角度测量PPT·2

1、任务二任务二 角度测量角度测量 角度测量是确定地面点位角度测量是确定地面点位的工作之一，包括的工作之一，包括:水平角测水平角测量量和和竖直角测量竖直角测量。水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。主要内容主要内容角度测量原理 经纬仪的构造及使用 水平角的测量方法 竖直角的测量电子经纬仪的使用角度测量误差分析与注意事项 一、角度测量原理角度测量原理1、水平角概念与测量原理、水平角概念与测量原理 概念：地面上某点到两目标方向线的正投影在水平面上所成的角度，称为水平角，取值范围： 0-360 BAOO1A1B1(左)(右)O02 7 0ba水平面(H)铅垂线

2、n =ab=右目标读数左目标读数2、竖直角概念、竖直角概念竖直角：在同一竖直面内，目标方向线与水平视线间的夹角。-90 +90 仰角：目标的方向线在水平视线的上方，为正。0-90 俯角：目标的方向线在水平视线的下方，为负。0-90 BAO+a-a竖直角测量原理竖直角测量原理原理： =目标视线读数水平视线读数竖直角观测原理 竖直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。 望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数，两读数之差即为竖直角的角值。所不同的是，竖直角竖直角的两方向中的一个方向是水平方向的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数都应为90的倍数。

3、所以，测量竖直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数测量竖直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出竖直角。二、光学经纬仪的构造与使用二、光学经纬仪的构造与使用光学经纬仪 经纬仪是测量角度的仪器。根据测角精度的不同，我国的经纬仪系列分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等几个等级。其下标数字为该仪器“一测回方向观测中误差的秒数。” 可分为光学经纬仪、电子经纬仪，目前建筑测量中使 用较多的是光学经纬仪，一般用DJ6，精度要求较高 时用DJ2。（一）（一）DJ6型光学经纬仪的构造型光学经纬仪的构造n三部分：1、照准部、照准部、2、水平度盘、水平度盘3、基座、基座1.照准部 照准部：照准部：是指经

4、纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。 照准部主要由竖轴、望远镜、竖直度盘、读数设备、照准部水准管和光学对中器等组成。 照准部制动和微动螺旋 望远镜制动和微动螺旋 照准部水准器(圆水准器和管水准器) 竖盘机构 读数显微镜 光学对中器2.水平度盘和基座 水平度盘 水平度盘是用于测量水平角的。水平度盘与照准部是分离的，当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。 水平度盘变换手轮 基座 基座用于支承整个仪器，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在三脚架上。 脚螺旋3.光学经纬仪读数设备光学经纬仪读数设备n分微尺读数装置 读数原理：分微尺为一固定不动的小尺，其上分为若干格，通过光路将度盘影像放大并成像于

5、分微尺所在的平面，且度盘最小分划间隔之长为分微尺的全长。可以读出小于度盘最小分划值的读数。 读数窗中的标注：H，Hz, 水平：均指平盘。V，T垂直：均指竖盘度盘最小分划值：1分微尺分划值： 1估读至：0.1水平2152147978垂直（二）（二）DJ2型光学经纬仪型光学经纬仪DJ2型光学经纬仪的特点型光学经纬仪的特点n轴系间结构稳定，望远镜的放大倍数较大，照准部水准管的灵敏度较高。n在读数显微镜中，只能看到水平度盘和竖直度盘中的一种影像，通过转动换像手轮出现需要读数的度盘影像。n采用对径符合读数装置，可消除偏心误差的影响，提高读数精度。456566656600124041a)b) DJ2型光学

6、经纬仪读数对径符合读数装置对径符合读数装置（三）电子经纬仪的构造 电子经纬仪在结构和外观上与光学经纬仪相似，主要不同点在于读数系统采用了电子测角系统和液晶显示 。 电子测角系统从度盘上取得电信号，再转换成数字，并将测量结果储存在微处理器内, 根据需要自动显示在显示屏上，实现了读数的自动化和数字化。 南方电子经纬仪n电子经纬仪与光电测距仪可以组合成全站型电子速测仪，配合适当的接口，可将电子手簿记录的数据输入计算机，实现数据处理和绘图自动化。 （二）经纬仪的使用（二）经纬仪的使用u 安置仪器：对中和整平u 照准u 读数1.安置仪器对中的目的： 仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上；整平的目的：

