第三章經緯儀及其角度測量

本章主要內容§3.1角度測量原理§3.2光學經緯儀及其構造§3.4水平角測量§3.5豎直角測量§3.6

經緯儀檢驗與校正§3.1角度測量原理水平角測量內容:目的:測定地面點連線之間的空間位置關系,以此來確定點的平面坐標和高程.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某方向線與指標線之間的夾角。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±如何區分？？？2B仰角俯角天頂距（Z）豎直角§3.2光學經緯儀及其構造一.光學經緯儀型號:DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,DJ15,DJ60D:大地測量;J:經緯儀;數字:標稱測角精度,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光學經緯儀及其構造（一）DJ6光學經緯儀的構造照準部水平度盤基座二.DJ6光學經緯儀的基本結構§3.2光學經緯儀及其構造目鏡圓水準器粗瞄器物鏡腳螺旋讀數顯微鏡目鏡照明反光鏡物鏡對光螺旋光學對中器目鏡豎直微動螺旋豎直制動螺旋豎盤指標水準管及反光鏡水平制動螺旋水平微動螺旋豎盤水準管微動螺旋度盤配置手輪照準部水準管豎直度盤水平度盤§3.2光學經緯儀及其構造望遠鏡：用于精確瞄準目標，可繞橫軸在豎直面內上下轉動。豎直度盤：用于觀測豎直角，與望遠鏡連成一體。盤左：豎盤在望遠鏡的左邊，正鏡。盤右：豎盤在望遠鏡的右邊，倒鏡。水準器：水準管、豎盤指標水準管。照準部§3.2光學經緯儀及其構造光學玻璃，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′。復測系統：復測扳手（撥盤手輪）水平度盤松開：水平度盤不隨照準部一起動。按下：水平度盤和照準部一起動§3.2光學經緯儀及其構造腳螺旋，連接板，圓水準器。圓水準器：用于粗平儀器。基座§3.2光學經緯儀及其構造（二）DJ6光學經緯儀的讀數裝置和讀數方法度盤光路系統測微器讀數設備：（1）測微尺讀數裝置及其讀數方法（2）單平板玻璃測微器及其讀數方法§3.2光學經緯儀及其構造（二）DJ6光學經緯儀的讀數裝置和讀數方法測微尺及其讀數方法1.測微尺：用于讀不足1°的讀數，60個分隔。長度和度盤上1°影像的寬度相等。2.讀數方法：度數在度盤上直接讀出。分數在測微尺上讀出秒數為估讀，估讀至6″秒數為6秒的整數倍以測微尺的0分劃為指標§3.2光學經緯儀及其構造215°07′30”水平：78°52′42”豎直：78°57′06”134°04′42”§3.2光學經緯儀及其構造單平板玻璃測微器及其讀數方法1.單平板玻璃測微器：2.讀數方法：分數和秒數,每分劃20秒估讀到1/4格，5″度數和整30分度數和整30分測微盤水平度盤豎直度盤平板玻璃、測微盤、測微輪、連接機構讀數前先轉動測微輪,使度盤分劃線精確平分雙指標線。§3.2光學經緯儀及其構造分數和秒數度數和整30分度數和整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.經緯儀的安置2.照準目標3.配置度盤4.讀數5.記錄及檢校成果三.經緯儀的使用§3.2光學經緯儀及其構造§3.2光學經緯儀及其構造1.經緯儀的安置對中目的：方法：垂球對中，光學對中要求：對中偏差不超過3mm使經緯儀的豎軸幾何中心線與測站點位于同一條鉛垂線上。觀測目標近時，對中偏差要更小§3.2光學經緯儀及其構造整平目的：裝置：步驟：使經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器，照準部水準管。初步整平，使圓水準氣泡居中，調節架腿。精確整平：利用基座上的三個腳螺旋，使照準部水準管在相互垂直的兩個方向上氣泡都居中。反復進行，直至水準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光學經緯儀及其構造經緯儀安置全過程（光學對中器）擺放三角架，使高度適宜，目估對中，架頭大致水平,固定經緯儀；注意：2，3兩步相互影響，需反復進行，直至符合要求。進行光學對中器調焦，使地面標志清晰；尋找測站標志大致位置；調節腳螺旋使測站地面標志中心影像嚴格位于對中器中心。粗平：伸縮架腿，使圓水準氣泡居中；精平：調節腳螺旋使照準部水準管氣泡居中；修正對中：松開中心螺旋，平移儀器，使測站標志影像對中；123§3.2光學經緯儀及其構造2.照準目標豎立照準標志：標桿：稍遠的目標；尖至于地面標志中心，三股細絲拉住上面有測旗。測釬：較近的目標。覘牌：電子經緯儀等；由基座安置到三角架上。§3.2光學經緯儀及其構造照準目標：目鏡對光粗瞄目標物鏡對光消除視差水平角：旋轉水平微動螺旋，使十字絲豎絲單絲精確平分目標，或雙絲對稱夾住目標。注意：照準時盡可能瞄準目標底部。精確瞄準準星目鏡水平微動物鏡豎直角：旋轉豎直微動螺旋，使十字絲中絲精確切準目標的指定部。本講小結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光學經緯儀及其構造經緯儀的構造（盤左、盤右）、測微尺讀數方法、經緯儀的安置（對中整平和瞄準）經緯儀的基本結構讀數方法經緯儀的使用§3.3水平角觀測1.經緯儀的安置2.照準目標3.配置度盤4.讀數5.記錄及檢校成果經緯儀的使用：CA水平面acb0nmB§3.3水平角觀測方法：測回法安置儀器（同前），豎立照準目標（一）一測回觀測水平角§3.3水平角觀測瞄準A目標指定位置，讀數aL;順時針旋轉照準部,瞄準B目標指定位置,讀數bL;βL=bL-aL。ABOβ測站測回豎盤位置目標水平度盤讀數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水平度盤讀數水平角半測回值一測回角值O1左A

