《测量放线工（中级）实训教程》课件-项目三：角度测量及经纬仪

角度测量原理经纬仪的构造及使用测回法水平角观测竖直角观测经纬仪的校验项目三角度测量及经纬仪角度测量原理经纬仪的构造及使用测回法水平角观测竖直角观测经纬仪的校验项目三角度测量及经纬仪§3.1角度测量原理(1)水平角测量原理

地面一点与两个目标点的连线在水平面投影的夹角，或过B

，C两点铅垂面与过B

，A两点铅垂面的两面角在B点水平安置刻度圆盘，(顺时针注记)测出BA方向在度盘的读数a，

BC方向在度盘的读数c，水平角β=c－a(2)竖直角测量原理

竖直面内，视线与水平线的夹角。视线在水平线上方为仰角，竖直角>0；视线在水平线下方为俯角，竖直角<0。铅垂面内安置一个刻度圆盘视线水平时的竖盘读数为90°，视线倾斜时的竖盘读数为L，视线方向竖直角α=90°－L。§3.2光学经纬仪的构造及其度盘读数

国产光学经纬仪型号(DadiceliangJingweiyi)DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30，D，J代表“大地测量”和“经纬仪”，07，1，2，6，30分别为一测回方向观测中误差秒数。工程测量常用DJ6级。徕卡光学经纬仪型号(Theodolite)T4(0.5″)，T3(1″)，T2(2″)，T1(6″)(1)DJ6级光学经纬仪的结构方向经纬仪和复测经纬仪。方向经纬仪——用于地表测量。复测经纬仪——用于光线较暗的地下工程测量。结构——基座,水平度盘,照准部1)基座

三个脚螺旋,一个圆水准气泡——粗平仪器。水平度盘旋转轴套在竖轴套外围，仪器固定在基座上；2)水平度盘

圆环形光学玻璃盘片，盘片边缘刻划顺时针注记0°~360°角度值。3)照准部水平度盘上，能绕竖轴旋转的全部部件总称，竖轴、U形支架、望远镜、横轴、竖盘指标管水准器、读数装置，竖轴VV——照准部旋转轴，水平度盘变换螺旋。(2)DJ6级光学经纬仪的读数装置度盘，光路系统，测微器。水平度盘和竖盘上的分划线，经棱镜和透镜成像，显示在望远镜旁的读数显微镜内。有测微尺读数装置，单平板玻璃读数装置两种。(3)DJ2级光学经纬仪的读数装置

北京博飞仪器公司——TDJ2E正像光学经纬仪。双平板玻璃(或双光楔)测微器，对径180°分划线为读数指标，同时读取度盘对径180°两端分划线处读数的平均值，消除度盘偏心误差的影响，提高读数精度。一次只能读取一个度盘读数。改进后的读数窗口。§3.3经纬仪的安置与水平角观测(1)经纬仪的安置

内容——对中，整平。使仪器竖轴位于过测站点的铅垂线上，水平度盘和横轴处于水平位置，竖盘位于铅垂平面内。方法——垂球对中，光学对中。打开三脚架腿，调整长度使脚架高度适合于观测者高度，张开三角架，安置在测站上，架头大致水平。取出经纬仪放置在三角架头上，仪器基座中心基本对齐三角架头的中心，旋紧连接螺旋。1)垂球对中法安置经纬仪将垂球悬挂于连接螺旋中心的挂钩上，调整垂球线长度使垂球尖略高于测站点。粗对中与粗平：平移三脚架，使垂球尖大致对准测站点中心，将三脚架的脚尖踩入土中。精对中：稍微旋松连接螺旋，双手扶住仪器基座，在架头上移动仪器，使垂球尖准确对准测站点，旋紧连接螺旋。垂球对中误差应小于±3mm。精确整平：旋转脚螺旋，在相互垂直的两个方向使照准部管水准气泡居中。2)使用光学对中法安置经纬仪

光学对中器的结构。经纬仪光学对中器的目镜对光与物镜对光粗对中——手握三角架，眼睛观察光学对中器，移动三脚架，对中标志基本对准测站点中心，脚尖踩入土中。精对中——旋转脚螺旋对中，使对中误差<±1mm。粗平——伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。精平——转动照准部，旋转脚螺旋，使管水准气泡在相互垂直的两个方向居中。精平操作会略微破坏已完成的对中关系。再次精对中——旋松连接螺旋，眼睛观察光学对中器，平移仪器基座(注意，不要有旋转运动)，使对中标志准确对准测站点中心，拧紧连接螺旋。旋转照准部，在相互垂直两方向检查管水准气泡居中情况否则从再次精对中开始重复操作。(2)瞄准和读数测角照准标志竖立于测点的标杆、测钎、用三根竹杆悬吊垂球线或觇牌。水平角测量，望远镜十字丝竖丝瞄准照准标志。①目镜对光——望远镜对向明亮背景，转动目镜使十字丝清晰；②粗瞄目标——望远镜上的粗瞄器瞄准目标，水平、垂直制动；③精瞄目标——从望远镜观察，旋转水平、垂直微动螺旋。④读数——打开度盘照明反光镜，调整开度和方向，照亮读数窗口。§3.4水平角测量方法测回法，方向观测法。(1)测回法观测两个方向之间的单角，一测回操作步骤：盘左：照准A点→配水平盘→读数→顺时针转C点→读数；盘右：照准C点→读数→逆时针转A点→读数。测回法观测水平角的记录格式(4)水平角观测的注意事项1)仪器高度与观测者身高相适应；三脚架踩实，仪器与脚架连接牢固，操作仪器时，不要用手扶三脚架；转动照准部和望远镜前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时，用力应轻。2)精确对中，尤其对短边测角。3)观测目标间高低相差较大时，更应注意整平仪器。4)照准标志应竖直，用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。5)记录要清楚，应当场计算，发现错误，立即重测。6)一测回水平角观测中，不得再调照准部管水准气泡，气泡偏离中央>2格，应重新整平与对中仪器，重新观测。§3.5竖直角测量方法(1)竖直角的用途

