某著名院校《土木工程测量》PPT课件第3章-角度测量

角度测量工程测量第3章§3-1角度测量的原理§3-2经纬仪的原理与构造§3-3经纬仪的安置与使用§3-4水平角测量§3-5竖直角测量§3-6经纬仪的检验与校正§3-7水平角观测的误差分析§3-8电子经纬仪简介第3章角度测量§3-1角度测量的原理一、水平角测量原理1.定义空间两相交直线在水平面内投影的夹角，也是过这两条直线的两个铅垂面之间的二面角2.角值范围0°～360°3.测角原理ac§3-1角度测量的原理二、竖直角的测角原理1.定义同一竖直面内倾斜方向线与水平方向线之间的夹角2.角值范围-90°~+90°（分为仰角和俯角）3.测角原理倾斜视线与水平视线（90°的整数倍）在竖直度盘上的读数差。§3-2经纬仪的原理与构造一、DJ6型光学经纬仪的构造1.照准部主要包括望远镜、竖轴、横轴、U型支架、管水准器、竖直度盘和读数装置等2.水平度盘复测扳手拨盘手轮3.基座§3-2经纬仪的原理与构造二、读数设备1.分微尺测微器的读数设备§3-2经纬仪的原理与构造二、读数设备2.单平板玻璃测微器§3-2经纬仪的原理与构造二、读数设备3.双光楔对径重合读数设备§3-2经纬仪的原理与构造二、读数设备4.改进之后双光楔对径重合读数§3-3经纬仪的安置与使用一、经纬仪的安置1.对中垂球、光学对中器2.整平二、照准和读数1.目镜调焦2.照准目标3.读数§3-4水平角测量一、测回法1.基本概念：盘左、盘右2.一测回的观测过程（1）盘左，照准左边的目标A，读取（2）松开制动螺旋，旋转照准部，照准目标B，读取（3）将望远镜旋转180°，照准部旋转180°，成盘右位置，照准目标B，读（4）旋转照准部，照准目标A，读左a左b右b右a§3-4水平角测量一、测回法3.计算盘左半测回角值：盘右半测回角值：当时一测回角值左左左ab右右右ab04右左右左21§3-4水平角测量一、测回法4.记录OOABBAABAB000069023422702348180000090233690234890234290001818024069023480241827000249023549023519023465.一测回水平角观测盘左第一方向，可安置到需要的读数L1盘左第二方向L2盘右第二方向R2盘右第一方向R1盘左半测回角值β左＝L2－L1盘右半测回角值β右＝R2－R1§3-4水平角测量§3-4水平角测量二、方向观测法1.一测回的观测过程（1）盘左：照准零方向A，并将水平度盘读数设置为0°或稍大于0°，读数并记录，然后松开制动螺旋，旋转照准部，依次照准B、C、D目标，最后回到零方向。（2）盘右：旋转仪器成为盘右位置，照准零方向A，读数并记录，松开制动螺旋逆时针旋转照准部，依次照准D、C、B，最后再次回到零方向A。§3-4水平角测量二、方向观测法2.记录与计算O1ABCDA002065115421315412182022400212180020023115303115400202241800206+60+12+12+6(00206)0020351153613154061820224002090000051133013152001820018O2AABCD900330141170022155422720400900336270033692035441553032116542700324+6+6+6+120(900332)90032714116572215536272035790033600000511325131520418200250000051132813152021820022§3-4水平角测量二、方向观测法2.记录与计算（1）归零差的计算与检查（2）2C值的计算：2C=L-(R±180°)（3）平均读数的计算：平均读数=1/2[L+(R±180°)]（4）归零后方向值的计算（5）各测回归零后方向值的平均值的计算§3-4水平角测量二、方向观测法3.方向观测法的限差经纬仪半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回较差DJ28″13″9″DJ618″-24″§3-4水平角测量三、水平角观测的注意事项1.安置仪器时，三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，以确保仪器稳固安全；操作仪器时，手不要扶三脚架；转动望远镜和照准部前应先松开制动螺旋，切不可强行扭转仪器。2.照准标志要竖直，并应尽量用竖丝照准目标的底部；3.记录要清晰整洁，计算应在现场进行，发现错误应立即重测；4.在一测回的观测过程中，不得重新调整照准部管水准器，如果该气泡偏离中央超过一格，应重新安置仪器，重新进行观测。§3-5竖直角测量一、测量竖直角的装置1、测量竖直角的装置望远镜、竖直度盘竖盘指标、竖盘指标水准管2、应满足的条件望远镜视线水平竖盘指标水准管气泡居中，竖盘读数应为90°或者90°的整数倍。§3-5竖直角测量二、竖直角的计算1.盘左半测回角值2.盘右半测回角值3.一测回角值L90左270R右1802121LR右左§3-5竖直角测量三、竖盘指标差1.定义望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中，竖盘指标与90°的整数倍之间的差值。2.计算3.特点（1）指标差互差应小于限差要求（DJ6的限差为±25″）。（2）通过盘左盘右观测取平均可以消除其影响。