第三章角度测量80854.ppt

1、第三章 角度测量,一、牢记： 水平角、竖直角、正镜、倒镜、竖盘指标差、水平角测量原理、竖直角测量原理、经纬仪的基本构造 二、了解： 经纬仪应满足的几何条件、光学经纬仪的检验与校正方法、角度测量的误差分析 三、应用： 经纬仪的基本操作、水平角测量的方法、竖直角测量的方法、电子经纬仪的基本构造与使用方法、,本章学习指导,认识仪器,对中调平,瞄准目标,第三章 角度测量 3.1 角度测量原理 3.2 DJ6级光学经纬仪 3.3 水平角观测 3.4 竖直角观测 3.5 角度测量的误差分析 3.6 经纬仪的检验和校正 3.7 电子经纬仪,3.1 角度测量原理,角度测量包括： 水平角测量 竖直角测量,水平角

2、测量用于确定点的平面位置。 竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改 化成水平距离。 常用仪器:经纬仪,一、水平角,从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。 范围：顺时针003600,二、竖直角,在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。 其范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。,3.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的分类 按精度分为DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。 D大地测量仪器 J经纬仪 数字测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒） 按读数系统分为光学经纬仪、电子经纬仪。 目前建筑测量中使用较多的是光学经纬仪， 一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。,二、DJ6级光

3、学经纬仪的构造,光学经纬仪,对中整平装置,照准装置,读数装置,水准器,光学对中器或垂球,基座,圆水准器,管水准器,望远镜,控制望远镜转动的装置,复测钮,读数显微窗、采光镜,竖直度盘管水准器 微倾螺旋,度盘,垂直制动,水平微动,读数目镜,垂直微动,光学对中器,望远镜,圆水准器,脚螺旋,水平微动,DJ6级光学经纬仪的角度测微,分微尺测微读数方法： (1)读取分微尺内度分划的度数； (2)读取分微尺0分划至该度分划 所在分微尺上的分数； (3)计算以上二数之和为读数窗的 角度读数( ) 。 水平度盘角度是21506.5 即2150630)， 竖直度盘角度是7852.4 即785224)。 秒为估读且

4、为6的倍数,光学对中器,基座,望远镜,度盘的结构形式： 水平度盘、竖直度盘，度盘全周刻度 0360，按顺时针顺序注记。 水平度盘套在竖轴中可以自由转动。 竖直度盘固定在横轴的一 端与望远镜一起转动。,度盘,度盘变换钮：是一个带有齿轮的转动装置，通过齿轮的连接带动度盘转动，度盘转动的角度值可在读数窗中看到。,调整竖直度盘水准器气泡居中， 使指标线处于垂线方向上。,微倾螺旋,三、经纬仪的使用 包括对中整平、瞄准和读数三项基本操作。,1、对中整平 目的： 使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上； 使水平度盘处于水平位置。 方法： 有垂球对中和光学对点器对中两种，由于垂球对中精度较低，且使用不便，工程

5、测量中一般采用光学对点器对中。,光学对点器对中及整平的步骤： 安置仪器：高度适中，使测点在视场内； 强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点 重合； 粗略整平：伸缩三脚架，使圆水准气泡居中； 精确整平：调节脚螺旋，使管水准气泡居中； 精确对中：移动基座，精确对中； 重复 、两步，直到完全对中、整平。,脚螺旋精平左手大拇指法则,气泡居中，1、2等高,气泡居中，3与1、2等高,1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。 3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3 。,内容及要求： 对中 3mm 整平 1格,二、调焦与瞄准 目的：视准轴对准

6、观测目标的中心。 方法： 调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰； 利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋； 调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消除视差； 调节制动、微动螺旋，精确瞄准。,测水平角 用双丝夹目标,测竖直角 用横丝切目标顶部,三、读数 方法： 打开反光镜，使读数窗光线均匀； 调焦使读数窗分划清晰（注意消除视差）； 按不同的测微器直接读取水平、竖直度盘 读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。,复习:水平角观测(horizontal angle observation) 原理,1、水平角定义 2、特点：顺时针003600,3、计算公式,c,=右(终)边c-左(始)边a,第三章 角度测量

