第三章角度測量長安大學公路學院第三章角度測量主要內容：

水平角和垂直角測量原理，DJ6型光學經緯儀的使用，水平角和垂直角的觀測、計算方法，角度測量的誤差分析、DJ6的檢校。主要目的：

了解經緯儀測角原理，掌握測量水平角和垂直角的方法。了解經緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。重點內容：測回法施測水平角、中絲法施測垂直角的觀測方法、經緯儀各軸線間應滿足的幾何條件。2精選2021版課件一、水平角測量原理水平角：從一點出發的兩條方向線所構成的空間角水平面上的投影。=b-a（0。

360。）。也可看成是包含OA、OB視線的兩個鉛垂面之間的兩面角。

0ca水平度盤

水平面aob

A

OB§3-1角度測量原理3精選2021版課件二、豎直角測量原理垂直角——空間方向線與水平面或天頂方向的夾角，簡稱豎角，又稱垂直角。

=0。－

90。仰角為正，俯角為負。空間方向線的豎角和天頂距Z之間的關系為：天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°§3-1角度測量原理4精選2021版課件一、分類按其精度等級劃分:DJ07、DJ1、DJ2（精密光學經緯儀）；DJ6（普通光學經緯儀)下標數字該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數。一般工程測量最常用:DJ6級光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀

§3-2光學經緯儀5精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀

6精選2021版課件二、DJ6級光學經緯儀

§3-2光學經緯儀7精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀經緯儀一般由基座、水平度盤、照準部三部分組成。8精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀1．照準部照準部是基座上方能夠轉動的部分的總稱。主要由望遠鏡、豎直度盤、水準器以及讀數設備等組成。2.水平度盤水平度盤是由光學玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0°至360°，按順時針注記，每格1°或30′，用以測量水平角。

0

90

180

270

0901802709精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀1．照準部2.水平度盤3．基座

基座是支承整個儀器的底座；腳螺旋用于整平儀器。基座水平度盤照準部10精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀DJ6級經緯儀采用的測微裝置1.分微尺測微器及其讀數方法利用度盤刻度線，在分微尺上讀數。度盤上1度分劃的間隔經放大后，與分微尺全長相等。分微尺全長分60格，因此其最小格值為1

=60秒。讀數估讀至0.1格，因此，估讀的秒數都應是6秒的倍數。例：水平度盤整個讀數為：

261°05′24″

豎直度盤讀數為：90°54′36″。圖3-3分微盡測微器讀數裝置11精選2021版課件§3-2光學經緯儀二、DJ6級光學經緯儀DJ6級經緯儀采用的測微裝置2.單平板玻璃測微器及其讀數方法主要包括平板玻璃、測微尺、連接機構和測微輪。讀數時，先轉動測微輪，使度盤某分劃線精確地移在雙指標線的中央，讀出該分劃線的度盤讀數，再根據單指標線在測微尺上讀取分、秒數，然后相加，即為全部讀數。如圖中水平度盤讀數為39°30′+22′30″=39°52′30″。

12精選2021版課件§3-2光學經緯儀三、DJ2光學經緯儀13精選2021版課件§3-2光學經緯儀三、DJ2光學經緯儀J2級光學經緯儀與J6級的區別主要是讀數設備及讀數方法。J2級光學經緯儀一般均采用對徑分劃線影像符合的讀數裝置。采用符合讀數裝置，可以消除照準部偏心的影響，提高讀數精度。14精選2021版課件§3-2光學經緯儀三、DJ2光學經緯儀讀數規則15精選2021版課件§3-2光學經緯儀三、DJ2光學經緯儀J2經緯儀數字化讀數窗16精選2021版課件§3-3水平角觀測方法一、經緯儀的安置經緯儀的安置包括對中和整平兩項工作。1.垂球對中和整平（1）對中:使儀器的中心（豎軸）與測站點位于同一鉛垂線上。粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測站中心1

2cm內；精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(不能旋轉)儀器，使垂球尖精確對中測站標志中心，旋緊中心螺絲。

