08测角原理及光学经纬仪使用

讲题:测角原理及光学经纬仪的使用内容提要:第三章角度测量§3.1角度测量概念§3.2光学经纬仪的使用第三章角度测量§3.1角度测量概念角度测量(angleobservation)包括：水平角(horizontalangle)测量竖直角(verticalangle)测量一、水平角(horizontalangle)定义从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。范围：顺时针00~3600abcABCca水平度盘(horizontalcircle)二.竖直角(verticalangle)定义天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。其范围：=090，仰角为正，俯角为负。§3.2光学经纬仪(opticaltheodolite)的使用经纬仪是测角的仪器，按精度，有：DJ6、DJ2。一、DJ6经纬仪的构造1、照准部(alidade)2、水平度盘(horizontalcircle)3、基座(tribrach)DJ6经纬仪结构图1.照准部(alidade)照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器水准管望远镜目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器复测扳手或度盘变换器望远镜十字丝2.水平度盘(horizontalcircle)水平度盘由光学玻璃制成顺时针0360刻度；水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测扳手。0901802703.基座(tribrach)脚螺旋用于整平仪器二、J6经纬仪读数方法水平度盘读数：7304240173（1）分微尺的分划值为1ˊ，估读到0.1ˊ(6)。（2）“H”——水平度盘读数，“V”——竖直度盘读数。1、dingxianghua2、踩着三伦车卖菜的老阿伯课间休息——音乐欣赏三、J2光学经纬仪的构造如图与J6相比，增加了：1、测微轮——读数时，对径分划线影像符合。2、换像手轮——水平读数和竖直读数间的互换。3、竖直读盘反光镜——竖直读数时反光。测微轮换像手轮竖直读盘反光镜四、DJ2的读数方法一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。1、垂球(plumbbob)法（1）脚架头上移动仪器进行对中。（2）旋转脚螺旋进行整平。（3）反复（1）、（2）两步。B五、经纬仪的安置内容及要求：对中(centering)3mm整平(leveling)1格BCA2、光学对中器法(边讲边现场示范)（1）大致水平大致对中眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。（2）伸缩脚架粗平根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。（3）脚螺旋精平——左手大拇指法则气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高1231）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2。3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123（4）架头上移动仪器，精确对中(5)脚螺旋精平(6)反复（4）、（5）两步。经纬仪的安置方法录像讲题:水平角测量内容提要:§3.3水平角测量水平角测量预备知识水平角测量测回法水平角测量方向观测法复习:水平角测量(horizontalangleobservation)原理1、水平角定义2、特点：顺时针00~3600acABCca水平度盘0901802703、计算公式cacABCa水平度盘=右(终)边c-左(始)边a当c≥a时β=c–a当ca时β=c+3600–a§3.3水平角测量常用的方法有：测回法(methodofobservationset)方向观测法(methodofdirectionobservation)一、经纬仪(theodolite,transit)的安置BACB内容及要求：对中(centering)3mm整平(leveling)1格1、垂球(plumbbob)法2、光学对中器（opticalplummet）法（1）大致水平大致对中眼睛看着光学对中器，两手抓住两个脚架进行拖动，使仪器大致对中，并保持脚架头大致水平。（2）伸缩脚架粗平根据气泡位置，升高或降低脚架。（注：气泡总位于高处。(现场演示)（3）脚螺旋精平——左手大拇指法则气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123(4)架头上移动仪器，精确对中(5)脚螺旋精平反复（4）、（5）两步。(现场演示)二、经纬仪的瞄准步骤：粗瞄—制动—调焦—微动精瞄。(示范)注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。三、两个基本概念：盘左盘右盘左观测盘右观测竖直度盘竖直度盘三、测回法1、适用：2个方向的单角（∠AOB）2、步骤：（边讲边操作示范）（1）盘左瞄准左边A，配度盘至000X´，读取a1。（2）顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。则上半测回角值:β1=b1-a11测站ABOa1b1（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。则下半测回角值:β2=b2-a22测站ABOa2b2（5）计算角值若：β1-β2≤±40（图根级）则有：β=（β1+β2）/2经纬仪测回法录像3、测回法记录格式25424061800500741906右ABO左AB000418742342741924741915ABO测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值示意图测回法小结:度盘配置方法:若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配置度盘。(举例)ABBA左边盘右右边右边盘左左边逆时针倒镜顺时针1、TheRose阿桑2、刀郎-冲动的惩罚课间休息——音乐欣赏四、方向观测法1．适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2．