工程测量第三章.

011第三章角度测量0203角度测量原理经纬仪简介水平角观测040506竖直角观测经纬仪的检验与校正水平角观测误差及其削减方法经纬仪的结构及安置；测量水平角的方法;角度测量中产生误差的原因和削减方法;测回法测量水平角的方法,竖盘、竖直角及其观测法.技能目标核心概念知识要点重点难点测回法；方向观测法；视准轴；竖轴；误差第三章角度测量经纬仪的结构及安置；测量水平角的方法;角度测量中产生误差的原因和削减方法;测回法测量水平角的方法,竖盘、竖直角及其观测法.熟练操作经纬仪进行水平角和竖直角观测第三章角度测量两种角度水平角用于确定点的平面位置（计算坐标）竖直角用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器经纬仪、电子全站仪角度测量原理3.1◆水平角观测原理◆垂直角观测原理2020/1/2测量学1.水平角观测原理abcABC也可看成是包含BA、BC视线的两个铅垂面之间的两面角。ca水平度盘=c-a一、水平角测量原理水平角——过一点到两个目标的方向线垂直投影到水平面上所成的夹角。0360。2020/1/2测量学2.垂直角观测原理天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°二、竖直角测量原理垂直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。=090，仰角为正，俯角为负。第三章角度测量经纬仪简介3.2111经纬仪的分类23经纬仪的构造经纬仪的使用2020/1/2测量学1.水平角观测原理一、经纬仪的分类按测角精度不同,经纬仪又分成多种等级,如DJ０７、DJ２、DJ６等。“D”和“J”为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音的第一个字母,后面的数字代表该仪器一测回方向观测中的误差，即该仪器所能达到的精度指标,数字越大,精度越低。经纬仪的种类有很多,按读数原理可分为光学经纬仪和电子经纬仪两大类。2020/1/2测量学1.水平角观测原理二、经纬仪的构造基本构造：基座、照准部、度盘、读数(一)DJ６型光学经纬仪1.水平角观测原理二、经纬仪的构造1基本构造1.基座基座水平度盘照准部二、经纬仪的构造(1)基座基座是支撑仪器的底座脚螺旋用于整平仪器2020/1/2测量学1.水平角观测原理二、经纬仪的构造望远镜和水准仪望远镜构造基本相同,是用来照准远方目标的设备。照准部的管水准器用于经纬仪的精平,管水准器轴与竖轴垂直,与横轴平行。(2)照准部照准部是位于水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的部分的总称望远镜十字丝1.基座二、经纬仪的构造(3)度盘水平度盘是由光学玻璃制成的带有刻画和注记的圆盘在度盘的边缘按顺时针方向均匀刻画成３６０份,每一份就是１°,并注记度数0901802702020/1/2测量学1.水平角观测原理二、经纬仪的构造度盘上1度分划的间隔经放大后，与分微尺相等。分微尺全长分60格，因此其最小格值为1=60。2读数设备及其方法0173水平度盘读数：7304241.水平角观测原理二、经纬仪的构造（二）DJ２型光学经纬仪与DJ6构造基本相同1.水平角观测原理二、经纬仪的构造（二）DJ２型光学经纬仪水平度盘读数：425202.0水平度盘读数：1740202.0采用度盘对径分划重合法读数,相当于取度盘直径两端相差１８０°处两个读数的平均值,可以抵消照准部偏心误差的影响,提高读数精度。DJ２型光学经纬仪大多设置了测微尺和测微手轮1.水平角观测原理二、经纬仪的构造（三）电子经纬仪与光学经纬仪主要区别在于度盘读数系统1.水平角观测原理二、经纬仪的构造1光栅度盘测角原理图３-９电子经纬仪光栅度盘读数1.水平角观测原理二、经纬仪的构造2编码度盘测角原理根据角度信息在度盘上编码信息形式的不同，编码度盘分为码区度盘和条码度盘两种。1.水平角观测原理二、经纬仪的构造2编码度盘测角原理(１)码区度盘测角原理与光栅度盘相比,编码度盘的优点是:能实时反映角度的绝对值,可靠性高,误差不积累,调试简单,有较强的环境适应性.(２)条码度盘测角原理条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。条码具有可靠准确、易于制作、识别速度快等优点。1.水平角观测原理二、经纬仪的构造3光栅动态度盘测角原理图３-１３光栅动态度盘测角原理1.水平角观测原理三、经纬仪的使用1经纬仪的安置经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站标志中心处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴处于铅垂线状态，使水平度盘处于水平位置。对中整平对中BCA三、经纬仪的使用对中——将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。垂球对中步骤：•粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站中心12cm内；•精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。•注意：脚架头首先要放平，三个脚螺基本等高；脚架适当踩实；垂球尖尽量接近标志，便于判断。2020/1/2测量学光学对中步骤图3-14三、经纬仪的使用光学对中步骤：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。有时必须反复上述三步的操作。2020/1/2测量学整平123气泡居中，3与1、2等高气泡居中，1、2等高123三、经纬仪的使用整平——使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)一测回观测过程中，不得再调气泡。1.水平角观测原理三、经纬仪的使用2瞄准经纬仪安置好后,先将望远镜照准远处,转动目镜调焦螺旋使十字丝清晰3读数读数前,先调节反光镜,使读数窗亮度均匀,调节读数显微镜及目镜对光螺旋,使读数窗内分划线清晰,然后按前述的经纬仪读数方法进行读数.第三章角度测量水平角观测3.3在水平角观测中,为发现错误并提高测角精度,一般要用盘左和盘右两个位置进行观测对中整平瞄准读数操作步骤1.