實(shí)用工測(cè)(3角度測(cè)量) 1

1、第3章 角度測(cè)量,3.1 水平角測(cè)量的原理3.2 DJ6經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù)3.3 DJ2經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù)3.4 經(jīng)緯儀的使用3.5 水平角的觀測(cè)3.6 豎直角測(cè)量原理與觀測(cè)法3.7 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正3.8 如何將經(jīng)緯儀作為水準(zhǔn)儀使用3.9 水平角測(cè)量誤差分析 3.10 電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介,,,水平面,,β= b - a,,,A,,O,B,,,,水平角：兩條相交直線在水平面上的投影之間的夾角。,※ 水平角（horizon

2、tal angle)的概念,3.1 水平角測(cè)量的原理,,,,,a,b,o’,經(jīng)緯儀必須具備三個(gè)條件： ①有一個(gè)能夠置于水平位置帶刻度的圓盤，圓盤必須安置在角頂點(diǎn)的鉛垂線上。 ②有一個(gè)能夠在上、下、左、右旋轉(zhuǎn)的望遠(yuǎn)鏡，并且能夠指示讀數(shù)。 ③應(yīng)有一個(gè)能指示讀數(shù)的指標(biāo)。,,,3.2 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造與讀數(shù),1. 經(jīng)緯儀的分類 (1)按精度分： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等5

3、個(gè)級(jí)。 D表示：大地‘Dadi’，J表示：經(jīng)緯儀‘Jingweiyi’ 07表示：觀測(cè)一個(gè)方向的中誤差為±0.7? 6表示：觀測(cè)一個(gè)方向的中誤差為±6? (2)按構(gòu)造分： (a）光學(xué)經(jīng)緯儀 (b）電子經(jīng)緯儀,北光TDJ6型,蘇光J2型,☆光學(xué)經(jīng)緯儀☆,,☆電子經(jīng)緯儀☆,北光DJD2型,,DJ6型經(jīng)緯儀的構(gòu)造,2. J6級(jí)經(jīng)緯儀的構(gòu)造,①望遠(yuǎn)鏡及其相

4、連的橫軸 ②豎盤 ③光學(xué)讀數(shù)裝置 ④水準(zhǔn)管 ⑤水平制、微動(dòng)螺旋 ⑥望遠(yuǎn)鏡制、微動(dòng)螺旋 ⑦光學(xué)對(duì)中器 ⑧豎軸,水平度盤用光學(xué)玻璃刻制而成，其上刻有0°～360°分劃。,(2)水平度盤,指經(jīng)緯儀上部可轉(zhuǎn)動(dòng)部分， 主要包括下列各部件:,(1)照準(zhǔn)部,(3 )基座：支撐儀器，設(shè)有3個(gè)腳螺 旋，作為整平儀器用,,,,,,,,,,望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋,望遠(yuǎn)

5、鏡微動(dòng)螺旋,轉(zhuǎn)盤螺旋,,撥盤螺旋杠桿,望遠(yuǎn)鏡,水準(zhǔn)管,水平制動(dòng)螺旋,水平微動(dòng)螺旋,,腳螺旋,TDJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀,,,V,H,,3 .光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)法 (1)分微尺測(cè)微器（TDJ6型）,水平度盤,豎直度盤,,,,,水平度盤從0°～360°，每度一注記，1°分成2格每格為30′。測(cè)微盤1格20″，可估讀至5″,,測(cè)微手輪,,(2)單平板玻璃測(cè)微器（DJ6－1型）,,,,,`,,,測(cè)微盤,豎盤,水平盤

6、,,,,,,,望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋,讀數(shù)手輪,撥盤螺旋,照準(zhǔn)部水平微動(dòng)螺旋,TDJ2型,,,,水平制動(dòng)螺旋,,讀數(shù)窗顯示變換螺旋,,3.3 DJ2級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造與讀數(shù),測(cè)微手輪,旋轉(zhuǎn)測(cè)微手輪使下窗口的上下度盤分劃影象（水平度盤對(duì)徑分劃影象）對(duì)齊后讀： 74°34′8″,雙光鍥數(shù)字式讀數(shù)法（北光TDJ2型）,,,,秒數(shù)值,分?jǐn)?shù)值,3 代表 30′,旋轉(zhuǎn)測(cè)微手輪使窗口上下度盤分劃影象（即度盤對(duì)徑分劃影象）對(duì)齊后讀：163°

