p02角度测量.ppt

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1、 第二章第二章 角度角度测测量量 2.1 2.1 角度角度测测量原理量原理 2.2 2.2 角度角度测测量量仪仪器及工具器及工具 2.3 2.3 DJDJ6 6型光学型光学经纬仪经纬仪的使用的使用 2.4 2.4 水平角水平角测测量及成果量及成果处处理理 2.5 2.5 竖竖直角直角测测量量及成果及成果处处理理 2.6 2.6 经纬仪经纬仪的的检验检验与校正与校正 2.7 2.7 角度角度测测量量误误差与注意事差与注意事项项 2.8 2.8 其他其他经纬仪简经纬仪简介介 角度测量包括 水平角测量和竖直角测量。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

2、用仪器 经纬仪一、角度测量原理一、角度测量原理ABOA1B1O1O2ab水平面1.水平角测量原理a、水平角：相交的两条直线在同一水平面上的 投影所夹的角度。b、原理：OA投影在水平度盘上读数为a，OB投影在水平度盘上读数为b。则：角值范围：03602.竖直角测量原理1、定义：在同一竖直面内，仪器中心至目标的倾斜视线与水平视线所夹的锐角。角值范围：-90 +90 视线向上倾斜，称仰角，为正值；视线向下倾斜，称俯角，为负值。2、原理：=目标视线读数水平视线读数 Z 天顶距12返回 角度测量仪器为：经纬仪 角度测量工具为：测钎、标杆和觇牌1.经纬仪 按精度分为 DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。D

3、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。按性能分为 方向经纬仪、复测经纬仪二、角度测量仪器及工具二、角度测量仪器及工具 a.DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。垂直制动水平微动读数目镜水平度盘转换轮垂直微动光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器其它1)、基座 由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。作用：用于连接和整平。2)、度盘 包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。注记：0 360 分划：20、30 、1 三种注：水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随 望远镜转动；水平度盘有复测钮或变换

4、钮，用作改变观测观测 方向的角度值；竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远 镜固定，随望远镜一起转动。3)、照准部 主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。望远镜 用于瞄准目标 圆水准器 用于粗略整平仪器 管水准器 用于精确整平仪器 光学对点器 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上 读数装置用于读数b.读数装置及读数方法 读数装置由棱镜、透镜、读数显微 镜组成；用于读取度盘 读数。读数方法分测微尺和测微器两种方法。测微尺测微器水平读数：215 0648 竖直读数：78 5200竖直读数：92 17 30水平读数：转动测微轮重合

5、读数2.测钎、标杆和觇牌 测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。测钎：适用与距测站较近的目标。标杆：适用与距测站较远的目标。觇牌：固定在三脚架上使用，远近皆可适用；一般为红白或黑白相间且常与棱镜结 合，用于电子经纬仪或全站仪。有时也可悬挂垂球用垂球线作为瞄准标志。返回 经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。一、对中、整平 目的：使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上；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。三、三、DJ6型光学经纬仪的使用型光学经纬仪的使用 光学对点器对中

6、及整平的步骤：安置仪器：高度适中，使测点在视场内；强制对中：移动三脚架，使光学对点器中心 与测点重合；粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中；精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中；精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、左右移动，不能旋转）；重复、两步，直到完全对中、整平。二、调焦与瞄准 目的：视准轴对准观测目标的中心。方法：调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋；调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消 除视差；调节制动、微动螺旋，精确瞄准。测竖直角测水平角三、读数 方法：打开反光镜，使读数 窗光线均匀；调焦使读数窗分划清晰 （注意消除视差）；按不同的测微器直

7、接 读取水平、竖直度盘 读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。水平角：21506 48 竖直角：7852 00 返回一、测回法（只有两个方向）OMN1、操作步骤安置仪器于O点，对中整平；正镜（盘左），瞄准MM点，度盘归零或略大于零；顺时针转动仪器，瞄准N点读数；以上称为上半测回倒镜（盘右），瞄准N点读数；逆时针转动仪器，瞄准M点读数；以上称为下半测回四、水平角测量及成果处理盘左、盘右两个半测回合称为一个测回。测站 竖盘目标水平度盘读数 半测回角值一测回角值各测回角值备注 第一测回 O第二测回 O左左右右MNMNMNMN0 00 3668 42 48 68 42 1268 42 09180