7、 仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。 经纬仪安置的操作步骤及要领n初步对中：调节架腿位置n初步整平：调节架腿高度n精确整平：见图n精确对中：平移仪器 经纬仪精确整平方法精确对中整平注意事项与要求注意： 精确对中和精确整平，一般都需要经过几次“整平对中整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。要求：对中=3MM 整平不超过一个小格2.瞄准目标瞄准目标n松开望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋，将望远镜朝向明亮背景，调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。n利用照门和准星粗略对准目标，拧紧照准部及望远镜制动螺旋；调节物镜对光螺旋，使目标影像清晰，注意消除视差。n转动照准部和望远镜微动螺旋，精确瞄准目

8、标。测量水平角时，应用十字丝交点附近的竖丝瞄准目标底部。瞄准目标示意配盘 水平角观测或工程施工放样时，常常需要将水平度盘起始读数置于零或某一指定读数，这项工作称为配盘。 使用时，先精确照准目标方向，拧紧水平及竖直制动螺旋，按下度盘手轮保护手柄，把手轮推进并转到所要读数，然后将手松开，弹出手轮。 三、读数三、读数n打开反光镜，调节反光镜镜面位置，使读数窗亮度适中。n转动读数显微镜目镜对光螺旋，使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。n根据仪器的读数设备，按前述的经纬仪读数方法进行读数。四、电子经纬仪的使用 电子经纬仪在初次使用之前，应对仪器采用的功能项目，如角度测量单位、竖直角零方向的位置、角度最小显

9、示单位、竖盘指标零点补偿等进行初始设置。 使用时，首先按下开机键，在测站点上安置仪器，在目标点上安置观测标志，然后瞄准目标，最后在操作键盘上按测角键，显示屏上即显示角度值。 注意开机后应首先进行“竖直角过零”，即将望远镜在盘左水平方向上下转动12次，当望远镜通过水平视线时将指示竖盘指标归零，显示出竖直角值。 对中、整平以及瞄准目标的操作方法同光学经纬仪。三、三、 水平角的观测与计算水平角的观测与计算1.测回法：测回法： 当一个测站上只须观测两个方向所夹的单角时使用该种方法。掌握两组概念掌握两组概念n盘左盘右盘左盘右n左目标右目标左目标右目标AOB1.1施测过程和记录施测过程和记录n安置仪器：在

10、测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。 n上半测回：将仪器置于盘左盘左位置位置，转动照准部，先瞄准左目标A，读取水平度盘读数 a a左左 ，松开照准部制动螺旋，顺时针顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读取水平度盘读数b b左左 ,计算左左 = b= b左左 -a a左左 1.1施测过程和记录施测过程和记录n下半测回：松开照准部制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置盘右位置，先瞄准右目标B，读取水平度盘读数b b右右，松开照准部制动螺旋，逆时针逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读取水平度盘读数 a a右右,计算右右 = = b b右右 - a- a右右n对于DJ6型光学经纬仪，如果

11、上、下两半测回角值之差不大于40，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。 1.2测回法观测手簿OAB测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值备注 第一测回O左 A 0 01 3098 19 1898 19 2498 19 30B 98 20 48右A180 01 4298 19 30B278 21 12第二测回O左A 90 01 0698 19 3098 19 36B188 20 36右A270 00 5498 19 42B 8 20 361.3 注意注意l 由于水平度盘是顺时针刻划和注记的，所以在计算由于水平度盘是顺时针刻划和注记的，所以在计算

12、水平角时，水平角时，总是用右目标的读数减去左目标的读数总是用右目标的读数减去左目标的读数，如果不够减，则应在右目标的读数上加上如果不够减，则应在右目标的读数上加上360，再减去，再减去左目标的读数，决不可以倒过来减。左目标的读数，决不可以倒过来减。l 配盘：当测角精度要求较高时，需对一个角度观测配盘：当测角精度要求较高时，需对一个角度观测多个测回，应多个测回，应根据测回数根据测回数n，以，以180/n的差值，安置水的差值，安置水平度盘起始读数平度盘起始读数。 2.全圆观测法全圆观测法 当一个测站上需观测两个以上方向所夹的角度时，叫全圆观测法。 方向观测法的技术要求经纬仪型号半测回归零一测回内2

