第三章 角度测量(1).ppt

1、测量学,第三章 角度测量,水平角与垂直角测量原理 经纬仪的构造及使用 水平角观测 垂直角观测 经纬仪的检验与校正 水平角观测的误差分析,学习要点,主 要 内 容,第一节 角度测量原理 第二节 经纬仪的构造和使用 第三节 水平角的观测 第四节 竖直角的观测 第五节 经纬仪的检验和校正 第六节 角度测量的误差及其注意事项 第七节 电子经纬仪,水平角:地面一点与两目标点连线水平面投影夹角; 或过B，C两点铅垂面与过B ，A两点铅垂面两面角。 0360。 B点水平安置刻度圆盘 (顺时针注记),测出BA方向的度盘读数 a, BC方向的度盘读数c,水平角=ca,1、水平角观测原理,左角和右角,第一节 角度

2、观测原理,2.垂直角观测原理,2、竖直角观测原理,高度角在同一竖直面内，目标方向与水平方向的夹角称为高度角。=0 90，仰角为正，俯角为负；也叫垂直角。,天顶距 ：目标方向与天顶方向（即铅垂线的反方向）的夹角称为天顶距。,竖直角：高度角、天顶距都是竖直面内的角，通称竖直角。,经纬仪的技术参数 DJ6经纬仪的构造 DJ2经纬仪 经纬仪的操作,第二节 经纬仪的构造及使用,一、经纬仪的技术参数,技术项目,一测回水平 方向中误差,望远镜有效 孔径不小于,望远镜放大 倍数不小于,水准管 分划值,水平度盘,垂直度盘,主要用途,经纬仪等级,DJ1 DJ2 DJ6, 1 2 6,二等平面控制 测量及精密 工程

3、测量,60mm 40mm 40mm,30倍 28倍 26倍,6/2mm 20/2mm 30/2mm,10/2mm 20/2mm 30/2mm,三、四等平面 控制测量及 一般工程测量,图根控制测量及一般工程测量,二、DJ6光学经纬仪的构造,对中整平装置：用以将度盘中心(即仪器中心)安置在测站点的铅垂线上，并使度盘处于水平位置。 照准装置：用一个望远镜以照准目标，即建立方向线。 读数装置：用以读取在照准某一目标时水平度盘和竖直度盘的读数。,望远镜 制动螺旋,望远镜 微动螺旋,拨盘螺旋,拨盘螺旋杠杆,望远镜,水准管,水平制动螺旋,水平微动螺旋,脚螺旋,TDJ6型光学经纬仪,7,DJ6光学经纬仪的构造

4、,1、对中整平装置：包括三脚架，垂球或光学对点器，脚螺旋，圆水准器及管水准器。,三脚架的作用是用来支撑仪器。 垂球的作用是用来标志仪器是否对中的，它悬挂于连接三脚架与仪器的中心连接螺旋上。当仪器整平，即仪器的竖轴铅垂时，它即与竖轴位于同一铅垂线上。当垂球尖对准测站点的标志时，即表示竖轴的中心线及水平度盘的刻划中心与测站点在同一条铅垂线上。,1、对中整平装置,光学对点器是在一个平置的望远镜前面，安装一块直角棱镜。望远镜的视线通过棱镜而偏转90，以使其处于铅垂状态，且要保持与仪器的竖轴重合。 当仪器整平后，从光学对点器 的目镜看去，如果地面点与视 场内的圆圈重合，则表示仪器 已经对中。旋转目镜可对

5、分划 板调焦，推拉目镜可对地面目 标调焦。,光学对点器是用来标志仪器是否对中的,其优点是不像垂球那样在对中时会受风力的影响，所以对中精度较垂球为高。,经纬仪光学对中器目镜对光与物镜对光,脚螺旋用于整平仪器，位于基座的下部，当旋转脚螺旋时，可使仪器的基座升降，从而将仪器整平。,1、对中整平装置,水准器是用来标志仪器是否已经整平用的。它一般有两个：一个是圆水准器，用来粗略整平仪器；一个是管水准器，用来精确整平仪器。,1、对中整平装置,2.照准部,2.照准装置（照准部），包括望远镜，横轴及其支架，竖轴和控制望远镜 及照准部旋转的制动 和微动螺旋。,望远镜：倒像，2630倍， 在用望远镜进行目标照准时

