《测量学》集中授课第二部分

第二部分《测量学》学习辅导第二部分第三章第四章第三章角度测量第四章距离测量与三角高程测量内容提要第三章内容提要：第三章角度测量学习要点◆水平角与垂直角观测原理◆光学经纬仪的构造及度盘读数◆水平角观测◆垂直角观测◆经纬仪的检验与校正◆水平角观测的误差分析内容提要第四章内容提要：第四章距离测量与三角高程测量◆卷尺量距◆视距测量◆电磁波测距◆三角高程测量学习要点提要一水平角与垂直角观测原理水平角与垂直角观测原理◆水平角观测原理◆垂直角观测原理两种角度水平角用于确定点的平面位置（计算坐标）竖直角用于两点间高差计算、斜距改正成平距测角仪器经纬仪、电子全站仪1.水平角观测原理1.水平角观测原理水平角——过一点到两个目标的方向线垂直投影到水平面上所成的夹角。0360。abcABC也可看成是包含BA、BC视线的两个铅垂面之间的两面角。ca水平度盘=c-a2.垂直角观测原理2.垂直角观测原理天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°垂直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。=090，仰角为正，俯角为负。提要二光学经纬仪的构造及度盘读数●经纬仪的技术参数●DJ6经纬仪的构造●DJ2经纬仪光学经纬仪的构造及度盘读数一.经纬仪的技术参数一.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3-1二.DJ6经纬仪的构造二.DJ6经纬仪的构造基座、照准部、水平度盘、读数装置基座照准部1.基座1.基座脚螺旋用于整平仪器基座水平度盘照准部2.照准部2.照准部照准部(水平)制动、微动望远镜(竖直)制动、微动圆水准器8/2mm；管水准器30/2mm望远镜：倒像，2630倍，目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖盘部分光学对点器复测扳手或度盘变换器望远镜十字丝3.水平度盘3.水平度盘水平度盘由光学玻璃制成顺时针0360刻度；仪器整平，水平度盘水平；水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，要使用复测扳手或度盘变换手轮。0901802704.J6经纬仪的读数装置4.J6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J6光学经纬仪读数J6光学经纬仪读数两种读数测微装置：分微尺测微和平行玻璃板测微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。水平度盘读数：730424a).分微尺测微——利用度盘刻度线，在分微尺上读数。0173b).平行玻璃板测微b).平行玻璃板测微——利用测微手轮，用指标线读数平行玻璃板与分微尺由测微手轮控制。转动测微手轮，使度盘像移动，则移动量可在分微尺上读出。平行玻璃板最大调节范围为30分，分微尺全长刻度也等于30分。操作时，调节测微手轮，使度盘某度(或某30分)的刻度线居中于双线读数指标，双指标线所夹刻度的度数(或30分)加上分微尺读数，即为该方向的读数。图3-8平行玻璃板测微器水平度盘读数：921728DJ2光学经纬仪的读数主要特点（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。DJ2光学经纬仪的读数水平度盘读数：425202.0图3-11水平度盘读数：1740202.0水平角观测水平角观测一.经纬仪的操作步骤对中——整平——瞄准——读数掌握对中、整平的目的、方法与要求。瞄准方法：用竖丝对准竖立于测点的标志中心。操作：粗瞄，制动，然后用微动螺旋完成精确瞄准。二.水平角观测掌握测回法观测水平角的仪器操作方法、观测程序和记录。了解“方向观测法”的使用场合、作业程序与记录。对中BCA对中——将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。对中误差3mm。垂球对中步骤：粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站中心12cm内；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。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。光学对中步骤图3-14光学对中步骤：对准、调平、整平、对中打开三脚架，装上经纬仪；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；伸缩三脚架(二脚)，调平仪器，使圆气泡居中；调脚螺旋，精确整平仪器，并通过在脚架头上移动仪器，精确对中。有时必须反复上述三步的操作。整平123气泡居中，3与1、2等高整平——使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差1格。用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。一测回观测过程中，不得再调气泡。气泡居中，1、2等高123瞄准瞄准—用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。操作步骤：粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。用水平微动完成瞄准。尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的方向误差。测回法观测水平角测回法观测水平角观测程序：盘左瞄准J，读数j左瞄准K，读数k左盘右瞄准K，读数k右瞄准J，读数j右第1方向第2方向测站JKB左=k左-j左右=k右-j右精度要求：左-右±40取:=(左+右)2角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始方向，然后按照“测回法”的次序观测。水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。