《经纬仪测量》课件.ppt

1、测量学,山东科技大学 测绘学院,第四章 经纬仪测量,4.1 水平角测量的原理 4.2 DJ6级光学经纬仪 4.3 水平角观测 4.4 竖直角观测 4.5 三角高程测量 4.6 视距测量 4.7 全站仪简介,第四章 经纬仪测量,4.1 水平角测量的原理,水平角： 空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。 角值范围：0 +360 。 实质： 过两方向线所作两竖直面间的二面角。,原理： C点铅垂线上任意点放置一个有刻度的水平度盘，中心位于过C点铅垂线上。 过CA和CB各作一个铅垂面，与水平度盘交线读数a、b，则： 水平度盘 望远镜,4.1 水平角测量的原理,4.2 DJ6级光学经纬仪,三级精密度：1级

2、、2 级、6级 按精度分类： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60 D大地测量 J经纬仪 数字测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒） 依据度盘刻度和读数方式分： 游标经纬仪 光学经纬仪 电子经纬仪,1、竖直制动； 2、竖直微动； 3、物镜； 4、物镜调焦；5、目镜； 6、目镜调焦； 7、光学瞄准器； 8、读数显微镜； 9、读数调焦； 10、水准管； 11、光学对中器； 12、反光镜； 13、竖盘水准管； 14、反射镜； 15、竖盘水准管微动；16、水平制动； 17、水平微动； 18、水平度盘变换螺旋与保护卡； 19、基座圆水准器； 20、基座； 21、轴套固定螺旋； 22、

3、脚螺旋,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的构造 （一）照准部： 水平制动、水平微动 （1）望远镜： 望远镜的视准轴应与横轴正交，横轴应通过竖盘的刻划中心 竖直制动、竖直微动 （2）竖直度盘： 竖盘水准和微动 （3）水准器： 水准管、圆水准器。 水准轴与竖轴正交，与横轴平行,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的构造 （二）水平度盘 水平度盘分划和竖直度盘分划经读数光学系统，成像在读数显微镜中。 由光学玻璃制成，按0360 刻度顺时针注记； 仪器整平，水平度盘水平； 按下复测扳钮时，水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用复测扳钮或。,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学

4、经纬仪的构造 （三）基座 脚螺旋：用以整平。 中心固定螺旋：连接仪器和三脚架。 轴座固定螺旋：连接照准部和基座。,二、光学经纬仪的读数装置和读数方法 分测微尺和测微器两种方法。,测微尺,测微器,4.2 DJ6级光学经纬仪,测微尺分划间长度等于度盘一格，即1宽度。 水平度盘读数窗注有“水平”(或H)，竖盘读数窗注有“竖直”(或V)。 测微尺分60小格，每小格代表1，每10小格注有数字，表示10的倍数，从测微尺上可直接读到1，估读到0.1，即6。,4.2 DJ6级光学经纬仪,二、光学经纬仪读数装置和读数方法 （2）测微尺读数装置及其读数方法,2145442 790530,4.2 DJ6级光学经纬仪

5、,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,4.2 DJ6级光学经纬仪,三、光学经纬仪应满足的几何条件 水准管轴应垂直于竖轴(LLVV)； 视准轴应垂直于横轴(CCHH) ； 横轴应垂直于竖轴(HHVV)； 竖丝应垂直于横轴(竖丝HH)； 竖角观测时，必须满足竖盘指标差在限差范围内。,一 、 经纬仪的安置 1、对中 目的：把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。 方法： 1）垂球对中： 2）光学对中器对中：,4.3 水平角观测,一 、 经纬仪

6、的安置 1、对中 光学对中器对中： 固定一只架腿于适当位置； 两手分别握住另两条架腿前、后、左、右移动； 从光学对中器中观察，使对中器分划板中心对中地面标志中心； 调节三脚架的高度，使照准部大致水平，为整平做准备。 也可用脚螺旋调整，但要与整平反复进行。,4.3 水平角观测,一 、 经纬仪的安置 2、整平 目的： 使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。 分以下几步：,先粗平：通过升降、伸缩三脚架腿使圆水准气泡居中。 后精平：将水准管平行于任意两个脚螺旋连线，转动两脚螺旋使气泡居中；再转至垂直方向，转动第三个脚螺旋使气泡居中。 再平移：对中偏了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。,4.3

7、 水平角观测,一 、 经纬仪的安置 总结：对中整平步骤： 对中：固定三脚架一脚，双手持另两脚架不断调整其位置，同时观察光学对点器十字分划，使其对准地面点标志中心； 粗平：伸缩三脚架(二脚)，使圆气泡居中，粗略整平仪器； 精平：调节三个脚螺旋（左手拇指法则），精确整平仪器； 再对中：检查光学对点器，若偏离测站标志，平移仪器，精确对中。 上述操作反复进行，至对中整平都达最佳状态。,4.3 水平角观测,一 、 经纬仪的安置 3、瞄准 目镜对光： 先将望远镜对向明亮背景(如白墙、天空等，注意不要对向太阳)，转动目镜使十字丝清晰，消除视差。 粗瞄： 用粗瞄器粗略瞄准目标，通过水平和竖直制动螺旋将望远镜大

