第3章角度測(cè)量

1、第三章第四章751 提要一水平角與垂直角觀測(cè)原理7523-1 水平角與垂直角觀測(cè)原理1.水平角觀測(cè)原理753bABCcabA1C1B1ob2.垂直角觀測(cè)原理754天頂鉛垂線水平線CAZCZBZ = 0 180a垂直角與天頂距的關(guān)系：垂直角與天頂距的關(guān)系：bcACA（）（）（）（）提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)7553-2 經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)一、經(jīng)緯儀的等級(jí)和用途DJ1級(jí) 高級(jí)控制和精密工程 測(cè)量DJ2級(jí) 一般控制和工程測(cè)量DJ6級(jí) 圖根控制、工程測(cè)量 和地形測(cè)量 望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤(pán)垂直度盤(pán) 1 2 66/2mm 20/2mm 30/2mm 10/

2、2mm 20/2mm 30/2mm 經(jīng)緯儀系列的技術(shù)參數(shù)和用途756提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)757 提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)758電子經(jīng)緯儀基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同；操作方法也基本相同。用微電子技術(shù)自動(dòng)顯示度盤(pán)的讀數(shù)。975二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造1075經(jīng)緯儀的構(gòu)造分為三大部分（由下而上）：1.基座 包括腳螺旋 和底板 2.水平度盤(pán) 包括玻璃度盤(pán) 和縱軸套 3.照準(zhǔn)部 包括水準(zhǔn)管,支架, 橫軸，豎盤(pán)和望遠(yuǎn)鏡 三、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀二. DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造11751.基座7512 7513(二) 照準(zhǔn)部133.水平度盤(pán)7514 0B90B180B270B090180270縱軸套4.J6

3、經(jīng)緯儀的 讀數(shù)裝置7515(四) 度盤(pán)讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法12315746581791819111213101620142122232425 水平度盤(pán)讀數(shù)豎盤(pán)讀數(shù)水平度盤(pán)垂直度盤(pán)J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)7516 兩種測(cè)微裝置：分微尺與平行玻璃板測(cè)微 01737301234566543210水 平豎 直73728786讀數(shù)鏡視場(chǎng)b).平行玻璃板測(cè)微1775 平行玻璃測(cè)微器： 平行玻璃板與 分微尺由測(cè)微 手輪控制。轉(zhuǎn) 動(dòng)測(cè)微手輪， 使度盤(pán)像移動(dòng)， 而與指標(biāo)線重 合, 移動(dòng)量可 在測(cè)微器上讀出。 讀數(shù)方法為： 水平度盤(pán)讀數(shù)： 9292173517351015345679091939494 9391 9065

4、43152092(a)(b)分劃與指標(biāo) 線重合前分劃與指標(biāo) 線重合后四、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀及其讀數(shù)7518123456789101112131415161718519提要二光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤(pán)讀數(shù)7519DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)7520主要特點(diǎn)： 71724143142 度盤(pán)讀取度數(shù)旋轉(zhuǎn)測(cè)微器使度盤(pán)對(duì)徑分劃線重合測(cè)微器讀取分秒數(shù)及十分?jǐn)?shù)五、電子經(jīng)緯儀的度盤(pán)讀數(shù)基本結(jié)構(gòu)與光學(xué)經(jīng)緯儀相同，操作方法也基本相同。用編碼度盤(pán)及光電掃描技術(shù)在顯示屏自動(dòng)顯示度盤(pán)的讀數(shù)?？墒顾蕉缺P(pán)讀數(shù)置零、垂直角測(cè)量模式轉(zhuǎn)換。2175電子經(jīng)緯儀的顯示屏度盤(pán)讀數(shù)和控制鍵2275水平角觀測(cè)7523 掌握對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)、讀數(shù)的方

