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角度测量原理 光学经纬仪 水平角观测方法 竖直角测量 经纬仪的检验与校正 角度测量误差及注意事项 电子经纬仪

第三章 角度测量. 本章主要内容. 角度测量原理 光学经纬仪 水平角观测方法 竖直角测量 经纬仪的检验与校正 角度测量误差及注意事项 电子经纬仪. 水平度盘. a. 0. c. A. O. B. a. 水平面. o. . b. 角度测量原理. 水平角测量原理 水平角 ：从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。  =b-a （ 0 。  360 。 ）。 也可看成是包含 OA 、 OB 视线 的 两个铅垂面之间 的两面角。. 天顶. A. 0 °. 水平线. 270 °.

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角度测量原理 光学经纬仪 水平角观测方法 竖直角测量 经纬仪的检验与校正 角度测量误差及注意事项 电子经纬仪

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Presentation Transcript

  1. 第三章 角度测量 本章主要内容 • 角度测量原理 • 光学经纬仪 • 水平角观测方法 • 竖直角测量 • 经纬仪的检验与校正 • 角度测量误差及注意事项 • 电子经纬仪

  2. 水平度盘 a 0 c A O B a 水平面 o  b 角度测量原理 • 水平角测量原理 水平角：从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。 =b-a（0。360。）。 • 也可看成是包含 OA、OB视线 的 两个铅垂面之间 的两面角。

  3. 天顶 A 0° 水平线 270° 90 ° B 180° 铅垂线 C 角度测量原理 • 竖直角测量原理 垂直角——空间方向线与水平面或天顶方向的夹角，简称竖角，又称垂直角。 =0。－90。 仰角为正， 俯角为负。 空间方向线 的竖角和天顶距 Z之间的关系为：

  4. 光学经纬仪 • 分类 按其精度等级划分: DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪）； DJ6（普通光学经纬仪) 下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。 一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪

  5. 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪

  6. 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪

  7. 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪 经纬仪一般由基座、 水平度盘、照准部三部分 组成。

  8. 0 0 270 270 90 90 180 180 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪 1．照准部 照准部是基座上方能够转动的部分的 总称。主要由望远镜、竖直度盘、 水准器以及读数设备等组成。 2.水平度盘 水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度 盘，分划从0°至360°，按顺时针注记， 每格1°或30′， 用以测量水平角。

  9. 照准部 水平度盘 基座 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪 1．照准部 2.水平度盘 3．基座 基座是支承整个仪器的底座； 脚螺旋用于整平仪器。

  10. 图3-3 分微尽测微器读数装置 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪 DJ6级经纬仪采用的测微装置 1.分微尺测微器及其读数方法 利用度盘刻度线，在分微尺上读数。 度盘上1度分划的间隔经放大后， 与分微尺全长相等。分微尺全长分 60格，因此其最小格值为1=60秒。 读数估读至0.1格，因此，估读的 秒数都应是6秒的倍数。 例：水平度盘整个读数为： 261°05′24″ 竖直度盘读数为：90°54′36″。

  11. 光学经纬仪 • DJ6级光学经纬仪 DJ6级经纬仪采用的测微装置 2.单平板玻璃测微器及其读数方法 主要包括平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮。 读数时，先转动测微轮，使度盘某分划线精确地移在双指标线的中央，读出该分划线的度盘读数，再根据单指标线在测微尺上读取分、秒数，然后相加，即为全部读数。如图中水平度盘读数为39°30′+22′30″=39°52′30″。

  12. 水平角观测方法 • 经纬仪的安置 经纬仪的安置包括对中和整平两项工作。 1.垂球对中和整平 （1）对中:使仪器的中心（竖轴）与测站点位于同一铅垂线上。 粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测站中心12cm内； 精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动(不能旋转) 仪器，使垂球尖精确对中测站标志中心，旋紧 中心螺丝。 （2）整平:使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。

  13. 3 3 2 1 2 1 气泡居中，3与1、2等高 气泡居中，1、2等高 水平角观测方法 • 经纬仪的安置 1.垂球对中和整平 （1）对中 （2）整平 用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。 一测回观测过程中，不得再调气泡。

