3第三章角度测量.

建筑工程系测量教研室第三章角度测量建筑工程系测量教研室2020/1/122角度测量，包括水平角测量和垂直角测量，是测量的基本测量工作之一。水平角测量用于确定地面点位的平面位置。垂直角测量用于测定地面点的高程或将倾斜距离换算成水平距离与高差。本章须重点掌握的三个内容：1、经纬仪的操作2、水平角的观测3、竖直角的观测建筑工程系测量教研室2020/1/123第一节水平角测量原理建筑工程系测量教研室2020/1/124一、水平角的概念相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。水平角一般用β表示，角值范围为0˚～360˚。建筑工程系测量教研室2020/1/125ba二、水平角测角原理BAOO1A1B1(左)(右)O0°270°baβ水平面(H)铅垂线当β＜0时，结果要加上360°建筑工程系测量教研室2020/1/126用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置的刻度盘（称为水平度盘），且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。为了能瞄准高低远近不同的目标，仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求制造的测角仪器。三、经纬仪的设计建筑工程系测量教研室2020/1/127第二节经纬仪的构造建筑工程系测量教研室2020/1/128经纬仪按读数设备不同分为光学经纬仪和电子经纬仪。光学经纬仪按测角精度，分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同级别。下标数字07、1、2、6、15表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。电子经纬仪按测角精度，分为ET-01、ET-02、ET-05、等不同级别。数字1、2、5、表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。经纬仪的精度分级建筑工程系测量教研室2020/1/129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DJ1DJ2DJ6126二等平面控制测量及精密工程测量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/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技术参数表3-1建筑工程系测量教研室2020/1/1210一、DJ6型光学经纬仪的构造基座照准部水平度盘竖直度盘建筑工程系测量教研室2020/1/12111．照准部照准部是指经纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。建筑工程系测量教研室2020/1/12122．水平度盘它是由光学玻璃制成的圆环，环上刻有0°～360°的分划线，在整度分划线上标有注记，并按顺时针方向注记，两相邻分划线间的弧长所对圆心角，称为度盘分划值，通常为1˚或30′。水平度盘与照准部是分离的。如果需要改变水平度盘的位置，可通过照准部上的水平度盘变换手轮，将度盘变换到所需要的位置。090180270建筑工程系测量教研室2020/1/12134.J6经纬仪的读数装置DJ6经纬仪的读数装置图3-5J6经纬仪度盘读数光路水平度盘垂直度盘读数光路建筑工程系测量教研室2020/1/12143．基座基座用于支承整个仪器，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在三脚架上。基座上有三个脚螺旋，用于整平仪器。在基座上还有一个轴座固定螺旋，用于控制照准部和基座之间的衔接，使用仪器时，切勿松开轴座固定螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。建筑工程系测量教研室2020/1/1215二、DJ6读数设备及读数方法光学经纬仪上的水平度盘和竖直度盘的最小度盘分划值一般均为1˚或30′，度盘上小于度盘分划值的读数要利用测微器读出，DJ6型光学经纬仪一般采用分微尺测微器。DJ6光学经纬仪读数度盘上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格，因此，估读的秒数都应是6″的倍数。分微尺测微——利用度盘刻度线，在分微尺上读数。建筑工程系测量教研室2020/1/1216DJ6光学经纬仪读数建筑工程系测量教研室2020/1/1217三、DJ2型光学经纬仪构造简介1．DJ2型光学经纬仪的特点（1）望远镜放大倍数较大，照准部水准管灵敏度较高。（2）读数时，通过转动换像手轮，使读数显微镜中出现需要读数的度盘影像。（3）DJ2型光学经纬仪采用对径符合读数装置以可消除偏心误差的影响，提高读数精度。建筑工程系测量教研室2020/1/1218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。（2）通过转动测微手轮，操纵测微装置，使度盘上相差180度的刻度线一一对应重合，而对应刻度线相对移动过的量，可在分微尺上读取。（3）水平度盘读数和竖直度盘读数由换像手轮控制，分别单独显示。2、DJ2光学经纬仪的读数建筑工程系测量教研室2020/1/1219采用对径符合读数装置。2、DJ2光学经纬仪的读数建筑工程系测量教研室7四、电子经纬仪介绍采用光电扫描度盘将度盘上的角度值变为电信号，利用电子技术测角，最后再将电信号转换为角度值，使测角能自动显示、自动记录和自动传输数据，从而完成自动化测角的全过程，这种经纬仪称为电子经纬仪。建筑工程系测量教研室2020/1/1221电子经纬仪和光学经纬仪的主要不同点：在于电子经纬仪采用了由微处理器控制的光电扫描度盘和自动显示系统。1、电子经纬仪与光学经纬仪区别根据光电扫描度盘取得电信号的方式不同，目前电子测角系统有：编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统仍具有照准部、度盘、基座及相应轴系的结构形式。望远镜、水准器、光学对中器及制、微动机构类似。无读数显微镜，增设电子显示窗和操作按键。建筑工程系测量教研室2020/1/12222.编码度盘测角系统采用编码度盘及编码测微器的测角系统。纯二进制编码度盘1624===nsn区间：码道：四码道度盘每个方向都单值对应一个状态（编码输出），根据两区间的不同状态，便可测出该两区间的夹角。