土木工程測量學(xué)教程ppt(上)

角度測量測量教研室主要內(nèi)容1、水平角觀測原理2、光學(xué)經(jīng)緯儀3、經(jīng)緯儀的使用4、水平角觀測5、豎直平角觀測6、經(jīng)緯儀檢驗(yàn)7、水平角觀測誤差分析主要內(nèi)容：水平角和垂直角測量原理，DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的使用，水平角和垂直角的觀測、計(jì)算方法，角度測量的誤差分析。主要目的：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(yīng)滿足的幾何條件。重點(diǎn)內(nèi)容：測回法施測水平角、中絲法施測豎直角的觀測方法、經(jīng)緯儀各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件。一、水平角測量原理水平角：一點(diǎn)到兩目標(biāo)的目標(biāo)方向線同時投影到同一個水平面上的夾角，用表示，角值范圍：[0～360°)水平角度為：β=b-a觀測水平角的經(jīng)緯儀必須具備下列幾個條件：(1)能夠安置成水平的刻度圓盤和精確讀數(shù)裝置；(2)能夠在水平方向和豎直方向轉(zhuǎn)動的瞄準(zhǔn)設(shè)備，以精確瞄準(zhǔn)不同方向、不同高度和不同距離的目標(biāo)；(3)有能夠?qū)⒍缺P的中心安置在所測角頂點(diǎn)的鉛垂線方向上的設(shè)備。二、光學(xué)經(jīng)緯儀1、光學(xué)經(jīng)緯儀等級的劃分

光學(xué)經(jīng)緯儀按其精度劃分為ＤJ1,ＤJ2,ＤJ6,D,J分別為“大地測量”和“經(jīng)緯儀”的漢語拼音的第一個字母,1,2,6分別為該經(jīng)緯儀一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)。1972年,南京1002廠研制J07級光學(xué)經(jīng)緯儀1972年,南京1002廠研制J05級光學(xué)經(jīng)緯儀毛主席參觀我國研制的05秒級光學(xué)經(jīng)緯儀三角測量觀測覘標(biāo)西藏高原三角測量西安光學(xué)儀器廠——DJ6級方向光學(xué)經(jīng)緯儀徐州光學(xué)儀器廠——DJ6級方向光學(xué)經(jīng)緯儀南京1002廠——DJ6級方向光學(xué)經(jīng)緯儀北京博飛儀器有限公司——DJ6級方向光學(xué)經(jīng)緯儀WildT1光學(xué)經(jīng)緯儀(1980)2、經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)正面反面結(jié)構(gòu)---基座，---水平度盤---照準(zhǔn)部1)基座

腳螺旋,圓水準(zhǔn)氣泡——整平儀器水平度盤旋轉(zhuǎn)軸套在豎軸套中儀器固定于基座上2)水平度盤

圓環(huán)形光學(xué)玻璃盤片盤片邊緣刻劃，順時針注記0°~360°角度值3)照準(zhǔn)部水平度盤上能繞豎軸旋轉(zhuǎn)的全部部件總稱。豎軸(照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)軸)、U形支架、望遠(yuǎn)鏡、橫軸、豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器，讀數(shù)裝置，水平度盤變換螺旋DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置包括：度盤，光路系統(tǒng)，測微器讀數(shù)裝置：測微尺讀數(shù)，單平板玻璃讀數(shù)兩種裝置DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)窗示意圖0123456光學(xué)經(jīng)緯儀系列技術(shù)參數(shù)技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)緯儀等級DJ1DJ2DJ6一測回水平方向中誤差不大于（）±1±2±6望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不大于（mm）604040望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)302820水準(zhǔn)管分劃值不大于水平度盤6/2mm20/2mm/2mm垂直度盤/2m/2mm/2mm主要用途二等平面控制測量及精密工程測量三、四等平面控制測量及一般工程量圖根控制測量及一般工程測量三、經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的操作包括：—瞄準(zhǔn)—讀數(shù)

對中—整平經(jīng)緯儀安置1.經(jīng)緯儀的安置

內(nèi)容——對中，整平使儀器豎軸位于過測站點(diǎn)的鉛垂線上水平盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內(nèi)方法——垂球?qū)χ校鈱W(xué)對中打開三腳架腿，調(diào)整長度使腳架高度適于觀測者高度張開三腳架，安置在測站上，架頭大致水平取出經(jīng)緯儀放置在三腳架頭上儀器基座中心基本對齊三腳架頭的中心旋緊連接螺旋1)垂球?qū)χ蟹ò仓媒?jīng)緯儀垂球懸掛于連接螺旋中心掛鉤上調(diào)整垂球線長度使垂球尖略高于測站點(diǎn)粗對中與粗平——平移三腳架使垂球尖大致對準(zhǔn)測站點(diǎn)中心將三腳架的腳尖踩入土中精對中——稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座在架頭上移動儀器，使垂球尖準(zhǔn)確對準(zhǔn)測站點(diǎn)旋緊連接螺旋垂球?qū)χ姓`差≤±3mm精確整平——旋轉(zhuǎn)腳螺旋在相互垂直的兩個方向使照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)氣泡居中2)光學(xué)對中法安置經(jīng)緯儀

