建筑工程測量藍善建1第三章角度測量角度類型——水平角與豎直角(或垂直角)。角度測量——測量地面點連線的水平夾角、視線方向與水平面的豎直角能進行角度測量的儀器——經緯儀，全站儀。水平角測量——求算點的平面位置，豎直角測量——測定高差，或將傾斜距離化算為水平距離2學習本章的思路1，角度測量的基本原理2，經緯儀的結構3，經緯儀的使用方法4，角度測量的方法（測回法、方向觀測法）（重點）5，經緯儀的主要軸系和它們之間的關系6，角度測量的誤差來源及解決的辦法3第一節角度測量原理(1)水平角測量原理

地面一點與兩個目標點的連線在水平面投影的夾角，或過B

，C兩點鉛垂面與過B

，A兩點鉛垂面的兩面角在B點水平安置刻度圓盤，(順時針注記)測出BA方向在度盤的讀數a，

BC方向在度盤的讀數c，水平角β=c－a范圍為0-360思考：這里說明一個問題：水平角是直接測量出來的還是間接測量出來的？4(2)豎直角測量原理

豎直角：豎直面內，視線與水平線的夾角。范圍-90-90視線在水平線上方為仰角，豎直角>0；視線在水平線下方為俯角，豎直角<0。鉛垂面內安置一個刻度圓盤視線水平時的豎盤讀數為90°，視線傾斜時的豎盤讀數為L，視線方向豎直角α=90°－L。5第二節光學經緯儀的結構及其度盤讀數光學經緯儀型號DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30，D，J代表“大地測量”和“經緯儀”，07，1，2，6，30分別為一測回方向觀測中誤差秒數。工程測量常用DJ6級。徠卡光學經緯儀型號(Theodolite)T4(0.5″)，T3(1″)，T2(2″)，T1(6″)(1)DJ6級光學經緯儀的結構方向經緯儀和復測經緯儀。方向經緯儀——用于地表測量。復測經緯儀——用于光線較暗的地下工程測量。6三角測量觀測覘標7西藏高原三角測量8西安光學儀器廠——DJ6級方向光學經緯儀9101112結構——基座,水平度盤,照準部1)基座

三個腳螺旋,一個圓水準氣泡——粗平儀器。水平度盤旋轉軸套在豎軸套外圍，儀器固定在基座上；2)水平度盤

圓環形光學玻璃盤片，盤片邊緣刻劃順時針注記0°~360°角度值。133)照準部水平度盤上，能繞豎軸旋轉的全部部件總稱，豎軸、U形支架、望遠鏡、橫軸、豎盤指標管水準器、讀數裝置，豎軸VV——照準部旋轉軸，水平度盤變換螺旋。1415(2)DJ6級光學經緯儀的讀數裝置度盤，光路系統，測微器。水平度盤和豎盤上的分劃線，經棱鏡和透鏡成像，顯示在望遠鏡旁的讀數顯微鏡內。有測微尺讀數裝置，單平板玻璃讀數裝置兩種。16§3.3經緯儀的安置與水平角觀測(1)經緯儀的安置

內容——對中，整平。使儀器豎軸位于過測站點的鉛垂線上，水平度盤和橫軸處于水平位置，豎盤位于鉛垂平面內。方法——垂球對中，光學對中。打開三腳架腿，調整長度使腳架高度適合于觀測者高度，張開三角架，安置在測站上，架頭大致水平。取出經緯儀放置在三角架頭上，儀器基座中心基本對齊三角架頭的中心，旋緊連接螺旋。171)垂球對中法安置經緯儀將垂球懸掛于連接螺旋中心的掛鉤上，調整垂球線長度使垂球尖略高于測站點。粗對中與粗平：平移三腳架，使垂球尖大致對準測站點中心，將三腳架的腳尖踩入土中。精對中：稍微旋松連接螺旋，雙手扶住儀器基座，在架頭上移動儀器，使垂球尖準確對準測站點，旋緊連接螺旋。垂球對中誤差應小于±3mm。精確整平：旋轉腳螺旋，在相互垂直的兩個方向使照準部管水準氣泡居中。18192)使用光學對中法安置經緯儀