8、00 24 248 42 3068 42 0668 42 1590 10 12158 52 30270 10 18338 52 4268 42 1868 42 2468 42 21测回法观测手簿表2.1 当测角精度要求较高时，需观测多个测回：第一测回,瞄准起始目标后,水平度盘调零；其他各测回间按180/n（n为测回数）的差 值，变换度盘；各测回角值之差不得超过40；取各测回平均值作为最后结果。二、方向观测法（目标多于两个）1、操作步骤 安置仪器于测站点O，对中、整平；正镜（盘左），选择零方向 C，顺时针依次照准目标 D、A、B、C（归零），读数；倒镜（盘右），瞄准 零方向C，逆时针依 次照准目

9、标B、A、D、C（归零），读数；DCABO角值角值1 2 3 4 5 6 7 8 9 方向观测法观测手簿测测站站觇觇点点水平度盘读数水平度盘读数盘左盘左盘右盘右2c平均读数平均读数一测回归一测回归零方向值零方向值各测回平各测回平均方向值均方向值 OO第1测回第2测回CDBACCABDC0 00 5479 27 48142 31 18288 46 30 0 00 42180 00 24259 27 30322 31 00108 46 06180 00 18-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24 0 00 39 79 27 39142 31 09288 46 18

10、0 00 30（0 00 34）0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44 0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47 90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00 270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36 90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48 0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50 （90 00 52）79 26 59 63 03 30146 15 18

11、 71 14 13-6-12表2.2返回归零后方向值的计算：各方向平均读数分别减起始方向平均读数。2、记录与计算(观测记录见表3.2)归零差的计算:分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差；（若超限，应及时重测）计算2c值（两倍视准误差）：2c=盘左读数-（盘右读数180）若2c超限，应及时重测。各方向平均读数的计算：各测回归零后平均方向值的计算：各测回归零后方向值的平均值。水平角的计算：相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。水平角方向观测法技术要求1.竖直度盘构造竖直度盘固定在望远镜的旋转轴（横轴）上。主要由竖直度盘、竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋），目前很多仪器

12、用自动补偿器代替了水准管。五、竖直角测量 根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针 注记和逆时针注记两种。顺时针注记逆时针注记A.竖直角计算公式：顺时针注记竖盘 盘左:L=90 L（上半测回）盘右:R=R 270（下半测回）一测回竖直角：=（L+R）/2 =（RL180）/22.竖直角观测与计算当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时为顺时针注记 逆时针注记竖盘 盘左:L=L 90（上半测回）盘右:R=270R（下半测回）一测回竖直角：=（L+R）/2 =（LR+180）/2 （L、R分别为盘左、盘右竖盘读数）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时为逆时针注记B.竖盘指标差 读数指标与正确位置之间的小夹角x，

13、称为竖盘指标差。XX如图：盘左位置，望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。则正确的竖直角为：指标差计算（以顺时针为例）(1)如图：盘右位置，望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。则正确的竖直角为：(2)通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除指标差 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指标差互 差或同方向各测回指标差互差，不应超过25。由（由（1 1）+（2 2）得：）得：返回由（由（1 1）=（2 2）得：）得：3.观测、记录与计算 竖直角观测 安置仪器，对中、整平；盘左瞄准目标某一位置，读取竖盘读数L；盘右瞄准原目标位置，读取竖盘读数R。（以上盘左、盘右观测构成一个测回）记录与计算(见表3.3

14、)分别计算盘左、盘右半测回竖直角，计算盘左、盘右的平均值作为一测回竖直角。测站目标竖盘位置竖盘读数半测回竖直角指标差 一测回竖直角 备注OPP 左右左右 71 12 36288 47 00 96 18 42 263 41 00-12-9+18 47 12-6 18 51+18 47 24+18 47 00-6 18 42-6 19 00竖直角观测手簿表2.3 L=90 L R=R270 x=（R L）/2 =（L+R）/21、经纬仪应满足的几何条件 主要轴线：竖轴 VV 水准管轴 LL 横轴 HH 视准轴 CC几何关系：LL VV CC HH HH VV 望远镜十字丝竖丝 横轴六、经纬仪的检验

15、与校正六、经纬仪的检验与校正 2、检验与校正（一）水准管轴垂直于竖轴的检验与校正 1、检验 仪器粗平：圆水准器 气泡居中。水准管平行某两个脚螺 旋，使水准管气泡居中。照准部旋转180，若气泡仍居中，则 满足要求，若气泡 偏离，则需校正。2、校正 用脚螺旋调一半；用水准管校正螺旋调一半。此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中。校正螺丝（二）十字丝竖丝的检验校正 1、检验 仪器整平 竖丝瞄准大致水平方向的P点，竖直方向移动望 远镜，看P点是否在竖丝上移动 2、校正 用十字丝的交 点瞄准P点。用十字丝的校 正螺旋调整。（三）视准轴垂直于横轴（2c）的检验与校正 1、检验(四分之一法)平

