工程测量 角度测量

1、工程测量 角度测量第1页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三第三章 角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析2第2页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三3.1水平角测量原理地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影OBAba= b a水平面水平角3第3页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三4天顶铅垂线水平线ACB090 180270竖直角 在同一个竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。 仰角：倾斜视线在水平视线以上时的竖直角 俯角：倾斜视线在水

2、平视线以下时的竖直角第4页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三经纬仪应具备的条件：1、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上2、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘3、望远镜不仅能在水平方向转动而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标；4、具有一个读数设备。5第5页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三常用的光学经纬仪：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。 有光学经纬仪和电子经纬仪之分。3.2经纬仪的结构6第6页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三一、DJ6级光学经纬仪基本构造照准部水平度盘基

3、座7第7页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三1.照准部2.水平度盘水平度盘：顺时针方向刻有0到360的分划线，用来测量水平角。水平度盘转动控制装置：位置变动手轮和复测装置。外轴装置：望远镜：照准部水准管：读数显微镜：竖直度盘：横轴、竖轴：8第8页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三照准部水平度盘基座读数 显微镜经纬仪9瞄准器反光镜指标水准管反光镜水准管第9页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三10脚螺旋水平制动水平微动竖直制动竖直微动物镜竖直度盘水平度盘基座第10页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三11度盘变换

4、手轮竖盘指标水准管物镜调焦螺旋反光镜指标水准管反光镜圆水准器瞄准器读数显微镜光学对中器第11页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三12水平度盘水平度盘由光学玻璃制成 顺时针0360刻度； 仪器整平，水平度盘水平； 水平度盘与照准部相互脱离； 当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。 改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。090180270第12页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三HV6543210654321011211187881125.111205068754.58754 30分微尺指标线对径分划二、读数设备与读数方法13第13页，共68页，

5、2022年，5月20日，20点11分，星期三读数练习HV012345601234562342732722342112273023014第14页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三01234562013456 读数练习1157878792013456116115012345611526427817061155830790412VHHV15第15页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三一、经纬仪的安置1：对中 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心在同一铅垂线上。垂球或光学对中器2：整平使得度盘处于水平位置上。3.3水平角测量方法1

6、6第16页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三一、经纬仪的安置1：对中使用垂球对中17第17页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三2：整平使得度盘处于水平位置上123123一、经纬仪的安置18第18页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三使用光学对中器整置仪器1.粗对中：用三脚架或脚螺旋使光学对中器分划板上的圆心或十字丝交点对准测站点；2.粗平：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；3.精平：用脚螺旋使经纬仪精确整平；4.精对中：在架头上平移仪器，使仪器精确对中；5.再精平、再对中：重复第3、4步，达到精确对中和整平。1

7、9第19页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三测量标识：大花杆、测钎和觇标20第20页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三经纬仪的十字丝分划板21第21页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三22瞄准第22页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三23瞄准第23页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三瞄准24第24页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三25瞄准操作步骤： 粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。 用水平微动完成瞄准。 尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的方向

8、误差。第25页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三二、水平角测量方法1、测回法适用于观测两个方向之间的单角2、方向法适用于观测两个以上的方向26第26页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三基本概念 盘左和盘右盘左/正镜:竖盘在望远镜的左边盘右/倒镜:竖盘在望远镜的右边 测回上半测回/下半测回一个测回/多个测回 配盘度盘变换手轮27第27页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三三、测回法测量水平角ABO28第28页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三(1)测回法的步骤1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘在0度或稍

9、大于0度，读数 记于手簿。4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读数 ，并记录。2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，读数 记于手簿。以上为上半测回，得半测回角值3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标B点，读数 记录。5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。以上为下半测回，得半测回角值 且一测回角值01802709018002709029第29页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三三、测回法测量水平角测站竖盘位置目标读数半测回角一测回均值均值左右左右水平角观测记录O（1）ABAB0 01 0685 36 18180 01 24 265 36

10、3090 00 36175 35 42270 00 48355 35 48ABABO（2）85 35 1285 35 0685 35 0685 35 0085 35 0985 35 0385 35 0630第30页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三注意及说明测回间要配盘；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；上、下两个半测回角值之差小于40秒；各测回的角度互差应小于24秒；记录时， 分、秒一般都要记两位；计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进”。31第31页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三四、方向法测量水平角盘左盘右ABCDA（

11、归零）ADCBAABCDO32第32页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三方向法的计算步骤计算两倍照准误差2C(J6不要求)2C=盘左读数-(盘右读数180 0)计算各方向的平均读数平均读数=盘左读数+(盘右读数1800) /2计算归零后的方向值各方向的平均读数零方向的读数计算各测回归零后的方向值的平均计算各水平角的值33第33页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三方向观测法记录测站目标盘左L盘右R平均读数=左+(右180)/2归零后方向值各测回归零方向平均值水平角值 OABCDA 0 01 0671 52 06145 30 48210 12 12 0