13、c互差同一方向值各测回互差DJ2121812DJ61824 OABCD四、竖直角观测n竖直度盘构造竖直度盘构造（一）竖直度盘构造的特点 竖直度盘构造的特点是： 当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90，盘右位置的竖盘读数为270。270900180指标270900180指标L顺时针注记顺时针注记: L90L盘左270900180R270900180指标 RR270盘右以顺时针注记的竖盘为例，竖直角计算的公式为: LL 90270RR 将盘左、盘右位置的两个竖直角取平均值，则竖直角计算公式为： )(21RL（三）竖直角计算公式竖直角计算公式的判别方法 观测竖直角之前，

14、将望远镜大致放置水平，观察视线水平时的 竖盘读数， 然后上仰望远镜，观测竖盘读数是增加还是减少：n若读数增加，则竖直角的计算公式为： n若读数减少，则竖直角的计算公式为： 视线水平时竖盘读数瞄准目标时竖盘读数 瞄准目标时竖盘读数视线水平时竖盘读数 （四）竖盘指标差（四）竖盘指标差n竖盘指标常常偏离正确的位置，其差值x称为竖盘指标差。n竖盘指标差x本身有正负号，一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，x取正号，反之x取负号。 270900180指标xLL0)180(21)(21LRRL)360(21)(21RLxLR 竖直角观测时，指标差互差的限差，DJ2型仪器不得超过15； DJ6型仪

15、器不得超过25。90900 xLLL)(2702700 xRRR（五）竖直角观测步骤（五）竖直角观测步骤n在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标志，按前述方法确定该仪器竖直角计算公式n盘左位置：瞄准目标A，使十字丝横丝精确地切于目标顶端，打开竖盘指标自动归零装置，读取竖盘读数Ln盘右位置：重复步骤2n根据竖直角计算公式计算 竖直角瞄准目标示意（六）竖直角观测记录表 测测站站目目标标竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数 半测回竖直半测回竖直角角 指标指标差差一测回竖直一测回竖直角角 备注备注12345678O A左左95 22 005 22 00215 22 21右右264 37 185 22

16、42OB左左81 12 36+8 47 2415+8 47 39右右278 47 54+8 47 54经纬仪操作注意事项经纬仪操作注意事项1、经纬仪安置(1) 检查轴座固紧螺旋是否旋紧，防止从照准部上滑脱。(2) 中心螺旋要旋紧(3) 对中误差不大于3mm，整平时，气泡偏离零点不应超过一格2、照准： (1) 观测水平角时，应尽量照准目标的中心位置或底部 (2) 观测竖直角时，应用横丝与目标顶相切。角度测量注意事项n为了消除仪器误差，应采用盘左、盘右观测取平均值的方法，各测回间应变换度盘位置观测。n注意仪器的严格整平。观测过程中，水准管偏离零点不得超过一格。n观测水平角时应仔细对中，尤其是当边长

17、较短或两目标与仪器接近在一条直线上时，更要特别注意。n测杆应立直。n仔细瞄准并消除视差。n读数时要仔细调节读数显微镜和反光镜，使度盘与测微尺影像清晰，使影像亮度适中，然后再仔细读数。n选择有利的观测时间和观测条件。第六节 经纬仪主要轴线一、主要轴线：1、竖轴VV2、横轴HH3、视准轴CC4、水准管轴LL5、十字丝竖丝JJ二、轴线间应满足的关系1、望远镜上下翻转所扫过的面为竖直平面2、水平度盘应严格水平 水准管轴LL 竖轴VV 视准轴 CC 横轴HH 横轴 HH 竖轴VV3、十字丝竖丝应垂直于横轴JJ 横轴HH此外，还应满足下面的条件：n照准部旋转中心应与平盘的分划中心相一致n平盘旋转中心应与其

18、分划中心相一致n竖盘指标应处于正确位置，即x=0。第七节 水平角观测误差来源1、视准轴误差 一、仪器误差（一）、仪器误差第七节 水平角观测误差来源（一）、仪器误差第七节 水平角观测误差来源（一）、仪器误差第七节 水平角观测误差来源（一）、仪器误差 用盘左、盘右所得结果的平均值可以消除视准轴误差、横轴误差和照准部偏心差的影响。 第七节 水平角观测误差来源（二）观测误差第七节 水平角观测误差来源（二）观测误差第七节 水平角观测误差来源（三）外界条件误差几种常见国产经纬仪几种常见国产经纬仪1、南方电子经纬仪、南方电子经纬仪ET-02/05产品特点 电子经纬仪使用区域广泛，效率高，应用面广可配成全站，面板直接显示，方便准确，而且可自动采集。1.型号:ET-02/05/10/20.2.