第4章角度測量

1、第第4章章 角度測量角度測量 河南理工大學河南理工大學 徐克科徐克科 第第4 4章章 經(jīng)緯儀測量經(jīng)緯儀測量 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 水平角和垂直角測量原理，DJ6型光學經(jīng)緯儀的 使用，水平角和垂直角的觀測、計算方法，角度 測量的誤差分析、DJ6的檢校。 主要目的：主要目的： 使學生了解經(jīng)緯儀測角原理，掌握測量水平角和 垂直角的方法。了解經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾 何條件。 重點內(nèi)容：重點內(nèi)容： 測回法施測水平角、中絲法施測垂直角的觀測方 法、經(jīng)緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。 角度測量儀器是光學經(jīng)緯儀，它能測量水平角和 垂直角。水平角用于求算地面點的坐標和兩點間 的坐標方位角，垂直角用于求算高差或?qū)?/p>

2、傾斜距 離換算成水平距離。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-1.2-1.角度測量原理角度測量原理 1、水平角測量原理、水平角測量原理 水平角水平角過一點到兩個目標的方向線垂直投 影到水平面上所成的夾角。 0260。 也可看成是包含 BA、BC視線 的 兩個鉛垂面之間 的兩面角。 0 c a 水平度盤水平度盤 =c-a=c-a 水 平 面 a b c A B C 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)

3、緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-1.2-1.角度測量原理角度測量原理 2、垂直角測量原理、垂直角測量原理 垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準目標的傾斜 視線與水平視線的夾角(也叫豎直角)。 =090 ，仰角為正，俯角為負。 天頂 鉛 垂 線 水平線 A C A Z C Z A C B 0 90 180 270 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-2. DJ2-2. DJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 1 1、分類：、分類： 按其精度等級

4、劃分: DJDJ07 07、 、DJDJ1 1、DJDJ2 2（精密光學經(jīng)緯儀） DJDJ6 6（普通光學經(jīng)緯儀）等 下標數(shù)字該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 l-基座；2-腳螺旋；2-軸套制動 螺旋；4-腳螺旋壓板5-水平度盤 外罩；6-水平方向制動螺旋； 7-水平方向微動螺旋；8-照準部水 準管；9物鏡；l0-目鏡調(diào)焦螺 旋；11-瞄準用的準星；12-物鏡 調(diào)焦螺旋； l2-望遠鏡

5、制動螺旋；l4-望遠鏡微 動螺旋；l5-反光照明鏡；l6-度 盤讀數(shù)測微輪；l7-復測機鈕； 18-豎直度盤水準管；19-豎直度盤 水準管微動螺旋；20-度盤讀數(shù) 顯微鏡 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2 2、基本構(gòu)造、基本構(gòu)造 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 (1)(1)基座基座 基座是支承整個儀器的底座。 腳螺旋用于整平儀器。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與

6、校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 基座基座 水平度盤水平度盤 照準部照準部 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀型光學經(jīng)緯儀 (2)(2)照準部照準部 照準部(水平)制動、微動 望遠鏡(豎直)制動、微動 圓水準器 8/2mm； 管水準器20/2mm 望遠鏡：倒像,2620倍 目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準器，十字絲 讀數(shù)顯微鏡 , 豎盤部分 光學對點器 復測扳手或度盤變換器 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 (2)(2)水平度

7、盤水平度盤 水平度盤由光學玻璃制成 順時針0260刻度； 儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與照準部相互脫離； 當照準部轉(zhuǎn)動時，水平度盤并不隨之轉(zhuǎn)動。 改變度盤位置，要使用復測 扳手或度盤變換手輪。 0 90 180 270 0 90 180 270 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 2 2、讀數(shù)設備及方法、讀數(shù)設備及方法 DJ6型光學經(jīng)緯儀的讀數(shù)設備包括：度盤、光路 系統(tǒng)及測微器。 （1 1）分微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法

8、）分微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法 例如：水平度盤整個讀數(shù) 為1780+05. =l7800554， 豎直度盤整個讀數(shù) 為8600618 。 DJ6型經(jīng)緯儀讀數(shù)窗 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 J J6 6光學經(jīng)緯儀讀數(shù)光學經(jīng)緯儀讀數(shù) J6光學經(jīng)緯儀 讀數(shù) 度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺 全長相等。 分微尺全長分60格， 因此其最小格值為最小格值為 1 1 =60=60。 讀數(shù)估讀至0.1格，因 此，估讀的秒數(shù)都應 是6的倍數(shù)。 a).a).分微尺測微分微尺測微利

9、用度盤刻度線，在分微 尺上讀數(shù)。 水平度盤讀數(shù)：水平度盤讀數(shù)： 720424 01 7272 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 （2 2）單平板玻璃測微器裝置及其讀數(shù)方法）單平板玻璃測微器裝置及其讀數(shù)方法 水平度盤整個讀數(shù)為l5l50 012001200，豎直度盤整個 讀數(shù)為91910 01806 1806 DJ6型經(jīng)緯儀讀數(shù)窗 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. D