5、法與要求。 對(duì)中整平經(jīng)緯儀后，用縱絲和(或)橫絲對(duì)準(zhǔn)豎 立于地面點(diǎn)上方標(biāo)志；粗瞄,制動(dòng),微動(dòng)精確瞄 準(zhǔn)，然后進(jìn)行度盤(pán)讀數(shù)。 要求掌握“測(cè)回法”和“方向觀測(cè)法”觀測(cè)水 平角的儀器操作方法、觀測(cè)程序、記錄和計(jì)算 方法。 BCAb 7524B75252.用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中 752612345678光學(xué)對(duì)中器的結(jié)構(gòu)：操作步驟： (1)安置三腳架，目估對(duì)中，架頭大致水平； (2)對(duì)中器目鏡調(diào)焦，使十字絲清晰;物鏡調(diào)焦,使地面標(biāo)志清晰； (3)旋轉(zhuǎn)腳螺旋使對(duì)準(zhǔn)地面標(biāo)志,伸縮三腳架腿,使圓水準(zhǔn)泡居中； (4)按水準(zhǔn)管氣泡精確置平儀器； (5)在三腳架頭平移儀器,使對(duì)中誤差1mm。對(duì)準(zhǔn)地面標(biāo)志整平7527123

6、(二) 整平 使儀器縱軸鉛垂，水平度盤(pán)水平， 橫軸水平，豎盤(pán)位于鉛垂面內(nèi)。按左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。容許的居中偏差應(yīng)小于一格。123瞄準(zhǔn)2875二、照準(zhǔn)標(biāo)志及瞄準(zhǔn)方法 用望遠(yuǎn)鏡的縱絲和(或)橫絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo) 瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心操作步驟：。（地面點(diǎn)之上安置）標(biāo)桿標(biāo)桿測(cè)釬測(cè)釬覘牌覘牌掛垂球線掛垂球線測(cè)回法觀測(cè)水平角7529三、水平角觀測(cè)方法(一) 測(cè)回法 觀測(cè)程序： 第1方向第2方向JKBbb b左左= =k k左左- -j j左左b b右右= =k k右右- -j j右右：左左-右右 40 取: b = (b左左+b右右)/2 水平角觀測(cè)記錄7530測(cè)回法水平角觀測(cè)記錄JK

7、Bb右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測(cè)站測(cè)站豎盤(pán)豎盤(pán)位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度盤(pán)水平度盤(pán) 讀讀 數(shù)數(shù)半測(cè)回角半測(cè)回角一測(cè)回一測(cè)回平均角平均角水平角觀測(cè)記錄大角7531第第2 2方向方向ACB第第1 1方向方向b測(cè)回法水平角觀測(cè)記錄 表中盤(pán)右C讀數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減，則C讀數(shù)應(yīng)加360后再減A讀數(shù)，而得盤(pán)右角值。B左左AC 010302143342右右AC214231221422542142303測(cè)站測(cè)站豎盤(pán)豎盤(pán)位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度盤(pán)水平度盤(pán) 讀讀 數(shù)數(shù)半測(cè)回半測(cè)回 角角 值值 一測(cè)回一測(cè)回平均角值平均角/p>

8、12測(cè)站測(cè)站 盤(pán)左、盤(pán)右測(cè)得角值之差小于40，則取其平均值。方向觀測(cè)法7532 ABCDE零方向盤(pán)盤(pán)左左盤(pán)盤(pán)右右例：觀測(cè)A,B,D,E 四方 向的瞄準(zhǔn)讀數(shù)次序：盤(pán)左(順時(shí)針?lè)较?A- B- D- E- A盤(pán)右(逆時(shí)針?lè)较?A- E- D- B- A測(cè)站測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)2C盤(pán)左盤(pán)右平均讀數(shù)歸零方向值各測(cè)回歸零方向平均值盤(pán) 左盤(pán) 右C1ABDEA051131182002155402020642122412180231311218002155402020030002406+6+12+120+6(0051131182002021554020206)0336062409051131182001

9、35200003000182ABDEA901412212729003175504033000420036270321419227003165503032454305436+6+6+12+60(90901412212729003031655030332)2757365736051131182001352000025042505113118200135200002802227533 全圓方向法水平角觀測(cè)記錄表3-3全圓方向法觀測(cè)的計(jì)算和限差(R方向值)7534(1)半測(cè)回歸零差 盤(pán)左或盤(pán)右半測(cè)回中,開(kāi)始和結(jié)束兩次瞄準(zhǔn)起始方向的讀數(shù)之差,稱為歸零差。對(duì)于J2級(jí)應(yīng)8,J6級(jí)應(yīng)18(2)兩倍視準(zhǔn)差（2C