12、01 24180 01 1830 12 06325 30 48251 52 00180 01 12OABCDA 90 01 24 161 52 06 235 30 54 300 12 24 90 01 36270 01 24120 12 1855 30 48341 52 00270 01 180 01 0971 52 03145 30 48210 12 090 01 2190 01 21161 52 03235 30 51300 12 2190 01 30(0 01 15)0 00 0071 50 48145 29 33210 10 54(90 01 26)0 00 0071 50 37145

13、 29 25210 10 550 00 0071 50 42145 29 29210 10 5471 50 4273 38 4764 41 2534第34页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三3.4竖直角测量原理及方法35竖直角的定义地面上的直线与其水平投影线（水平视线）间的夹角第35页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖直度盘基本构造36第36页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三090180270竖直度盘基本构造指标水准管微动螺旋指标水准管37第37页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三270180900盘右

14、竖盘注记形式090180270盘左180270 090盘右900270180盘左38第38页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三090180270L竖直角计算公式推导（理想）090180270盘左左=90L39第39页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三090180270R竖直角计算公式推导（理想）盘右090180270右=R27040第40页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖盘指标差 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90度或者0度，盘右不一定正好是270度或180度。即存在一个竖盘指标差 x 。41一测

15、回竖直角： =（左+右）/2第41页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖直角计算公式推导正确的角度为左=(90+ x)L=左+x090180270090180270盘左L42第42页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖直角计算公式推导正确的角度为右=R(270+x)=右-x090180270盘右090180270R43第43页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖盘指标差的计算要求：J6: x24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。一般满足要求情况下不考虑指标差。44左=(90+ x

16、)L右=R(270+x) =(左+右)/2= (R270)+ (90L)/2 = (左+ 右) /2第44页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三 竖直角观测方法在测站安置经纬仪，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，调节指标水准管气泡居中，读数R（V）；45第45页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三瞄准（注：竖丝用来测水平角瞄准，中丝用来测竖直角瞄准）46第46页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三竖直角观测记录测站目标竖盘位置竖盘读数半测回角值一测回角值AB盘左87 52

17、 182 07 42盘右272 07 302 07 302 07 36AC盘左93 16 543 16 54盘右266 43 243 16 363 16 4547第47页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三练习题： 用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为714524，盘右读数为2881622，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为921236，求其竖直角？左=(90+ x)L48第48页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三 三角高程测量已知高程点A上安置经纬仪，B点竖标杆测出竖直角a。设水平距离D已知，则：aABDivhDtgai

18、：经纬仪仪器高v：标杆长度 hAB=Dtga+i-v49第49页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三一、经纬仪的几何轴系1：照准部水准管轴（LL）2：望远镜视准轴（CC ）3：仪器竖轴（ VV）4：仪器横轴（ HH ）5：竖盘指标水准管水准轴（L L ）3.5经纬仪检验校正50第50页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三二、轴系应满足的几何条件 1：照准部水准管轴垂直于竖轴 （LLVV） 2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝 HH ） 3：视准轴垂直于横轴（CC HH） 4：横轴垂直于竖轴（ HH VV） 5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线 （L L 指标线

19、）(竖盘指标差为0)51第51页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三三、经纬仪检校1 、照准部水准管的检校 LLVV ？水准管轴水平度盘竖轴52第52页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三53第53页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三2、十字丝垂直于横轴的检校 竖丝 HH ？ 检验方法： 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，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。 或瞄准一清晰小点54第54页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三3、视准轴垂直于横轴的检校 CC HH ？右

20、左视准轴误差：CAC180270090HHCO M左 = M左 + CCC180270090HHAOC M右 = M 右 - C 55第55页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三（一般由专业人员进行校正）4 、 横轴垂直于竖轴的检校 HH VV ？56第56页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三5 、竖盘指标水准管检校 L L 指标线 ？一般指标差的绝对值超过1时，应予以校正。180270090i180270090i指标差：右左57第57页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三角度测量误差及消除方法 仪器误差 观测误差 外界条件的影响3

21、.6角度测量误差分析58第58页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三1、照准部偏心误差产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合规律：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消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除（一）仪器误差59第59页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三2、度盘刻划误差产生情况：度盘制造时产生消除与减弱措施：变换度盘位置（一）仪器误差60第60页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三3、视准轴误差(c)产生情况：视准轴不垂直于横轴时产生的误差规律：随垂直角增大而增大消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除（一）仪器误差61第61页，共68页，2022年，5月20日，20点11分，星期三4、横轴误差产生情况：横轴不水平规律：随垂直角增大而增大，对两等高目标观测