測量學角測量PPT課件

1、（1 1）了解角度測量誤差及注意事項。）了解角度測量誤差及注意事項。（2 2）熟悉經(jīng)緯儀的檢驗、校正，電子經(jīng)緯儀的構造。）熟悉經(jīng)緯儀的檢驗、校正，電子經(jīng)緯儀的構造。（3 3）掌握角度測量原理，掌握）掌握角度測量原理，掌握DJ6DJ6經(jīng)緯儀的構造和使用方經(jīng)緯儀的構造和使用方法，掌握水平角和豎直角的觀測和計算方法。法，掌握水平角和豎直角的觀測和計算方法。教學目標教學目標 重點：重點：DJ6經(jīng)緯儀的使用方法，水平角和豎經(jīng)緯儀的使用方法，水平角和豎直角的觀測和計算方法直角的觀測和計算方法 第1頁/共56頁一、角度測量基本概念一、角度測量基本概念 第2頁/共56頁（一）水平角(horizontal an

2、gle) 定義 地面一點至兩目標方向線在水平面上投影的夾角，稱為水平角。 范圍：順時針003600 水平面aobAOB0ba水平度盤(horizontal circle)ba第3頁/共56頁（二）豎直角(vertical angle)定義天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270在同一豎直面內(nèi)，一點到目標的方向線與水平視線所夾的銳角稱為豎直角。其范圍： =0=09090 ，仰角為正，俯角為負。第4頁/共56頁目標視線的讀數(shù)水平視線的讀數(shù)目標視線的讀數(shù)水平視線的讀數(shù) 天頂角：天頂角：在同一豎直面內(nèi)，視線與鉛垂線在同一豎直面內(nèi)，視線與鉛垂線的天頂方向之間的夾角稱為天頂角，也叫的天頂方向

3、之間的夾角稱為天頂角，也叫天頂距，用天頂距，用Z表示。天頂距的大小由表示。天頂距的大小由0180。顯然，同一方向線的天頂距和豎直。顯然，同一方向線的天頂距和豎直角之和等于角之和等于90。 Z=90 第5頁/共56頁二、光學經(jīng)緯儀二、光學經(jīng)緯儀(optical theodolite)(optical theodolite)的的使用使用 經(jīng)緯儀是測角的儀器，按精度，有： DJ07、DJ1 、DJ2 、DJ6 、 DJ10。第6頁/共56頁第7頁/共56頁（一）J2J2光學經(jīng)緯儀的構造 1 1、測微輪、測微輪讀數(shù)時，對徑分劃線影像符合。讀數(shù)時，對徑分劃線影像符合。2 2、換像手輪、換像手輪水平讀數(shù)和

4、豎直讀數(shù)間的互換。水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。3 3、豎直、水平讀盤反光鏡、豎直、水平讀盤反光鏡豎直、水平讀數(shù)時反豎直、水平讀數(shù)時反光。光。 測微輪換像手輪豎直讀盤反光鏡水平讀盤反光鏡第8頁/共56頁B1、光學對中（1）大致水平大致對中 眼睛看著對中器，拖動三腳架兩個腳,使儀器大致對中,并保持“架頭”大致水平。（2）伸縮腳架粗平 根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架兩個腳，使圓水準氣泡居中。第9頁/共56頁 腳螺旋精平左手大拇指法則1 1）轉動儀器，使水準管與腳螺旋1 1、2 2連線平行。2 2）根據(jù)氣泡位置運用法則，對向旋轉腳螺旋1 1、2 2 。3 3）轉動儀器90900 0，運用法則，旋轉腳螺旋3

5、3 。氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123第10頁/共56頁 3.瞄準目鏡對光 粗略瞄準 物鏡對光 精確瞄準第11頁/共56頁4.讀數(shù)讀數(shù)5.合零合零盤左盤左盤右盤右第12頁/共56頁視頻 第13頁/共56頁三、水平角測量三、水平角測量 u水平角測量預備知識水平角測量預備知識u水平角測量測回法水平角測量測回法u水平角測量方向觀測法水平角測量方向觀測法 第14頁/共56頁（一）復習:水平角測量(horizontal angle observation) 原理1、水平角定義從空間一點出發(fā)的兩條空間直線在水平投影面上的夾角。2、范圍：順時針00360009018027009018

6、02700ba水平度盤水平面abAOBo第15頁/共56頁3、計算公式 = =右( (終) )邊b-b-左( (始) )邊a a 水平面abAOB0ba水平度盤o第16頁/共56頁（二）水平角測量常用的方法有：u測回法(method of observation set)u方向觀測法(method of direction observation)第17頁/共56頁1、適用：2個方向的單角（AOBAOB）2、步驟:（1 1）盤左瞄準左邊）盤左瞄準左邊A A，配度盤至，配度盤至0 00 00X0X 0X0X，讀取，讀取a a1 1。（2 2）順時針旋轉瞄準右邊）順時針旋轉瞄準右邊B B，讀取，讀