  14. 水平角观测方法 • 经纬仪的安置 2.光学对中器对中和整平 （1）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线上，将三脚架踩实。 （2）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上圆圈，拉或推动目镜使测站点影像清晰。 （3）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。 （4）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器气泡居中。 （5）用脚螺旋整平照准部水准管。

  15. 水平角观测方法 • 经纬仪的安置 2.光学对中器对中和整平 （6）用光学对中器观察测站点是否偏离分划板圆圈中心。如果偏离中心，稍微松开三脚架连接螺 旋，在架头上移动仪器，圆圈中心对准测站点后旋 紧连接螺旋。 （7）重新整平仪器，直至在整平仪器后，光学对中 器对准测站点为止。

  16. 水平角观测方法 常用方法有测回法和方向观测法。 1．测回法 步骤： (1) 安置仪器于测站O点，对中、整平 (2)上半测回：盘左，LA ,LB (3)下半测回：盘右，RB , RA 上半测回和下半测回构成一测回。 (4) 若β左- β右≤40″，认为观测合格。此时可取

  17. 水平角观测方法 1．测回法 测回法观测记录手薄

  18. B C 盘左 A O 零方向 D 盘右 水平角观测方法 2. 方向观测法 (1)操作步骤： 盘左位置：瞄准零方向A ，按顺时针旋转照准部， 依次照准B、C、D各目标方 向，分别读取水平度盘读数， 最后再观测零方向A ，称为 上半测回归零,以上称为上 半测回。

  19. B C 盘左 A O 零方向 D 盘右 水平角观测方法 2. 方向观测法 (1)操作步骤： 盘右位置：先照准零方向A ， 按逆时针方向依次照准D 、C 、 B 各目标方向，分别读取水平 度 盘读数，最后再照准零 方向A ，称为下半测回 归零，此为下半测回。

  20. 竖直角测量 • 竖直度盘的构造 竖直度盘部分包括竖盘、 竖盘指标水准管和竖盘指标 水准管微动螺旋. 竖盘的注记形式有顺时针与 逆时针两种。当望远镜视线 水平，竖盘指标水准管气泡 居中时，盘左竖盘读数应为90°，盘右竖盘读数则为270°。

  21. 竖直角测量 • 竖直角计算公式 1.顺时针注记形式 盘左 盘右

  22. 竖直角测量 • 竖直角计算公式 2.逆时针注记形式

  23. 270 180 0 90 竖直角测量 • 竖盘指标差 • 竖盘指标差x——竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角。竖盘指标的便移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正值，反之为负。

  24. 竖直角测量 • 竖盘指标差

  25. 竖直角测量 • 竖直角观测与计算 观测步骤： （1）在盘左位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手薄。 （2）在盘右位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录手薄，测回观测结束。 （3）根据仪器竖盘注记形式确定竖直角计算公式，计算竖直角和指标差。

  26. C H H C L L V L’ L’ V 经纬仪的检验与校正 • 经纬仪轴线应满足的条件 经纬仪的轴线 竖轴VV 横轴HH 望远镜视准轴CC 照准部水准管轴LL

  27. C H H C L L V L’ L’ V 经纬仪的检验与校正 • 经纬仪轴线应满足的条件 轴线间应满足的条件 (l)水准管轴垂直于竖轴 LL⊥VV (2)十字竖丝垂直于横轴 竖丝⊥HH (3)视准轴垂直于横轴 CC⊥HH (4)横轴垂直于竖轴 HH⊥VV (5)竖盘指标差应为零 (6) 光学对点器的视准轴应与竖轴重合。

  28. 经纬仪的检验与校正 • 经纬仪的检验与校正 1．照准部水准管轴的检验校正 （1）不良影响：V V轴无法铅垂 影响空间角投影为水平角和竖直角 横轴随方向而变 （2）检验（发现误差）：气泡居中后旋转180°是否仍居中？ （3）校正：用水准管校正螺旋使气泡返回一半，用脚螺旋纠正一半。

