建筑测量-角度测量.

第三章角度测量第一节角度测量原理第二节光学经纬仪第三节经纬仪的使用第四节水平角测量第五节竖直角测量第六节三角高程测量第七节经纬仪的检验第八节水平角测量误差第九节电子经纬仪简介练习题§3-1角度测量原理内容：包括水平角测量和竖直角测量作用：1、水平角测量用于求算点的平面位置，2、竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。一、水平角测量原理1、水平角的定义：水平角系指相交于一点的两方向线在水平面上的竖直投影所形成的夹角。也是竖直面M与N之间的二面角。BACabc0ac2、水平角的计算：=c-a（0360）HMN二、水平角测量应满足的条件1、仪器中心与测点应位于同一铅垂线上；2、观测水平角的度盘应处于水平位置；3、望远镜上下转动时，视准轴所扫的面应是铅垂面。BACabc0acHMN§3-2光学经纬仪的基本构造一、经纬仪的种类二、经纬仪的型号光学经纬仪电子经纬仪以“DJ＊＊”或“J＊＊”表示，下标为等级。例如某经纬仪为“DJ6”型，即该经纬仪每测回的测角精度为6”。主要分为光学经纬仪和电子经纬仪两种。1、照准部照准部是指位于水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的部分的总称。照准部由望远镜、竖盘装置、读数显微镜、水准管、光学对中器、照准部制动螺旋和微动螺旋、望远镜制动螺旋和微动螺旋等部分组成。三、经纬仪的构成由照准部、水平度盘和基座三部分构成水平度盘照准部基座望远镜竖盘读数显微镜对中器水平制动螺旋水平微动螺旋水平制动板手水平微动螺旋竖直制动板手竖直微动螺旋竖直制动螺旋竖直微动螺旋水平微动螺旋水平制动螺旋竖盘指标水准管调整螺旋光学对中器竖盘水准管气泡反射镜水平度盘配置手轮水平度盘配置手轮2、水平度盘水平度盘是一个刻有分划线的光学玻璃圆盘，其分划值一般为1，30，20，并按顺时针方向注有数字。在水平角测量时，水平度盘不随照准部一起转动。3、基座水平度盘§3-3经纬仪的使用一、安置仪器（包括对中与整平两项内容P41）二、照准三、读数实验：经纬仪的认识§3-4水平角观测一、测回法：适用范围：当一个测站只需观测2个（最多3个）方向之间的水平角时，一般采用测回法。水平角观测常用的方法有：测回法和方向观测法。两种方法都要求用盘左和盘右两个位置进行角度观测。所谓是指角度观测时，竖直度盘位于望远镜的左侧；所谓是指角度观测时，竖直度盘位于望远镜的右侧；盘左又称为正镜，或称为上半测回；盘右又称为倒镜，或称为下半测回；盘左盘右ABO测回法的观测顺序为:A—B—B—AABO测回法的观测步骤：1、经纬仪置于盘左位置，照准起始目标A，读取水平度盘读数a左（=00218P46）2、松开制动螺旋，顺时针旋转照准部，照准目标B，读取水平度盘读数b左（=483524）；3、计算上半测回角值：左＝b左－a左，本例中，左＝483306（注意：当左0时，应加上360）以上三个步骤称为上半测回观测。4、盘右照准目标Ｂ，读取水平度盘读数b右（=2283554）；5、松开制动螺旋，逆时针旋转照准部，照准目标A，读取度盘读数a右（=1800230）以上4、5、6三个步骤为下半测回观测，上半测回和下半测回合称为一个测回。6、计算下半测回角值右＝b右－a右，本例中右=483324（注意：当右0时，应加上360）7、计算上半测回和下半测回互差=左－右对于Ｊ6级经纬仪，要求≤40″，本例中=18″8、计算一测回角值＝½（左＋右），本例中=483315二、应注意的2个问题1、角度的方向：从起始目标按顺时针至第2个目标之间的夹角；2、多测回观测时，度盘的配置多测回观测时，各测回在观测起始目标时，应配置度盘。