4角度测量

nullnull第四章 经纬仪测量 §4.1 水平角测量原理 §4.2 DJ6光学经纬仪和角度测量工具 §4.3 水平角测量 §4.4 竖直角测量 §4.5 三角高程测量 §4.6 视距测量 §4.7 其他经纬仪简介 null 角度测量包括 水平角测量和竖直角测量。 水平角测量用于确定点的平面位置。 竖直角测量用于 测定高差 将倾斜距离改化成水平距离。 常用仪器 J6经纬仪null§4.1 水平角测量原理1、水平角： 相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度。从工作线角度怎么理解？2、原理： OA投影在水平度盘上读数a OB投影在水平度盘上读数b 则：角值范围：0˚~360˚null一、经纬仪 1、经纬仪的作用 2、经纬仪的等级 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（秒） 3、经纬仪的分类 按读数系统分为：游标、光学、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。§4.2 DJ6光学经纬仪null二、DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。§4.2 DJ6光学经纬仪null1、基座 由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。 作用：用于连接和整平 2、度盘 包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。 注记：0˚ ~ 360˚ 分划：20＇、30 ＇、1 ˚null3、照准部 主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。 望远镜 — 用于瞄准目标 圆水准器 — 用于粗略整平仪器 管水准器 — 用于精确整平仪器 光学对点器— 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上 读数装置—用于读数null三、读数装置及读数方法 读数装置由棱镜、 透镜、读数显微 镜组成； 用于读取度盘读数。 null读数测微装置： 分微尺测微器（测微尺）DJ6 单平行玻璃板测微器（测微器）DJ3 读数方法： ①先读取被分微尺覆盖的度盘分划注记，即度数 ②再读取指标线到度盘分划线之间的数值，即分、秒 ③取两者之和即为度盘读数。 测微尺null四、经纬仪应满足的几何条件主要轴线： 竖轴 VV 水准管轴 LL 横轴 HH 视准轴 CC 几何关系： LL ⊥ VV CC ⊥ HH HH ⊥ VV 竖丝⊥横轴null五、辅助工具：测钎、标杆和觇牌 测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。null测钎：适用与距测站较近的目标。 标杆：适用与距测站较远的目标。 觇牌：固定在三脚架上使用，远近皆可适用;一般为红白或黑白相间且常与棱镜结 合，用于电子经纬仪或全站仪。 垂球有时也可悬挂垂球用垂球线作为瞄准标志。null 经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。一 经纬仪的安置 1、对中、整平 目的： ①使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上； ②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，工程测量中一般采用光学对点器对中。§4.3 水平角观测null 光学对点器对中及整平的步骤： ①安置仪器：高度适中，使测点在视场内； ②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心 与测点重合； ③粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中； ④精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中； ⑤精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、 左右移动，不能旋转）； ⑥重复④ 、⑤两步，直到完全对中、整平。null 2、调焦与瞄准 目的：视准轴对准观测目标的中心。 方法： ① 调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰； ②利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋； ③调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰. ④调节制动、微动螺旋，精确瞄准。null测水平角 用双丝夹粗目标测竖直角 用横丝切目标顶部null3、读数 操作步骤： ①打开反光镜，使读数窗光线均匀； ②调焦使读数窗分划清晰； ③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）。 水平角：215˚06＇ 48 " 竖直角： 78˚52＇ 00 " null二、测回法测水平角（只有两个方向）1、操作步骤 ①安置仪器于O点，对中整平； ②正镜（盘左）瞄准M点， 度盘归零； ③顺时针转动仪器，瞄准N点读数； ④倒镜（盘右），瞄准N点读数； ⑤逆时针转动仪器，瞄准M点读数。null2、记录与计算（见3.1) ①盘左（正镜）观测 (顺时针) 瞄M，记录 m左= 0°00′36″ 瞄N，记录 n左= 68°42′48″ 上半测回的角值： β左= n左- m左= 68°42′12″ ②盘右（倒镜）观测(逆时针) 瞄N， 记录 n右= 248°42′30″ 瞄M， 记录 m右= 180°00′24″ 下半测回角值： β右= n右- m右= 68°42′06″null ④一测回角值 ③检核 对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足： ，否则，应重测。 当测角精度要求较高时，需观测多个测回： ① 第一测回度盘归零； ②其他各测回间按180˚/n（n为测回数）的差 值，变换度盘； ③各测回角值之差不得超过24"； ④取各测回平均值作为最后结果。null测站˚ ＇ "第一测回 O第二测回 O左左右右M NM NM NM N0 00 3668 42 48 68 42 1268 42 09180 00 24 248 42 3068 42 0668 42 1590 10 12158 52 30270 10 18338 52 4268 42 1868 42 2468 42 21测回法观测手簿表3.1null测回法测站检核（2个方向） 半测回角互差40、各测回角互差24—DJ6 半测回角互差12、各测回角互差12—DJ2null方向观测法测站检核（3个以上方向） 半测回归零差18  、2C互差18  、各测回角互差24—DJ6 半测回归零差12  、2C互差18  、各测回角互差12—DJ2 半测回归零差 8 、2C互差13  、各测回角互差 9—DJ2null一.