7、取b b1 1。 則上半測回角值則上半測回角值: :1 1= b= b1 1-a-a1 1 1測站ABOa1b1第18頁/共56頁（3）倒鏡成盤右，瞄準右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉瞄準左邊A，讀取a2。 則下半測回角值:2 2= = b2- -a2 2測站ABOa2b2（5）計算角值）計算角值 若：若：1 1- -2 24040（圖根級）（圖根級）則有：則有： = = （1 1+ +2 2）/2/2第19頁/共56頁3、測回法記錄格式254 24 06180 05 0074 19 06右ABO左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 測站豎盤位置目標

8、水平度盤讀數(shù) 半測回角值 一測回角值 示 意 圖第20頁/共56頁u測回法小結測回法小結:盤左右邊盤左右邊B盤左左邊盤左左邊A順時針盤右左邊盤右左邊A盤右右邊盤右右邊B逆時針倒 鏡u注意:水平度盤刻度是按順時針方向注記,因此計算水平角值時,總是以右邊方向的讀數(shù)減去左邊方向的讀數(shù),如不夠減,則將右邊方向的讀數(shù)加360，再減去左邊方向讀數(shù)，決不可倒過來減。第21頁/共56頁方向觀測法(全圓測回法) 當測站上的方向觀測數(shù)在3個及以上時，一般采用方向觀測法，如下圖所示，測站點為O點，觀測方向有A，B，C，D四個，在O點安置好儀器，在A，B，C，D四個目標中選擇一個標志清晰的點作為零方向，例如以A點方向

9、為零方向，一測回觀測 的操作程序如下： 第22頁/共56頁方向觀測法(全圓測回法)1.上半測回操作。 盤左，瞄準目標A，將水平度盤讀數(shù)配置調(diào)制在0左右（成A點方向為零方向），檢查瞄準情況后讀取水平方向度盤，記入觀測手簿。松開制動螺旋，順時針轉動照準部，依次瞄準B，C，D點的照準標志進行觀測，其觀測順序依次為ABCDA，最后返回到零方向A的操作稱為上半測回歸零，再次觀測零方向A的讀數(shù)稱為歸零差。規(guī)范規(guī)定，對于DJ6經(jīng)緯儀，歸零差不應大于18。第23頁/共56頁方向觀測法(全圓測回法)2.下半測回操作。 縱轉望遠鏡，盤右瞄準照準標志A，讀取數(shù)據(jù)，記入觀測手簿。松動制動螺旋，逆時針轉動照準部，一次瞄

10、準D，C，B，A點的照準標志后進行觀測，其觀測順序為ADCBA，最后返回到零方向A的操作稱下半測回歸零，至此。一測回的觀測操作完成。注：如需觀測幾個測回，各測回方向應以180/n為增量配置水平度盤讀數(shù)。如第1測回，以0為起始，則第2測回的度量起始數(shù)應為180/2=90，第3次測回的起始數(shù)應為180/3=60。第24頁/共56頁3計算、記錄（1）半測回歸零差: =起始方向歸零讀數(shù)起始方向讀數(shù) J2 12 ；J6 18 。 第25頁/共56頁3計算、記錄（2）計算2C值（又稱兩倍照準差） 上式中，盤右讀數(shù)大于上式中，盤右讀數(shù)大于180時取時取“”號，盤右讀數(shù)小號，盤右讀數(shù)小于于180時取時取“+”

11、號。一測號。一測回內(nèi)各方向回內(nèi)各方向2c值互差不應超值互差不應超過過18（DJ6光學經(jīng)緯光學經(jīng)緯儀）。如果超限，則應重新儀）。如果超限，則應重新測量。測量。 18第26頁/共56頁3計算、記錄（3）計算各方向的平均讀數(shù)(又稱為各方向的方向值) 計算時，以盤左讀數(shù)為計算時，以盤左讀數(shù)為準，將盤右讀數(shù)加或減準，將盤右讀數(shù)加或減180后，和盤左讀數(shù)取平均值。后，和盤左讀數(shù)取平均值。起始方向有兩個平均讀數(shù)，起始方向有兩個平均讀數(shù)，故應再取其平均值，故應再取其平均值，表中第表中第7欄上方小括號數(shù)據(jù)。欄上方小括號數(shù)據(jù)。注：角度測量數(shù)據(jù)一般四舍六入,五前單進雙不進。此處實際應為表內(nèi)稍有些不嚴謹！表內(nèi)稍有些不