光學對中器的結構。20經緯儀光學對中器的目鏡對光與物鏡對光21粗對中——手握三角架，眼睛觀察光學對中器，移動三腳架，對中標志基本對準測站點中心，腳尖踩入土中。精對中——旋轉腳螺旋對中，使對中誤差<±1mm。粗平——伸縮腳架腿，使圓水準氣泡居中。精平——轉動照準部，旋轉腳螺旋，使管水準氣泡在相互垂直的兩個方向居中。精平操作會略微破壞已完成的對中關系。再次精對中——旋松連接螺旋，眼睛觀察光學對中器，平移儀器基座(注意，不要有旋轉運動)，使對中標志準確對準測站點中心，擰緊連接螺旋。旋轉照準部，在相互垂直兩方向檢查管水準氣泡居中情況否則從再次精對中開始重復操作。22(2)瞄準和讀數測角照準標志豎立于測點的標桿、測釬、用三根竹桿懸吊垂球線或覘牌。23水平角測量，望遠鏡十字絲豎絲瞄準照準標志。①目鏡對光——望遠鏡對向明亮背景，轉動目鏡使十字絲清晰；②粗瞄目標——望遠鏡上的粗瞄器瞄準目標，水平、垂直制動；③精瞄目標——從望遠鏡觀察，旋轉水平、垂直微動螺旋。④讀數——打開度盤照明反光鏡，調整開度和方向，照亮讀數窗口。24§3.4水平角測量方法測回法，方向觀測法。(1)測回法觀測兩個方向之間的單角，一測回操作步驟：盤左：照準A點→配水平盤→讀數→順時針轉C點→讀數；盤右：照準C點→讀數→逆時針轉A點→讀數。25測回法觀測水平角的記錄格式26(2)方向觀測法觀測三個及以上方向用，一測回操作步驟：選擇標志十分清晰的點作零方向，如A點。盤左照準A點→配水平度盤盤左(順時針)：瞄A讀數→瞄B讀數→瞄C讀數→瞄D讀數→再瞄A讀數(盤左歸零)。盤右(逆時針)：瞄A讀數→瞄D讀數→瞄C讀數→瞄B讀數→再瞄A讀數(盤右歸零)。27方向觀測法觀測水平角記錄格式28(3)方向觀測法的限差《城市測量規范》規定的限差。照準點垂直角超過±3°時，該方向2C較差按同一觀測時段內相鄰測回比較。29(4)水平角觀測的注意事項1)儀器高度與觀測者身高相適應；三腳架踩實，儀器與腳架連接牢固，操作儀器時，不要用手扶三腳架；轉動照準部和望遠鏡前，應先松開制動螺旋，使用各種螺旋時，用力應輕。2)精確對中，尤其對短邊測角。3)觀測目標間高低相差較大時，更應注意整平儀器。4)照準標志應豎直，用十字絲交點瞄準標桿或測釬底部。5)記錄要清楚，應當場計算，發現錯誤，立即重測。6)一測回水平角觀測中，不得再調照準部管水準氣泡，氣泡偏離中央>2格，應重新整平與對中儀器，重新觀測。30§3.5豎直角測量方法(1)豎直角的用途

將觀測的傾斜距離化算為水平距離或計算三角高程。1)傾斜距離化算為水平距離

D=Scosα312)三角高程計算

hAB=Ssinα+i-vHB=HA+hAB32(3)豎直角的計算

盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°33(4)豎盤指標差

豎盤指標差——望遠鏡視準軸水平豎盤讀數相對于正確值(90°(盤左)或270°(盤右))角度的偏差x。盤左豎直角：α=90°＋x－L=αL

＋x，左加；盤右豎直角：α=R－(270°＋x)=αR

－x，右減；指標差：x=(αR

－αL

)/2；盤左盤右取平均：α=(αL

＋αR

)/2，抵消豎盤指標差。34(5)豎直角觀測

經緯儀安置在點上，量取儀器高i目標點應量取覘標高v用十字絲橫絲瞄準目標特定位置，一般為標頂hAB=Ssinα+i-v35豎直角觀測手簿與計算盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°指標差：x=(αR

－αL

)/2盤左盤右取平均：α=(αL

＋αR

)/236(6)豎盤指標自動歸零補償器

儀器豎盤光路中安裝補償器，代替豎盤指標管水準器儀器豎軸偏離鉛垂線的角度在一定范圍內時通過補償器能讀到相當于豎盤指標管水準氣泡居中時的讀數37§3.6經緯儀的檢驗和校正(1)經緯儀的軸線及其應滿足的關系視準軸CC、橫軸HH、管水準器軸LL、豎軸VV。軸線應滿足的關系①LL⊥VV②

