第三章-经纬仪及角度测量

第三章经纬仪及

角度测量

TheodoliteandAngularSurveying

第三章经纬仪及角度测量3.1

角度测量的原理3.2

DJ6光学经纬仪3.3

DJ2光学经纬仪3.5

水平角观测3.6

竖直角测量3.7

角度测量的误差及消除方法小结3.8

电子经纬仪3.4

经纬仪的安置3.1

角度测量的原理角度水平角竖直角

水平角空间两相交直线垂直投影到水平面上所形成的夹角，也就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角(dihedral)

。取值范围：0~360°水平角主要用于确定点的平面位置。3.1.1水平角OABoab水平面水平角

3.1.1水平角测量原理ab=b-aABO

关键：1、度盘水平放置。2、分划中心、望远镜旋转中心与角顶点位于同一铅垂线上，且望远镜能上下、水平旋转。3.1

角度测量的原理3.1.2竖直角verticalangle竖直角同一竖直面内视线与水平线间的夹角角值范围为-

90°～

+

90°仰角为正ascendingverticalangle，plusangle。

俯角为负depressionangle，

minusangle。主要用于计算水平距离和确定点的高程。3.1.2竖直角verticalangle902701800顺时针注记，视线水平时，读数为90°望远镜上仰时，读数L在0~90之间。

=90－读数L

90270180L0竖直角测量原理图

180090270关键：1、度盘竖直放置。2、竖盘与望远镜同轴转动。3、读数指标线与竖盘分离，位于铅垂位置。

L=90－读数L

3.1

角度测量的原理3.2

DJ6光学经纬仪3.2.1经纬仪的种类经纬仪可以用于观测水平角、竖直角、距离、高差。根据测角原理可分成三类：游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪。按测角精度分精密（0.7″、1″）中精度（2″、5″、6″）低精度（15″、60″）适用0.7″、1″、2″经纬度适用于国家等级平面控制测量及精密工程和变形观测。5″6″用于工程测量及地形测图.低精度的已淘汰。电子经纬仪光学经纬仪游标经纬仪3.2.2DJ6光学经纬仪的构造照准部 望远镜、竖盘、水准管、 读数设备、控制螺旋等水平度盘放在竖轴轴套上，分划中心与仪器竖轴重合，与照准部可分可合。水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0°~360°，顺时针方向注记，用来测量水平角。基座 轴座、脚螺旋、连接板等3.2.3和水准仪的比较1、相同的部分脚螺旋，水平制、微动螺旋，调焦螺旋，圆水准器。2、相似的部分望远镜—竖直制微动螺旋视窗—用来读数管水准器—使竖轴竖直三脚架的架头—仪器可移动3、不同的部分水平、竖直度盘、反光镜，度盘变换手轮光学对中器——检查度盘的中心是否在待测角顶点的铅垂线上3.2.3和水准仪的比较3.2.4DJ6光学经纬仪的读数方法1、分微尺测微器及其读数方法

读数的主要设备为读数窗上的分微尺，度盘的像和分微尺的像的重合，读数精确到0.1′。

3.2.4DJ6光学经纬仪的读数方法853485°36′36″3.2.4DJ6光学经纬仪的读数方法5060359359592401205205°01′30″3.2.4DJ6光学经纬仪的读数方法2、单平板玻璃测微器及其读数方法3.3

DJ2光学经纬仪3.3

DJ2光学经纬仪3.3.1DJ2光学经纬仪的读数设备水平度盘和竖直度盘的像分别在读数显微镜中显现。采用对径重合读数法。3.3.2DJ2光学经纬仪的读数方法水平度盘读数：

174°02′02.0″水平度盘读数：42°52′02.0″3.4经纬仪的安置对中目的：使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。整平目的：使竖轴铅垂，水平度盘水平。粗平：伸缩三脚架使圆水准器气泡居中。精平：用基座上三个脚螺旋使水准管气泡居中，从而使得竖轴竖直和水平度盘水平。微调微对中微整平3.4经纬仪的安置对中目的：使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。整平目的：使竖轴铅垂，水平度盘水平。粗平：伸缩三脚架使圆水准器气泡居中。精平：用基座上三个脚螺旋使水准管气泡居中，从而使得竖轴竖直和水平度盘水平。微调微对中微整平3.4经纬仪的安置精平对中目的：使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。整平目的：使竖轴铅垂，水平度盘水平。粗平：伸缩三脚架使圆水准器气泡居中。精平：用基座上三个脚螺旋使水准管气泡居中，从而使得竖轴竖直和水平度盘水平。微调微对中微整平3.4经纬仪的安置3.4经纬仪的安置三、瞄准瞄准时用单丝平分目标或用双丝夹目标。并尽量瞄准目标的基部。四、读数和角值计算AB20°14′30″118°45′30″3.5水平角的观测3.5.1测回法3.5.2方向法（全圆法）3.5.1测回法观测水平角用于观测两个方向之间的单角。几个概念盘左：也叫正镜，竖盘在望远镜的左侧。盘右：也叫倒镜，竖盘在望远镜的右侧。瞄准同一目标时，水平方向读数差为测回： 在盘左的观测称为上半测回