12、嚴謹！第27頁/共56頁3計算、記錄（4）計算歸零后的方向值 將各方向的平均讀數(shù)減去起始方向的平均讀數(shù)（括號內(nèi)數(shù)值），即得各方向的“歸零后方向值”，起始方向歸零后的方向值為零。第28頁/共56頁3計算、記錄（5）計算各測回歸零后方向值的平均值 多測回觀測時，同一方向值各測回互差，符合24（DJ6光學經(jīng)緯儀）的誤差規(guī)定，取各測回歸零后方向值的平均值，作為該方向的最后結果。 24第29頁/共56頁3計算、記錄（6）計算各目標間水平角角值n將第9欄相鄰兩方向值相減即可求得。n當需要觀測的方向為三個時，除不做歸零觀測外，其它均與三個以上方向的觀測方法相同。第30頁/共56頁3.5 豎直角(vertic

13、al angle)測量天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270豎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( (也叫垂直角) )。 =0=09090 ，仰角為正，俯角為負。第31頁/共56頁豎直度盤(vertical circle)的構造1包括:豎盤(vertical circle) 、豎盤指標水準管(vertical index bubble tube)、及其微動螺旋。第32頁/共56頁后兩部分，多采用豎盤指標自動歸零補償器(vertical index compensator)來替代。2特點：讀數(shù)指標線固定不動，而整個豎盤隨望遠鏡一起轉動。第33頁/共56頁3、

14、豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。 （1）順時針注記180180270270 0 09090盤左指標線指標線27027090900 0180180盤右指標線指標線第34頁/共56頁（2）逆時針注記 0 0270270 180 1809090盤左指標線指標線27027090901801800 0盤右指標線指標線第35頁/共56頁豎直角(vertical angle)的計算公式1、順時針注記左=90-L 右=R-270 故一測回豎直角 =（左+右）/2 第36頁/共56頁2、逆時針注記問題：左= ？ 右=？故有:左= L -90 右=270- R一測回豎直角: =（左+右）/2 第37頁/共5

15、6頁 豎盤指標差(index error of vertical circle)1、定義由于指標線偏移，當視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好由于指標線偏移，當視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好等于等于9090或或270270上，而是與上，而是與9090或或270270相差一個相差一個x x角，稱為豎盤指標差。當偏移方向與豎盤注記增加方角，稱為豎盤指標差。當偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，向一致時，x x為正，反之為負。為正，反之為負。 180180270270 0 09090 x盤左盤左第38頁/共56頁（2 2）結論：取盤左盤右平均值，可消除指標差的影響）結論：取盤左盤右平均值，可消除指標差的影響。一

16、般規(guī)范規(guī)定，指標差變動范圍，一般規(guī)范規(guī)定，指標差變動范圍，J625J625、J215 J215 。 2、計算公式）或左右(21)360(21xRLx（1）指標差）指標差:對于順時針注記的：對于順時針注記的：正確的豎直角正確的豎直角=(90=(90+x) -L=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x)=+x)=右右-x-x第39頁/共56頁豎直角的觀測在測站在測站O點上安置經(jīng)緯儀，以盤左位置用望遠鏡的點上安置經(jīng)緯儀，以盤左位置用望遠鏡的十字絲中橫絲，瞄準目標上某一點十字絲中橫絲，瞄準目標上某一點M。轉動豎盤指標水準管微動螺旋，使氣泡居中。讀取轉動豎盤指標水準管微動螺旋，

17、使氣泡居中。讀取豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)L。倒轉望遠鏡，以盤右位置再瞄準目標上倒轉望遠鏡，以盤右位置再瞄準目標上M點。調(diào)節(jié)點。調(diào)節(jié)豎盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)豎盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)R。第40頁/共56頁選講 3.6經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的主要軸線:1 1、豎軸、豎軸VV(vertical axis)VV(vertical axis)2 2、水準管軸、水準管軸LL(bubble tube axis)LL(bubble tube axis)3 3、橫軸、橫軸HH(horizontal axis)HH(horizontal axis)4 4、視準軸、視準軸CC(collimation

18、 axis)CC(collimation axis)5 5 、圓水準器軸、圓水準器軸L LL L(circle bubble axis)(circle bubble axis)LLHHCCVVLL第41頁/共56頁1 1、VVLL VVLL 照準部水準管軸的檢校。照準部水準管軸的檢校。2 2、HHHH十字絲豎絲十字絲豎絲十字絲豎絲的檢校十字絲豎絲的檢校3 3、HHCC HHCC 視準軸的檢校視準軸的檢校LLHHCCVVLL一、經(jīng)緯儀軸線應滿足的條件第42頁/共56頁4 4HHVV HHVV 橫橫軸的檢校軸的檢校5 5豎盤指標差應為豎盤指標差應為零零 指標差的檢校指標差的檢校6 6光學垂線與光學