16、地选DAB=100m左右,安置仪器于中点O；A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标尺（注意标志、标尺与仪器同高）。盘左：瞄A，倒镜，读数为B1 盘右：瞄A，倒镜，读数为B2 若B1=B2，则满足要求 若B1 B2，则存在c角，当c超过60时，需校正。2、校正 在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B；定出B、B2两点连线的中点B3；调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B3；（四）横轴垂直于竖轴的检验与校正 1、检验 距墙壁D=20m安置仪器，墙壁上选一明显 目标P，30；盘左：瞄P，望远镜水平，标出P1；盘右：瞄P，望远镜水平，标出P2；若P1=P2,则满足要求，若P1P2,则存在i角，需校正。2、

17、校正 墙上定出P1、P2的中点PM ；调节水平微动，瞄准P M ，将望远镜上仰（十字丝交 点必偏离P点，至P点；校正横轴一端支架上的偏心环，使横轴一端升高或降低，移动十字丝，精确瞄准P ；反复检校，直至i角小于1；（五）竖盘指标差的检验与矫正 1、检验 仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水 平方向的 P点，读数为L，R。计算竖直角和指标差 =（RL180）/2 X=(LR360)/2DJ6:若 X60，满足要求，若 X60，需要校正。2、校正 盘右瞄准P点；调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数 为：Rx270 调节指标水准管校正螺丝，使气泡居中。（六）光学对点器的检验与校正 1、检验 安置仪器精

18、确整平，在仪器正下方放一白色纸板；将对点器中心投影到纸板上，并做标志P1；旋转照准部180，将对点器中心投影到纸板上，并 做标志P2；若 P1、P2重合，满足要求，否则需校正。2、校正 取P1、P2的中点 P；调节对点器校正螺丝，使对点器中心投影 与P重合。P1P2P返回 1.仪器误差 主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、加工不完善所引起的误差。a、视准轴误差（2c值，盘左、盘右取平均可消除）b、横轴倾斜误差（i角，盘左、盘右取平均可消除）c、度盘偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中 心不重合，盘左、盘右取平均可消除）d、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换 度盘可减弱）e、竖轴倾斜

19、误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平可减弱）七、角度测量误差七、角度测量误差2、观测误差a、仪器对中误差(与偏心距成正比，与视线边长 成反比，当水平角接近180时 影响最大；精确对中可减弱)b、目标偏心差(与偏心距成正比，与视线边长 成反比；瞄准目标底部可减弱)c、仪器整平误差(精确整平，一测回内气泡偏离不 能超过2格，否则，测回间重新整平)d、照准误差(消除视差，精确瞄准)e、读数误差(消除视差，认真读数)三、外界条件的影响 外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观 测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。1、温度的影响（打伞遮阳）2、大气折光的影响（选择良好的天气观测）返回1、DJ2光学经

20、纬仪 主要用于三、四等角度测量和精密工程测量。特点：1、测角精度高；2、采用对径符合读数；3、测微器可直接读到秒。八、其他经纬仪简介八、其他经纬仪简介DJ2光学经纬仪测微轮水平、竖直度盘转换手轮2、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三、激光经纬仪在经纬仪上安装激光装置，使视准轴射出一条可见光。主要用于各种施工测量。激光器激光束弯管目镜返回练习思考题1什么是水平角？什么是竖直角？瞄准同一竖直面上高度不同的

21、点，经纬仪水平度盘读数是否相同？竖直度盘是否相同？2经纬仪的安置包括哪些内容？其目的如何？3简述测回法观测水平角的操作步骤？在什么情况下采用方向观测法观测？4测量水平角时，盘左盘右观测有什么作用？练习思考题本章结束等级仪器型号光学测微器两次重合读数之差（）半测回归零差一测回中2C允许值()同一方向点各测回之差（）四等及以 上DJ11696DJ228139一级及以 下DJ2无121812DJ6无18无24水平角方向观测法技术要求测量计算中数字的凑整规则若以保留数字的末位为单位，则：1.当其后被舍弃的部分大于0.5时，则末位进一。2.当其后被舍弃的部分小于0.5时，则末位不变。3.当其后被舍弃的部分等于0.5时，则末位凑成偶 数（即末位为奇数时进一，末位为偶数或为0 时，末位不变）返回返回返回度盘变换手轮返回