经纬仪角度测量

1、经纬仪角度测量第1页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二目录1.水平角测量原理2.DJ6型光学经纬仪3.DJ2型光学经纬仪4.水平角测量5.竖直角测量6.经纬仪的检验与校正7.角度测量中产生误差的原因及其消极减方法8.电子经纬仪第2页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-1水平角度为：=b-a第3页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二观测水平角的经纬仪必须具备下列几个条件： (1)能够安置成水平的刻度圆盘和能够精确读取度 盘读 数的读数装置； (2)能够在水平方向和竖直方向转动的瞄准设备，以精 确瞄准不同方向、不同高度和不同距离

2、的目标； (3)有能够将度盘的中心安置在所测角顶点的铅垂线方 向上的设备。 第4页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二按照读数方式可以分为:测微尺读数装置单平板玻璃测微器读数装置第5页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二按照读数方式可以分为:测微尺读数装置单平板玻璃测微器读数装置第6页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第7页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第8页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部水平度盘基座读数方法第9页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部

3、水平度盘基座读数方法第10页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二望远镜 竖直度盘 照准部水准管光学读数系统读数显微镜内轴 第11页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二望远镜:望远镜用来瞄准远方目标，与水准仪的望远镜构造相同，它固定在横轴上，可绕横轴做仰俯转动，并可用望远镜的制动螺旋和微动螺旋(图32)控制其转动。 第12页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直度盘:竖直度盘由光学玻璃制成，与望远镜的横轴连在一起可用来测量竖直角。第13页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部水准管:照准部水准管用来检查仪器是否

4、水平 。第14页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二光学读数系统:光学读数系统由一系列棱镜和透镜组成，光线通过棱镜的折射，可将水平度盘和竖直度盘的刻度及分微尺的刻划投影到读数显微镜内，以便进行读数。 第15页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二望远镜 竖直度盘 照准部水准管光学读数系统读数显微镜内轴 第16页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二望远镜 竖直度盘 照准部水准管光学读数系统读数显微镜内轴 第17页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第18页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二内轴是仪

5、器的竖轴，也是照准部的旋转轴，它插入水平度盘的外轴，整个照准部可以在水平度盘上转动，并可用水平制动螺旋和微动螺旋来控制它的转动。 第19页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部水平度盘基座读数方法第20页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二水平度盘部分 度盘变换手轮外轴第21页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二水平度盘部分 度盘变换手轮外轴第22页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-3经纬仪的光学系统第23页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二水平度盘部分 度盘变换手轮外轴第24页

6、，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二水平度盘部分 度盘变换手轮外轴第25页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-3经纬仪的光学系统第26页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部水平度盘基座读数方法第27页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第28页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二照准部水平度盘基座读数方法第29页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二水平度盘和竖直度盘测微尺第30页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二如图3-4示水平度盘H读数为

7、 180+06.4=1800624，竖直度盘V读数为 64+53.2=645312。 第31页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二按照读数方式可以分为:测微尺读数装置单平板玻璃测微器读数装置第32页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-5DJ6型光学经纬仪 第33页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-6单平板玻璃测微器第34页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二图3-7读数显微镜中的影像第35页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二图3-7水平度盘读数为 4930十2230=4952

8、30，竖直度盘读数为 91+1650911650。 第36页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第37页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二第38页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 DJ2型光学经纬仪的度数设备 DJ2型光学经纬仪读数方法第39页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 DJ2型光学经纬仪的度数设备 DJ2型光学经纬仪读数方法第40页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二DJ2型光学经纬仪的构造与DJ6型光学经纬仪比较，在读数设备方面具有下面两个特点：水平度盘与竖直度盘的像分别在读

9、数显微镜中显现；DJ2型光学经纬仪采用对径重合读数法 。第41页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 DJ2型光学经纬仪的度数设备 DJ2型光学经纬仪读数方法第42页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 162+40+6201624620 图3-9 DJ2型光学经纬仪读数示例第43页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二113+50+8541135854。图3-10 新型DJ2型光学经纬仪读数示例第44页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二仪器的安置水平角观测第45页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，