7、34′08″。,測(cè)微手輪,,雙光鍥附合讀數(shù)法（蔡司010）,,,分?jǐn)?shù)值,秒數(shù)值,,,對(duì)徑分劃內(nèi)有 3 格代表 30′,(1)對(duì)中： 目的：使度盤的中心與測(cè)站點(diǎn)在同一條鉛垂線上。對(duì)中的誤差應(yīng)小于3 mm。,3.4 經(jīng)緯儀的操作 1.經(jīng)緯儀的測(cè)站安置工作：對(duì)中、整平,步驟： ①腳架安置在測(cè)站上，高度適中，架頭大致平。在連接螺旋下方掛一垂球，調(diào)節(jié)線長，以便于垂球?qū)?zhǔn)測(cè)站點(diǎn)。 ②裝上經(jīng)緯儀，旋上連接螺旋，檢查對(duì)

8、中，若相差不大(1-2cm)，稍松開連接螺旋，雙手扶基座，在架頭上移動(dòng)儀器，使垂球尖精確對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)，使對(duì)中誤差小于3mm。 ③用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中。在用垂球大致對(duì)中后，粗平儀器，然后用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中，先轉(zhuǎn)其目鏡使刻劃圓圈清晰，再推拉目鏡管使地面點(diǎn)成象清晰，在架頭移動(dòng)儀器，使地面點(diǎn)位于刻劃圈中心，使對(duì)中誤差達(dá)到1mm。,正確使用垂球線調(diào)節(jié)板,用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中的步驟：,3.操作光學(xué)對(duì)中器： （1）旋轉(zhuǎn)光學(xué)對(duì)中器的目鏡使分

9、劃板的刻劃圈清晰，再推進(jìn)或拉出對(duì)中器的目鏡管，使地面點(diǎn)標(biāo)志成象清晰。 （2）稍微松開中心連接螺旋，在架頭上平移儀器（盡量做到不轉(zhuǎn)動(dòng)儀器），直到地面標(biāo)志中心與刻劃中心重合，最后旋緊連接螺旋。檢查圓水準(zhǔn)器是否居中，檢查對(duì)中情況，反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，從而保證對(duì)中誤差不超過１mm。,1.架面要基本平，懸掛垂球大致對(duì)中： 安三角架時(shí)，架面要基本上平，并調(diào)節(jié)基座螺旋大致等高。懸掛垂球?qū)χ小！?2.粗平： 光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)地面測(cè)站

10、點(diǎn)時(shí)，儀器的豎軸必須豎直，因此應(yīng)調(diào)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。,光學(xué)對(duì)中器對(duì)中原理圖示,,,,,,,左手大拇指的運(yùn)動(dòng)的方向是氣泡運(yùn)動(dòng)的方向。,(2)整平,,,整平的目的是使水平度盤處于水平位置。首先使圓水準(zhǔn)管使儀器大致水平，然后用水準(zhǔn)管使儀器精確整平。,(3)瞄準(zhǔn),瞄準(zhǔn)目標(biāo)是用十字絲的豎絲，單絲平分目標(biāo)，雙絲夾住目標(biāo)。,1.旋轉(zhuǎn)目鏡螺旋使十字絲成象清晰；2.轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，用粗瞄準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)目標(biāo)；3.旋轉(zhuǎn)對(duì)光螺旋消除視差；4.用水平微動(dòng)螺旋

11、精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。,,① 將經(jīng)緯儀安置在測(cè)站點(diǎn) O 上，進(jìn)行對(duì)中和整平。 ② 盤左位置，瞄準(zhǔn)左方目標(biāo)，用撥盤螺旋轉(zhuǎn)水平度盤對(duì)準(zhǔn)0°或比0°大點(diǎn)，得讀數(shù)為a。 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右目標(biāo)，得讀數(shù) b。 β左= b- a 完成上半測(cè)回觀測(cè)。 ③ 盤右位置，先瞄右方目標(biāo)，讀數(shù) b’。 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，再瞄左目標(biāo)，讀數(shù)a’。 β右= b’ – a’ 完成

12、下半測(cè)回觀測(cè)。,3.5 水平角的測(cè)量方法 1.測(cè)回法,,,,上半測(cè)回：盤左：A→B（順時(shí)針） β左= b- a,下半測(cè)回：盤右：B→A（逆時(shí)針） β右= b’ – a’,上、下半測(cè)回角度之差應(yīng)小于 40″。,此法適用于只有兩個(gè)目標(biāo)時(shí)的測(cè)角。,為了減少度盤的刻劃誤差的影響，各個(gè)測(cè)回的起始方向讀數(shù)應(yīng)該改變 180°/ n （n為測(cè)回?cái)?shù)）,各測(cè)回角度之差，不大于　24″。,各測(cè)回角度之差，不大于24″