8、致瞄准目标，使目标固定在望远镜视窗内； 精瞄： 转动物镜调焦螺旋使目标清晰，旋转水平和竖直微动螺旋，精确瞄准目标。 注意：用十字丝纵丝的单线平分目标，或用双线夹住目标。,4.3 水平角观测,测水平角 用双丝夹住目标,测竖直角 用横丝切目标顶部,4.3 水平角观测,一 、 经纬仪的安置 3、瞄准,一 、 经纬仪的安置 照准工具：测钎、标杆和觇牌,4.3 水平角观测,一 、 经纬仪的安置 4、读数： 先打开度盘照明反光镜，调整反光镜开度和方向，使读数窗亮度适中； 旋转读数显微镜目镜使刻划线清晰，然后读数。,4.3 水平角观测,二 、 测回法测水平角 四种方法： 测回法、复测法、全圆测回法、方向观测

9、法 盘左、盘右（正倒镜）观测目的： 为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得到更精确的角值。 盘左（正镜）： 观测者对着望远镜目镜时，竖盘在望远镜左边。 盘右（倒镜）： 观测者对着望远镜目镜时，竖盘在望远镜右边。,4.3 水平角观测,下半测回 倒转望远镜，盘右，逆时针旋转，瞄准B点，读数b2。 逆时针转动，瞄准A点，读数a2： 上、下两个半测回合称一个测回。,二 、 测回法测水平角 上半测回 盘左，顺时针旋转，粗略瞄准A点上标杆。 水平、竖直制动，水平、竖直微动，精确瞄准，读数a1。 顺时针旋转，同法瞄准B点读数b1 ：,4.3 水平角观测,二 、 测回法测水平角 对J6，上下半测回间角值互差不

10、大于40； 多个测回观测时 各测回间角度互差不大于24； 各测回度盘起始读数要变更180/n。 如，3个测回时，度盘起始读数分别为0、60、120。,4.3 水平角观测,4.3 水平角观测,测回法观测手簿,小结习题,一、水平角测量原理 二、经纬仪应满足的条件 三、对中、整平的目的 四、测回法水平角观测 五、角度测量为何要用正、倒镜观测？,实习三：认识经纬仪,一、认识水准仪： 1、每人都学会操作经纬仪。 2、每人都会读一组数据。 3、每人都能测出一个角度。 二、 仪器 J6经纬仪一台，三脚架腿一个； 夹子两个、铅笔两支、纸若干（自备） 三、记录表格：表4-1,一 、 竖直角测量原理 竖直角：同一

11、竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0 90 视线上仰形成的仰角为正，视线下俯所成的俯角为负。,4.4 竖直角观测,天顶距：目标方向与天顶方向所构成的角，角值0 180 ，无负值。 竖直角两方向中必须有一个水平方向。 只读取视线指向目标点的竖盘读数，即算得竖直角。,4.4 竖直角观测,二 、 竖盘装置的构造 竖盘注记顺序： 盘左 盘右 顺时针注记： 逆时针注记：,4.4 竖直角观测,三 、 竖直角的观测和计算 计算： 视线大致水平读数，望远镜上仰： 若读数减小，则视线水平读数减去目标读数（顺）。 若读数增大，则目标读数减去视线水平读数（逆）。 顺时针注记： 盘左： L=90 L,4.4 竖直

12、角观测,三 、 竖直角的观测和计算 计算： 视线大致水平读数，望远镜上仰： 若读数减小，则视线水平读数减去目标读数（顺）。 若读数增大，则目标读数减去视线水平读数（逆）。 顺时针注记： 盘右： R=R270,4.4 竖直角观测,三 、 竖直角的观测和计算 观测： 安置仪器，对中、整平； 盘左瞄准目标，使十字丝横丝切于目标顶端，竖盘微动使气泡居中，读取竖盘读数L； 倒转望远镜，同法盘右瞄准，读取竖盘读数R。 记录与计算： 分别计算盘左、盘右半测回竖直角： L=90-L R=R-270 取其均值作为一测回竖直角。 =（L+ R）/2,4.4 竖直角观测,四、 竖盘指标差 定义：竖盘指标水准管气泡居

13、中时，指标并不恰好指向90 或270 ，而是与正确位置相差一个小角度x。,4.4 竖直角观测,四、 竖盘指标差 计算： 盘左、盘右时正确的竖直角： =（90 +x) -L=L+ x =R-（ 270 +x) -L=R-x 两式相加除以2得：=（L+ R）/2 两式相减并整理得： x =（R+L - 360 ）/2 =（R-L)/2 同理，盘右： x =（L+R - 360 ）/2 =（L-R)/2 对J6，同一测站上观测不同目标时，指标差变动范围不应超过25。,4.4 竖直角观测,L=90L =（ L+ R）/2 R=R270 x =（ R L）/2,4.4 竖直角观测,四、 竖盘指标差,4.

14、5 三角高程测量,水准测量： 精度较高，在山区、煤矿井下主要斜巷中等地面高低起伏较大或不便地区进行较困难，多用于建立国家高程控制点、测定高级地形控制点高程。 三角高程测量： 根据两点间的水平或倾斜距离和竖直角计算两点间高差。简便迅速，保证生产所需精度。,4.5 三角高程测量,对向观测：由A向B观测称为直觇；反之，由B向A观测称为反觇。 A、B间距大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光的影响：,4.6 视距测量,视距测量： 利用望远镜内的视距丝和视距尺，同时测定两点间水平距离和高差。 工具：经纬仪、视距尺或水准尺。 精度：1/300,4.6 视距测量,一、视距测量原理 1、视线水平时的视距公式 mFnMNF,4.6 视距测量,一、视距测量原理 2、视线倾斜时的视距公式 NM=NO+MO=(