第三章 经纬仪与角度测量2012.ppt

1、面 向 21 世 纪 多 媒 体 课 程 教 材 Multimedia Textbook Series for 21st Century,测 量 学,研制栾乔林 TelQQ：1077723 EMAIL： ,前 言,本课件是在众多测量学文字教材的基础上，结合我校多年来教学实践及野外测量经验研制而成。以文本、动画、语音、图象、图形和视频为基本素材，借助多媒体工具，提供全新的教学手段，内容充实、文字流畅。 本课件分为测量基础篇和地籍测量篇。适用于土地资源管理、农业资源与环境、园林、园艺、农学、草业科学以及城市规划、工程管理、土木工程、水电工程等专业。 由于作者水平有限，错误

2、在所难免，恳请批评指正。,课 程 目 录,五、测量误差的基 本知识,一、 绪 论,二、水 准 测 量,三、经纬仪与角度 测量,四、距离测量与直 线定向,测 量 学 基 础,十、施 工 测 量,九、地形图的识读与 应用,八、大比例尺地形图 测绘,七、GPS 技术与应用,六、小地区控制测量,第三章 经纬仪与角度测量,一、角度测量原理,五、竖 直 角 测 量,四、水 平 角 测 量,二、光 学 经 纬 仪,三、电 子 经 纬 仪,课程目录,本章目录,学 习 提 示,了解角度测量的仪器和工具 重点掌握： 角度测量原理 经纬仪的读数方法 角度的野外施测 测量成果的处理 掌握概念： 水平角、竖角、对中、整

3、平、盘左、盘右、测回法、方向观测法、竖盘指标差,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,一、角 度 测 量 原 理,水平角测量原理 竖直角测量原理,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,一、角 度 测 量 原 理,水平角测量原理,水平角 水平角测量原理,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平角,地面上一点到两目标方向线，垂直投影在水平面上所夹的角度。 地面上两相交直线之间的夹角地水平面上的投影。 过两方向线所作两竖直面的二面角。 水平角 ：0 360,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平角测量原理, = b - a,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,一、角 度 测 量 原 理,水平

4、角测量原理,竖直角测量原理,竖直角 竖直角测量原理,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角,地面上一点至观测目标的方向线与水平线之间的角度。 同一竖直面内，倾斜视线与水平线间的夹角。 竖直角：90 +90 仰 角： 0 +90（正） 俯 角： 0 -90（负）,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角测量原理,竖角 = 倾斜视线读数 - 水平视线读数,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,经纬仪应具备的条件：,1、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上； 2、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘； 3、望远镜不仅能在水平方向转动而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标； 4、具有一个

5、读数设备。,二、光 学 经 纬 仪,DJ6 级光学经纬仪 DJ2 级光学经纬仪,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,常用的光学经纬仪：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15,经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。 有光学经纬仪和电子经纬仪之分。,二、光 学 经 纬 仪,DJ6 级光学经纬仪,DJ6 级光学经纬仪构造 照准部 水平度盘 基座,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,DJ6 级光学经纬仪结构,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,DJ6 级光学经纬仪构造,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,照 准 部,望远镜,横轴,竖直度盘,读数显微镜,照准部水准管,竖轴,光路系统,经纬仪与

6、角度测量,课程目录,本章目录,经纬仪光路系统,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平度盘,水平度盘 0 360 水平制动螺旋 水平微动螺旋,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平度盘,水平度盘转动控制装置 度盘变换手轮（方向经纬仪） 转开保险手柄，手轮推进转动 打开保护盖，手轮直接转动 复测装置（复测经纬仪） 扳上复测器，度盘与照准部分离 扳下复测器，度盘与照准部一起转动,复测器,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,基 座,轴套,基座,脚螺旋,连接板,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,经纬仪,反光镜,反光镜,望远镜 上下制动螺旋,望远镜 上下微动螺旋,竖直度盘,竖直指标水准管微动

7、螺旋,水平制动、 微动螺旋,光学对中器,二、光 学 经 纬 仪,DJ6 级光学经纬仪 DJ6 级光学经纬仪构造,DJ6 级光学经纬仪的读数方法 分微尺测微器及其读数方法 单平板玻璃测微器及其读数方法,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,分微尺测微器及其读数方法,度盘 刻划：0 360 格值： 1 测微尺 刻划：0 1 格值： 1 估读：1/10 格 6,1965430,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,分微尺测微器及其读数方法,度盘 刻划：0 360 格值： 1 测微尺 刻划：0 1 格值： 1 估读：1/10 格 6,890630,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,H,V,0,1,

