上的方向。 这里主要介绍测回法。 测回法观测水平角测回法观测水平角P39 测回法适用于观测两个方向之间的单个角。如图，欲测量 AOB 对应的水平角，先在观测点 A 、 B 上设置观测目标，根据观测目标视距离的远近，可选择垂直竖立的标杆或测钎，或者悬挂垂球。然后在测站点 O 安置仪器，将仪器对中、整平后，按规定步骤进行观测。 步骤：首先在测站步骤：首先在测站O上对中整平，安置好经纬仪。上对中整平，安置好经纬仪。（1）盘左盘

3、左瞄准左手方的目标瞄准左手方的目标A（置数置数）（2）读取水平度盘读数）读取水平度盘读数A左左（3）顺时针转动顺时针转动照准部瞄准右方目标照准部瞄准右方目标B（4）读取水平度盘读数）读取水平度盘读数B左左计算计算上半测回上半测回角值：角值： 左左=B左左 A左左一、观测步骤一、观测步骤: （5 5）盘盘右右先瞄准右方目标先瞄准右方目标C C（6 6）读记水平度盘读数）读记水平度盘读数C C右右（7 7）逆时针转瞄目标）逆时针转瞄目标A A（8 8）读记水平度盘读数）读记水平度盘读数A A右右计算计算下半测回下半测回角值角值：右= C C右右 A A右右（9 9）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、

4、上、下两半测回角值之差下两半测回角值之差不大于不大于36，认为观测合格。此时，可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值平均值作为一测回角值。一测回角值：一测回角值： =1/2（ 左左+ 右）右）举例举例：测水平角：测水平角ABC盘左盘左：A目标读数目标读数A左左= 1204512 C目标读数目标读数C左左= 2703036上半测回角值上半测回角值左左= 1494524盘右盘右：C目标读数目标读数C右右= 903006 A目标读数目标读数A右右= 3004448下半测回角值下半测回角值右右=1494518一测回角值一测回角值：左左 右右 36 =（ 左左+右右）/2=1494521测回测回法

5、记录手薄法记录手薄测回测站盘位目标水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 1B盘左A120 45 12149 45 24149 45 21C270 30 36盘右A300 44 48149 45 18 C90 30 06说明：说明：C-A不够减时加不够减时加360再减。再减。 计算半测回角值时必须注意，水平度盘是按顺时针方向注记的，因此半测回角值必须是右目标读数减左目标读数，半测回角值必须是右目标读数减左目标读数，当不够减时则将右目标读数加上当不够减时则将右目标读数加上 360 以后再减以后再减。通常瞄准起始方向时，把水平度盘读数配置在稍大于 0 的位置，以便于计算。 三、多个测回观测同一水平角

6、三、多个测回观测同一水平角P41 当测角精度要求较高时，对一个角往往需要观测几个测回，然后取各测回角值的平均值为最后成果。为了减小度盘分划误差的影响，各测回应改变起始方向读数，递增值为 180 n ， n 为测回数。 例如测回数 n 4 时，各测回起始方向读数应分别置于或略大于 0 、 45 、 90 、 135 。 例如测回数 n 2 时，各测回起始方向读数应分别置于或略大于 0 、 90 。 用 DJ6 级光学经纬仪进行观测时，各测回角值之差不得超过 36 ，否则需重测。测点竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回平均角值各测回平均角值第1测回O左A0 03 5496 48 0696 48

7、 0096 48 04B96 52 00右A180 03 3096 47 54B276 51 24第2测回O左A90 02 3096 48 1296 48 09B186 50 42右A270 02 1296 48 06B6 50 18四、经纬仪的轴线及要求四、经纬仪的轴线及要求 1经纬仪的的主要轴线：经纬仪的的主要轴线：P35视准轴视准轴CC水准管轴水准管轴LL横轴横轴HH竖轴竖轴VV2.经纬仪轴线应满足的几何条件经纬仪轴线应满足的几何条件P35为了使仪器能安置成符合测角原理的要求，经纬仪的轴为了使仪器能安置成符合测角原理的要求，经纬仪的轴线应满足一定的几何条件。线应满足一定的几何条件。 （1