19、垂線與VVVV重重合合 光學對中器的檢光學對中器的檢校校7. L7. LL LVVVV圓圓水準器的檢驗與校正水準器的檢驗與校正( (次次 要要) ) LLHHCCVVLL第43頁/共56頁二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正1 1照準部水準管軸的檢校照準部水準管軸的檢校（1 1）檢驗：）檢驗：用任意兩腳螺旋使水準管氣泡居中，然后將照準部旋轉用任意兩腳螺旋使水準管氣泡居中，然后將照準部旋轉180180，若氣，若氣泡偏離泡偏離1 1格，則需校正。格，則需校正。（2 2）校正：）校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半后，再撥動水準管校正螺絲，使氣泡用腳螺旋使氣泡向中央移動一半后，再撥動水準管校正螺絲，使氣泡居中。此時

20、若圓水準器氣泡不居中，則撥動圓水準器校正螺絲。居中。此時若圓水準器氣泡不居中，則撥動圓水準器校正螺絲。 第44頁/共56頁2 2十字絲豎絲的檢校十字絲豎絲的檢校 （1 1）檢驗：）檢驗：用十字絲交點對準一目標點，再轉動望遠鏡微動螺旋，看目標點是否用十字絲交點對準一目標點，再轉動望遠鏡微動螺旋，看目標點是否始終在豎絲上移動。始終在豎絲上移動。（2 2）校正：）校正：微松十字絲的四個壓環(huán)螺絲，轉動十字絲環(huán)，使目標點始終在豎絲上微松十字絲的四個壓環(huán)螺絲，轉動十字絲環(huán)，使目標點始終在豎絲上移動。移動。 第45頁/共56頁3 3視準軸的檢校視準軸的檢校 （1 1）檢驗：）檢驗：在平坦地面上在平坦地面上選

21、擇一直線選擇一直線ABAB，約，約60m60m100m100m，在，在ABAB中點中點O O架儀，并在架儀，并在B B點垂直點垂直橫置一小尺。盤左瞄橫置一小尺。盤左瞄準準A A，倒鏡在，倒鏡在B B點小尺點小尺上讀取上讀取B1B1；再用盤右；再用盤右瞄準瞄準A A，倒鏡在，倒鏡在B B點小點小尺上讀取尺上讀取B2B2。 OBBBc421有：第46頁/共56頁（2）校正： 方法：撥動十字絲左右兩個校正螺絲，使十字絲交點方法：撥動十字絲左右兩個校正螺絲，使十字絲交點由由B2B2點移至點移至BB2BB2中點中點B3B3。第47頁/共56頁4橫軸的檢驗與校正 （1 1）檢驗：）檢驗：在在202030m

22、30m處的墻上選一仰角大于處的墻上選一仰角大于3030的目標點的目標點P P，先用盤左瞄準，先用盤左瞄準P P點，放點，放平望遠鏡，在墻上定出平望遠鏡，在墻上定出P1P1點；再用盤右瞄準點；再用盤右瞄準P P點，放平望遠鏡，在墻上定出點，放平望遠鏡，在墻上定出P2P2點。點。 tgDPPi221有：第48頁/共56頁（2）校正：方法：用十字絲交點瞄準P1 P2的中點M，抬高望遠鏡，并打開橫軸一端的護蓋，調(diào)整支承橫軸的偏心軸環(huán)，抬高或降低橫軸一端，直至交點瞄準P點。此項校正一般由儀器檢修人員進行。 第49頁/共56頁5指標差的檢校(1)(1)檢驗：檢驗：用盤左、盤右先后瞄準同一目標，計算指標差用

23、盤左、盤右先后瞄準同一目標，計算指標差x=(L+R-360 x=(L+R-360)/2)/2。 J6J6： x1x1；J2J2： x30 x30時，要進行校正。時，要進行校正。(2)(2)校正：校正：用指標水準管微動螺旋，使中絲對準（用指標水準管微動螺旋，使中絲對準（R- xR- x）位置，再有撥針使指標氣泡居中。）位置，再有撥針使指標氣泡居中。第50頁/共56頁6光學對中器的檢校 （1 1）檢驗：）檢驗：精密安置儀器后，將刻劃中心在地面上投下一點，再旋轉照準部，每隔精密安置儀器后，將刻劃中心在地面上投下一點，再旋轉照準部，每隔120120投下一點，若三點不重合，則需校正。投下一點，若三點不重合，則需校正。（2 2