第三章-角度测量

一、牢记：水平角、竖直角、正镜、倒镜、竖盘指标差、水平角测量原理、竖直角测量原理、经纬仪的基本构造二、了解：经纬仪应满足的几何条件、光学经纬仪的检验与校正方法、角度测量的误差分析三、应用：经纬仪的基本操作、水平角测量的方法、竖直角测量的方法、电子经纬仪的基本构造与使用方法、第三章角度测量§3.1角度测量原理§3.2DJ6级光学经纬仪§3.3水平角观测§3.4竖直角观测§3.5角度测量的误差分析§3.6经纬仪的检验和校正§3.7电子经纬仪§3.1角度测量原理角度测量包括：水平角测量竖直角测量水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。常用仪器:经纬仪一、水平角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水平度盘二、竖直角天顶距铅垂线水平线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。§3.2DJ6级光学经纬仪一、光学经纬仪的分类按精度分为DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。D—大地测量仪器J—经纬仪数字—测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）按读数系统分为光学经纬仪、电子经纬仪。目前建筑测量中使用较多的是光学经纬仪，一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。二、DJ6级光学经纬仪的构造光学经纬仪对中整平装置照准装置读数装置水准器光学对中器或垂球基座圆水准器管水准器望远镜控制望远镜转动的装置复测钮读数显微窗、采光镜竖直度盘管水准器微倾螺旋度盘垂直制动水平微动读数目镜垂直微动光学对中器望远镜圆水准器脚螺旋水平微动DJ6级光学经纬仪的角度测微分微尺测微读数方法：(1)读取分微尺内度分划的度数；(2)读取分微尺0分划至该度分划所在分微尺上的分数；(3)计算以上二数之和为读数窗的角度读数()。水平度盘角度是215°06.5′即215°06′30″)，竖直度盘角度是78°52.4′即78°52′24″)。秒为估读且为6的倍数度盘的结构形式：水平度盘、竖直度盘，度盘全周刻度0～360°，按顺时针顺序注记。水平度盘套在竖轴中可以自由转动。竖直度盘固定在横轴的一端与望远镜一起转动。度盘变换钮：是一个带有齿轮的转动装置，通过齿轮的连接带动度盘转动，度盘转动的角度值可在读数窗中看到。调整竖直度盘水准器气泡居中，使指标线处于垂线方向上。三、经纬仪的使用包括对中整平、瞄准和读数三项基本操作。1、对中整平目的：①使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上；②使水平度盘处于水平位置。方法：有垂球对中和光学对点器对中两种，由于垂球对中精度较低，且使用不便，工程测量中一般采用光学对点器对中。光学对点器对中及整平的步骤：①安置仪器：高度适中，使测点在视场内；②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点重合；③粗略整平：伸缩三脚架，使圆水准气泡居中；④精确整平：调节脚螺旋，使管水准气泡居中；⑤精确对中：移动基座，精确对中；⑥重复④、⑤两步，直到完全对中、整平。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123BACB内容及要求：对中3mm整平1格二、调焦与瞄准目的：视准轴对准观测目标的中心。方法：①调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；②利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋；③调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消除视差；④调节制动、微动螺旋，精确瞄准。测水平角用双丝夹目标测竖直角用横丝切目标顶部三、读数方法：①打开反光镜，使读数窗光线均匀；②调焦使读数窗分划清晰（注意消除视差）；③按不同的测微器直接读取水平、竖直度盘读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。返回复习:水平角观测(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第三章角度测量§3.1角度测量原理§3.2DJ6级光学经纬仪§3.3水平角观测§3.4竖直角观测§3.5角度测量的误差分析§3.6经纬仪的检验和校正§3.7电子经纬仪讲题:水平角观测内容提要:§3.3水平角观测水平角观测预备知识水平角观测方法讲题实训§3.3水平角观测常用的方法有：一、测回法二、方向观测法测回法1、适用：2个方向的单角（∠AOB）2、步骤：（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（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“则有：β=（β1+β2）/23、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。ABBA左边盘右右边右边盘左左边逆时针倒镜顺时针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3、计算、记录（1）半测回归零差:DJ2≤12；DJ6≤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：DJ2≤18；DJ6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:DJ2≤12；DJ6≤24。图形：方向观测法记录手薄§3.4竖直角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、竖直度盘的构造1．包括:竖盘、竖盘指标水准管、及其竖直度盘微动螺旋。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、竖直角测量的方法1、在测站上安置、对中和整平仪器。2、以盘左为目标，用望远镜微动螺旋使十字丝横丝准确地瞄准目标。3、旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准气泡居中。4、读数5、盘右瞄准目标，与盘左操作顺序同。三、竖直角的计算公式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）/2四、竖盘指标差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.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五、竖直角的观测及记录§3.5水平角观测的误差分析一、物的误差——仪器误差：仪器校正的残余误差视准轴误差（CC⊥HH）盘左盘右观测取平均消除横轴误差（HH⊥VV）盘左盘右观测取平均消除竖轴误差（LL⊥VV）盘左盘右观测取平均不能抵消，仔细整平。二、人的误差1.仪器安置误差：对中误差整平误差2.标杆倾斜误差竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部3.观测误差：瞄准误差，估读数误差三.环境——外界因素◆选择有利观测时间，设法避开不利条件；◆尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与时间成正比的误差。§3.6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：用十字丝交点瞄准P1P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。5．指标差的检校(1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360°)/2。J6：x1’；J2：x30’’时，要进行校正。(2)校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R-x）位置，再有拨针使指标气泡居中。第七节电子经纬仪电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动化、数字化的电子测角仪器。特点：1、采用电子测角系统，自动显示测量结果；2、可与测距仪组成全站仪；3、测量数据处理自动化。特点：自动读数、记录、计算。电子经纬仪显示屏及操作键盘水平角观测实验小结1、经纬仪的使用。2、为什么要进行水平角观测？3、归零操作的技巧和最佳读数的范围。4、盘右为什么要用逆时针？5、测量误差分析。民用建筑物的定位1、定义：将建筑物的外廓（墙）轴线交点（简称角桩）测设到地面上。为建筑物的放线及细部放样提供依据。AF16BCDE2345PNQM2、定位方法