13、,上、下半測(cè)回角度之差應(yīng)小于 40″,0 02 06,68 49 18,248 49 30,180 02 24,68 47 12,68 47 06,68 47 09,90 01 36,158 48 42,68 47 06,338 48 48,270 01 48,68 47 00,68 47 03,68 47 06,,為

14、了減少度盤的刻劃誤差，各個(gè)測(cè)回的起始讀數(shù)應(yīng)該改變 180°/ n 。,測(cè)回法測(cè)角記錄表,A,B,o,,β= 115º12 ?22 ? － 32º38 ?42 ? = 82º33 ?40 ?,,β=第2個(gè)目標(biāo)讀數(shù)b － 第1個(gè)目標(biāo)讀數(shù)a,,β= （55º12 ?25 ? ＋360º）－332º38 ?45 ?=82º33 ?40 ?,當(dāng)b<a時(shí)

15、，b應(yīng)加360°后再減,☆水平角角值的計(jì)算應(yīng)注意☆,(1),(2),①   將經(jīng)緯儀安置在測(cè)站點(diǎn) O 上，進(jìn)行對(duì)中和整平。 ②   盤左位置，瞄準(zhǔn)起始目標(biāo) A ，用撥盤螺旋轉(zhuǎn)水平度盤對(duì)準(zhǔn)0°或比0°大點(diǎn)，得讀數(shù)為a。順轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn)目標(biāo)B、C等，分別讀數(shù)得b，c等，最后又回到 A 點(diǎn)，讀數(shù) a’。,盤左從 瞄準(zhǔn)目標(biāo)A 到又回到 A 的過程

16、，稱為歸零。兩次瞄準(zhǔn)目標(biāo) A 的讀數(shù)差稱為歸零差?， ?= a- a′。 J6級(jí)經(jīng)緯儀，歸零差不得大于 18″。,以上過程稱為上半測(cè)回。,,O,A,,B,,C,,,,,2.方向觀測(cè)法(全圓測(cè)回法) 此法適用于多于兩個(gè)目標(biāo)的測(cè)角。,③ 盤右位置，先瞄 A 目標(biāo)，讀數(shù) a。,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，依次瞄準(zhǔn)目標(biāo)C、B等，分別讀數(shù)得c，b 等，最后又回到A點(diǎn)，讀數(shù) a’。,以上過程稱為下半測(cè)回。,上半測(cè)回：盤左：A→B→C→A,

17、下半測(cè)回：盤右：A→C→B→A,,O,A,,B,,C,,,,,注意檢查下半測(cè)回歸零差也不得大于 18″,全圓測(cè)回法記錄表,,,,,0 01 06,62 48 36,151 20 24,0 01 12,180 01 18,331 20 24,242 48 30,180 01 12,-6,+6,0,-6,0 01 09,62 48 33,151 20 24,0 01 15,(00 01 1

18、2),0 00 00,62 47 21,151 19 12,90 01 06,152 48 30,241 20 30,90 01 18,270 01 12,61 20 18,333 48 24,270 01 06,0,+6,+12,+6,90 01 06,152 48 27,241 20 24,90 01 15,(90 01 10),0 00 00,62 47 17

19、,151 19 14,0 00 00,62 47 19,151 19 13,62 47 19,88 31 54,208 40 47,,O,A,,B,,C,,,,,,,,各測(cè)回同一方向歸零后的方向值不相等，其差不大于24″。符合要求，則取平均值作為各測(cè)回歸零方向的最后結(jié)果。 若一個(gè)測(cè)站上觀測(cè)的方向不多于三個(gè)，觀測(cè)時(shí)可不作歸零校核，即照準(zhǔn)部依次瞄各方向后，不再瞄準(zhǔn)起始方向，這樣的觀測(cè)方法稱為方向觀測(cè)法。,