10、星期二仪器的安置水平角观测第46页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二对中整平瞄准读数和角值计算第47页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二对中整平瞄准读数和角值计算第48页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二目的：是使仪器的中心（或水平度盘的中心） 与测站点o位于同一条铅垂线上。要求：对中误差应小于3毫米。第49页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二方法：对中时，首先打开三角架，将其安置测站点o上，目 估架头大致水平，高度适当。然后取出仪器，利用架头上的中心螺旋将仪器固定在三角架上,对中时，固定三角架一条腿，后拿

11、另外两条腿前后、左右移动，使仪器中心与测站点o位于同一条铅垂线上。第50页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二对中整平瞄准读数和角值计算第51页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二目的：是使仪器竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。方法：1、升降脚架使圆水准器气泡居中； 2、转动照准部，使长水准管轴平行于两个脚螺旋 的连线，如图312(a)两手同时向内或向外旋 转脚螺旋，气泡移动的方向与左手拇指旋转方 向一致。第52页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 气泡居中后，将照准部旋转90，如图312(b)所 示，使管水准器与前一位置相垂直，旋转

12、第三个脚螺 旋，使气泡再次居中，一般此项工作要重复23 次。要求：直到照准部水准管转到任何位置时，气泡偏离中心 不超过水准管分划的一格。 第53页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 图3-12第54页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二对中整平瞄准读数和角值计算第55页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二要求： 图3-13 第56页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二对中整平瞄准读数和角值计算第57页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二AOB1184530201430983l00 图3-14第

13、58页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二计算时，如OB方向(终边)读数小于OA方向(始边)水平度盘读数，则将终边读数加360进行修正,再减去始边读数，才为所测的水平角值。 第59页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二仪器的安置水平角观测第60页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二测回法全圆测回法第61页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二测回法全圆测回法第62页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二适用范围：两个方向之间的单角观测。观测方法： （1）盘左位置：竖直度盘位于望远镜左侧，亦称正镜 左

14、b左a左 882336302848 575448此过程称为上半测回（盘左半测回），所测角值为盘左角值。 第63页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二（2）盘右位置： 竖直度盘在望远镜右侧，亦称倒镜 右b右a右26823122102836 575436此过程称下半测回（盘右半测回），盘右位置观测的角值称为盘右角值。上、下两个半测回组成一个测回。（3）最后结果：可取平均值作为最后结果，即： =1/2 （左右）575442 第64页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二表31 水平角观测手簿（测回法） 测区 观测者 观测者 年 月 日 天气 仪器型号 测站 目标

15、 竖盘位置 水平度 盘位置 半测回 角值 一测回 角值 平均值 备注 1 234 5678OA 左 30 28 48 57 54 48 57 54 42 B 88 23 36 A右210 28 36 57 54 36B 268 23 12 第65页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二多个测回观测：原因：为了减小度盘分划不均匀所带来的误差，为 了提高观测精度，往往需要观测多个测回。方法：各测回应根据测回数n，按变换水平度盘的位 置，n为测回数。第66页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二事例：例如n3时，各测回瞄准起始方向时水平度盘的 读数应依次配置在等于

16、或略大于0、60、120。结果：各测回的角值之差称为“测回差”，应不超过36。 当测回差满足限差要求时，取各测回的平均值作为本 测站的水平角观测结果。第67页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二测回法全圆测回法第68页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二适用范围： 当观测方向为三个或多于三个时，通常采用全圆测回法 。观测方法： （1）盘左位置：用盘左位置瞄准起始点A，然后顺时针转 动照准部，依次瞄准B、C、D各点，读出相应的水平度盘 读数，最后，顺时针转动照准部再次瞄准A，读取水平度 盘读数，称为归零。两次OA方向的读数差，称为归零差， 此过程称为上半测