将观测的倾斜距离化算为水平距离或计算三角高程。1)倾斜距离化算为水平距离

D=Scosα2)三角高程计算

hAB=Ssinα+i-vHB=HA+hAB(2)竖盘构造竖盘固定在望远镜横轴一端并与望远镜连接在一起，竖盘随望远镜一起绕横轴旋转，竖盘面垂直于横轴。竖盘读数指标与竖盘指标管水准器连接在一起，望远镜置于盘左，竖盘指标管水准气泡居中时，竖盘读数应为90°。(3)竖直角的计算

盘左竖直角：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°(4)竖盘指标差

竖盘指标差——望远镜视准轴水平竖盘读数相对于正确值(90°(盘左)或270°(盘右))角度的偏差x。盘左竖直角：α=90°＋x－L=αL

＋x，左加；盘右竖直角：α=R－(270°＋x)=αR

－x，右减；指标差：x=(αR

－αL

)/2；盘左盘右取平均：α=(αL

＋αR

)/2，抵消竖盘指标差。(5)竖直角观测

经纬仪安置在点上，量取仪器高i目标点应量取觇标高v用十字丝横丝瞄准目标特定位置，一般为标顶hAB=Ssinα+i-v竖直角观测手簿与计算盘左竖直角：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°指标差：x=(αR

－αL

)/2盘左盘右取平均：α=(αL

＋αR

)/2(6)竖盘指标自动归零补偿器

仪器竖盘光路中安装补偿器，代替竖盘指标管水准器仪器竖轴偏离铅垂线的角度在一定范围内时通过补偿器能读到相当于竖盘指标管水准气泡居中时的读数§3.6经纬仪的检验和校正(1)经纬仪的轴线及其应满足的关系视准轴CC、横轴HH、管水准器轴LL、竖轴VV。轴线应满足的关系①LL⊥VV②

十字丝竖丝⊥HH③CC⊥HH④HH⊥VV⑤竖盘指标差x=0⑥光学对中器的视准轴与竖轴重合经纬仪的轴线(2)经纬仪的检验与校正①LL⊥VV的检验与校正检验：圆水准气泡居中，初平仪器。管水准器轴平行于一对脚螺旋，居中气泡，照准部旋转180°，气泡居中，则LL⊥VV

。校正——校正针拨动管水准器一端校正螺丝，使气泡向中央移动偏距的一半，余下一半通过旋转与管水准器轴平行的一对脚螺旋完成。②

十字丝竖丝⊥HH的检验与校正检验：用十字丝交点精确瞄准远处一目标P，旋转水平微动螺旋，点左、右移动轨迹偏离十字丝横丝时要校正。校正：卸下十字丝分划板护罩，松开4个压环螺丝，缓慢转动十字丝组，直到照准部水平微动时P点始终在横丝上移动为止，最后旋紧四个压环螺丝。③CC⊥HH的检验与校正检验：平坦场地，选相距约100m的A，B两点仪器安置于A，B连线的中点A点设置与仪器等高的标志B点设置与仪器等高的水平标尺，垂直于视线OB盘左瞄A点,固定照准部纵转望远镜,瞄B尺读数B1盘右瞄A点,固定照准部纵转望远镜,瞄B尺读数B2B1≠B2需要校正校正：由B2点向B1点量取B1B2/4长度定出B3点，OB3⊥HH用校正针拨动十字丝环的左右一对校正螺丝→十字丝交点与B3点重合完成校正后，应重复上述的检验操作直至满足C<60″为止。③HH⊥VV的检验与校正横轴不垂直于竖直，偏离正确位置的角值i——横轴误差

i>20″时，必须校正检验：高墙上固定清晰照准标志P距墙面20m~30m安置经纬仪盘左瞄准P点，固定照准部；望远镜视准轴水平墙面定出P1点纵转望远镜,盘右瞄准P点固定照准部，望远镜视准轴水平，墙面上定出P2点，横轴误差为：校正：打开仪器的支架护盖，调整偏心轴承环，抬高或降低横轴的一端使i=0，需要在无尘的室内环境中，使用专用的平行光管进行操作，用户不具备条件时，一般交专业维修人员校正。⑤竖盘指标差x=0的检验与校正检验：安置好仪器盘左、盘右观测某清晰目标竖直角一测回，计算指标差x盘左竖直角：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°指标差：x=(αR

－αL

)/2校正：消除了指标差的盘右竖盘正确读数为R－x旋转竖盘指标管水准器微动螺旋，使竖盘读数为R－x此