8、2,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,112,113,89,88,1125454,890518,分微尺,分微尺测微器及其读数方法,度盘 刻划：0 360 格值： 1 测微尺 刻划：0 1 格值： 1 估读：1/10 格 6,2342106,2730242,0,1,2,3,4,5,6,2,0,1,3,4,5,6,读数练习,2,0,1,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,V,H,H,V,单平板玻璃测微器及其读数方法,度盘 刻划：0 360 格值： 30 测微尺 刻划：0 30 格值： 20 估读：1/4 格 5 度盘分划应位于双指标线中央。,2223720,水平度盘,经纬仪与角度

9、测量,课程目录,本章目录,单平板玻璃测微器及其读数方法,度盘 刻划：0 360 格值： 30 测微尺 刻划：0 30 格值： 20 估读：1/4 格 5 度盘分划应位于双指标线中央。,871930,竖直度盘,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,平行玻璃板测微器及读数方法,双指标线,经纬仪读数,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,二、光 学 经 纬 仪,DJ6 级光学经纬仪,DJ2 级光学经纬仪,读数装置 读数方法,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,读数装置,对镜符合数字读数设备,对镜符合窗,整10分倍数,度盘整度值,测微尺,整分数,整10秒数倍数,读数指标线,经纬仪与角度测量,课程目录

10、,本章目录,水平度盘读数窗,对镜分划符合,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直度盘读数窗,对镜分划符合,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,读数方法,使对镜分划符合 读数,对镜符合窗,整10分倍数,度盘整度值,测微尺,分秒数,读数指标线,941244,9410,244,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平度盘读数,2560154,对镜分划符合,25600,0154,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直度盘读数,785715.4,对镜分划符合,7850,715.4,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,三、 电 子 经 纬 仪,电子经纬仪简介 电子经纬仪测角原理,经纬仪与角度

11、测量,课程目录,本章目录,三、 电 子 经 纬 仪,电子经纬仪简介,电子经纬仪 结构特征 测角方法步骤,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,电子经纬仪简介,电子经纬仪是一种用光电测角代替光学测角的仪器，可以直接测出水平角、竖直角、水平距离和高差。 电子经纬仪的结构、测角方法步骤与光学经纬仪基本相同。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,三、 电 子 经 纬 仪,电子经纬仪简介 电子经纬仪测角原理,编码度盘测角 光栅度盘测角 动态测角原理,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,编码度盘测角,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,光栅度盘测角,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,动态测角原理

12、,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,四、水 平 角 测 量,经纬仪的安置 水平角观测,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,四、水 平 角 测 量,经纬仪的安置,对 中 整 平,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,对 中,对中的目的是使度盘中心与测站点在同一铅垂线上。 对中误差： 小于2mm,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,对中,使用垂球对中,对中的目的是使度盘中心与测站点在同一铅垂线上。 对中误差： 小于3mm,光学对中,安置三脚架于测站 安放经纬仪 脚螺旋使仪器对中 升降脚架使圆气泡居中 脚螺旋精确整平仪器 移动经纬仪进行对中 再精确整平、对中,以上各步需反复进行,经纬仪与角度

13、测量,课程目录,本章目录,整平,整平的目的是使水平度盘处于水平位置，仪器的竖轴处于铅垂位置。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,整平,整平误差： 小于半格,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,经纬仪的十字丝分划板,瞄准用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。,操作步骤： 粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。 用水平微动完成瞄准。 尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的 方向误差。,瞄准,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,单丝瞄准,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,双丝瞄准,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,瞄准,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,四、水 平 角 测

14、 量,经纬仪的安置 水平角观测,测回法 方向观测法,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,测回法,测回法用于两个方向的单角测量。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,测回法的步骤,1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘在0度或稍大于0度，读数 记于手簿。,4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读数 ，并记录。,2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，读数 记于手簿。,以上为上半测回，得半测回角值,3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标B点，读数 记录。,5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。,以上为下半测回，得半测回角值 且一测回角值,测回法观测步骤,安置