（2）整平:使儀器的豎軸豎直，水平度盤處于水平位置。

17精選2021版課件§3-3水平角觀測方法一、經緯儀的安置1.垂球對中和整平（1）對中（2）整平氣泡居中，1、2等高

1

23123氣泡居中，3與1、2等高

用左手大拇指法則，轉動腳螺旋，調節水準管氣泡居中(反復)。一測回觀測過程中，不得再調氣泡。18精選2021版課件§3-3水平角觀測方法一、經緯儀的安置2.光學對中器對中和整平（1）將儀器置于測站點上，三個腳螺旋調至中間位置，架頭大致水平，光學對中器大致位于測站點的鉛垂線上，將三腳架踩實。（2）旋轉光學對中器的目鏡，看清分劃板上圓圈，拉或推動目鏡使測站點影像清晰。（3）旋轉腳螺旋使光學對中器對準測站點。（4）利用三腳架的伸縮螺旋調整架腿的長度，使圓水準器氣泡居中。（5）用腳螺旋整平照準部水準管。19精選2021版課件§3-3水平角觀測方法一、經緯儀的安置2.光學對中器對中和整平（6）用光學對中器觀察測站點是否偏離分劃板圓圈中心。如果偏離中心，稍微松開三腳架連接螺旋，在架頭上移動儀器，圓圈中心對準測站點后旋緊連接螺旋。（7）重新整平儀器，直至在整平儀器后，光學對中器對準測站點為止。

20精選2021版課件§3-3水平角觀測方法二、水平角觀測方法常用方法有測回法和方向觀測法。1．測回法步驟：(1)安置儀器于測站O點，對中、整平(2)上半測回：盤左，LA,LB(3)下半測回：盤右，RB,RA

上半測回和下半測回構成一測回。(4)若β左-β右≤40″，認為觀測合格。此時可取21精選2021版課件§3-3水平角觀測方法二、水平角觀測方法1．測回法測回法觀測記錄手薄測站盤位目標水平度盤讀數半測回角值一測回角值備注O左A00112571736571742B571848右A1800106571748B237185422精選2021版課件§3-3水平角觀測方法二、水平角觀測方法2.方向觀測法(1)操作步驟：盤左位置：瞄準零方向A，按順時針旋轉照準部，依次照準B、C、D各目標方向，分別讀取水平度盤讀數，最后再觀測零方向A，稱為上半測回歸零,以上稱為上半測回。零方向盤左盤右ABOCD23精選2021版課件§3-3水平角觀測方法二、水平角觀測方法2.方向觀測法(1)操作步驟：盤右位置：先照準零方向A，按逆時針方向依次照準D、C、B各目標方向，分別讀取水平度盤讀數，最后再照準零方向A，稱為下半測回歸零，此為下半測回。零方向盤左盤右ABOCD24精選2021版課件§3-4豎直角測量一、豎直度盤的構造豎直度盤部分包括豎盤、豎盤指標水準管和豎盤指標水準管微動螺旋.

豎盤的注記形式有順時針與逆時針兩種。當望遠鏡視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時，盤左豎盤讀數應為90°，盤右豎盤讀數則為270°。25精選2021版課件§3-4豎直角測量二、豎直角計算公式1.順時針注記形式盤左盤右26精選2021版課件§3-4豎直角測量二、豎直角計算公式2.逆時針注記形式27精選2021版課件§3-4豎直角測量三、豎盤指標差豎盤指標差x——豎盤水準管氣泡居中時，讀數指標線與鉛垂線的夾角。豎盤指標的便移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正值，反之為負。0

270

180

90

28精選2021版課件§3-4豎直角測量三、豎盤指標差29精選2021版課件§3-4豎直角測量四、豎直角觀測與計算觀測步驟：

（1）在盤左位置用水平中絲照準目標，調整豎盤指標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數，記入記錄手薄。（2）在盤右位置用水平中絲照準目標，調整豎盤指標水準管氣泡居中后，讀取豎盤讀數，記入記錄手薄，測回觀測結束。（3）根據儀器豎盤注記形式確定豎直角計算公式，計算豎直角和指標差。30精選2021版課件一、經緯儀軸線應滿足的條件