在盘右的观测称为下半测回 两者合称一测回。180°1、上半测回：

顺时针转动照准部，瞄准右方目标，读取水平度盘读数B左，β上=B左-A左AOB二、观测顺序

盘左位置精确瞄准左目标A，调整水平度盘读数稍大于零，读取水平度盘读数A左。

3.5.1测回法观测水平角二、观测顺序2、下半测回：

逆时针转动照准部，再瞄准左方目标读数得A右，β下=B右-A右。AOB

转盘右，先瞄准右方目标，读取水平度盘读数B右。

两个半测回角值差要求≦36″，如在允许范围内取平均值β=β上＋β下。3.5.1测回法观测水平角

第i测回起始角度=180°*（i-1）／n

当测角精度要求较高时，往往要测几个测回，为了减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n变换起始水平度盘位置。

各测回间观测角值之差称为测回差rounderror，一般要求≦24″。水平角观测（测回法）测站目标竖盘位置水平度盘位置半测回角值一测回角值平均值°′″°′″°′″°′″0A左00012691818691818691814B691830B右2491836691818A18000180A左900024691812691809B1591836B右3391818691806A27000123.5.2方向法观测水平角这种方法用于观测多个方向之间的角。一、观测顺序

ADCBO1、上半测回：

盘左位置,以A为起始方向，调整水平度盘读数稍大于零，依次顺时针瞄准B、C、D方向读数，最后仍然回到A点，称为归零。一、观测顺序ADCBO2、下半测回：

转盘右位置,依然以A为起始方向，依次逆时针瞄准D、C、B方向读数，最后还是回到A点，第二次归零。一、观测顺序

在半测回中两次瞄准起始方向A的读数差，称为半测回归零差，不得大于18″。3、计算和校核

2）计算2C值。5）计算各测回归零后的平均方向值。1）计算半测回归零差3）计算各方向平均读数。4）计算归零后的方向值。

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-12A002061800218B6048302404830C13120243112030A002121800206+12+6A9003002700306B15049303304924C2212130412118A9003122700312

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-12A002061800218-12B60483024048300C13120243112030-6A002121800206+6+12+6A9003002700306-6B15049303304924+6C2212130412118+12A90031227003120

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-12

A002061800218-1200212

B60483024048300604830C13120243112030-61312027A002121800206+600209+12+6

A9003002700306-6900303B15049303304924+61504927C2212130412118+122212124A90031227003120900312

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-12

00210A002061800218-1200212

B60483024048300604830C13120243112030-61312027A002121800206+600209+12+6

900308A9003002700306-6900303B15049303304924+61504927C2212130412118+122212124A90031227003120900312

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-12

00210A002061800218-120021200000B60483024048300604830604620C13120243112030-613120271311817A002121800206+600209+12+6

900308A9003002700306-690030300000B15049303304924+61504927604619C2212130412118+1222121241311816A90031227003120900312

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-1200210A002061800218-12002120000000000B60483024048300604830604620604620

C13120243112030-6131202713118171311816

A002121800206+600209+12+6900308A9003002700306-690030300000B15049303304924+61504927604619C2212130412118+1222121241311816A90031227003120900312

目标水平度盘读数2CL+R±1802归零后方向值各测回归零平均方向值水平角盘左(L)盘右(R)+6-1200210A002061800218-12002120000000000B60483024048300604830604620604620604620C13120243112030-6131202713118171311816703156A002121800206+6002092284144+12+6900308A9003002700306-690030300000B15049303304924+61504927604619C2212130412118+1222121241311816A900312270031209003123.6

竖直角测量verticalangle3.6.1竖直度盘与读数系统3.6.1竖直度盘与读数系统一、确定竖盘的读数公式1、在盘左使望远镜水平，观察其大致读数，获得起始数。2、将望远镜上下俯仰，观察其读数变化：如果仰增则α=读数-起始数如果仰减则α=起始数-读数3、在盘右重复1，2步骤，确定读数公式。

αL

=90°-LαR

=R-270°3.6.2竖直角观测1、仪器安置于测站点上，盘左瞄准目标点。2、（调节竖盘指标水准管补偿装置，）读数L。3、盘右再瞄准同一目标点（并调节竖盘指标水准管补偿装置，）读数R。4、计算竖直角α

αL=90°-L，αR=R-270°，

α=（αL+αR）/2调指标水准管气泡居中气泡居中螺旋气泡居中观察镜指标水准管3.6.2竖直角观测3.6.3竖盘指标差

当视线水平，竖盘指标水准管居中时，竖盘指标应在竖直方向，但指标与正确位置相差一个小角度x，x称为竖盘指标差，应小于24″。

x=（α

R-α

L）/2或x=（R+L-360°）/2,（X≤24″）3.7

角度测量的误差及消除方法3.7.1经纬仪轴线间应满足的条件◆水准管轴垂直于竖轴