光學(xué)對中器的結(jié)構(gòu)經(jīng)緯儀光學(xué)對中器目鏡對光與物鏡對光采用光學(xué)對中器安置經(jīng)緯儀的操作步驟如下：將儀器置于測站點(diǎn)上，架頭大致水平。粗略對中測站點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)腳螺旋使光學(xué)對中器對準(zhǔn)測站點(diǎn)。伸縮三腳架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。再用腳螺旋精確整平經(jīng)緯儀。如果光學(xué)對中器分劃圈不在測站點(diǎn)上，應(yīng)松開連接螺旋，在架頭上平移儀器，使分劃圈對準(zhǔn)測站點(diǎn)。重新再整平儀器，依此反復(fù)進(jìn)行直至儀器整平后，光學(xué)對中器分劃圈對準(zhǔn)測站點(diǎn)為止。2.瞄準(zhǔn)和讀數(shù)測角照準(zhǔn)標(biāo)志——豎立于測點(diǎn)的標(biāo)桿測釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌水平角測量，望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲瞄準(zhǔn)照準(zhǔn)標(biāo)志①目鏡對光——望遠(yuǎn)鏡對向明亮背景轉(zhuǎn)動目鏡使十字絲清晰②粗瞄目標(biāo)——望遠(yuǎn)鏡粗瞄器瞄準(zhǔn)目標(biāo)③精瞄目標(biāo)——從望遠(yuǎn)鏡觀察旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動螺旋④讀數(shù)——打開度盤照明反光鏡，調(diào)整開度、方向測回法：適用：2個方向的單角（AOB）步驟：欲用測回法測量∠AOB，先在A、B兩點(diǎn)上立好標(biāo)桿或測釬，將經(jīng)緯儀安置于O點(diǎn)后可按下列步驟進(jìn)行觀測：

1）盤左瞄準(zhǔn)左邊A，讀取b左

2）順時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b左。則上半測回角值:β左=b左-a左測站ABOa左b左左四、水平角觀測3）倒鏡成盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b右。

4）逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a右。

則下半測回角值:

β右=b右-a右

5）計(jì)算角值

若：β左-β右≤±40“（圖根級）

則有：

β=（β左+β右）/2

a右b右右測站ABO測站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測回角一測回均值均值O(1)左A001200913300913315913312B914500右A1801130913330B2714500O(2)左A901124913306913309B1814430右A2701148913309B014500起始方向水平讀數(shù)對零的方法1、瞄準(zhǔn)目標(biāo)后，水平制動。2、轉(zhuǎn)動度盤變換手輪，使水平度盤讀數(shù)為等于或略大于0°0′0″。水平度盤位置變換手輪周二實(shí)習(xí)1、實(shí)習(xí)目的：經(jīng)緯儀的認(rèn)識2、儀器設(shè)備：一小組一臺儀器3、實(shí)習(xí)任務(wù)：每組員完成儀器安置、測一水平角，要有記錄。上一講內(nèi)容復(fù)習(xí)1、水平角定義2、水平角測量原理3、經(jīng)緯儀使用方法——安置、對中、整平、瞄準(zhǔn)4、測回法觀測步驟5、水平角的應(yīng)用五、豎直角觀測原理高度角——在同一豎直面內(nèi)，目標(biāo)方向與水平方向的夾角稱為高度角。=0°

90°，仰角為正，俯角為負(fù)；也叫垂直角。天頂距

：目標(biāo)方向與天頂方向（即鉛垂線的反方向）的夾角稱為天頂距。豎直角：高度角、天頂距都是豎直面內(nèi)的角，通稱豎直角。注：本書中的出現(xiàn)的術(shù)語“豎直角”若未作特殊說明，皆指高度角。

天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°1、豎直度盤的構(gòu)造A．包括:豎盤、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管、及其豎直度盤微動螺旋。B．特點(diǎn)：讀數(shù)指標(biāo)線固定不動，而整個豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。C、豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。

（a）順時針注記180270

090盤左指標(biāo)線270900180盤右指標(biāo)線（b）逆時針注記

0270

18090盤左指標(biāo)線270901800盤右指標(biāo)線2、豎直角測量的方法在測站上安置、對中和整平儀器。以盤左為目標(biāo)，用望遠(yuǎn)鏡微動螺旋使十字絲橫絲準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋，使指標(biāo)水準(zhǔn)氣泡居中。讀數(shù)盤右瞄準(zhǔn)目標(biāo)，與盤左操作順序同。3、豎直角的計(jì)算公式A、順時針注記α左=90°-Lα右=R-270°故一測回豎直角:

α=（α左+α右）/2B、逆時針注記問題：α左=？α右=？故有:α左=L

-90°α右=270°-R一測回豎直角:α=（α左+α右）/24、水平始讀數(shù)MO

A、定義在盤左狀態(tài)下，望遠(yuǎn)鏡視線水平是豎盤讀數(shù)為水平始讀數(shù)MO.B、計(jì)算（順時針注記）α左=MO-Lα右=R-(MO+180°)5、豎盤指標(biāo)差

A、定義由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好等于90°或270°上，而是與90°或270°相差一個x角，稱為豎盤指標(biāo)差.180270090盤左（2）結(jié)論：取盤左盤右平均值，可消除指標(biāo)差的影響。一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動范圍，J6≤25"、J2≤15"。B、計(jì)算公式（1）指標(biāo)差:對于順時針注記的：正確的豎直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x6、豎直角的觀測及記錄A、水平距離B、觀測高差7、豎直角應(yīng)用六、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的主要軸線:1、豎軸VV2、水準(zhǔn)管軸LL3、橫軸HH4、視準(zhǔn)軸CC5、圓水準(zhǔn)器軸L’L’LLHHCCVVL’L’1、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件A、VV⊥LL——照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校。B、HH⊥十字絲豎絲——十字絲豎絲的檢校C、HH⊥CC——視準(zhǔn)軸的檢校LLHHCCVVL’L’D．HH⊥VV——橫軸的檢校

D．豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零——指標(biāo)差的檢校

LLHHCCVVL’L’七、水平角觀測誤差分析1、儀器誤差：儀器校正的殘余誤差

視準(zhǔn)軸誤差（CC⊥HH）盤左盤右觀