B

右B

A

縱轉望遠鏡。瞄準B目標指定位置，讀數bR;逆時針旋轉照準部,瞄準A目標指定位置,讀數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水平度盤讀數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點：

消除視準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水平度盤讀數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變更數值：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生的誤差影響。方法：精確照準起始方向目標后，轉動度盤變換手輪或復測板鈕，使度盤讀數調整至設定的“起始讀數”；之后在整個測回觀測過程中不能再動變換手輪或復測按鈕。§3.3水平角觀測測站測回豎盤位置目標水平度盤讀數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,出現負數時,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,各測回起始讀數間隔(180°/n).消除視準軸與儀器水平軸不垂直產生的誤差（c）觀測時應注意三角架踏實,儀器連接牢固,螺旋用力要輕,手不要扶三角架;觀測過程中不要調整照準部水準管;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;若觀測目標高差較大,觀測時更應注意調平儀器;目標標志要鉛直,照準時盡可能瞄準目標底部;記錄要復述,直接記錄,不得造數,當場計算,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.豎盤裝置的構造豎直度盤豎盤指標豎盤指標水準管豎盤指標水準管微動螺旋§3.4豎直角觀測豎盤、豎盤指標及指標水準管之間應滿足的關系：

當視準軸水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標所指的豎盤讀數為一固定值（初始讀數）豎直角的大小：

視線方向的豎直度盤讀數與初始讀數之差.注意：每次讀取豎盤讀數之前，必須先使豎盤指標水準管氣泡居中。§3.4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:正鏡水平狀態豎盤指標讀書位置,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確定始讀數順時針刻劃初始讀數：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.豎盤指標差的計算豎盤指標差:產生原因:270900180指標xL0L豎盤、豎盤指標和指標水準管的位置關系不正確.豎盤、豎盤指標及指標水準管之間應滿足的關系：當視準軸水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標所指的豎盤讀數為一固定值（初始讀數）。當豎盤指標水準管氣泡居中時，豎盤指標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結論:正倒鏡觀測法觀測豎直角可以消除豎盤指標差的影響計算式:x=

[(R+L)-

360°]/2

=(R-L)/2同一測回不同方向上指標差的變動范圍不超過25秒！！！§3.3豎直角觀測四.豎直角外業觀測安置儀器（同前），豎立照準目標，量儀器高和覘標高，，盤左瞄準目標M,使十字絲中絲精確切準目標的指定位置;縱轉望遠鏡，盤右瞄準目標M,方法同前;讀出盤右讀數R;轉動豎盤指標水準管微動螺旋,使指標水準管氣泡居中,讀數L;計算豎直角和指標差.測站名測站儀器高m目標名豎盤位置豎盤讀數半測回豎直角指標差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目標名豎盤位置豎盤讀數（°′″）半測