6、，要注意正确的操作程序： .目镜调焦； .目标照准； .消除视差-视差定义、产生原因、消除方法,望远镜十字丝,2.照准部,2.照准装置（照准部）,横轴与望远镜固连在一起，并且水平安置在两个支架上，望远镜可绕其作圆周转动。在一端的支架上有一个制动螺旋，当旋紧时，望远镜不能转动。另有一个微动螺旋，在制动螺旋旋紧的条件下，转动它可使望远镜作上下微动，以便于精确地照准目标。 望远镜连同照准部可绕竖轴在水平方向旋转，以照准不在同一铅垂面上的目标。照准部也有一对制动和微动螺旋，以控制其固定或作微小转动。,2.照准部,2.照准装置（照准部）,照准部的旋转轴位于基座轴套内，而度盘的旋转轴则套在基座轴套外，其目

7、的是使照准部的旋转轴与度盘旋转轴分离，以避免两者互相带动。 根据照准部与度盘的关系，可分为两类：一类是照准部和度盘可以共同转动，也可以各自分别转动。这种仪器可以用复测法测水平角，因而也称作复测经纬仪。它是利用一个复测扳手，使照准部与度盘可以脱开，也可以固连。当复测扳手扳下时，弹簧夹将度盘夹住；则旋转照准部时，度盘也一起转动，因而度盘读数不发生变化；当复测扳手扳上时，弹簧夹与度盘脱离，则旋转照准部时，度盘仍保持不动，从而使读数变化。,2.照准部,2.照准装置（照准部）,另一类是照准部和度盘都可单独转动，但两者不能共同转动。这类仪器只能用方向法测角，因而也称为方向经纬仪。精度在DJ2级以上的经纬仪

8、都是这种结构，有的DJ6级经纬仪也采用这种结构。这类仪器有一个度盘变换手轮，转动它时，度盘在其本身的平面内单独旋转，可以在照准方向固定后，任意安置度盘读数。,3.读数装置：包括度盘、读数显微镜及测微器等。,水平度盘 水平度盘由光学玻璃制成； 顺时针0360刻度； 仪器整平，水平度盘水平； 水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。 读数显微镜 竖直度盘（竖盘）,J6光学经纬仪读数,两种读数测微装置：分微尺测微和平行玻璃板测微,度盘上1度分划的间隔 经放大后，与分微尺全 长相等。 分微尺全长分60格，因 此其最小格值为1=60。 读数时，秒数必须估读。 估读至0.1

9、格，因此， 估读的秒数都应是6的 倍数。,a)分微尺测微利用度盘刻度线，在分微尺上读数。,b).平行玻璃板测微,平行玻璃板与测微尺由测微手轮控制。转动测微手轮，使度盘像移动，则移动量可在测微尺上读出。 平行玻璃板最大调节范围为30分，测微尺全长刻度也等于30分。操作时，调节测微手轮，使度盘某度(或某30分)的刻度线居中于双线读数指标，双指标线所夹刻度的度数 (或30分)加上测微尺读数，即为该方向的读数。,b)平行玻璃板测微 利用测微手轮，用指标线读数,水平度盘读数： 921730,三、DJ2光学经纬仪,2、主要特点： （1）采用度盘对径重合读数法，以消除度盘偏心误差影响。度盘最小刻划值为20，

10、而J6经纬仪的度盘最小刻划值为1,1、组成,（3）在读数显微镜中只能看到某一个度盘的影像，两度盘影像可用度盘换像轮来使之交替出现。,（2）J2经纬仪一般都采用对径分划线影像符合的读数设备通过转动测微手轮，它将度盘上相对180的分划线，经过一系列棱镜和透镜的反射与折射后，同时显现于读数显微镜内，采用对径符合和测微显微镜原理进行读数。,读数原则：由于度盘的最小格值为20，度盘影像的上下分划线最大移动量为半格（10），而测微分划尺的读数范围为10，故不到10的分值和秒值可由测微分划尺读出。,读数步骤：1.实际读数时是转动测微手轮，使上下分划线接合； 2.这时取度盘正像的一个整度分划线；3.由此分划线

