1、2.2 普通角度測(cè)量普通角度測(cè)量一、角度測(cè)量原理一、角度測(cè)量原理 水平角：空間兩直線的夾角在水平面上的垂直投影。值域00,360,360 。垂直角：垂直角：同一鉛垂面內(nèi)，某目標(biāo)方向的視線與水平線間的夾角。值域- 90- 90,+ 90,+ 90 。天頂距：天頂距：視線與鉛垂線的夾角。值域00,+ 180,+ 180 。二、二、 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)角儀器：經(jīng)緯儀( Theodolite, transit instrument )（一）分類按物理特性：機(jī)械型、光學(xué)機(jī)械型和智能型按測(cè)角精度：DJ1，DJ2，DJ6 （二）DJ6 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 1 1 照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部(1) 光學(xué)對(duì)點(diǎn)器：儀器對(duì)中(

2、2) 望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡是用作精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的。它和水平軸連接在一起，可以繞水平軸在豎直面內(nèi)上下任意轉(zhuǎn)動(dòng)包括：物鏡，目鏡，內(nèi)調(diào)焦鏡，十字絲板視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線視線：視準(zhǔn)軸的延長(zhǎng)線視差：眼睛在目鏡端上下左右少量移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的十字絲和目標(biāo)影像相對(duì)移動(dòng)的現(xiàn)象（通過(guò)調(diào)焦消除）(3) 水準(zhǔn)器 照準(zhǔn)部上有一個(gè)水準(zhǔn)管和一個(gè)圓水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器用作粗略整平，水準(zhǔn)管用作精確整平儀器。 照準(zhǔn)部的下部有一個(gè)能插在軸座內(nèi)的豎軸，整個(gè)照準(zhǔn)部可在軸座內(nèi)任意地作水平方向的旋轉(zhuǎn)。照準(zhǔn)部下部裝有水平制動(dòng)扳鈕和水平微動(dòng)螺旋。2 2 基座基座三個(gè)腳螺旋用于整平儀器（粗平）連接儀器與三腳架 3 度盤(pán)水平度盤(pán)：不旋轉(zhuǎn) 豎直度盤(pán)(

3、豎盤(pán)) ：隨望遠(yuǎn)鏡而旋轉(zhuǎn)4 度盤(pán)讀數(shù)裝置及讀數(shù)方法 （1）測(cè)微尺讀數(shù)裝置（2）單平行玻璃測(cè)微器讀數(shù)裝置（3）讀數(shù)顯微鏡將讀數(shù)成像放大，以從度盤(pán)上讀出。（三）（三） 光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件 經(jīng)緯儀各軸線之間應(yīng)滿足三軸相互垂直條件： 水平度盤(pán)的水準(zhǔn)管軸(LL)應(yīng)垂直于豎軸(VV)； 視準(zhǔn)軸(CC)應(yīng)垂直于水平軸(HH)； 水平軸(HH)應(yīng)垂直于豎軸(VV)。 三三 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè)安置經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)目標(biāo)，讀數(shù)，記錄（一）（一） 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置1 對(duì)中 把儀器中心安置在測(cè)站點(diǎn)O的鉛垂線上。v 垂球?qū)χ校簐 光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中：1)先將三腳架插緊后，裝上儀器用腳螺

4、旋進(jìn)行對(duì)中；2)然后通過(guò)升降三腳架使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；3)這時(shí)，儀器可能又不對(duì)中了，可稍微松動(dòng)中心螺旋，在架頭上平移儀器，使儀器對(duì)中。2整平 使儀器豎軸豎直、水平度盤(pán)水平。 主要用腳螺旋進(jìn)行（二）照準(zhǔn)點(diǎn)上照準(zhǔn)標(biāo)志與瞄準(zhǔn)方法測(cè)站點(diǎn)：儀器所在點(diǎn)照準(zhǔn)點(diǎn)：遠(yuǎn)方目標(biāo)點(diǎn)（三）（三） 水平角觀測(cè)方法水平角觀測(cè)方法1 測(cè)回法 觀測(cè)兩個(gè)方向的單角(1) 先將經(jīng)緯儀豎盤(pán)放在盤(pán)左位置(正鏡位置)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使望遠(yuǎn)鏡大致瞄準(zhǔn)A點(diǎn)上的標(biāo)桿。然后，擰緊水平制動(dòng)扳鈕，用微動(dòng)螺旋使望遠(yuǎn)鏡精確地瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)A左(2) 松開(kāi)水平制動(dòng)扳鈕，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，用上述方法精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀水平度盤(pán)讀數(shù)B左 左=

5、 B左 A左注：按上述程序測(cè)量水平角一次，稱為半測(cè)回（盤(pán)左測(cè)回、上半測(cè)回）。(3) 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使豎盤(pán)位于盤(pán)右位置（倒鏡位置），逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀水平度盤(pán)讀數(shù)B右。(4) 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)A右， 則：右= B右 A右注：步驟（3）（4）構(gòu)成盤(pán)右測(cè)繪(下半測(cè)回) 上下半測(cè)回角值差不大于40時(shí)： =（ 左+ 右）/2 2 方向觀測(cè)法OBCAD四四 垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè) 將傾斜距離化算為水平距離 在三角高程測(cè)量中進(jìn)行三角高差的計(jì)算1 1 垂直度盤(pán)（垂直度盤(pán)（豎盤(pán)）的構(gòu)造）的構(gòu)造 豎直度盤(pán)(豎盤(pán)) 指標(biāo)水準(zhǔn)管 指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋 豎盤(pán)固定在望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸(橫