10、J6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 4 4、DJ6DJ6型光學經(jīng)緯儀的基本操作型光學經(jīng)緯儀的基本操作 （1 1）經(jīng)緯儀安置：）經(jīng)緯儀安置： 對中對中將儀器中心安置在過測 站點的鉛垂線上。 對中誤差2mm。 可用垂球?qū)χ泻凸鈱W對中器對中 B CA 對中對中 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 垂球?qū)χ胁襟E：垂球?qū)χ胁襟E： 粗略對中：粗略對中：移

11、動三腳架，使垂球尖離測 站中心12cm內(nèi)； 精確對中：精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架 頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精 確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意腳架頭首先要放平，三個腳螺旋 基本等高； 腳架適當踩實； 垂球尖盡量接近標志，便于判斷。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 光學對中步驟：光學對中步驟： 對準、調(diào)平、整平、對中對準、調(diào)平、整平、對中 圖2-14 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)

12、緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 整平整平使儀器豎軸鉛垂，水平度盤水平， 豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。 氣泡居中，1、2等高 1 2 2 1 2 2 氣泡居中，2與1、2等高 用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準管氣 泡居中(反復)。 一測回觀測過程中，不得再調(diào)氣泡。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 1.角度測量原 理 2.DJ6

13、型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 （2 2）瞄準目標：）瞄準目標： 瞄準瞄準用望遠鏡豎絲精確瞄準目標的標志中心。 DJDJ6 6型光學經(jīng)緯儀及操作型光學經(jīng)緯儀及操作 操作步驟：操作步驟： 粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精 確瞄準。 用水平微動完成瞄準。 盡量瞄準目標下部，減少由于目標不垂直 引起的方向誤差。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的

14、誤差及注意事 項 2-2. 2-2. 水平角觀測水平角觀測 1 1、測回法：、測回法：用于兩個目標方向之間的水 平角觀測。 步驟： 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 (1) (1) 安置儀器于測站安置儀器于測站O O點，對中、整平點，對中、整平 (2)(2)上半測回：盤左，上半測回：盤左，L LA A L LB B (2)(2)下半測回：盤右，下半測回：盤右，R RB B R RA A 上半測回和下半測回構(gòu)成一測回。上半測回和下半測回構(gòu)成一測回。 (4) (4) 若若左

15、左- - 右 右40 40，認為觀測合格。此時可取，認為觀測合格。此時可取 測回法觀測水平角記錄手簿測回法觀測水平角記錄手簿 測測 站站 目目 標標 豎盤豎盤 位置位置 水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù)半測回角值半測回角值一測回平均角值一測回平均角值 A 左左 0 20 12 42 25 18 42 25 15 B 42 45 20 A 右右 180 20 20 42 25 12 B 222 45 42 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-2. 2-2. 水平角觀測水平角觀測

16、2 2、方向觀測法：、方向觀測法：用于兩個以上目標方向用于兩個以上目標方向 的水平角觀測的水平角觀測 (1)(1)操作步驟：操作步驟： 盤左位置：盤左位置：瞄準零方向A ，按順時針旋轉(zhuǎn)照準部，依次照準B、 C、D各目標方向，分別讀取水平度盤讀數(shù)，最后再觀測零方 向A ，稱為上半測回歸零，以上稱為上半測回。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 零方向 盤 左 盤 右 A B C D E 2-2. 2-2. 水平角觀測水平角觀測 盤右位置：盤右位置：先照準零方向A ，按逆時針方

17、向依次照準D 、C 、 B 各目標方向，分別讀取水平度 盤讀數(shù)，最后再照準零方向A ，稱為下半測回歸零，此為下 半測回。 零方向 盤 左 盤 右 A B C D E 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-2. 2-2. 水平角觀測水平角觀測 (2)(2)方向觀測法的計算：方向觀測法的計算： a.計算上下半測回歸零差(即兩次瞄準零方 向A的讀數(shù)之差). b.計算兩倍視準軸誤差2c 值 c.計算各方向的平均讀數(shù) d.計算各方面歸零后的方向值 e.計算各測回歸零方向值的平均值

18、1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 方向觀測法記錄手簿方向觀測法記錄手簿 測 站 測 回 目 標 水平度盤讀數(shù) 2C平均讀數(shù) 歸零后的方 向值 測回歸零方 向值平均值 簡 圖與 角值 盤 左（L）盤 右（R） 0 / /0 / /0 / /0 / /0 / / 12245678910 O 1 A0 00 06180 00 0600 00 090 00 000 00 00附圖 B21 45 18211 45 06+1221 45 1221 45 0221 45 04 C92

19、26 12272 26 06+692 26 0992 26 0092 25 58 D145 17 29225 17 26+2145 17 28145 17 29145 17 20 A0 00 18180 00 06+120 00 12 2 A90 02 20270 02 24+690 02 240 00 00 B121 47 26201 47 24+12121 47 2021 45 06 C182 28 242 28 18+6182 28 2192 25 57 D225 20 0055 19 48+12225 19 54145 17 20 A90 02 24270 02 18+690 02 2

