第3章 角度测量课件

2023/1/141第3章

角度测量

本章主要内容§3-1角度测量原理(★)§3-2光学经纬仪的结构(★)§3-3经纬仪的使用(★)§3-4水平角观测方法(★)§3-5垂直角观测方法(★)§3-6光学经纬仪的检验与校正2023/1/142提要一水平角与垂直角观测原理§3-1角度测量原理两种角度及其用途

水平角

用于确定点的平面位置（计算坐标）

竖直角

用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器

经纬仪、电子全站仪2023/1/1431.水平角观测原理一、水平角观测原理水平角——过一点到两个目标的方向线垂直投影到水平面上所成的夹角。0360。水平面abcABC也可看成是包含BA、BC视线的两个铅垂面之间的两面角。0ca水平度盘=c-a2023/1/1442.垂直角观测原理二、垂直角观测原理天顶铅垂线水平线ACB0°180°270°垂直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。

=090

，仰角为正，俯角为负。2023/1/145§3-2光学经纬仪的结构

经纬仪一般可以分为光学经纬仪和电子经纬仪，按其测角的精度可以分为DJ1、DJ2、DJ63个等级。2023/1/146一、DJ6光学经纬仪的构造主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。2023/1/147垂直微动垂直制动水平微动读数目镜水平度盘转换轮光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器2023/1/1481.基座1.基座脚螺旋用于整平仪器基座水平度盘照准部2023/1/1492.照准部2.照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器8/2mm；管水准器30/2mm望远镜：倒像，2630倍，目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖盘部分光学对点器复测扳手或度盘变换器

望远镜十字丝2023/1/14103.水平度盘3.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；

改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。0901802700901802702023/1/14114.J6经纬仪的

读数装置4.J6经纬仪的读数装置J6经纬仪度盘读数光路水平度盘垂直度盘读数光路2023/1/1412J6光学经纬仪读数两种读数测微装置：分微尺测微和平行玻璃板测微度盘上1度分划的间隔经放大后，与分微尺全长相等。分微尺全长分60格，因此其最小格值为1=60。读数时，秒数必须估读。估读至0.1格，因此，估读的秒数都应是6的倍数。水平度盘读数：

730424a).分微尺测微——利用度盘刻度线，在分微尺上读数。01732023/1/1413b).平行玻璃板测微b).平行玻璃板测微——利用测微手轮，用指标线读数平行玻璃板与分微尺由测微手轮控制。转动测微手轮，使度盘像移动，则移动量可在分微尺上读出。平行玻璃板最大调节范围为30分，分微尺全长刻度也等于30分。操作时，调节测微手轮，使度盘某度(或某30分)的刻度线居中于双线读数指标，双指标线所夹刻度的度数(或30分)加上分微尺读数，即为该方向的读数。平行玻璃板测微器水平度盘读数：

9217282023/1/1414读数方法分测微尺和测微器两种方法。测微尺测微器水平读数：215˚06＇48"竖直读数：78˚52＇00"竖直读数：92˚17＇30"水平读数：转动测微轮重合读数2023/1/1415§3-3经纬仪的使用一、经纬仪的安置对中——整平——瞄准——读数（一）垂球对中安置经纬仪

1.对中粗略对中：使垂球尖离测站中心12cm内；精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。

注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋基本等高；

脚架适当踩实；

垂球尖尽量接近标志，便于判断。2023/1/14162.整平（1）粗平。粗平是在垂球对中前完成的，通过调节仪器的大致水平，来保持仪器的粗平。（2）精平。123气泡居中，3与1、2等高气泡居中，1、2等高1232023/1/1417光学对中步骤图3-14(二)光学对中安置经纬仪打开三脚架，装上经纬仪；固定三脚架一脚，双手持脚架另二脚并不断调整其位置，同时观测光学对点器十字分划，使其基本对准测站标志，踩实脚架；调节脚螺旋，使光学对点器精确对准测站标志；伸缩三脚架(二脚)，调平仪器，使圆气泡居中；

调脚螺旋，精确整平仪器，并通过在脚架头上移动仪器，精确对中。

有时必须反复上述三步的操作。2023/1/1418瞄准二、瞄准和读数操作步骤：

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误差。2023/1/1419§3-4水平角观测方法一、测回法水平角观测的过程中，为发现错误并提高测角精度，一般要用盘左和盘右两个位置进行观测。（1）盘左瞄准M，读数M左瞄准N，读数N左

左=N左-M左2023/1/1420（2）盘右瞄准N，读数N右瞄准M，读数M右

右=N右-M右（3）上、下半测回合起来叫一测回=(左+右)22023/1/1421

注意：①测回法有两个限差，一是上下半测回角值之差，二是各测回之间的互差，根据不同的测量等级和测角精度要求的不同，规定的限差也对应变化。②各测回要配置水平度盘。每个测回的起始读数应按要求的测回数n改变度盘位置，具体要求是：每个测回起始目标读数比前一个测回起始读数增加180/n。③要在规定格式表中做好记录计算。2023/1/14222023/1/1423二、方向观测法2023/1/14242023/1/1425三、水平角观测应注意的事项

（1）仪器高度要和观测者的身高相适应，三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要用手扶三脚架；转动照准部和望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时用力要轻。（2）仪器安置时要精确对中，特别是短边(测站点到目标的距离短)测角时，对中要求应更严格。2023/1/1426（3）当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。（4）照准标志要竖直，尽可能用十字丝中央部位瞄准标杆底部。（5）记录要清楚，应当场计算，发现错误立即重测。（6）一测回水平角观测过程中，不得再调整照准部管水准气泡，如气泡偏离中央超过两格时，应重新对中整平，重测。2023/1/1427§3-5竖直角观测方法一、竖直度盘构造竖直度盘固定在望远镜的旋转轴（横轴）上。主要由竖直度盘、竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋），目前很多仪器用自动补偿器代替了水准管。竖直度盘的刻画随仪器构造的不同分为逆时针和顺时针两种形式。2023/1/14282023/1/1429二、竖直角观测（1）盘左位置：瞄准目标后，用十字丝横丝瞄准目标的固定位置，打开竖盘自动归零补偿装置(或旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中或使气泡影像符合)，读取竖盘读数并记入竖直角观测记录表中，计算出盘左时的竖直角，上述观测称为上半测回观测。（2）盘右位置：仍照准原目标，调节竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中，读取竖盘读数值，并记入记录表中，计算出盘右时的竖角，称为下半测回观测。上、下半测回合称一测回。2023/1/1430三、竖直角记录计算2023/1/1431竖盘指标差027018090竖盘指标差——竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角四、竖盘指标差盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。指标差计算公式：2023/1/1432经纬仪的检验与校正§3-6经纬仪的检验与校正◆经纬仪的轴线及其应满足的条件◆经纬仪的检验与校正目的：使经纬仪各轴线间保持正确的几何关系2023/1/1433经纬仪的轴线

横轴HH

视准轴CC

水准管轴LL

竖轴VV

圆水准轴LLLLHHCCVVL’L’经纬仪