第3章經(jīng)緯儀測量

第三章經(jīng)緯儀及其角度測量

本章主要內(nèi)容§3.1角度測量原理§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造§3.4水平角測量§3.5豎直角測量§3.6

經(jīng)緯儀檢驗與校正§3.1角度測量原理水平角測量內(nèi)容:目的:測定地面點連線之間的空間位置關(guān)系,以此來確定點的平面坐標(biāo)和高程.豎直角測量25678910134CDEβ3β4CAB§3.1角度測量原理—水平角測量原理CA水平面acb0nmB空間兩直線的夾角在水平面上的垂直投影—。=m–n范圍：0～360°水平角測量基本原理：水平度盤水平角§3.1角度測量原理—豎直角測量原理同一鉛垂面內(nèi)某方向線與指標(biāo)線之間的夾角。α范圍：0～±90°豎直角測量基本原理：豎直度盤：指標(biāo)線位置固定，一般處于鉛垂位置。水平線：傾角（豎直角α

）鉛垂線：水平面OA1水平線鉛垂線天頂ZZ=90°-α±如何區(qū)分？？？2B仰角俯角天頂距（Z）豎直角§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造一.光學(xué)經(jīng)緯儀型號:DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ15,DJ60D:大地測量;J:經(jīng)緯儀;數(shù)字:標(biāo)稱測角精度,即野外一測回方向中誤差不超過該值,單位為秒;DJ6-2DJ6-2（華光）J2-2(蘇一光)TDJ2ETDJ2（北光）J6EJ6（1002廠）§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造（一）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造照準(zhǔn)部水平度盤基座二.DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造目鏡圓水準(zhǔn)器粗瞄器物鏡腳螺旋讀數(shù)顯微鏡目鏡照明反光鏡物鏡對光螺旋光學(xué)對中器目鏡豎直微動螺旋豎直制動螺旋豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管及反光鏡水平制動螺旋水平微動螺旋豎盤水準(zhǔn)管微動螺旋度盤配置手輪照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管豎直度盤水平度盤§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡：用于精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，可繞橫軸在豎直面內(nèi)上下轉(zhuǎn)動。豎直度盤：用于觀測豎直角，與望遠(yuǎn)鏡連成一體。盤左：豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊，正鏡。盤右：豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊，倒鏡。水準(zhǔn)器：水準(zhǔn)管、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管。照準(zhǔn)部§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造光學(xué)玻璃，用于觀測水平角順時針方向注記，0～360°最小格值一般為1°或30′。復(fù)測系統(tǒng)：復(fù)測扳手（撥盤手輪）水平度盤松開：水平度盤不隨照準(zhǔn)部一起動。按下：水平度盤和照準(zhǔn)部一起動§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造腳螺旋，連接板，圓水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器：用于粗平儀器?；?.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造（二）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法度盤光路系統(tǒng)測微器讀數(shù)設(shè)備：（1）測微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法（2）單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造（二）DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置和讀數(shù)方法測微尺及其讀數(shù)方法1.測微尺：用于讀不足1°的讀數(shù)，60個分隔。長度和度盤上1°影像的寬度相等。2.讀數(shù)方法：度數(shù)在度盤上直接讀出。分?jǐn)?shù)在測微尺上讀出秒數(shù)為估讀，估讀至6″秒數(shù)為6秒的整數(shù)倍以測微尺的0分劃為指標(biāo)§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造215°07′30”水平：78°52′42”豎直：78°57′06”134°04′42”§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造單平板玻璃測微器及其讀數(shù)方法1.