10、） 一測(cè)回中,同一方向盤(pán)左、盤(pán)右兩次瞄準(zhǔn)讀數(shù)差與180之差稱為2C。 2C= R左左（R右右180）。2C屬于儀器誤差, 應(yīng)為一個(gè)常數(shù)；其變化對(duì)于J2級(jí)應(yīng)13。(4)歸零方向值 一測(cè)回中,各方向的盤(pán)左、盤(pán)右平均值與零方向的方向值之差,稱為歸零方向值。同一方向各測(cè)回間歸零方向值之差，對(duì)于J2級(jí)應(yīng)9,對(duì)于J6級(jí)應(yīng)24。(3)盤(pán)左盤(pán)右平均值 R = ( R左左+ ( R右右180)垂直角觀測(cè)7535垂直角觀測(cè)原理7536天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角 在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與 水平視線的夾角(也稱豎直角)。 = 090o，仰角為正，俯角為負(fù)。0180天頂

11、距 垂直度盤(pán)垂直角的主要用途7537垂直角的用途2 斜距化為平距 已知斜距S、垂直角， 計(jì)算平距D：圖3-20 斜距化為平距l(xiāng)ihhDhABtan 2 三角高程測(cè)量 已知平距D、垂直角， 計(jì)算A、B兩點(diǎn)間圖3-21 三角高程測(cè)量ABhlABAB兩點(diǎn)高差兩點(diǎn)高差斜距斜距S S平距平距D D豎盤(pán)構(gòu)造特點(diǎn)7538一、垂直度盤(pán)構(gòu)造構(gòu)造特點(diǎn)： 豎盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn) 動(dòng), 豎盤(pán)與讀數(shù)指標(biāo) 脫離，豎盤(pán)水準(zhǔn)管與 指標(biāo)相連，豎盤(pán)氣泡 居中, 指標(biāo)應(yīng)鉛垂。901800270123456789101112 圖中注記：豎盤(pán)構(gòu)造特點(diǎn)7539垂直度盤(pán)讀數(shù)構(gòu)造特點(diǎn)：。27027090901801800 00 02702701

12、801809090垂直度盤(pán)與讀數(shù)指標(biāo)270900180270901800抬高望遠(yuǎn)鏡時(shí)，讀數(shù)增大RLRL27090抬高望遠(yuǎn)鏡時(shí)，讀數(shù)減小27090RLRL40757541270900180270900180（以順時(shí)針刻度、盤(pán)左為例）（以順時(shí)針刻度、盤(pán)左為例）視線水平視線向上(仰角)抬高望遠(yuǎn)鏡時(shí),讀數(shù)L減小 = 0Z Z = 90L= 90 = 0 Z = 90 = 90o L Z = LLLZ Z確定垂直角的計(jì)算公式4275二、垂直角的計(jì)算公式 根據(jù)豎盤(pán)刻度形式(順時(shí)針或逆時(shí)針)，觀測(cè)時(shí)的豎盤(pán)位置(盤(pán)左或盤(pán)右)確定垂直角的計(jì)算公式匯總： 090180270OOOOO27090OO1800OO27

13、090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OLZLZ-盤(pán)左盤(pán)右視線水平視線向上（仰角）視線向下（俯角） = 0Z = 90L = 90R = 270= 0Z = 90 = 90 - LZ = L = 90 - LZ = L = R - 270Z = 360 - RLLOOOLZLLOOOOOOOLLRZRRZZ = R - 270Z = 360 - ROORRRR-Z垂直角計(jì)算公式豎盤(pán)順時(shí)針刻度：4375L90LLZ L盤(pán)左90LLR027R270RRR360ZR180RZRL180ZL豎盤(pán)逆時(shí)針刻度：三、豎盤(pán)指標(biāo)差 水準(zhǔn)管氣泡居中后指標(biāo)線