8、）水准管轴）水准管轴LL竖轴竖轴VV （2）视准轴）视准轴CC 横轴横轴HH （3）横轴）横轴HH竖轴竖轴VV （4）十字丝竖丝应铅垂）十字丝竖丝应铅垂五、角度测量误差五、角度测量误差P38 1.仪器误差仪器误差如：如：2C误差、水准管轴不垂直竖轴误差、横轴不垂误差、水准管轴不垂直竖轴误差、横轴不垂直竖轴误差、度盘偏心差、竖盘指标差等。直竖轴误差、度盘偏心差、竖盘指标差等。2.观测误差观测误差如：对中整平误差、瞄准误差、读数误差、目标偏如：对中整平误差、瞄准误差、读数误差、目标偏心差等。心差等。3.外界环境影响的误差外界环境影响的误差如：风力、日晒、光线不好、旁折光、震动等。如：风力、日晒、光

9、线不好、旁折光、震动等。仪器误差：仪器误差： CC不垂直于HH 。（ 2C误差） 消除消除方法取（左观测+右观测）/2HH不垂直于VV。 消除消除方法取（左观测+右观测）/2竖轴倾斜误差。 不能消除不能消除；在经纬仪使用中应严格注意整平。度盘偏心差。 消除消除方法取（左观测+右观测）/2度盘刻划误差。 用多测回变换度盘位置取平均值减小用多测回变换度盘位置取平均值减小。2观测误差观测误差 仪器对中误差（仪器安置误差）仪器对中误差（仪器安置误差）：概念：在安置仪器时，由于对中不准确，使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上，称为对中误差。 影响因素：影响因素：（1）与偏心距e成正比、与目标的距离D成反比

10、。 偏心距e愈大，愈大；距离愈短，误差愈大；（2）与水平角和偏心角的大小有关，当=180，=90时，最大。 对中误差引起的角度误差不能通过观测方法消除，所以观测水平角时应仔细对中，当边长较短或两目标与仪器接近在一条直线上时，要特别注意仪器的对中，避免引起较大的误差。一般规定对中误差不超过3mm。 目标偏心差目标偏心差：概念：水平角观测时，常用测钎、测杆或觇牌等立于目标点上作为观测标志，当观测标志倾斜或没有立在目标点的中心时，将产生目标偏心误差。 影响因素影响因素 ： 目标偏心差与偏心距目标偏心差与偏心距e成正比，与距成正比，与距离成反比离成反比。 观测目标时的要求：为了减小目标偏心差，瞄准测杆

11、时，测杆应立直，并尽可能瞄准测杆的底部。当目标较近，又不能瞄准目标的底部时，可采用悬吊垂线或选用专用觇牌作为目标。 仪器整平误差仪器整平误差：整平误差是指安置仪器时竖轴不竖直的误差。不能消除，应严格整平。规定在观测过程中，观测过程中，水准管偏离零点不得超过一格水准管偏离零点不得超过一格。 照准误差照准误差：瞄准误差主要与人眼的分辨能力和望远镜的放大倍率有关 。瞄准误差还与目标的大小、形状、颜色和大气的透明度等也有关。因此，在观测中我们应尽观测中我们应尽量消除视差，设置醒目标志，限制距离量消除视差，设置醒目标志，限制距离。 读数误差读数误差：读数误差主要取决于仪器的读数设备，同时也与照明情况和观