單平板玻璃測微器：2.讀數(shù)方法：分?jǐn)?shù)和秒數(shù),每分劃20秒估讀到1/4格，5″度數(shù)和整30分度數(shù)和整30分測微盤水平度盤豎直度盤平板玻璃、測微盤、測微輪、連接機構(gòu)讀數(shù)前先轉(zhuǎn)動測微輪,使度盤分劃線精確平分雙指標(biāo)線。§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造分?jǐn)?shù)和秒數(shù)度數(shù)和整30分度數(shù)和整30分測微盤水平度盤豎直度盤59°22′15”水平度盤106°31′00”豎直度盤每分劃20秒1.經(jīng)緯儀的安置2.照準(zhǔn)目標(biāo)3.配置度盤4.讀數(shù)5.記錄及檢校成果三.經(jīng)緯儀的使用§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造1.經(jīng)緯儀的安置對中目的：方法：垂球?qū)χ?，光學(xué)對中要求：對中偏差不超過3mm使經(jīng)緯儀的豎軸幾何中心線與測站點位于同一條鉛垂線上。觀測目標(biāo)近時，對中偏差要更小§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造整平目的：裝置：步驟：使經(jīng)緯儀的豎軸處于鉛直位置，水平度盤處于水平位置。要求：氣泡中點不超過中線一格圓水準(zhǔn)器，照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管。初步整平，使圓水準(zhǔn)氣泡居中，調(diào)節(jié)架腿。精確整平：利用基座上的三個腳螺旋，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管在相互垂直的兩個方向上氣泡都居中。反復(fù)進行，直至水準(zhǔn)管氣泡在兩個垂直方向都居中為止。平行氣泡居中，1、2等高123高氣泡居中，3與1、2等高123§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造經(jīng)緯儀安置全過程（光學(xué)對中器）擺放三角架，使高度適宜，目估對中，架頭大致水平,固定經(jīng)緯儀；注意：2，3兩步相互影響，需反復(fù)進行，直至符合要求。進行光學(xué)對中器調(diào)焦，使地面標(biāo)志清晰；尋找測站標(biāo)志大致位置；調(diào)節(jié)腳螺旋使測站地面標(biāo)志中心影像嚴(yán)格位于對中器中心。粗平：伸縮架腿，使圓水準(zhǔn)氣泡居中；精平：調(diào)節(jié)腳螺旋使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中；修正對中：松開中心螺旋，平移儀器，使測站標(biāo)志影像對中；123§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造2.照準(zhǔn)目標(biāo)豎立照準(zhǔn)標(biāo)志：標(biāo)桿：稍遠(yuǎn)的目標(biāo)；尖至于地面標(biāo)志中心，三股細(xì)絲拉住上面有測旗。測釬：較近的目標(biāo)。覘牌：電子經(jīng)緯儀等；由基座安置到三角架上?！?.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造照準(zhǔn)目標(biāo)：目鏡對光粗瞄目標(biāo)物鏡對光消除視差水平角：旋轉(zhuǎn)水平微動螺旋，使十字絲豎絲單絲精確平分目標(biāo)，或雙絲對稱夾住目標(biāo)。注意：照準(zhǔn)時盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部。精確瞄準(zhǔn)準(zhǔn)星目鏡水平微動物鏡豎直角：旋轉(zhuǎn)豎直微動螺旋，使十字絲中絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)的指定部。本講小結(jié)水平角豎直角水平角、豎直角（天頂距、傾角）、角度范圍（俯角、仰角）§3.1角度測量原理§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀及其構(gòu)造經(jīng)緯儀的構(gòu)造（盤左、盤右）、測微尺讀數(shù)方法、經(jīng)緯儀的安置（對中整平和瞄準(zhǔn)）經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)讀數(shù)方法經(jīng)緯儀的使用§3.3水平角觀測1.經(jīng)緯儀的安置2.照準(zhǔn)目標(biāo)3.配置度盤4.讀數(shù)5.記錄及檢校成果經(jīng)緯儀的使用：CA水平面acb0nmB§3.3水平角觀測方法：測回法安置儀器（同前），豎立照準(zhǔn)目標(biāo)（一）一測回觀測水平角§3.3水平角觀測瞄準(zhǔn)A目標(biāo)指定位置，讀數(shù)aL;順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,瞄準(zhǔn)B目標(biāo)指定位置,讀數(shù)bL;βL=bL-aL。ABOβ測站測回豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測回值一測回角值O1左A