7、 3.1 角度测量原理 3.2 DJ6级光学经纬仪 3.3 水平角观测 3.4 竖直角观测 3.5 角度测量的误差分析 3.6 经纬仪的检验和校正 3.7 电子经纬仪,讲题:水平角观测,内容提要: 3.3 水平角观测 水平角观测预备知识 水平角观测方法 讲题实训,3.3 水平角观测,常用的方法有： 一、测回法 二、方向观测法,测回法1、适用：2个方向的单角（AOB）,2、步骤： （1）盘左瞄准左边A，配度盘 至000X，读取a1。 （2）顺时针旋转瞄准右边B， 读取b1。 则上半测回角值:1= b1-a1,1,a1,b1,两个基本概念：,盘左 盘右,盘左观测,盘右观测,竖直度盘,竖直度盘,（3

8、）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。,（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值:2= b2-a2,2,a2,b2,（5）计算角值 若：1-240“ 则有： = （1+2）/2,3、测回法记录格式,254 24 06,180 05 00,74 19 06,00 04 18,74 23 42,74 19 24,74 19 15,测回法小结:,度盘配置方法: 若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配置度盘。,方向观测法,1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。 2步骤：（有四个观测方向）,A,B,O,C,D,（1）上半测回 选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，

9、配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。,（2）下半测回,倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。 同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。,3、计算、记录,（1）半测回归零差: DJ2 12 ；DJ6 18 。 （2）2C值（两倍照准误差）: 2C=盘左读数（盘右读数180）。 一测回内2C互差：DJ218 ；DJ6不作要求。,（3）各方向盘左、盘右读数的平均值： 平均值=盘左读数+（盘右读数180）/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。 （4）归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。 （5）各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测

10、回间互差:DJ2 12 ；DJ6 24 。,图形：方向观测法记录手薄,3.4 竖直角测量,竖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(也叫垂直角)。 =090 ，仰角为正，俯角为负。,一、竖直度盘的构造,1包括:竖盘、竖盘指标水准管、及其竖直度盘 微动螺旋。,2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。,3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。,（1）顺时针注记,（2）逆时针注记,二、竖直角测量的方法 1、在测站上安置、对中和整平仪器。 2、以盘左为目标，用望远镜微动螺旋使十字丝横丝准确地瞄准目标。 3、旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准气泡居中。 4、读数

11、5、盘右瞄准目标，与盘左操作顺序同。,三、竖直角的计算公式,1、顺时针注记 左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2,2、逆时针注记,问题：左= ？ 右=？,故有:左= L -90 右=270- R 一测回竖直角: =（左+右）/2,四、竖盘指标差,1、定义 由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差.,（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。 一般规范规定，指标差变动范围，J625、J215 。,2、计算公式,（1）指标差:,对于顺时针注记的： 正确的竖直角=(90+x) -L=左+x =R

12、-(270+x)=右-x,五、竖直角的观测及记录,3.5水平角观测的误差分析,一、物的误差仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（CCHH） 盘左盘右观测取平均消除 横轴误差 （HHVV） 盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差 （LLVV） 盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平。,二、人的误差 1.仪器安置误差： 对中误差 整平误差,2.标杆倾斜误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部,3.观测误差：瞄准误差，估读数误差,三.环境外界因素,选择有利观测时间，设法避开不利条件； 尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与 时间成正比的误差。,3.6经纬仪的检验与校正,经纬仪的主要轴线: 1、竖轴

13、VV(vertical axis) 2、水准管轴LL(bubble tube axis) 3、横轴HH(horizontal axis) 4、视准轴CC(collimation axis) 5 、圆水准器轴LL(circle bubble axis),一、经纬仪轴线应满足的条件 1、VVLL 照准部水准管轴的检校。 2、HH十字丝竖丝十字丝竖丝的检校 3、HHCC 视准轴的检校,4HHVV 横轴的检校5竖盘指标差应为零 指标差的检校,二、经纬仪的检验与校正,1照准部水准管轴的检校 （1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180，若气泡偏离1格，则需校正。 （2）校正：用脚螺

14、旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。,2十字丝竖丝的检校,（1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。 （2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。,3视准轴的检校,（1）检验：在平坦地面上选择一直线AB，约60m100m，在AB中点O架仪，并在B点垂直横置一小尺。盘左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B1；再用盘右瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B2。,（2）校正：,方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由B2点移至BB2中点B3。,4横轴的

15、检验与校正,（1）检验：在2030m处的墙上选一仰角大于30的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P2点。,（2）校正：,方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。,5指标差的检校,(1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360)/2。 J6： x1；J2： x30时，要进行校正。 (2)校正： 用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R- x）位置，再有拨针使指标气泡居中。,第七节 电子经纬仪 电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。,特点： 1、采用电子测角系统， 自动显示测量结果； 2、可与测距仪组成全站仪； 3、测量数据处理自动化。,特点：自动读数、记录、计算。,电子