测量学第三章 角度测量.ppt

1、上一章的主要内容,水准测量的原理 水准仪的使用 普通水准测量的外业 水准测量内业计算 水准仪的检验与校正,第4章 角度测量,本章主要内容,角度测量的原理,水平角测量原理： 水平角：地面上某点到两目标的方向线铅垂投影到水平面上所成的角度，其取值范围为0 360。,角度测量的原理,竖直角测量原理： 竖直角：在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用表示。 天顶距：视线与铅垂线的平角。,DJ6经纬仪及其操作,经纬仪分类:按精度分为:DJ07， DJ1， DJ2， DJ6和DJ15等,照准部 （望远镜,横轴,竖轴,竖直度盘） （照准部水准管,读数显微镜）,水平读盘 （变换手轮

2、(配置起始读数)）,基座 （中心锁紧螺旋,光学对中器）,DJ6经纬仪及其操作,经纬仪的基本构造,DJ6经纬仪及其操作,读数设备及方法,DJ6经纬仪及其操作,读数设备及方法,DJ6经纬仪及其操作,读数设备及方法,全站仪,全站仪读数窗,经纬仪的基本操作,安置：经纬仪的安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站点（标志中心）处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。 对中 垂球对中 光学对中器,经纬仪的基本操作,整平：使仪器的竖轴垂直，即水平度盘居于水平位置。,经纬仪的基本操作,瞄准,经纬仪的基本操作,瞄准,经纬仪的基本操作,瞄准,经纬仪的基本操作,读数,测回法：

3、适用于观测两个方向之间的单角，是水平角观测的基本方法。 设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角。,水平角的观测,水平角的观测,在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。 盘左位置：,瞄准左目标A，读取水平度盘读数aL,瞄准左目标A，读取水平度盘读数bL,上半测回,盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）L 为：,水平角的观测,盘右位置：,瞄准右目标B，读取水平度盘读数bR,瞄准左目标A，读取水平度盘读数aR,下半测回,盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）R 为：,水平角的观测,上半测回和下半测回构成一测回。 从对于DJ6型光学经纬仪

4、，如果上、下两半测回角值之差不大于40，即|LR|40，认为观测合格。 可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值。即,本例题中：,水平角的观测,对一个角度观测多个测回时，为了减弱度盘分划误差的影响，各测回在盘左位置观测起始方向时，需要起始方向安置水平度盘读数。 从安置起始方向水平度盘读数的办法：根据测回数n，以180/n的差值，进行水平度盘读数的配置。 对DJ6经纬仪，各测回角值互差如果不超过30，取各测回角值的平均值作为最后角值。,测回法观测水平角记录手簿,O,左,A,0 01 30,B,98 20 48,98 19 18,右,B,278 21 12,A,180 01 42,98 19

5、30,98 19 24,第一测回,O 第二测回,左,A,90 01 06,B,188 20 36,右,B,A,8 20 36,270 00 54,98 19 30,98 19 42,98 19 36,98 19 30,竖直角的观测,光学经纬仪竖直度盘的构造,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,竖直角的观测,光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：,竖直角的观测,竖直角计算公式 顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式:,盘左位置：,盘右位置：,一测回竖直角：,竖直角的观测,竖直角计算公式 逆时针注记的竖盘垂直角计算的公式:,竖直角的观测,竖盘指标差：在垂直角计算公式中，认为当视准

6、轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数应是90的整数倍。竖盘指标常常偏离正确位置，这个偏离的差值x角，称为竖盘指标差。 竖盘指标差x本身有正负号，一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，x取正号，反之x取负号。,竖直角的观测,存在竖盘指标差的竖直角计算公式：,盘左位置，其正确的竖直角计算公式为：,竖直角的观测,存在竖盘指标差的竖直角计算公式：,盘右位置，其正确的垂直角计算公式为：,竖直角的观测,存在竖盘指标差的竖直角计算公式：,竖直角的计算公式 ：,竖盘指标差的计算公式 ：,竖直角的观测,在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标志，确定该仪器垂直角计算公式。 盘左位置：瞄准目标A

7、。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L。 盘右位置：重复步骤2。,竖直角的观测,竖直角的观测,计算：根据垂直角计算公式计算，得：,竖盘指标差为：,那么一测回垂直角为：,竖直角的观测,O,A,左,95 22 00,右,264 36 48,-5 22 00,-5 23 12,-36,-5 22 36,O,B,左,右,81 12 36,278 45 54,+8 47 24,+8 45 54,-45,+8 46 39,垂直角观测手簿,竖直角的观测,思考题：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

8、测得另一目标的盘左读数为921236，求其竖直角？,经纬仪的检验与校正,经纬仪各轴线应满足如下关系 照准部管水准轴应垂直于竖轴，即LL1 VV1 十字丝竖丝应垂直于横轴HH 视准轴CC应垂直于横轴HH 横轴HH应垂直于竖轴VV,经纬仪的检验与校正,水准管轴LL垂直于竖轴VV的检验与校正 检验方法 校正方法,经纬仪的检验与校正,十字丝竖丝的检验与校正 检验内容 检校方法,经纬仪的检验与校正,视准轴CC垂直于横轴HH的检验与校正 检验方法 校正方法,经纬仪的检验与校正,视准轴CC垂直于横轴HH的检验与校正 检验方法:,设盘左时十字丝交点偏于右侧,瞄准目标后,使读数增加了c角,而正确读数为,盘右时十

9、字丝交点偏于左侧,瞄准目标后,使读数减少了c角,而正确读数为,经纬仪的检验与校正,视准轴CC垂直于横轴HH的检验与校正 校正方法,理论上：M左=M右180 所以：2c=M左-M右 180,而平均值可消除视准误差的影响:,求出c值后,求出盘左或盘右的正确读数,旋转照准部使水平度盘读数为正确值,此时目标偏离十字丝交点,这时调节十字丝左右两个校正螺丝,使十字丝交点对准目标.,经纬仪的检验与校正,横轴HH垂直于竖轴VV的检验与校正 检验方法 校正方法,经纬仪的检验与校正,竖盘指标差的检验与校正 检验方法 校正方法,竖盘指标差x若超过1时，需要校正,角度测量的误差来源,仪器误差 仪器校正不完善残留误差,

10、如视准轴误差和水平轴误差。 仪器制造不完善的误差,如度盘刻划误差和度盘偏心,照准部偏心等。 视准轴不垂直于水平轴；水平轴不垂直于竖轴；水平度盘的偏心差。均可采用盘左、盘右观测取平均值的方法，消除此项误差的影响。 水平度盘刻划不均匀误差，采用在各测回间变换水平度盘位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由此给测角带来的影响。 仪器竖轴倾斜误差，仪器竖轴倾斜引起的误差无法采用一定的观测方法加以消除。因此，在经纬仪使用之前应严格检校仪器竖轴与水准管轴的垂直关系。,观测误差 仪器对中误差,角度测量的误差来源,O,O,e,B,A,1,2,D1,D2,观测误差 仪器对中误差,角度测量的误差来源,对中误差对水平角的影响有以下特点： （1）与偏心距e成正比； （2） 与测站点到目标的距离D成反比； （3）与水平角和偏心角的大小有关，当=180，=90时，最大。,观测误差 目标偏心误差：目标偏心误差是由于观测标志倾斜或没有立在目标点中心的原因，而产生的误差。,角度测量的误差来源,O,A,L,e,D,目标偏心误差对水平角观测的影响与偏心距e成正比，与距离D成反比。