12、测者的经验有关。 因此，读数时必须仔细调节读数显微镜，使度盘与测微尺影像清晰，也要仔细调整反光镜，使影像亮度适中，然后再仔细读数。 3.外界条件影响外界条件影响 外界条件的影响很多，如大风、松软的土质会影响仪器的稳定，地面的辐射热会引起物象的跳动，观测时大气透明度和光线的不足会影响瞄准精度，温度变化影响仪器的正常状态等等，这些因素都直接影响测角的精度。 因此，要选择有利的观测时间和避开不利的观测条件，使这些外界条件的影响降低到较小的程度。 六、已知水平角测设六、已知水平角测设P42 水平角测设是根据地面上已有的一个点和从该点出发的一个已知方向，按设计的已知水平角值，在地面上标定出另一个方向。

13、水平角测设的仪器工具主要是经纬仪，也可使用全站仪，下面介绍用经纬仪测设水平角的方法。放样已知数据的水平角地面已有地面已有：测站A、后视方向B已知已知：水平角数据 (设计值已知) 确定：确定：C方向方向1.一般方法放样一般方法放样角角(经纬仪正倒镜分中法)。一般水平角测设精度要求：一般水平角测设精度要求：（1）用盘左、盘右各测设）用盘左、盘右各测设1个点位，两个点位，两点间距不大于点间距不大于1cm。（2）对中误差）对中误差3mm，整平误差，整平误差1格。格。（3）所测设的水平角与设计角值之差不）所测设的水平角与设计角值之差不超过超过50。(1)在角顶在角顶A点安置经纬仪，对中整平。点安置经纬仪

14、，对中整平。(2)用盘左状态瞄准用盘左状态瞄准B点，调水平度盘置数螺旋，使水平度盘置数为点，调水平度盘置数螺旋，使水平度盘置数为00000。(准确准确) (3)旋转照准部，当水平度盘读数为旋转照准部，当水平度盘读数为=911830时，固定照准部，在此方向线时，固定照准部，在此方向线上合适的位置定出上合适的位置定出C1点。点。(4)倒转望远镜成盘右状态，后视倒转望远镜成盘右状态，后视B点，水平度盘置数为点，水平度盘置数为00000，顺时针测设，顺时针测设角，在此方向线上合适的位置定出角，在此方向线上合适的位置定出C2点。点。(5)取取C1和和C2的中点的中点C，则角，则角BAC就是要测设的水平角

15、。采用盘左和盘右两次就是要测设的水平角。采用盘左和盘右两次测设，可以检核所测设的角度是否有误，取其中点，可以测设，可以检核所测设的角度是否有误，取其中点，可以消除经纬仪视准轴消除经纬仪视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴、不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴、度盘偏心差度盘偏心差等仪器误差等仪器误差引起的水平角测引起的水平角测设误差。设误差。2. 水平角的精确测设方法水平角的精确测设方法P42精确方法又称为垂线改正法。当角度测设的精度要求较高时采用该法测设。先用一般方法测设出B点。 用测回法对AOB观测若干个测回(测回数根据要求的精度而定)，求出各测回平均值1，并计算与应测角差值量取OB的水平距离。

16、 按下式计算改正距离。自B点沿OB的垂直方向量出距离BB，定出B点，则AOB就是要测设的角度。量取改正距离时，如为正，则沿OB的垂直方向向外量取；如为负，则沿OB的垂直方向向内量取。1 BOBOBBtan例：例：已知AC=85.00米，设计值=36， 设测得1=355942，计算修正值C1C 。解：=-1=18 CC=85tantan（/）=85tan（18/206265） =0.0074m7mm 得：点位修正值为7mm(向外)3.在已知水平角测设中，如果精度要求不高还可以采用一些简易的几何测设方法。90度角的测设方法：度角的测设方法：1）.用钢尺自直线上一点B向线外作垂线按勾股定理测设方法(或称为3-4-5法)测设,如图2-34所示。(1)用钢尺由B点向A点方向量4m,定出M点。(2)分别将钢尺零点对准B点和M点,向AB线的同一侧量取3m和5m,相交于地面上N点,做好标志;则BN即为AB的垂线。注意要点:当场地允许时,在3 : 4 : 5比例不变的条件下,尽量选