识别望远镜照准方向落在哪个区间是编码读盘测角的关键建筑工程系测量教研室2020/1/1223s360δ=角分辨率：不可能达到较高的测角精度四码道度盘的角分辨率为22.5°建筑工程系测量教研室73.光栅度盘测角系统在光学玻璃度盘的径向上均匀地刻制明暗相间的等角距细线条就构成光栅度盘。将密度相同的两块光栅重叠，并使它们的刻线相互倾斜一个很小的角度，这时就会产生明暗相间的条纹（莫尔条纹）。夹角越小，条纹越粗。条纹的亮度按正弦周期性变化。建筑工程系测量教研室7度盘每转动一条光栅，莫尔条纹移动一周期。莫尔条纹的光信号强度变化一周期，光电管输出的电流也变化一周期。在照准目标的过程中，仪器的接收元件可累计出条纹的移动量，从而测出光栅的移动量，经转换得到角度值。若发光管、指示光栅、光电管的位置固定，当度盘随照准部转动时，发光管发出的光信号，通过莫尔条纹落到光电管上。建筑工程系测量教研室2020/1/1226第三节经纬仪的使用建筑工程系测量教研室2020/1/1227经纬仪使用操作步骤仪器安置对中整平瞄准目标读数建筑工程系测量教研室2020/1/1228一、仪器安置松开三脚架，调节合适的高度，将固定螺丝适度拧紧，将脚架大致安置在地面点的正上方，脚架张开幅度要适度，架头大致水平，然后将仪器从箱中取去，通过固定螺丝将仪器安置在脚架上，建筑工程系测量教研室2020/1/1229(一)垂球对中步骤：1.粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站地面点中心12cm内；2.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。3.注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋基本等高；脚架适当踩实；垂球尖尽量接近标志，便于判断。二、仪器的对中对中的目的是使仪器的竖轴中心与测站的标志中心位于同一铅垂线上，分为垂球对中和光学对中器对中。建筑工程系测量教研室2020/1/1230(二)光学对中步骤固定三脚架一脚，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；对中精度1mm。二、仪器的对中建筑工程系测量教研室2020/1/1231建筑工程系测量教研室2020/1/12321、粗平通过调整（伸缩）三脚架(二脚)，调平仪器，使圆气泡居中；三、仪器的调平整平的目的是使仪器的竖轴铅垂，从而使水平度盘水平。调平由粗平和精平完成建筑工程系测量教研室2020/1/1233123气泡居中，3与1、2等高2、精平用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中。一测回观测过程中，不得再调气泡。气泡居中，1、2等高123整平误差≤1格。三、仪器的调平建筑工程系测量教研室2020/1/1234四、瞄准目标操作步骤：先用望远镜上的准星粗瞄（三点一线），再适度拧紧水平制动螺旋，调焦，消除视差、然后用水平微动螺旋完成精确瞄准。常规操作是左手扶着望远镜，右手扶着水平制动螺旋。建筑工程系测量教研室2020/1/1235建筑工程系测量教研室2020/1/1236五、读数1、打开反光镜，调节反光镜镜面位置，使读数窗亮度适中。2、转动读数显微镜目镜对光螺旋，使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。3、根据仪器的读数设备进行读数。1、读数与记录有呼有应，有错即纠。纠错的原则“只能划改，不能涂改”。2、最后的读数值应为度、分、秒的单位。书写要规范。光学经纬仪电子经纬仪所见即所得，根据仪器的显示屏进行读数。注意事项建筑工程系测量教研室2020/1/1237经纬仪认识实习一、实训内容1、认识经纬仪的构造、各部件的名称和作用(由实训指导老师集中讲解)；2、电子经纬仪的操作键功能介绍说明。3、电子经纬仪的使用：安置仪器、对中、整平、瞄准、读数；二、实训要求1、每人至少完成1次经纬仪的安置、对中、整平、瞄准、读数的全过程。2、实训中严格按照仪器的操作规范进行实训。3、实习完毕进行抽查。建筑工程系测量教研室2020/1/1238第四节水平角的测量方法建筑工程系测量教研室2020/1/1239一、测回法测回法适用于观测两个方向之间的单角，是水平角观测的基本方法。测回法就是用盘左和盘右同时观测某个角度，盘左是必要观测，盘右是多余观测，必要观测是求得某个角度的基本数据，多余观测起检核数据是否有粗差，并提高精度。建筑工程系测量教研室2020/1/1240盘左盘右建筑工程系测量教研室2020/1/12411．测回法的观测方法设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β。ABO（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。建筑工程系测量教研室2020/1/1242ABO（2）盘左位置瞄准左目标A，读取水平度盘读数aL。瞄准右目标B，读取水平度盘读数bL。盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL为：上半测回LLL-βab=03100-840298′′′°′′′°=819198′′′°=03100′′′°840298′′′°。。。建筑工程系测量教研室2020/1/1243测回法观测手簿测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值°′″°′″°′″°′″O左A00130。B982048981918右B2782112A1800142981930981924第一测回O第二测回左A900106B1882036右BA820362700054981930981942981936981930******。。。建筑工程系测量教研室2020/1/1244ABO*（3）盘右位置瞄准右目标B，读取水平度盘读数bR。2112278′′′°瞄准左目标A，读取水平度盘读数aR。2410180′′′°下半测回盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）βR为：RRR-βab=2410180-2112278′′′°′′′°=039198′′′°=**建筑工程系测量教研室2020/1/1245（4）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于