15、经纬仪于测站O点 盘左照准左方向起始目标A，水平度盘置零，读实际读数 a 盘左顺时针照准右方向目标B，读数 b = b a上半测回 纵转望远镜，盘右照准目标B，读数b 盘右逆时针照准目标A，读数a = b a下半测回,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,测回法观测精度,两个半测回角值之差36 平均 = （上 + 下）/ 2 各测回间观测角值之差24 平均 = （1 + 2 + ）/ n,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,测回法观测精度,为了提高精度，削弱度盘刻划误差的影响，各测回的起始方向读数应变换 180/ n，n为计划观测的测回数。,例 ：n = 3 则180/ 360 第一测回起始

16、方向读数 0 第二测回起始方向读数 60 第三测回起始方向读数 90,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,测回法观测记录,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,水平角观测记录,O（1）,A,B,A,B,0 01 06,85 36 18,180 01 24,265 36 30,90 00 36,175 35 42,270 00 48,355 35 48,A,B,A,B,O（2）,85 35 12,85 35 06,85 35 06,85 35 00,85 35 09,85 35 03,85 35 06,方向观测法,方向观测法适用于两个以上方向水平角测量。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,

17、方向法观测步骤,上半测回观测 安置经纬仪于测站O点，水平度盘置零，盘左照准左方向起始目标A，顺时针方向依次照准目标B、C、A点（归零），分别记录各方向读数。 下半测回观测 纵转望远镜，盘右照准目标A，逆时针方向依次照准目标C、B点，最后又回到A点分别记录各方向读数。,上下半测回合称一个测回,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,方向法观测计算,归零差 在半测回中，两次瞄准起始方向 A 的读数之差；称为归零误差。 归零 =起始方向读数- 归零方向读数 一般不大于18； 归零差超限，应重测。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,方向法观测计算,2c 的计算 （c为照准误差） 同一目标的盘左读数减

18、去盘右读数180 之差; 2c = 盘左读数 - (盘右读数 180 ) 2c 一般不大于60 ; 若超限，可检查重点方向，直到符合要求为止。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,方向法观测计算,计算盘左、盘右观测值的平均值 平均 = (盘左 +盘右 180 ) / 2 归零方向值计算 以000 00 为起始方向的方向值，计算各目标的方向值 起始方向有两个读数，取其平均值为起始点的方向值； 各目标的方向值减去起始点方向的平均值。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,方向法观测计算,计算各测回归零方向平均值 各测回同一方向的归零方向值之差不得超过24 ； 取其平均值作为各测回归零方向的平均值

19、； 计算水平角 用后一方向的方向平均值减去前一方向的方向平均值。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,方向法观测记录,观测方向不多于三个时，可以不归零。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,五、竖直角测量,竖直度盘和读数系统 竖直角的计算 竖直角观测,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,五、竖直角测量,竖直度盘和读数系统,竖直度盘 读数系统 竖盘指标差,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直度盘,竖直度盘,竖盘指标水准管轴,竖盘指标水准管,竖盘指标水准管微动螺旋,竖盘读数指标,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,读数系统,竖盘指标水准管,竖盘读数指标,竖盘随望远镜一起转动，而竖盘指

20、标不动，因而可得望远镜不同位置时的读数，从而可以计算出不同位置时的竖角,竖盘注记 顺时针注记 逆时针注记,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖盘指标差,竖盘指标水准管,竖盘读数指标,当望远镜视线水平、竖盘指标水准管气泡居中时，指标线读数应为90或90的整倍数，如竖盘指标读数与规定常数不符，其差值为竖盘指标差。,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,五、竖直角测量,竖直度盘和读数系统 竖直角的计算,竖直角的计算方法 竖直角的计算规律,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算方法,左 = L 始 - L 读,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算方法,若起始读数含有指标差

21、i,即L始 = ( 90+ i ),左 = (90+ i ) - L 读,左 = 90- L 读 + i =左+ i,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算方法,右 = R 读 - R 始,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算方法,右 = R 读 - ( 270+ i ),若起始读数含有指标差i,即R始 = ( 270+ i ),右 = R 读 - 270- i =右+ i,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算方法,不含指标差i时 L始 = 90R始 = 270 左= 90- L 读 右 = R读 - 270 平均 = （ 左 + 右 ）/ 2 含有指标差i时 L始 = 90 + i R始 = 270+ i 左= ( 90+ i ) - L 读 右 = R读 - ( 270+ i ) 平均 = （ 左 + 右 ）/ 2 i = （ L 读 + R读 - 360）/ 2,经纬仪与角度测量,课程目录,本章目录,竖直角的计算规律,物镜上仰时，若读数