水平角观测原理水平角的观测一测回法测回法观测水平角盘左瞄准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左=k左-j左右=k右-j右第1方向第2方向测站JKB=(左+右)2，精度要求：左-右±40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”的次序观测。1.水平角观测原理水平角的观测一测回法第1方向第2方向测站JKB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;一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角一测回平均角1.水平角观测原理水平角的观测二方向观测法方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向,要求零方向应选择距离适中、通视良好、成像清晰稳定、俯仰角和折光影响较小的方向.设A方向为零方向ABCDE方向观测法零方向1.水平角观测原理水平角的观测方向观测法角值计算步骤(１)计算２c值(即盘左、盘右两次照准误差)2c＝盘左读数－(盘右读数±１８０°)(２)计算方向观测值的平均值平均读数＝１/２[盘左读数＋(盘右读数±１８０°)(３)计算归零后的方向观测值(４)计算各测回归零后方向值的平均值二方向观测法第三章角度测量竖直角观测3.41竖直度盘的构造23竖直角的计算竖直角的观测方法1.水平角观测原理一竖直度盘的构造经纬仪的竖直度盘也称为竖盘1.水平角观测原理二竖直角的计算垂直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角。=090，仰角为正，俯角为负。天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°确定垂直角的计算公式90L左R270右二竖直角的计算竖直角α计算式为α＝１/２(α左＋α右)＝１/２[(R－L)－１８０°]竖盘读数与垂直角计算确定垂直角的计算公式二竖直角的计算盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。竖盘指标差---竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。指标差计算公式：1(360)21(2xLRx右左）确定垂直角的计算公式三竖直角的观测方法竖直角观测的操作步骤第一步安置仪器盘左位置盘右位置计算最后结果第二步第三步第四步确定垂直角的计算公式三竖直角的观测方法竖直角观测记录表第三章角度测量经纬仪的检验和校正3.51水准管轴的检验与校正23十字丝竖丝的检验和校正望远镜视准轴的检验和校正4横轴的检验和校正56竖盘指标差的检验和校正光学对中器的检验与校正LLHHCCVTL’L’3.5经纬仪的检验和校正轴线间应满足的条件水准管轴垂直于竖轴LL⊥VV视准轴垂直于横轴CC⊥HH横轴垂直于竖轴HH⊥VV十字竖丝垂直于横轴竖丝⊥HH圆水准轴平行于竖轴LL∥VV确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的使十字丝竖丝垂直横轴1十字丝竖丝的检验与校正检验方法整平仪器后,用竖丝一端照准一个固定清晰的点状目标,拧紧望远镜和照准部制动螺旋,然后转动望远镜微动螺旋,如果该点始终不离开竖丝,则说明竖丝垂直于横轴,否则需要校正.校正转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡退回偏离零点的格数的一半，再用校正针拨动水准管校正螺钉，使气泡居中，如此反复几次，直至气泡满足条件。确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的使水准管轴垂直于仪器竖轴（LL⊥VV）2水准管轴的检验与校正检验方法校正确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的使望远镜视准轴垂直于横轴（CC⊥HH）3望远镜视准轴的检验与校正检验方法确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正校正在B尺上定出B３，使B２B３＝B１B２/４,调节十字丝护环左右校正螺钉，使望远镜中心对准B３点。3望远镜视准轴的检验与校正确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的使横轴垂直于仪器竖轴4横轴的检验和校正检验方法与校正确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的消除竖盘指标差5竖盘指标差的检验与校正检验方法在大致水平方向选择远处一目标P,盘左,在十字丝交点附近用纵丝瞄准,水平度盘读数为L;盘右,再瞄准P点,水平度盘读数为R。如果│L-(R±180o)│20”,则认为视准轴垂直于横轴的条件没有得到满足,需要进行校正。校正盘右（或盘左）位置瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘读数为R’（或L’）;此时，竖盘水准气泡不再居中，拨动竖盘水准管校正螺丝，使气泡居中。此项检验和校正需反复进行，直至α左与α右的差数小于±1’为止确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正检验目的使光学对中器视准轴与仪器竖轴重合6光学对中器的检验与校正检验方法安置经纬仪于一般高度，严格整平仪器，在仪器下的地面上放一张白纸，在上面画一十字形标志P,移动白纸，使对中器中心标志对准P点，然后固定白纸;将照准部旋转１８０°，如果对中器中心标志对准另一点P′，则对中器的视准轴未与仪器纵轴重合，需要校正。确定垂直角的计算公式3.5经纬仪的检验和校正6光学对中器的检验与校正校正用直尺在白纸上定出P、P′点的中点O,转动对中器的校正螺钉使对中器分划板的中心对准点O.光学对中器上的校正螺钉随仪器型号而异,有些是校正视线转向的直角棱镜,有些是校正分划板.图３-２６是位于照准部支架间的圆形护盖下的校正螺钉,松开护盖上的两颗固定螺钉,取下护盖即可看到,调节螺钉２可使分划圈中心前后移动,调节螺钉１可使分划圈中心左右移动.直至分划圈中心与P点重合为止.图3-26光学对中器的校正第三章角度测量水平角观测误差及其削减方法3.61仪器误差23观测误差外界条件影响误差确定垂直角的计算公式3.6水平角观测误差及其削减方法（1）视