十字絲豎絲⊥HH③CC⊥HH④HH⊥VV⑤豎盤指標差x=0⑥光學對中器的視準軸與豎軸重合38經緯儀的軸線39(2)經緯儀的檢驗與校正①LL⊥VV的檢驗與校正檢驗：圓水準氣泡居中，初平儀器。管水準器軸平行于一對腳螺旋，居中氣泡，照準部旋轉180°，氣泡居中，則LL⊥VV

。40校正——校正針撥動管水準器一端校正螺絲，使氣泡向中央移動偏距的一半，余下一半通過旋轉與管水準器軸平行的一對腳螺旋完成。4142②

十字絲豎絲⊥HH的檢驗與校正檢驗：用十字絲交點精確瞄準遠處一目標P，旋轉水平微動螺旋，點左、右移動軌跡偏離十字絲橫絲時要校正。校正：卸下十字絲分劃板護罩，松開4個壓環螺絲，緩慢轉動十字絲組，直到照準部水平微動時P點始終在橫絲上移動為止，最后旋緊四個壓環螺絲。4344③CC⊥HH的檢驗與校正檢驗：平坦場地，選相距約100m的A，B兩點儀器安置于A，B連線的中點A點設置與儀器等高的標志B點設置與儀器等高的水平標尺，垂直于視線OB盤左瞄A點,固定照準部縱轉望遠鏡,瞄B尺讀數B1盤右瞄A點,固定照準部縱轉望遠鏡,瞄B尺讀數B2B1≠B2需要校正45校正：由B2點向B1點量取B1B2/4長度定出B3點，OB3⊥HH用校正針撥動十字絲環的左右一對校正螺絲→十字絲交點與B3點重合完成校正后，應重復上述的檢驗操作直至滿足C<60″為止。4647③HH⊥VV的檢驗與校正橫軸不垂直于豎直，偏離正確位置的角值i——橫軸誤差

i>20″時，必須校正檢驗：高墻上固定清晰照準標志P距墻面20m~30m安置經緯儀盤左瞄準P點，固定照準部；望遠鏡視準軸水平墻面定出P1點縱轉望遠鏡,盤右瞄準P點固定照準部，望遠鏡視準軸水平，墻面上定出P2點，橫軸誤差為：48校正：打開儀器的支架護蓋，調整偏心軸承環，抬高或降低橫軸的一端使i=0，需要在無塵的室內環境中，使用專用的平行光管進行操作，用戶不具備條件時，一般交專業維修人員校正。4950⑤豎盤指標差x=0的檢驗與校正檢驗：安置好儀器盤左、盤右觀測某清晰目標豎直角一測回，計算指標差x盤左豎直角：αL=90°－L盤右豎直角：αR=R－270°指標差：x=(αR

－αL

)/2校正：消除了指標差的盤右豎盤正確讀數為R－x旋轉豎盤指標管水準器微動螺旋，使豎盤讀數為R－x此時，豎盤指標管水準氣泡必然不再居中用校正針撥動豎盤指標管水準器校正螺絲，使氣泡居中，該項校正需要反復進行。515253⑥光學對中器的視準軸與豎軸重合的檢驗與校正檢驗：地面上放置白紙，白紙上畫十字形的標志，以標志點P為對中標志安置儀器，旋轉照準部180°，點像偏離對中器分劃板中心到P’時，對中器視準軸與豎軸不重合，需要校正。校正：在白紙上定出P’與P點的中點O，轉動對中器校正螺絲使對中器分劃板中心對準O點。需要反復進行。54§3.7水平角測量的誤差分析儀器誤差,對中與目標偏心誤差,觀測誤差,外界環境影響。(1)儀器誤差

1)視準軸誤差

視準軸誤差——視準軸CC不垂直于橫軸HH的偏差CCC繞HH旋轉一周掃出兩個圓錐面雙盤位方向觀測取平均可消除視準軸誤差影響552)橫軸誤差橫軸誤差i對水平角的影響(i)”與方向豎直角α有關雙盤位方向觀測取平均可消除橫軸誤差的影響563)豎軸誤差

豎軸VV偏離鉛垂線的偏差δ——豎軸誤差造成水平度盤偏離水平面δ角無論盤左或盤右觀測，傾斜方向都一樣豎軸誤差不能用雙盤位觀測取平均值的方法消除觀測前應嚴格檢校儀器，觀測時保持照準部管水準氣泡居中，觀測過程中氣泡偏離量<一格，否則應重新進行對中整平操作。574)照準部偏心誤差和分劃不均勻誤差照準部旋轉中心與水平盤分劃中心，不重合產生的測角誤差；盤左盤右觀測取平均可消除其影響。度盤最小分劃間隔不相等而產生的測角誤差，各測回零方向根據