14、偏離標(biāo)準(zhǔn)位置的角度 為 x，稱為垂直度盤(pán)的“指標(biāo)差”。4475090180270OOOOO27090OO1800OO27090OO1800OO27090OO1800OLZ盤(pán)左盤(pán)右視線水平視線向上（仰角） = 0Z = 90L = 90 -xR = 270 -x= 0Z = 90 = 90 - L - xZ = L + x = R - 270 +xZ = 360 - R -xLLOOOLZOOOOOOLLRZRZRRxxxxZ = R - 270+ xLR Z = 360- R - xLR盤(pán)左：豎盤(pán)指標(biāo)差7545 0 0270 270 18018090 90 x 豎盤(pán)指標(biāo)差（順時(shí)針刻度） = R

15、 +x - 270LR）（RL21）（RLx36021豎盤(pán)指標(biāo)差75460 0270270L1801809090 x = 270- ( Rx )LR）（RL21）（36021RLx垂直角觀測(cè)記錄7547 2700 90180 左=L-90右=270 -R目目標(biāo)標(biāo)豎豎盤(pán)盤(pán)位位置置豎盤(pán)豎盤(pán)讀數(shù)讀數(shù) 半半 測(cè)測(cè) 回回垂垂 直直 角角 一一 測(cè)測(cè) 回回垂垂 直直 角角 2x 豎盤(pán)形式及豎盤(pán)形式及垂直角計(jì)算公式垂直角計(jì)算公式I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 22 -22 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28

16、 37 58 -22 +28 37 47左右H 84 06 10 - 5 53 50275 53 30 - 5 53 30 -20 - 5 53 40垂直角觀測(cè)記錄經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7548經(jīng)緯儀的軸線7549 LL1HH1CC1VV1LL1軸線間應(yīng)滿足的條件7550 1經(jīng)緯儀軸線間應(yīng)滿足的條件LL1HH1CC1VV1LL1經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7551二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7552 （一） 水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7553 置平水準(zhǔn)管氣泡后，水準(zhǔn)管軸不垂直于縱軸水準(zhǔn)管軸不垂直于縱軸照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180180后后經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7554 (一) 用腳螺旋移動(dòng)

17、氣泡偏歪的一半用腳螺旋移動(dòng)氣泡偏歪的一半轉(zhuǎn)動(dòng)校正螺旋置平氣泡轉(zhuǎn)動(dòng)校正螺旋置平氣泡7555經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7556（二）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)和校正132441經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7557經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正 十字絲環(huán)校正螺絲十字絲環(huán)固定螺絲4321(b)(a)P經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7558 檢驗(yàn)：CC1HH1(a)盤(pán) 左盤(pán) 右(b)1HH1CC水平度盤(pán)豎盤(pán)豎盤(pán)CC2C)180(21LRR7559 十字絲十字絲校正螺絲校正螺絲經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正7560 iHH1VV1PAAP1VV1HHiBMP(a)盤(pán)左盤(pán)右經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正iHH1VV1PAAP1VV1HHiBMP(a)7561 PMABi2盤(pán)左盤(pán)右75

18、62橫軸校正方法：卸去經(jīng)緯儀支架一側(cè)的密封板，可以看到橫軸一端、軸承和橫軸校正偏心輪(黃銅)。橫軸一端橫承橫軸校正偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪可以使橫軸一端升降，以達(dá)到橫軸垂直縱軸的目的。由于需要拆開(kāi)儀器，此項(xiàng)校正一般由專業(yè)維修人員進(jìn)行。經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正756375647565經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正123456787566經(jīng)緯儀縱軸經(jīng)緯儀縱軸對(duì)中器視準(zhǔn)軸度盤(pán)刻度中心C與照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心C不重合稱為照準(zhǔn)照準(zhǔn)部偏心差部偏心差。照準(zhǔn)部在度盤(pán)不同的方向時(shí)，此誤差對(duì)讀數(shù)的影響也不相同：A方向讀數(shù)影響xa,B方向?yàn)閤b6775090180270CC1a1a1a2a2b1b1b2b2xaxaxbxbAB刻度中心刻度中心C C C C1 1旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)中心 二、經(jīng)緯儀軸系誤差的影響 經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸,橫軸,縱軸之間的幾何關(guān)系不正確對(duì)水平角觀測(cè)的影響。6875HH1LL1CC1VVLL (一)視準(zhǔn)軸誤差的影響 (二)橫軸誤差的影響 (三)縱軸誤差的影響視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸橫軸不垂直于縱軸縱軸不位于鉛垂線