第一测回的读数一般配置在略大于0处，其它测回按差值180/n配置例如，总测回数为4个测回，则第1个测回的度盘读数配置在000左右，第2测回的度盘读数配置在4500左右，第3测回的度盘读数配置在9000左右，第4测回配置在13500左右。ABO§3-5竖直角观测一、竖直角的定义：其符号规定如下：当观测视线在水平线之上时，称为仰角，符号为正；当观测视线在水平线之下时，称为俯角，符号为负。12ABO竖直角系观测视线与水平线在同一竖直面内的夹角。其角值为0~90。二、竖直度盘的结构竖盘装置包括竖直度盘（简称竖盘）、竖盘指标、竖盘水准管和水准管微动螺旋。竖盘：竖盘的刻划注记一盘为全园式，分为顺时针注记和逆时针注记；当望远镜在竖直面内转动时，竖盘也随之转动，而用于读数的指标则不动。竖盘水准管：与竖盘指标连接在一个微动架上竖盘指标：当仪器的视线水平时，竖盘指标的读数为一常数，通常为90。三、常用仪器的竖直角计算公式目前绝大多数经纬仪属于盘左为顺时针刻划、始读数x0=90的仪器。若目标的盘左、盘右的读数分别为L、R，竖直角一测回的计算公式为：盘左左=90-L盘右右=R-270一测回角值=½（左+右）四、竖盘指标差的计算当视线水平时，指标所指的实际读数可能为90+i,与90相差一个i角,该角称为竖盘指标差。1、指标差的概念2、指标差的计算及作用（1）指标差的计算公式i=（右-左）DJ6经纬仪：i60″12（2）计算指标差的作用1）通过观察指标差的变化，可以确定竖直角的观测是否稳定。指标差的变化范围越小，说明竖直角的观测越稳定，其测量精度也越高；反之，则说明观测不稳定，竖直角的测量精度也越低2）在精确测出指标差后，可以用两个上半测回代替一测回观测。上半测回竖直角的计算公式为左=90°-L+i四、竖直角的观测与计算AO1、在测站盘左位置瞄准目标A；2、调整指标水准管，使气泡居中，读数L；计算左3、纵转望远镜变成盘右位置，再瞄准目标A4、再次调整指标水准管，使气泡居中，读数Ｒ；计算左一测回角值指标差半测回角值竖盘读数竖盘位置目标测站竖直角计算表左86234233618右273360633606-633612OA5、计算指标差i及一测回角值五、测量竖直角的作用1、计算AB两点间的水平距离DABBAivSABDABhAB2、计算AB两点间的高差hAB(三角高程测量）例3-1如图3-19所示，设A、B两点的水平距离为DAB=224.346m,A点的高程为HA=40.48m。A点设站照准B点测得竖直角为AB=42516，仪器高为iA=1.52m，觇标高为vB=1.10m，B点设站照准A点测得竖直角为BA=-43540，仪器高为iB=1.50m，觇标高为vA=1.20m。求B点的高程HB？解：正觇测得的高差为：hAB=DABtanAB+iA-vB=17.77m反觇测得的高差为：hBA=DABtanBA+iB-vA=-17.73m取平均值得：hAB(平均）=（hAB-hBA)/2=17.75mB点的高程为：HB=HA+hAB(平均）=58.23m§3-7经纬仪的检验和校正此外，经纬仪望远镜十字丝竖丝应垂直于横轴，竖盘指标应处于正确位置，光学对中器的光轴应与仪器竖轴重合。根据经纬仪的测角原理，经纬仪的各轴线间应满足以下几何条件(P53):1、照准部水准管轴LL应垂直于仪器竖轴VV；2、视准轴CC应垂直于仪器横轴HH；3、仪器横轴HH应垂直于仪器竖轴VV。VVLLCCHH§3-8水平角测量误差一、仪器误差仪器误差主要包括三轴误差,即1、视准轴误差：视准轴与横轴不垂直。该项误差通过盘左、盘右观测可以消除；2、横轴误差：横轴与竖轴不垂直。该项误差通过盘左、盘右观测可以消除；3、竖轴误差：竖轴与水准管轴不垂直。该项误差不能通过盘左、盘右观测消除。另外，仪器误差还包括度盘偏心差（通过盘左、盘右观测可以减弱）及度盘刻划误差（通过度盘配置可以减弱）等。二、仪器及目标安置误差三、观测误差：主要包括瞄准误差和读数误差。四、外界条件的影响O‘BAOe1、仪器及目标的对中误差：对中误差对测角的影响与三个因素有关。