6、軸)的一端，隨望遠(yuǎn)鏡一起在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。2 2 豎直角計(jì)算豎直角計(jì)算一測(cè)回：要用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次。逆時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式逆時(shí)針注記時(shí)計(jì)算公式： 盤(pán)左 盤(pán)右R 一測(cè)回豎直角為： （ R ）/22 2 豎直角計(jì)算豎直角計(jì)算一測(cè)回：要用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次。豎盤(pán)順時(shí)針注記計(jì)算公式豎盤(pán)順時(shí)針注記計(jì)算公式： 盤(pán)左 盤(pán)右R3 3 豎盤(pán)指標(biāo)差豎盤(pán)指標(biāo)差 當(dāng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，指標(biāo)并不恰好指向90或270，而與正確位置相差一個(gè)小角度x,x稱為豎盤(pán)指標(biāo)差。 由于指標(biāo)差i的存在，豎盤(pán)盤(pán)左讀數(shù)為90+i，則正確的豎直角應(yīng)為： L-（90 i)= - i盤(pán)右時(shí)正確的豎直角應(yīng)為 R 270-(R-i)= R +

7、 i兩式相加并除以2，得： = ( R ）/2 = (R-L-180 )可以求出： i = (- R ）/2 = (R+L-360)/24 4 垂直角觀測(cè)垂直角觀測(cè)十字絲中絲瞄準(zhǔn)覘標(biāo)高的量取位置 安置經(jīng)緯儀，量取儀器高 正鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)，讀盤(pán)左讀數(shù)L 倒鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)相同位置，讀盤(pán)右讀數(shù)R 計(jì)算五、角度測(cè)量誤差五、角度測(cè)量誤差（一）儀器誤差（一）儀器誤差1 照準(zhǔn)部偏心誤差產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤(pán)分劃中心不重合規(guī)律：隨瞄準(zhǔn)方向而異，照準(zhǔn)方向垂直于偏心方向時(shí)對(duì)水平方向讀數(shù)影響最大消除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取平均值可消除（一）儀器誤差（一）儀器誤差2 度盤(pán)刻劃誤差產(chǎn)生情況：度盤(pán)制造時(shí)產(chǎn)生消除與減弱措施：

8、變換度盤(pán)位置（一）儀器誤差（一）儀器誤差3 視準(zhǔn)誤差(c)產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸時(shí)產(chǎn)生的誤差規(guī)律：隨垂直角增大而增大消除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除（一）儀器誤差（一）儀器誤差4 橫軸誤差產(chǎn)生情況：橫軸不水平規(guī)律：隨垂直角增大而增大，對(duì)兩等高目標(biāo)觀測(cè)時(shí)誤差為0消除與減弱措施：盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除（一）儀器誤差（一）儀器誤差5 縱軸誤差產(chǎn)生情況：縱軸不鉛垂規(guī)律：隨垂直角增大而增大，與橫軸所處的方向有關(guān)消除與減弱措施：注意水準(zhǔn)管的精度與精確整平注意：不能用盤(pán)左盤(pán)右取均值可以消除（二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差1 儀器對(duì)中誤差產(chǎn)生情況：儀器中心與測(cè)站點(diǎn)不在同一鉛垂線上規(guī)律：偏心越大、邊越

9、大，誤差越大消除與減弱措施：精確對(duì)中（二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差2 目標(biāo)偏心誤差產(chǎn)生情況：覘標(biāo)中心偏離目標(biāo)標(biāo)石中心規(guī)律：與偏心距與正比，與邊長(zhǎng)成反比，垂直于視線方向的目標(biāo)偏心誤差最大消除與減弱措施：覘標(biāo)鉛垂（二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差3 照準(zhǔn)誤差產(chǎn)生原因：未精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的幾何中心消除與減弱措施：選擇較好的觀測(cè)環(huán)境（二）觀測(cè)誤差（二）觀測(cè)誤差4 讀數(shù)誤差產(chǎn)生原因：估讀導(dǎo)致5 視差和十字絲不清晰的影響視差：目標(biāo)成象不在十字絲板上引起的誤差消除措施：觀測(cè)時(shí)認(rèn)真調(diào)焦六、光學(xué)經(jīng)緯儀的檢校六、光學(xué)經(jīng)緯儀的檢校 經(jīng)緯儀軸系及其應(yīng)滿足的幾何關(guān)系 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正實(shí)驗(yàn)四：經(jīng)緯儀的使用實(shí)驗(yàn)四：經(jīng)緯儀的使用實(shí)驗(yàn)五：測(cè)回法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)五：測(cè)回法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)六：全圓方向法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)六：全圓方向法觀測(cè)水平角實(shí)驗(yàn)七：豎直角觀測(cè)實(shí)驗(yàn)七：豎直角觀測(cè)實(shí)驗(yàn)八：光學(xué)經(jīng)緯儀檢校實(shí)驗(yàn)八：光學(xué)經(jīng)緯儀檢校一、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、方法