20、(1)腳架高度要調(diào)合適，目估架面大致水平，調(diào)腳螺旋高度大致等高，腳架踩實(shí)，中心螺旋擰緊，觀測(cè)時(shí)手不要扶腳架，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部及使用各種螺旋時(shí)，用力要輕。(2)對(duì)中時(shí)，先用垂球?qū)χ校缓笤儆霉鈱W(xué)對(duì)中器精對(duì)中。測(cè)角精度要求越高，或邊長越短，則要求對(duì)中要越準(zhǔn)確。(3)整平時(shí)，先粗平后精平。若觀測(cè)目標(biāo)的高度相差較大時(shí)，要特別注意儀器整平。(4)要消除視差，并用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)目標(biāo)底部或樁上小釘。(5)按觀測(cè)順序記錄水平度盤讀數(shù)，邊測(cè)邊檢查，限差

21、超限重測(cè)。(6)水準(zhǔn)管氣泡應(yīng)在觀測(cè)前調(diào)好，一測(cè)回過程中不允許再調(diào)，如氣泡偏離中心超過一格時(shí)，應(yīng)再次整平重測(cè)該測(cè)回。 (7)全圓測(cè)回法觀測(cè)時(shí)，應(yīng)注意選擇清晰目標(biāo)作為起始方向。,3.水平角觀測(cè)注意事項(xiàng),1.豎直角(vertical angle)測(cè)量原理,豎直角定義：是在同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平視線的夾角。,,,,,水平線,3.6 豎直角測(cè)量原理與觀測(cè)法,,,天頂距,鉛垂線,,天頂距定義：從測(cè)站鉛垂線的天頂至觀測(cè)目標(biāo)視線所組成的夾角。

22、天頂距： 0 ° ～180°,豎直角：0 ° ～90°,,,,☆豎直角測(cè)量原理演示☆,豎直度盤固定在望遠(yuǎn)鏡橫軸一端，隨望遠(yuǎn)鏡在豎直面內(nèi)一起俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)。讀數(shù)指標(biāo)與豎盤、望遠(yuǎn)鏡不相連 ，而與水準(zhǔn)管相連，可微動(dòng)。,,,DJ6-1,TDJ6,2.豎直度盤、讀數(shù)指標(biāo)和望遠(yuǎn)鏡三者的關(guān)系演示,讀數(shù)指標(biāo),,3.豎盤指標(biāo)差概念,當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí)，如果豎盤指標(biāo)歸零開關(guān)巳打開，則指標(biāo)線所指的讀數(shù)理論上應(yīng)為9O°

23、;或27O°，但實(shí)際上并非嚴(yán)格理論值，與理論值之差稱為豎盤指標(biāo)差x。指標(biāo)差x有正負(fù)之分。指標(biāo)線順著度數(shù)增加方向超過90 °（或27O° ） x為正，反之，x為負(fù)。,,不論什么豎盤類型豎角?，指標(biāo)差x的通用公式,從上列公式可知：計(jì)算?及x，關(guān)鍵在于求算?L及?R。，方法是：,（1）當(dāng)望鏡向上時(shí)，豎盤讀數(shù)減少的情況，近似豎角?′為 α′=水平視線讀數(shù)90° -傾斜視線讀數(shù) L,,對(duì)于TDJ6型，

24、盤左，當(dāng)望鏡向上時(shí)，豎盤讀數(shù)減少的情況 ?L=90 °-L,（2）當(dāng)望鏡向上時(shí)，豎盤讀數(shù)增加的情況，近似豎角?′為 α′=傾斜視線讀數(shù) R– 水平視線讀數(shù)270°,對(duì)于TDJ6型，盤右，當(dāng)望鏡向上時(shí)，豎盤讀數(shù)增加的情況 ?R=R - 270°,盤左時(shí)，無論指標(biāo)線偏向何方，起始讀數(shù)均為（90°+X）,盤左,盤右觀測(cè)時(shí)，視線水

25、平時(shí)的起始讀數(shù)為（270°+X）,豎角及指標(biāo)差通用公式的推導(dǎo),根據(jù)豎角測(cè)角原理可知：豎角就是望遠(yuǎn)鏡視線傾斜時(shí)讀數(shù)和水平時(shí)的讀數(shù)的差數(shù)。 水平視線讀數(shù)理論值應(yīng)為9O°或27O°，實(shí)際水平視線讀數(shù)為MO，視線傾斜時(shí)的讀數(shù)設(shè)為L(或R)。因此，豎角α就等于MO 與L(或R) 兩者之差。,（1）當(dāng)望鏡向上時(shí)，豎盤讀數(shù)增加的情況（例如Dj6-1盤左）,豎角α為 α=傾斜視線讀數(shù)L – 水平視線讀數(shù)MO