第3章：角度測(cè)量4學(xué)時(shí)

第3章角度測(cè)量本章內(nèi)容：水平角、豎直角、測(cè)角儀器（經(jīng)緯儀）、角度測(cè)量方法、精密經(jīng)緯儀。

§3-1水平角測(cè)量原理角度測(cè)量是測(cè)量三要素之一。1.水平角的定義地面上某點(diǎn)到兩目標(biāo)的方向線垂直投影到水平面上所形成的夾角，稱(chēng)為水平角?；蜻^(guò)地面上一點(diǎn)所發(fā)出的兩條方向線所作的鉛垂面間的二面角，稱(chēng)為水平角，用β表示?！?-1水平角測(cè)量原理1.水平角的定義如圖所示，

β=b–a其中，a、b分別為過(guò)兩方向線所作鉛垂面在水平度盤(pán)上截得的讀數(shù)?！?-1水平角測(cè)量原理2.測(cè)量水平角的設(shè)備經(jīng)緯儀應(yīng)具有：水平度盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)雙自由度的

§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造1.經(jīng)緯儀的分類(lèi)按測(cè)角精度分類(lèi)DJ07、DJ1

、DJ6

、DJ15

、DJ60D——大地測(cè)量?jī)x器J——經(jīng)緯儀腳標(biāo)——水平方向一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù)（中誤差在第五章介紹）?！?-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的組成：基座、水平度盤(pán)、照準(zhǔn)部三部分組成?！?-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.1基座是支承儀器的底座，它連接照準(zhǔn)部與三腳架，其上有三個(gè)腳螺旋，用于整平儀器。

§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.2水平度盤(pán)它是一玻璃圓盤(pán)，全圓順時(shí)針刻劃0°～360°。最小刻劃為1°或30′（6″儀器）。

§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準(zhǔn)部組成：望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤(pán)、讀數(shù)窗、水準(zhǔn)器、各部分轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋。⑴望遠(yuǎn)鏡組成：物鏡組、調(diào)焦鏡、十字絲分劃板、目鏡組等?！?-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準(zhǔn)部⑵豎直度盤(pán)⑶十字絲分劃板（如圖所示）§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準(zhǔn)部⑷水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器，用于精平。圓水準(zhǔn)器，用于粗平?，F(xiàn)在出廠的儀器多數(shù)無(wú)圓水準(zhǔn)器?！?-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準(zhǔn)部⑸各部分轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋有：水平制動(dòng)與微動(dòng)螺旋，望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)與微動(dòng)螺旋。

§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造3.光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法3.1分微尺測(cè)微器及其讀數(shù)方法度盤(pán)分劃值為1°，順時(shí)針全圓刻劃分微尺分劃值為1′，逆時(shí)針刻劃分微尺分劃全長(zhǎng)為60′，分微尺全長(zhǎng)影象與度盤(pán)1°影象長(zhǎng)度相等。

§3-2經(jīng)緯儀的類(lèi)型與構(gòu)造3.光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法3.1分微尺測(cè)微器及其讀數(shù)方法讀數(shù)窗影象分上、下兩部分，HZ代表水平盤(pán)，V代表豎直盤(pán)。讀數(shù)時(shí)直讀1′，估讀0.1′圖中HZ盤(pán)讀數(shù)為：187°03.4′

§3-3水平角觀測(cè)方法1.安置儀器目的：將水平度盤(pán)中心安置到測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上，同時(shí)將水平度盤(pán)置于水平面內(nèi)。1.1儀器的安裝§3-3水平角觀測(cè)方法1.2對(duì)中分為光學(xué)對(duì)中、垂球?qū)χ小?.3整平用水準(zhǔn)管整平。如圖所示，左手拇指移動(dòng)方向?yàn)闅馀菀苿?dòng)方向。§3-3水平角觀測(cè)方法2.望遠(yuǎn)鏡盤(pán)位2.1正鏡（盤(pán)左）觀測(cè)者正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，豎直度盤(pán)位于望遠(yuǎn)鏡左側(cè)。2.2倒鏡（盤(pán)右）觀測(cè)者正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，豎直度盤(pán)位于望遠(yuǎn)鏡右側(cè)。盤(pán)左盤(pán)右§3-3水平角觀測(cè)方法3.設(shè)置照準(zhǔn)目標(biāo)及瞄準(zhǔn)3.1設(shè)置目標(biāo)距離較遠(yuǎn)時(shí)，豎立標(biāo)桿。距離較近時(shí)，豎立測(cè)釬或吊垂球。§3-3水平角觀測(cè)方法3.設(shè)置照準(zhǔn)目標(biāo)及瞄準(zhǔn)3.2照準(zhǔn)目標(biāo)測(cè)水平角時(shí)，用十字絲豎絲；測(cè)豎直角時(shí)，用十字絲橫絲。瞄準(zhǔn)時(shí)，注意調(diào)焦?！?-3水平角觀測(cè)方法4.觀測(cè)水平角水平角觀測(cè)方法分為測(cè)回法（方向數(shù)≤3個(gè)）和方向觀測(cè)法（方向數(shù)>3個(gè)）。4.1測(cè)回法觀測(cè)步驟①