水平角观测记录起始方向第一个读数应调成0（或180/N，N为测回数）；分、秒数写足二位；改数时按有关规则。一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。水平角观测记录（测回法）第1方向第2方向测站JKB右KJ25424061800500741906B左JK00418742342741924741915测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角一测回平均角水平角观测记录大角第2方向ACB第1方向水平角观测记录（测回法）表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应加360后再减。B左AC010302143342右CA3434121801118214231221422542142303测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角一测回平均角方向观测法方向观测法一个测站观测4个或4个以上方向时，采用方向观测法，也称“全圆测回法”。ABCDE方向观测法零方向垂直角观测垂直角观测◆垂直角观测原理◆竖盘构造特点◆垂直角计算公式◆竖盘指标差垂直角观测原理垂直角观测原理天顶铅垂线水平线ACAZCZACB0°90°180°270°垂直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。=090，仰角为正，俯角为负。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos(2-4-1)将斜距化为平距已知斜距S、竖直角，计算平距D：图3-20斜距化为平距lihhDhAB'tan'(2-4-2)三角高程测量已知平距D、竖直角，计算A、B高差h：图3-21三角高程测量ABhl竖盘构造特点竖盘构造特点构造特点竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。竖盘气泡居中，指标铅垂。视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：盘左时一般L0=90，盘右时一般R0=270。270901800盘右027018090盘左垂直度盘与读数指标确定垂直角的计算公式90L左确定垂直角的计算公式图3-24竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，保证仰角为正、俯角为负。R270右竖盘指标差027018090x◆竖盘指标差——竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角竖盘指标差◆盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。◆指标差计算公式：）或右左(21)360(21xRLx垂直角观测记录270090180盘左计算公式左=L-90右=270-R测站目标竖盘位置竖盘读数半测回垂直角一测回垂直角2x备注I左右J1121500+2215002474438+22152222+221511左右K1183736+2837362412202+28375822+283747左右H840610553502755330553302055340垂直角必须带“”号。垂直角观测记录经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正◆经纬仪的轴线及其应满足的条件◆经纬仪的检验与校正目的：使经纬仪各轴线间保持正确的几何关系经纬仪的轴线横轴HH视准轴CC水准管轴LL竖轴VV圆水准轴LLLLHHCCVVL’L’经纬仪的轴线轴线间应满足的条件◆水准管轴垂直于竖轴LL⊥VV◆视准轴垂直于横轴CC⊥HH◆横轴垂直于竖轴HH⊥VV◆十字竖丝垂直于横轴竖丝⊥HH◆圆水准轴平行于竖轴LL∥VV轴线间应满足的条件LLHHCCVVL’L’经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正校正项目校正目的1.平盘水准管的检验与校正LL⊥VV2.圆水准器的检验与校正LL∥VV(次要)3.视准轴的检验与校正CC⊥HH4.横轴的检验与校正HH⊥VV5.竖盘指标差的检验与校正◆掌握各项目的校正原理与方法水平角观测的误差分析水平角观测的误差分析误差来源与处理方法1.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。2.仪器安置误差：对中误差，整平误差对中误差：边长较短时采用光学对中。整平误差：管水准器气泡偏离中心应小于1格。观测目标垂直角较大时，应特别注意。误差来源与处理方法3.标杆倾斜误差竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部4.观测误差：瞄准误差，估读数误差5.外界因素：温度引起仪器轴线变化，热辐射引起视线跳动，土壤松软使仪器安置不稳定◆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。第四章距离测量与第四章距离测量与三角高程测量学习要点◆卷尺量距◆视距测量◆电磁波测距◆三角高程测量距离测量方法概述距离测量是测量的三项基本工作之一：测定地面点之间的水平距离。距离测量的主要方法有：钢卷尺量距主要指钢卷尺量距视距测量利用测量仪器的视距丝测距电磁波测距测距仪测距三角测量法利用三角形的边角关系求距离距离测量概述三角高程测量：是间接测定两点间高差的方法。卷尺量距概述卷尺量距精密量距方法量距相对精度：110000140000主要用途：砼、钢结构等较精密工程的放样，等。一般量距方法量距相对精度：1200015000主要用途：图根导线边长丈量、一般工程的距离放样。1.一般方法量距钢尺量距的作业要求1.一般方法量距：直目估定线，保证量距时沿直线方向进行平地面平整，钢尺水平准每尺段端点标志精确AB测钎SAB=n+为整尺段长为余长2.精密方法量距2.精密方法量距：尺长改正0'kDDk0'ttDDt'22DhDh温度改正高差改正(4-1-8)(4-1-