竖直角测量原理 1、定义 ：在同一竖直面内，仪器中心至目标的倾斜视线与水平视线所夹的锐角。 视线向上倾斜，称仰角，α为正值； 视线向下倾斜，称俯角，α为负值。 角值范围：-90 ~ +90° 2、原理：α =目标视线读数—水平视线读数.Z — 天顶距§4.4 竖直角观测null二、竖直度盘构造 竖直度盘固定在望远镜的 旋转轴（横轴）上。 主要由竖直度盘、竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋）。 目前很多仪器用自动补偿器代替了水准管。 null 根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针 注记和逆时针注记两种。顺时针注记逆时针注记null １、竖直角计算公式 顺时针注记竖盘 刻划：目镜0°，物镜180° 盘左: αL=90°－L（上半测回） 盘右: αR=R－270°（下半测回） 一测回竖直角： α =（αL+αR）/ 2 =（R－L－180°）/2三、竖直角观测与计算规律？null 逆时针注记竖盘. 刻划：目镜180° ，物镜0° 盘左: αL= L－ 90° （上半测回） 盘右: αR= 270°－R（下半测回） 一测回竖直角： α =（αL+αR）/2 =（L－R+180°）/2 规律？null 竖直角计算的通用公式： （1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时： α=瞄准目标时的读数 － 视线水平时的常数 （２）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时： α=视线水平时的常数－瞄准目标时的读数null2、观测、记录与计算 竖直角观测 ①安置仪器，对中、整平； ②盘左瞄准目标某一位置， 读取竖盘读数L； ③盘右瞄准原目标位置， 读取竖盘读数R。 （以上盘左、盘右观测构成一个测回） 记录与计算(见表3.3) ①分别计算盘左、盘右半测回竖直角， ②计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。null 通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除 指标差； 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指标差互差或同方向各测回指标差互差，不应超过25"。 (90°＋ x )－L＝αL＋x （1） R－ (270°+ x)=αR－x　　 （2）四、竖盘读数指标差竖盘指标差：读数指标与正确位置之间的小夹角x。逆时针注记？null测站目标竖盘位置竖盘读数半测回竖直角指标差 "一测回 竖直角 ˚ ＇ "备注OPP ＇左 右左 右˚ ＇ "˚ ＇ " 71 12 36 288 47 00 96 18 42 263 41 00-12-9+18 47 12-6 18 51+18 47 24+18 47 00-6 18 42-6 19 00竖直角观测手簿表3.3　 αL=90°－ L αR=R－270° x =（ αR － αL ）/2 α =（αL+αR）/2 null一.仪器误差 主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、 加工不完善所引起的误差。 1、视准轴误差（盘左、盘右取平均可消除） 2、横轴倾斜误差（盘左、盘右取平均可消除） 3、度盘偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中 心不重合，盘左、盘右取平均可消除） 4、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换 度盘可减弱） 5、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除， 精确整平可减弱）补充: 角度观测误差null二、观测误差1、仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近180˚时影响最大；精确对中可减弱） 2、目标偏心差（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部可减弱） 3、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不 能超过2格，否则，测回间重新整平 ） 4、照准误差（精确瞄准） 5、读数误差（认真读数）null三、外界条件的影响 外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观 测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。 1、温度的影响（打伞遮阳） 2、大气折光的影响（选择良好的天气观测） null§4.5 、三角高程测量1、若已知水平距离2、若用测距仪测得斜距直觇 A-B、反觇 B-A ——对向观测f为球气差改正null§4.6 视距测量 普通视距测量的精度一般为1/200~1/300，但由于操作简便，不受地形起伏限制，可同时测定距离和高差，被广泛用于测距精度要求不高的地形测量中。null对于倒像望远镜 视距间隔 l=a-b，则与水平距离D有如下关系：通常情况下k=100视距测量原理采用视距丝配合视距尺 测定平距和高程的一种方法null视准轴水平时的视距公式为：测站点到立尺点的高差为：i —仪器高，是桩顶到仪器水 平轴的高度； v —中丝在标尺上的读数。1、视准轴水平时的距离和高差公式null2、视准轴倾斜时的距离和高差公式如图记 原理：则null倾斜距离S为：或 计算：水平距离D为： 高差h为：null例题：如上图，在A点量取经纬仪高度i=1.400m，望远镜照准B点标尺，中丝、上丝、下丝读数分别为v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，α=45°´,试求A、B两点间的水平距离和高差。解：1）尺间距2）水平距离3）高差null一、DJ2光学经纬仪 主要用于三、四等角度测量和精密工程测量。特点： 1、测角精度高； 2、采用对径符合读数； 3、测微器可直接读到秒。 §4.7 其它经纬仪null二、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。null 特点：自动读数、记录、计算。电子经纬仪显示屏及操作键盘