20、1 作業(yè)：作業(yè)： 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 1. 何謂水平角?何謂垂直角?它們?nèi)≈捣抖嗌? 2. DJ6型光學經(jīng)緯儀由哪幾個部分組成? 2. 經(jīng)緯儀安置包括哪兩個內(nèi)容?怎樣進行? 4. 試述測回法操作步驟、記錄計算及限差規(guī) 定? 5. 測量水平角時，為什么要用盤左、盤右兩 個位置觀測? 2-4. 2-4. 垂直角觀測垂直角觀測 1 1、豎直度盤及垂直角計算豎直度盤及垂直角計算 (1)(1)豎直度盤的構(gòu)造特點豎直度盤的構(gòu)造特點 a.豎盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動。 豎盤指標不

21、隨望遠鏡轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。 b.豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。 c.豎盤氣泡居中，指標鉛垂。 d.視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： e.盤左時一般 L0=90 ，盤右時一般 R0=270 。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 垂直度盤與讀數(shù)指標垂直度盤與讀數(shù)指標 構(gòu)造特點構(gòu)造特點 豎盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動。 豎盤與讀數(shù)指標相互脫離。 豎盤氣泡居中，指標鉛垂。 視線水平、指標鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： 盤左時一般 L0=90 ，盤右時一般 R0=270 。 270270 9090 18

22、0180 0 0 盤右盤右 0 0 270270 180180 9090 盤左盤左 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-4. 2-4. 垂直角觀測垂直角觀測 (2)(2)垂直角計算垂直角計算 =90-L 左 右 = R - 270 180 2 1 ( 2 1 LR） 右左 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 圖圖6 豎盤讀數(shù)與垂直角計算豎盤讀數(shù)與垂直

23、角計算 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-4. 2-4. 垂直角觀測垂直角觀測 2-4. 2-4. 垂直角觀測垂直角觀測 (2)(2)豎盤指標差：豎盤指標差： 豎盤水準管氣泡居中時，讀數(shù)指標線與鉛垂線的 夾角。 指標差計算公式： ）或 右左 ( 2 1 )360( 2 1 x RLx 盤左盤右觀測豎直角取 平均，可消除指標差的 影響。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測

24、量的 誤差及注意事 項 豎盤指標差豎盤指標差 豎盤指標差 0 0 270270 180180 9090 x 豎盤指標差豎盤指標差豎盤水準管氣泡居中時， 讀數(shù)指標線與鉛垂線的夾角 盤左盤右觀測豎直角取平均，可消 除指標差的影響。 指標差計算公式：指標差計算公式： ）或 右左 ( 2 1 )360( 2 1 x RLx 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-4. 2-4. 垂直角觀測垂直角觀測 (4)(4)垂直角觀測的方法垂直角觀測的方法 a.在測站點P 安置儀器，對中、整平

25、。 b.盤左位置：用望遠鏡十字絲的中絲切于目標 A 某一位置，轉(zhuǎn)動豎盤水準管微動螺旋使豎盤 水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L。 c.盤右位置：讀取豎盤讀數(shù)R。 d.根據(jù)豎盤注記型式，確定垂直角和指標差的 計算公式。 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 垂直角觀測記錄手簿垂直角觀測記錄手簿( (中絲法中絲法) ) 測 站 目 標 豎 盤 位 置 豎盤讀數(shù) 豎 直 角 豎 盤 指標 差 備 注 半 測 回半 測 回 1 2 2 4 5 6 7 8 P A 左 85 42 424

26、16 18 4 16 02 -15 附圖 右274 15 484 15 48 B 左 96 22 26-6 22 26 -6 22 54-18 右262 25 48-6 24 12 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 2-5. DJ2-5. DJ6 6型光學經(jīng)緯儀檢驗與校正型光學經(jīng)緯儀檢驗與校正 經(jīng)緯儀的軸線 （參照書2-14） 豎軸VVVV 橫軸HHHH 望遠鏡視準軸CCCC 照準部水準管軸LLLL LL HH C C V V L L 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學

27、 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 軸線間應滿足的條件 (l)水準管軸垂直于豎軸 LLVV (2)十字豎絲垂直于橫軸 豎 絲HH (2)視準軸垂直于橫軸 CCHH (4)橫軸垂直于豎軸 HHVV (5)豎盤指標差應為零 LL HH C C V V L L 1.角度測量原 理 2.DJ6型光學 經(jīng)緯儀及操作 2.水平角觀測 4.垂直角觀測 5. DJ6型光學 經(jīng)緯儀檢驗與 校正 6.角度測量的 誤差及注意事 項 (6) 光學對點器的視準軸應與豎軸重合。 2-5. DJ2-5. DJ6 6型光學經(jīng)緯儀檢驗與校正型光學經(jīng)緯儀檢驗與校正 校正項目 校正目的 1.