經緯儀的軸線

豎軸VV橫軸HH望遠鏡視準軸CC照準部水準管軸LLLLHHCCVVL’L’§3-5經緯儀的檢驗與校正31精選2021版課件一、經緯儀軸線應滿足的條件軸線間應滿足的條件(l)水準管軸垂直于豎軸LL⊥VV(2)十字豎絲垂直于橫軸豎絲⊥HH(3)視準軸垂直于橫軸CC⊥HH(4)橫軸垂直于豎軸HH⊥VV(5)豎盤指標差應為零(6)光學對點器的視準軸應與豎軸重合。LLHHCCVVL’L’§3-5經緯儀的檢驗與校正32精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正1．照準部水準管軸的檢驗校正（1）不良影響：VV軸無法鉛垂影響空間角投影為水平角和豎直角橫軸隨方向而變（2）檢驗（發現誤差）：氣泡居中后旋轉180°是否仍居中？（3）校正：用水準管校正螺旋使氣泡返回一半，用腳螺旋糾正一半。33精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正2．十字絲豎絲的檢驗校正（1）不良影響：不能精確瞄準目標。（2）檢驗（3）校正34精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正3．視準軸的檢驗校正（1）不良影響：在繞橫軸旋轉時視準軸畫出圓錐面,觀測同一鉛垂面內不同高度的目標時，將有不同的水平度盤讀數，從而產生測角誤差。（2）檢驗：（3）校正：B3B2=1/4B1B2

平移十字絲使視準軸照準B3點35精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正4．橫軸的檢驗校正（1）不良影響：視準軸畫出傾斜面，觀測同一豎直面內不同高度的目標時，將有不同的水平度盤讀數，從而產生測角誤差。（2）檢驗（3）校正：升降橫軸36精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正5.豎盤指標差的檢驗與校正（1）檢驗：用盤左、盤右兩個鏡位觀測同一目標點，分別使豎盤指標水準管氣泡居中，讀取豎盤讀數L和R，計算指標差X。如X超出±1’的范圍，則需改正。

（2）校正：

盤右照準目標點，不含指標差的盤右讀數應為R-X。轉動豎直度盤指標水準管微動螺旋，使豎盤讀數為R-X，這時指標水準管氣泡必然不再居中，可用撥針撥動指標水準管校正螺旋使氣泡居中。37精選2021版課件§3-5經緯儀的檢驗與校正二、經緯儀的檢驗與校正6.光學對中器的檢驗校正嚴格整平儀器，在三角架下方放置一白紙，并固定，旋轉和抽動目鏡使分化板圓圈和白紙看清楚，并將圓圈中心在紙上標出，照準部旋轉180度，如果標出之點仍在圓圈中心，說明視準軸與豎軸重合，否則，應將旋轉180度后圓圈中心在紙上標出，取兩點的中點，調整轉向棱鏡使圓圈中心對準中點。38精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項水平角測量的誤差亦來自儀器誤差、觀測誤差和外界條件的影響三個方面。一、儀器誤差1.視準軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差的影響。39精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項一、儀器誤差2.橫軸誤差盤左、盤右觀測取其平均值，可以消除視準軸誤差的影響。40精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項一、儀器誤差3.豎軸誤差由于用盤左、盤右觀測同一方向，豎軸誤差所引起的水平度盤讀數誤差大小相等但符號相同，因此不能用盤左和盤右觀測消除其影響。此外這一影響亦與豎直角的大小成正比，所以在山區或坡度較大的地區進行測量時，應對儀器進行嚴格的檢驗和校正，并在測量中仔細整平。41精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項一、儀器誤差4.照準部偏心差對于單指標讀數的J6級光學經緯儀，取同一方向盤左、盤右觀測的平均值，即可消除此項影響。

42精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項一、儀器誤差5.豎盤指標差采用盤左、盤右觀測一測回，取其平均值作為豎角成果可消除豎盤指標差的影響。6.度盤分劃誤差在水平角精密測量時，為提高測角精度，可利用度盤位置變換手輪或復測板手，在各測回之間變換度盤起始位置的方法減小其影響。

43精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項二、觀測誤差1.對中誤差對中誤差對測角的影響與偏心距成正比，與邊長成反比。

在水平角測量時，應認真精確地進行對中，在邊長較短的情況下尤應如此。44精選2021版課件§3-6角度測量誤差及注意事項二、觀測誤差2.目標偏心差目標傾斜越大，瞄