B

右BA00224811436811212

盤左觀測:

βL§3.3水平角觀測ABOβ測站測回豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測回值一測回角值O1左A

B

右B

A

縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡。瞄準(zhǔn)B目標(biāo)指定位置，讀數(shù)bR;逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部,瞄準(zhǔn)A目標(biāo)指定位置,讀數(shù)aR;βR=bR-aR。2611436180023681120000224811436811212盤右觀測：βR§3.3水平角觀測ABOβ測站測回豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測回值一測回角值O1左A

B

右B

A

811206

一測回水平角

β

＝（βR＋βL)/2前提:半測回差∣βR-βL∣≤36"2611436180023681120000224811436811212§3.3水平角觀測

測回法觀測水平角的優(yōu)點：

消除視準(zhǔn)軸與儀器水平軸不垂直帶來的誤差，提高測量精度。上下半測回限差：∣βR-βL∣≤36"§3.3水平角觀測（二）多測回觀測水平角測站測回豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測回值一測回角值O1左A00224811212811206B811436右B2611436811200A1800236O2左A900312811224811215B1711536右B3511536811206A2700300各測回平均角值811211配置度盤起始方向度盤讀數(shù)變更數(shù)值：180°/n§3.3水平角觀測配置度盤目的：減弱度盤分劃不均勻產(chǎn)生的誤差影響。方法：精確照準(zhǔn)起始方向目標(biāo)后，轉(zhuǎn)動度盤變換手輪或復(fù)測板鈕，使度盤讀數(shù)調(diào)整至設(shè)定的“起始讀數(shù)”；之后在整個測回觀測過程中不能再動變換手輪或復(fù)測按鈕?！?.3水平角觀測測站測回豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平角半測回值一測回角值O1左A00224811212811206B811436右B2611436811200A1800236O2左A900312811224811215B1711536右B3511536811206A2700300各測回平均角值811211§3.3水平角觀測注意事項正倒鏡觀測的目的：b-a,出現(xiàn)負(fù)數(shù)時,將b加上360度再減,切勿用a-b為提高精度,可做n測回,需配置度盤,各測回起始讀數(shù)間隔(180°/n).消除視準(zhǔn)軸與儀器水平軸不垂直產(chǎn)生的誤差（c）觀測時應(yīng)注意三角架踏實,儀器連接牢固,螺旋用力要輕,手不要扶三角架;觀測過程中不要調(diào)整照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管;若氣泡偏離超過兩格,則要重新整平儀器,重測,陽光強時要打傘;若觀測目標(biāo)高差較大,觀測時更應(yīng)注意調(diào)平儀器;目標(biāo)標(biāo)志要鉛直,照準(zhǔn)時盡可能瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部;記錄要復(fù)述,直接記錄,不得造數(shù),當(dāng)場計算,錯誤則重測.§3.4豎直角觀測一.豎直角觀測的用途高程測量視距測量二.豎盤裝置的構(gòu)造豎直度盤豎盤指標(biāo)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋§3.4豎直角觀測豎盤、豎盤指標(biāo)及指標(biāo)水準(zhǔn)管之間應(yīng)滿足的關(guān)系：

當(dāng)視準(zhǔn)軸水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，豎盤指標(biāo)所指的豎盤讀數(shù)為一固定值（初始讀數(shù)）豎直角的大小：

視線方向的豎直度盤讀數(shù)與初始讀數(shù)之差.注意：每次讀取豎盤讀數(shù)之前，必須先使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中?！?.4豎直角觀測豎盤注記:范圍:0~360度全圓式順時針注記和全圓式逆時針注記如圖:正鏡水平狀態(tài)豎盤指標(biāo)讀書位置,以(a)為最常見.§3.4豎直角觀測豎直角（傾角）:同一豎直平面目標(biāo)方向與水平方向的夾角。三.豎直角的計算公式水平面OA1水平線鉛垂線2B確定始讀數(shù)順時針刻劃初始讀數(shù)：盤左90°盤右270°§3.4豎直角觀測盤左(正鏡)L＝90°－L盤右(倒鏡)270900180R270900180指標(biāo)R＝R－270°

=(L+R

)/2

=[(R－L)-180°]/2豎角計算公式§3.4豎直角觀測四.豎盤指標(biāo)差的計算豎盤指標(biāo)差:產(chǎn)生原因:270900180指標(biāo)xL0L豎盤、豎盤指標(biāo)和指標(biāo)水準(zhǔn)管的位置關(guān)系不正確.豎盤、豎盤指標(biāo)及指標(biāo)水準(zhǔn)管之間應(yīng)滿足的關(guān)系：當(dāng)視準(zhǔn)軸水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，豎盤指標(biāo)所指的豎盤讀數(shù)為一固定值（初始讀數(shù)）。當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，豎盤指標(biāo)線往往與正確初始位置相差一個小角度x.§3.4豎直角觀測豎盤指標(biāo)差計算:L′=(90°+x)－LL=90°－LL始=90°+x盤左(正鏡)§3.4豎直角觀測盤右(倒鏡)R＝R－270°R′＝

R－(270°+x)L始=270°+xL′=

(90°－L)+

x=L+x§3.4豎直角觀測R′＝

R－(270°+x)L′=(90°+x)－L

=(L′

+R

′)/2=(

L

+R)/2=[(R－L)-180°]/2L=90°－LR＝R－270°R′=(R－

270°)

－x=R-x結(jié)論:正倒鏡觀測法觀測豎直角可以消除豎盤指標(biāo)差的影響計算式:x=

[(R+L)-

360°]/2

=(R-L)/2同一測回不同方向上指標(biāo)差的變動范圍不超過25秒?。?！§3.3豎直角觀測四.豎直角外業(yè)觀測安置儀器（同前），豎立照準(zhǔn)目標(biāo)，量儀器高和覘標(biāo)高，，盤左瞄準(zhǔn)目標(biāo)M,使十字絲中絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)的指定位置;縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右瞄準(zhǔn)目標(biāo)M,方法同前;讀出盤右讀數(shù)R;轉(zhuǎn)動豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋,使指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中,讀數(shù)L;計算豎直角和指標(biāo)差.測站名測站儀器高m目標(biāo)名豎盤位置豎盤讀數(shù)半測回豎直角指標(biāo)差x一測回豎直角OM左

右

左右OM1水平線鉛垂線5929483002948測站名測站儀器高m目標(biāo)名豎盤位置豎盤讀數(shù)（°′″）半測