正鏡（盤(pán)左）瞄準(zhǔn)A，讀水平度盤(pán)讀數(shù)aL，并記錄；②

正鏡（盤(pán)左）瞄準(zhǔn)B，讀水平度盤(pán)讀數(shù)bL，并記錄；OABβ§3-3水平角觀測(cè)方法4.觀測(cè)水平角4.1測(cè)回法觀測(cè)步驟③

倒鏡（盤(pán)右）瞄準(zhǔn)B，讀水平度盤(pán)讀數(shù)bR，并記錄；④

倒鏡（盤(pán)右）瞄準(zhǔn)A，讀水平度盤(pán)讀數(shù)aR，并記錄；⑤

計(jì)算半測(cè)回角值，并記錄：（上）前半測(cè)回角值：βL=bL-aL

（下）后半測(cè)回角值：βR=bR-aROABβ§3-3水平角觀測(cè)方法4.觀測(cè)水平角4.1測(cè)回法觀測(cè)步驟⑥

若△β=|βL-βR|≤40″時(shí)，則取β=（βL+βR）/2⑦

記錄計(jì)算如下表所示。OABβ§3-3水平角觀測(cè)方法測(cè)站盤(pán)位目標(biāo)讀數(shù)°′″半測(cè)回角值°′″一測(cè)回角值°′″各測(cè)回平均值°′″草圖OLA564120715525715542B1283645RB3083700715600A2364100OABβ§3-4豎直角觀測(cè)1.豎直角測(cè)量原理1.1豎直角的定義同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平視線之間的夾角，稱(chēng)豎直角，用α表示，其值為0°～±90°。

§3-4豎直角觀測(cè)1.豎直角測(cè)量原理1.2仰角與俯角視線向上傾斜時(shí)，α>0°，為仰角，為“+”值。視線向下傾斜時(shí)，α<0°，為俯角，為“-”值。

§3-4豎直角觀測(cè)1.豎直角測(cè)量原理1.2仰角與俯角視線水平時(shí)讀數(shù)固定為90°、270°值中的一個(gè)，因此，觀測(cè)時(shí)只觀測(cè)一個(gè)方向。|α|=|傾斜視線讀數(shù)–水平視線讀數(shù)|§3-4豎直角觀測(cè)2.豎盤(pán)構(gòu)造2.1豎盤(pán)裝置豎盤(pán)、指標(biāo)水準(zhǔn)管、微傾螺旋。

§3-4豎直角觀測(cè)3.豎直角觀測(cè)3.1安置儀器安裝儀器、對(duì)中、整平。3.2

盤(pán)左瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，如圖所示。3.3

豎盤(pán)指標(biāo)歸零，讀取豎盤(pán)讀數(shù)L，并記錄。3.4

倒鏡，盤(pán)右瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，重復(fù)第3步，讀取豎盤(pán)讀數(shù)R，并記錄。以上為一個(gè)測(cè)回。

§3-4豎直角觀測(cè)3.豎直角觀測(cè)3.5豎直角計(jì)算按保證仰角為正，俯角為負(fù)的原則，盤(pán)左時(shí)，若隨望遠(yuǎn)鏡的抬高（上仰）而豎盤(pán)讀數(shù)增大，則

αL=L–90°，αR=270°-R反之αL=90°–L，αR=R-270°如圖所示為順時(shí)針注記情況。

α=（αL+αR）/2

§3-4豎直角觀測(cè)§3-4豎直角觀測(cè)§3-4豎直角觀測(cè)3.豎直角觀測(cè)3.6記錄測(cè)站

目標(biāo)

盤(pán)位

豎盤(pán)讀數(shù)°′″半測(cè)回角值°′″測(cè)回角值°′″OAL811842+84118+84124

R2784130+84130§3-7高級(jí)測(cè)角儀器簡(jiǎn)介1.陀螺經(jīng)緯儀2.激光經(jīng)緯儀3.電子經(jīng)緯儀

1陀螺經(jīng)緯儀利用高速旋轉(zhuǎn)的陀螺馬達(dá)本身的動(dòng)力學(xué)特性(定軸性、進(jìn)動(dòng)性)和地球自轉(zhuǎn)的影響，來(lái)達(dá)到尋真北的目的。其工作情況類(lèi)似于電子經(jīng)緯儀，所不同的是電子經(jīng)緯儀只能測(cè)定兩個(gè)目標(biāo)的相對(duì)夾角，而陀螺經(jīng)緯儀不僅可以測(cè)定目標(biāo)之間的相對(duì)夾角，而且可以測(cè)定目標(biāo)與真北方位之間的夾角。2激光通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)射出來(lái)，與望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸保持同軸、同焦。因此本產(chǎn)品除具有電子經(jīng)緯儀的所有功能外，還提供一條可見(jiàn)的激光束，十分利于工程施工。同時(shí)望遠(yuǎn)鏡可繞過(guò)支架作盤(pán)左盤(pán)右測(cè)量，保持電子經(jīng)緯儀的測(cè)角精度。也可向天頂方向垂直發(fā)射激光束，作一臺(tái)激光垂準(zhǔn)儀。若配置彎管讀數(shù)目鏡，則可根據(jù)豎盤(pán)讀數(shù)對(duì)垂直角進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸精細(xì)調(diào)成水平后，又可作激光