11、按角度值增加方向，在度盘倒像上可找到与它相差180的整度分划线以两条整度分划线间（42和222之间）的度盘分划格数为10的倍数，即几格就是几十分 ；4.再由测微分划尺读出10以下的分、秒值。,对中,对中目的是使仪器中心与测站点处于同一铅垂线上。根据仪器的结构，可用垂球对中，也可用光学对点器对中。,三. 经纬仪的操作：包括仪器的对中、整平、照准、读数四项。,光学对中步骤,光学对中步骤：对准、调平、整平、对中,打开三脚架，装上经纬仪； 固定三脚架一脚，双手持脚架另 二脚并不断调整其位置，同时观测光学对点器十字分划，使其基本对准测站标志，踩实脚架；调节脚螺旋，使光学对点器精确对准测站标志； 伸缩三脚

12、架(二脚)，调平仪器，使圆气泡居中； 调脚螺旋，精确整平仪器，并通 过在脚架头上移动仪器，精确对中。 有时需反复上述三步的操作。,整平,整平使仪器竖轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。,瞄准 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；,瞄准,瞄准用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。,尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的方向误差。 操作步骤：粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。,照准目标的步骤,用粗瞄准器的准星对准目标。 调整望远镜调焦旋钮，直至看清目标。 旋紧水平与垂直制动旋钮，微调两微动旋钮，将十字丝中心精确照准目标，这时眼睛左右上下轻微移动观察

13、，若目标与十字丝两影像间有相对移位现象，则应该再微调望远镜调焦旋钮，直至两影像清晰且相对静止时止。,读数读出目标方向所在度盘上的方向值。 读数时，先将采光镜张开成适当角度 ，调节反光镜镜面，照亮读数窗。调节读数显微目镜的对光螺旋，使视场影像清晰，然后按测微装置类型和前述的读数方法读数。,瞄准,(1)复测经纬仪配置度盘 用复测器配置度盘时，应先调节测微轮，将测微尺读数配置成0000（ 或指定读数）然后将复测器扳手扳上，旋转照准部，用照准部微动螺旋将度盘0（或指定的度）刻线安置在双指标线的正中央，再把复测器扳手扳下。转动照准部，当望远镜照准目标后，再将复测器扳手扳上。这时，照准目标方向的水平度盘读

14、数即为 00000（或指定的度数）。,在测量水平角时，为了减少度盘分划不均匀的误差影响，需要将水平度盘配置为00000或任一预定值，该工作叫配置度盘。,瞄准,(2)方向经纬仪配置度盘 装有拨盘手轮的经纬仪称为方向经纬仪。用拨盘手轮配置度盘时，先将望远镜照准目标，打开拨盘手轮护盖，观察读数显微镜，转动拨盘手轮，使水平度盘读数为00000（或指定读数），然后盖上拨盘手轮护盖。,在测量水平角时，为了减少度盘分划不均匀的误差影响，需要将水平度盘配置为00000或任一预定值，该工作叫配置度盘。,第三节 水平角的观测,水平角观测方法，根据测量工作要求的精度、使用的仪器、观测目标的多少而定，有测回法和方向观

15、测法。 当观测者正对望远镜目镜时，竖盘在望远镜的左边，此时的仪器位置称为盘左或正镜；反之，当观测者正对目镜，竖盘在右边时的仪器位置称为盘右或倒镜。 为了消除或削弱仪器的某些误差，一般都用盘左和盘右两个位置进行观测。,二、测回法观测水平角 观测两个方向间单角，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,二、测回法观测水平角 观测程序： 盘左 瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左 盘右 瞄准K，读数k右 瞄准J，读数j右,角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2 方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始 方向，然后按照“测回法

16、”的次序观测。 水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。,一测回,起始方向第一个读数应调成0 （或180 /N，N为测回数）；分、秒数写足二位； 改数时按有关规则:一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘 位置。,水平角观测记录（测回法）,741906,741924,741915,水平角观测记录（测回法）,表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应加360后再减。,2142312,2142254,2142303,三、方向观测法 观测三个及以上方向，一测回操作步骤： 选择标志十分清晰的点作零方向，如A点，盘左照准A点配水平度盘 盘左(顺时针)：瞄A读数瞄B读数瞄C读数瞄D读数再瞄A读数(盘左归零) 盘右(逆时针)：瞄A读数瞄D读数瞄C读数瞄B读数再瞄A读数(盘右归零),2C= 盘左读数-（盘右读数180） 平均读数=1/2盘左读数+(盘右读数180),方向法观测水平角记录计算表格,方向观测法限差 城市测量规范