（1）与对中误差（又称为偏心距e）成正比；（2）与观测边的距离成反比；（3）还与偏心角有关。因此，当边长较短时，该项误差特别大，因此当边长较短时，应认真做好对中工作；2、整平误差§3-9电子经纬仪简介电子经纬仪与光学经纬仪主要区别在于读数系统。光学经纬仪采用带有数字注记刻划的光学度盘，以及由度盘和一系列光学棱镜、透镜所构成的光学读数系统。电子经纬仪的读数系统由电子度盘和一些机、电、光器件组成。电子经纬仪一般安装了两个以上的光电转换器（相当于读数指标），而且这些光电转换器安装在度盘的不同的部位，从而消除了度盘的刻划误差，因此，用电子经纬仪测角时，不必进行度盘配置。但为了观测时便于计算，电子经纬仪上一般设置有“置零”的按键（即：将一方向规定为00000）=b-a目前，新型的电子经纬仪还能自动校正和消除仪器的三轴误差。第三章经纬仪及其操作竖直角测量返回水平角测量测量误差及其它经纬仪及其操作练习题BCE根据水平角测量原理，经纬仪在测角时应满足的条件有（）A照准部左右转动时，望远镜视准轴所划的面应是一个水平面；B望远镜上下转动时，其视准轴所划的面应是一个竖直面；C测量水平角时，水平度盘中心应与测站点位于同一铅垂线上；D测量竖直角时，竖直度盘中心应与测站点位于同一铅垂线上；E测量水平角时，水平度盘应处于水平状态；难度系数BC下列关于经纬仪构造的叙述中，正确的叙述是（）A经纬仪大体上由照准部、水准管和基座三部分组成；B经纬仪大体上由望远镜、水准管和基座三部分组成；C经纬仪大体上由照准部、水平度盘和基座三部分组成；D经纬仪大体上由照准部、望远镜和基座三部分组成；难度系数C下列关于经纬仪构造的叙述中，正确的叙述有（）A望远镜、水准管都属于照准部部分；B照准部、水准管都属于望远镜部分；C竖直度盘属于水平度盘部分；D竖盘装置的构成包括竖直度盘、指标水准管等；E竖盘装置属于照准部部分；ADE难度系数BBE下列关于水平度盘和竖直度盘的叙述中，正确的叙述有（）A水平度盘的刻划，分顺时针和逆时针方向注记两种，而竖直度盘只有顺时针方向注记一种；B竖直度盘的刻划，分顺时针注记和逆时针方向注记两种，而水平度盘只有顺时针注记一种；C水平度盘的刻划，分顺时针和逆时针方向注记两种，而竖直度盘的刻划注记方向则不一定；D水平角观测时，水平度盘随照准部一起转动；E竖直角观测时，竖直度盘随望远镜一起转动；难度系数B经纬仪的主要轴线应满足几何条件有（）A照准部水准管轴应垂直仪器竖轴B视准轴应垂直仪器竖轴C照准部水准管轴应垂直仪器横轴D视准轴应垂直仪器横轴E仪器横轴应垂直仪器竖轴难度系数BADE水平角测量水平角测量时，包括哪些基本操作（）A整平B对中C读数D配置度盘E调整指标水准管气泡ABCD难度系数CD观测某水平角时，若盘左先瞄准目标A读数为00000，再逆时针旋转30瞄准目标B，这时经纬仪水平度盘读数应为多少？盘右观测时应怎样旋转仪器（）A30逆时针旋转仪器B30顺时针旋转仪器C330逆时针旋转仪器D330顺时针旋转仪器难度系数BC180°/n某水平角总共需观测6测回，则第3测回观测时，其度盘读数应配置在（）A30B45C60D90难度系数C在水平角观测中，瞄准目标时应（）。A应尽量瞄准目标顶部B应尽量瞄准目标中间C应尽量瞄准目标底部D可瞄准目标的任何位置难度系数BC经纬仪在测站O观测了A、B两个目标，观测值为：目标A00012（盘左）1800030（盘右）目标B2584642（盘左）784636（盘右）下列计算中，正确的结果有（）A∠AOB（左）=1800018∠AOB（右）=-1795954B∠AOB（左）=2584630∠AOB（右）=-1011354C∠BOA（左）=2584630∠BOA（右）=2584554D∠BOA（左）=1011330∠AOB（右）=1011354E∠AOB（左）=2584630∠AOB（右）=25