  29. 经纬仪的检验与校正 2．十字丝竖丝的检验校正 （1）不良影响：不能精确瞄准目标。 （2）检验 （3）校正

  30. 经纬仪的检验与校正 3．视准轴的检验校正 （1）不良影响：在绕横轴旋转时视准轴画出圆锥面,观测同一铅垂面内不同高度的目标时，将有不同的水平度盘读数，从而产生测角误差。 （2）检验： （3）校正： B3B2=1/4B1B2 平移十字丝使视准轴照准B3点

  31. 经纬仪的检验与校正 • 4．横轴的检验校正 （1）不良影响：视准轴画出 倾斜面，观测同一竖直面内不 同高度的目标时，将有不同的 水平度盘读数，从而产生测角 误差。 （2）检验 （3）校正：升降横轴

  32. 经纬仪的检验与校正 5. 竖盘指标差的检验与校正 （1）检验： 用盘左、盘右两个镜位观测同一目标点，分别使竖 盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L和R，计算 指标差X。如X 超出±1’的范围，则需改正。 （2）校正： 盘右照准目标点，不含指标差的盘右读数应为 R-X。转动竖直度盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读 数为R-X，这时指标水准管气泡必然不再居中，可用 拨针拨动指标水准管校正螺旋使气泡居中。

  33. 经纬仪的检验与校正 6. 光学对中器的检验校正 严格整平仪器，在三角架下方放置一白纸，并固定，旋转和抽动目镜使分化板圆圈和白纸看清楚，并将圆圈中心在纸上标出，照准部旋转180度，如果标出之点仍在圆圈中心，说明视准轴与竖轴重合，否则，应将旋转180度后圆圈中心在纸上标出，取两点的中点，调整转向棱镜使圆圈中心对准中点。

  34. 角度测量误差及注意事项 水平角测量的误差亦来自仪器误差、观测误差和外 界条件的影响三个方面。 • 仪器误差 • 视准轴误差盘左、 盘右观测取其平均值， 可以消除视准轴误差 的影响。

  35. 角度测量误差及注意事项 • 仪器误差 2. 横轴误差 盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差的影响。

  36. 角度测量误差及注意事项 3. 竖轴误差 由于用盘左、盘右观测同一方向，竖轴误差所引起 的水平度盘读数误差大小相等但符号相同，因此不 能用盘左和盘右观测消除其影响。此外这一影响亦 与竖直角的大小成正比，所以在山区或坡度较大的 地区进行测量时，应对仪器进行严格的检验和校 正，并在测量中仔细整平。

  37. 角度测量误差及注意事项 4. 照准部偏心差 对于单指标读数的J6级光学经纬仪，取同一方向盘左、盘右观测的平均值，即可消除此项影响。

  38. 角度测量误差及注意事项 5. 竖盘指标差 采用盘左、盘右观测一测回，取其平均值作为竖角 成果可消除竖盘指标差的影响。 6. 度盘分划误差 在水平角精密测量时，为提高测角精度，可利用度 盘位置变换手轮或复测板手，在各测回之间变换度 盘起始位置的方法减小其影响。

  39. 角度测量误差及注意事项 • 观测误差 1. 对中误差 对中误差对测角的影响与偏心距成正比，与边长成反比。 在水平角测量时，应认真精确地进行对中，在边长较短的情况下尤应如此。

  40. 角度测量误差及注意事项 2. 目标偏心差 目标倾斜越大，瞄准部位越高，则目标偏心越大，对测角的影响就越大。目标偏心对测角的影响与边长成反比。

  41. 角度测量误差及注意事项 3. 瞄准误差 瞄准误差是指望远镜瞄准目标的精确程度。 4. 读数误差

  42. 角度测量误差及注意事项 • 外界条件的影响 外界条件的影响主要是指各种外界条件的变化对角 度观测值精度的影响。如温度变化、大风、地面辐 射热和空气透明度等。

  43. 电子经纬仪 电子经纬仪在结构及外观上和光学经纬仪相类似。主要不同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行 自动读数和液晶显示。

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