3602121RLx左右§3-5竖直角测量四、竖直角的观测1.一测回的观测过程（1）在测站点安置经纬仪，进行对中、整平；（2）盘左照准目标，使横丝切于目标的一定位置，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数L；（3）盘右照准目标，使横丝切于盘左同样的位置，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数R；（4）计算竖直角及竖盘指标差。§3-5竖直角测量四、竖直角的观测2.记录与计算OAB91010626859068943242701654+01654+01636-10054-10106+6+9-10100+01645五、一测回竖直角观测盘左瞄准目标，读数L半测回竖直角αL＝90－L盘右瞄准目标，读数R半测回竖直角αR＝R－270指标差x＝（L+R－360)/2指标差波动小，说明观测质量高§3-5竖直角测量总结：角度测量举例ACB0B水平角竖直角α)ββsin(180sinβDDCACACABcosABSDABDACDABSAB§3-6经纬仪的检验与校正一、经纬仪的主要轴线及其应满足的关系1.照准部水准管轴应垂直于竖轴；2.视准轴应垂直于横轴；3.横轴应垂直于竖轴；4.竖丝垂直于横轴；5.竖盘指标差应为0；6.光学对点器的视准轴应与竖轴重合。§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正1.LL⊥VV的检验与校正（1）检验将仪器大致调平。旋转照准部，使水准管平行于两个脚螺旋，调节它们使气泡居中；旋转照准部180°，若水准管气泡仍然居中，则轴线关系满足，否则应进行校正。（2）校正用校正针拨动水准管一侧的校正螺丝，将水准管气泡向中心方向移动偏移量的一半，剩下的一半通过旋转脚螺旋使气泡完全居中。此项关系的检验与校正应反复进行，直至满足要求为止。§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正2.十字丝竖丝⊥HH的检验与校正（1）检验照准远处一个清晰的小点P，旋转水平微动螺旋，使照准部在水平方向上转动，观察该点的运动轨迹：若该点在横丝上移动，则条件满足，否则需要进行校正。（2）校正打开目镜端的十字丝分划板护罩，松开4个压环螺丝，转动目镜筒，使P点始终在十字丝横丝上移动。校正好后旋紧压环螺丝，盖好护罩。§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正3.CC⊥HH的检验与校正（1）检验选择一个水平位置的目标A，照准它，读取盘左盘右的水平度盘读数，则（2）校正盘右位置时水平度盘的正确读数：转动照准部微动螺旋，使水平度盘的读数为正确读数R，视准轴偏离目标点A，打开十字丝分划板护罩，略微放松上下校正螺丝，使十字丝分划板能够移动，用校正针拨动十字丝环的左右一对校正螺丝使视准轴重新对准A点。18021RLcRR1802RLC§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正4.HH⊥VV的检验与校正（1）检验（2）校正最好由专业检修人员进行对其校正0212PPPDDi§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正5.竖盘指标差的检验与校正（1）检验选择一水平目标，观测竖直角，并计算竖盘指标差，当x±1′时，应对仪器进行校正。（2）校正旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为R-x,此时，竖盘指标水准管气泡不再居中，打开竖盘指标水准管校正螺旋的护盖，用校正针拨动竖盘指标水准管的校正螺丝，使气泡居中。§3-6经纬仪的检验与校正二、经纬仪轴线关系的检验与校正6.光学对点器的检验与校正（1）检验在一张白纸上画一个十字形标志，十字交叉点记为P，将该纸固定在地面上。以P点为测站点安置经纬仪，进行对中、整平。然后将照准部旋转180°，通过对点器的观察窗查看仪器是否仍然对中。如果是，则条件满足，否则应进行校正。（2）校正在白纸上，找出照准部旋转180°后对点器所对准的点B，并取P、B两点的中点O，旋转对点器的校正螺丝，使对点器照准O点。§3-7水平角观测的误差分析一、仪器误差1.度盘分划误差2.水平度盘偏心差3.视准轴误差4.横轴误差5.竖轴误差§3-7水平角观测的误差分析二、对中误差1.影响值2.减弱办法测量边长比较短的角度时要特别注意对中，以便把对中误差限制在最小。21max11DDe§3-7水平角观测的误差分析三、目标偏心差1.影响值2.减弱办法除尽量保持观测标志的竖直外，还应尽量照准目标的底部，以减小偏心距，从而减小目标偏心差对角度测量的影响。222111sinsinDeDe§3-7水平角观测的误差分析四、观测误差1.影响因素（1）照准精度（2）读数误差一般不会超过最小分划的十分之一2.规律DJ6型仪器的估读误差为±6″§3-7水平角观测的误差分析五、外界环境的影响1.影响因素（1）风力（2）大气（3）地面辐射（4）温度变化2.减弱方法选择有利的观测时间和观测地点§3-8电子经纬仪简介一、编码度盘的测角原理§3-8电子经纬仪简介二、光栅度盘的测角原理（增量式测角）§3-8电子经纬仪简介三、动态光栅度盘测角原理