步骤：（有四个观测方向）ABOCD（1）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。零方向（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。ABOCD零方向（学生操作并剖析）3．计算、记录（1）半测回归零差:J2≤12；J6≤18。（2）2C值（两倍照准误差）:2C=盘左读数－（盘右读数±180°）。一测回内2C互差：J2≤18；J6不作要求。（3）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值=[盘左读数+（盘右读数±180º）]/2注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值同一方向值各测回间互差:J2≤12；J6≤24。图形：方向观测法记录手薄方向观测法记录计算的实例讲解：1、上半测回归零差=0002'12-0002'06=6。2、OA方向2C值=0002'12-180002'06=6。OD方向2C值=182002'24-2002'24=0。这两个方向的2C互差=63、OA方向盘左、盘右读数的平均值：(0002'12+(180002'06-1800))/2=0002'09。再取平均得：(0002'09+0002'03)/2=0002'06OD方向盘左、盘右读数的平均值：(182002'24+(2002'24+1800))/2=182002'24。4、OB方向的归零方向值：51015'36-0002'06=51013'30。OD方向的归零方向值：182002'24-0002'06=182000'18。5、OB方向各测回归零方向值的平均值：(51013'30+51013'25)/2=51013'28。OB方向值各测回间互差:51013'30-51013'25=5。方向观测法小结:垂直角观测§3.4竖直角测量§3.5光学经纬仪的检验与校正§3.6水平角测量误差分析讲题：竖直角测量方法及经纬仪检校§3.4竖直角(verticalangle)测量天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°竖直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫垂直角)。=090，仰角为正，俯角为负。一、竖直度盘(verticalcircle)的构造1．包括:竖盘(verticalcircle)、竖盘指标水准管(verticalindexbubbletube)、及其微动螺旋。后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(verticalindexcompensator)来替代。2．特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。（1）顺时针注记180270090盘左指标线270900180盘右指标线（2）逆时针注记027018090盘左指标线270901800盘右指标线二、竖直角(verticalangle)的计算公式1、顺时针注记α左=90°-Lα右=R-270°故一测回竖直角α=（α左+α右）/22、逆时针注记问题：α左=？α右=？故有:α左=L-90°α右=270°-R一测回竖直角:α=（α左+α右）/2三、竖盘指标差(indexerrorofverticalcircle)1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90°或270°上，而是与90°或270°相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。180270090x盘左（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，J6≤25、J2≤15。2、计算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指标差:对于顺时针注记的：正确的竖直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x四、竖直角的观测及记录§3.5经纬仪的检验与校正经纬仪的主要轴线:1、竖轴VV(verticalaxis)2、水准管轴LL(bubbletubeaxis)3、横轴HH(horizontalaxis)4、视准轴CC(collimationaxis)5、圆水准器轴L’L’(circlebubbleaxis)LLHHCCVVL’L’一、经纬仪轴线应满足的条件1、VV⊥LL——照准部水准管轴的检校。2、HH⊥十字丝竖丝——十字丝竖丝的检校3、HH⊥CC——视准轴的检校LLHHCCVVL’L’4．HH⊥VV——横轴的检校5．竖盘指标差应为零——指标差的检校6．光学垂线与VV重合——光学对中器的检校7.LL∥VV——圆水准器的检验与校正(次要)LLHHCCVVL’L’二、经纬仪的检验与校正1．照准部水准管轴的检校（1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180°，若气泡偏离1格，则需校正。（2）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。2．十字丝竖丝的检校（1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。（2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。3．视准轴的检校（1）检验：在平坦地面上选择一直线AB，约60m～100m，在AB中点O架仪，并在B点垂直横置一小尺。盘左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B1；再用盘右瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B2。OBBBc421有：J6：2c60；J2：2c30时，则需校正。（2）校正：方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由B2点移至BB2中点B3。4．横轴的检验与校正（1）检验：在20~30m处的墙上选一仰角大于30°的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P2点。tgDPPi221有：J6：i20，则需校正。（2）校正：方法：用十字