17、回（盘左半测回），所测角值为盘左角值。 第69页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二（2）盘右位置： 首先瞄准A，然后按逆时针方向转动照准部依次瞄准D、C、B各方向，分别读出各方向水平度盘读数，最后，逆时针转动照准部归零回到A点，归零差应小于允许值。 此过程称下半测回（盘右半测回），所测角值称为盘右角值。上、下两个半测回组成一个测回。第70页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二（3）角值计算：取各测回归零后方向值的平均值，相邻各测回归零后平均 值之差即为各相邻方向之间的水平角。第71页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二最后结果： 进

18、行校核计算，计算时应满足以下要求： 半测回归零差不得超过表33中的规定。 2C值互差应满足要求。 计算归零后方向值，各测回中同一方向归零后方向值互差，同样不应超过表33中规定。 第72页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二表33 水平角观测技术要求（按五等三角测量要求） 项目 DJ2型 DJ6型 半测回归零差一测回中2C值互差各测回同一归零方向值互差 121812 2424 第73页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直角：在同一竖直面内，倾斜视线与水平视线的夹角。 如316所示，当倾斜视线位于水平视线的上方 时，称为仰角，为“”。当倾斜视线位于水 平

19、视线的下方时，称为俯角，为“”。 图3-16第74页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直度盘与读数系统竖直角观测第75页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直度盘与读数系统竖直角观测第76页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二1-竖盘指标水准管轴；2-竖盘指标水准管校正螺纹；3-望远镜；4-光具组光轴；5-竖盘指标水准管微动螺旋；7-竖盘指标水准管；8-竖直度盘；9-目镜；10-光具组的透镜、棱镜1-竖直度盘竖2-弹簧片；3-垂直吊架；4-转像棱镜；5-透镜组；6-棱镜；7-阻尼盒；8-阻尼器 图317DJ6型光学经纬仪竖直度盘

20、与读数系统 竖盘指标线自动归零装置 第77页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二始读数:当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，指 标线所指读数称为始读数。图3-18第78页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直度盘与读数系统竖直角观测第79页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二竖直角：倾斜视线与水平视线的读数之差值。确定竖直角计算公式 （以L始90；R始270为例说明确定竖直角计算公式的方法）：第80页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二因此，盘左时，竖直角计算公式为左L始L读 (32)盘右时竖直角的计算公

21、式为：右R读R始 (33)综上所述，可得确定计算竖直角的公式原则如下： (1)抬高物镜，如果读数逐渐增加，则 =读数始读数 (2)抬高物镜，如果读数逐渐减小，则 =始读数读数计算的结果为“”值时，为仰角；“”时，为俯角。第81页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二在进行竖直角观测时，应按下列步骤进行。(1)观测前，使望远镜视线大致水平，以确定始读数。(2)将望远镜视准轴逐渐向上倾斜，观察竖直度盘读数是增加还是减小，以确定竖直角计算公式。(3)瞄准目标，调节竖盘指标水准管气泡居中，读出竖直度盘读数，计算竖直角。(4)为了校核并提高测量精度，可用盘左、盘右两个位置进行观测，取其

22、平均值作为最后结果。第82页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二表34盘左、盘右两个位置在测站A观测目标B、C两点的记录手簿 表34 竖直角观测手簿 测区 观测者 观测者 年 月 日 天气 仪器型号 测站 目标竖盘位置 竖盘度数 竖直角 平均值 备注 A B 左 87 23 42 02 36 18 02 36 36 盘左： L始=90；左L始L读R始270右R读R始右 272 36 54 02 36 54 C 左100 16 30 10 16 30 10 16 36 右 259 43 18 10 16 42 第83页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 仪器误差 观测误差 外界条件的影响第84页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 仪器误差 观测误差 外界条件的影响第85页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二仪器加工制造不完善所产生的误差 仪器校正不完善所引起的误差 第86页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星期二 仪器误差 观测误差 外界条件的影响第87页，共98页，2022年，5月20日，18点43分，星