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1、角 度 测 量,工程测量 第3章,3-1 角度测量的原理3-2 经纬仪的原理与构造3-3 经纬仪的安置与使用3-4 水平角测量3-5 竖直角测量3-6 经纬仪的检验与校正3-7 水平角观测的误差分析3-8 电子经纬仪简介,第3章 角度测量,3-1 角度测量的原理,一、水平角测量原理1.定义空间两相交直线在水平面内投影的夹角，也是过这两条直线的两个铅垂面之间的二面角2.角值范围0360 3.测角原理,3-1 角度测量的原理,二、竖直角的测角原理1.定义同一竖直面内倾斜方向线与水平方向线之间的夹角 2.角值范围-90+90（分为仰角和俯角）,3.测角原理倾斜视线与水平视线（90的整数倍）在竖直度盘
2、上的读数差。,3-2 经纬仪的原理与构造,一、DJ6型光学经纬仪的构造,1.照准部 主要包括望远镜、竖轴、横轴、U型支架、管水准器、竖直度盘和读数装置等 2.水平度盘 复测扳手 拨盘手轮3.基座,3-2 经纬仪的原理与构造,二、读数设备1.分微尺测微器的读数设备,3-2 经纬仪的原理与构造,二、读数设备2.单平板玻璃测微器,3-2 经纬仪的原理与构造,二、读数设备3.双光楔对径重合读数设备,3-2 经纬仪的原理与构造,二、读数设备4.改进之后双光楔对径重合读数,3-3 经纬仪的安置与使用,一、经纬仪的安置1.对中垂球、光学对中器2.整平,二、照准和读数 1.目镜调焦 2.照准目标 3.读数,3
3、-4 水平角测量,一、测回法1.基本概念：盘左、盘右2.一测回的观测过程（1）盘左，照准左边的目标A，读取（2）松开制动螺旋，旋转照准部，照准目标B，读取（3）将望远镜旋转180，照准部旋转180，成盘右位置，照准目标B，读 （4）旋转照准部，照准目标A，读,3-4 水平角测量,一、测回法3.计算盘左半测回角值：盘右半测回角值： 当 时一测回角值,3-4 水平角测量,一、测回法4.记录,O,O,A,B,B,A,A,B,A,B,0 00 06,90 23 42,270 23 48,180 00 00,90 23 36,90 23 48,90 23 42,90 00 18,180 24 06,90
4、 23 48,0 24 18,270 00 24,90 23 54,90 23 51,90 23 46,5.一测回水平角观测,盘左第一方向，可安置到需要的读数L1,盘左第二方向L2,盘右第二方向R2,盘右第一方向R1,盘左半测回角值左L2L1,盘右半测回角值右R2R1,3-4 水平角测量,3-4 水平角测量,二、方向观测法 1.一测回的观测过程 （1）盘左：照准零方向A，并将水平度盘读数设置为0或稍大于0，读数并记录，然后松开制动螺旋，旋转照准部，依次照准B、C、D目标，最后回到零方向。 （2）盘右：旋转仪器成为盘右位置，照准零方向A，读数并记录，松开制动螺旋逆时针旋转照准部，依次照准D、C、
5、B，最后再次回到零方向A 。,3-4 水平角测量,二、方向观测法2.记录与计算,O,1,A,B,C,D,A,0 02 06,51 15 42,131 54 12,182 02 24,0 02 12,180 02 00,231 15 30,311 54 00,2 02 24,180 02 06,+6,0,+12,+12,+6,(0 02 06),0 02 03,51 15 36,131 54 06,182 02 24,0 02 09,0 00 00,51 13 30,131 52 00,182 00 18,O,2,A,A,B,C,D,90 03 30,141 17 00,221 55 42,27
6、2 04 00,90 03 36,270 03 36,92 03 54,41 55 30,321 16 54,270 03 24,+6,+6,+6,+12,0,(90 03 32),90 03 27,141 16 57,221 55 36,272 03 57,90 03 36,0 00 00,51 13 25,131 52 04,182 00 25,0 00 00,51 13 28,131 52 02,182 00 22,3-4 水平角测量,二、方向观测法2.记录与计算 （1）归零差的计算与检查（2）2C值的计算：2C=L-(R180) （3）平均读数的计算：平均读数=1/2L+(R180)
7、（4）归零后方向值的计算 （5）各测回归零后方向值的平均值的计算,3-4 水平角测量,二、方向观测法3.方向观测法的限差,3-4 水平角测量,三、水平角观测的注意事项 1.安置仪器时，三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，以确保仪器稳固安全；操作仪器时，手不要扶三脚架；转动望远镜和照准部前应先松开制动螺旋，切不可强行扭转仪器。2.照准标志要竖直，并应尽量用竖丝照准目标的底部；3.记录要清晰整洁，计算应在现场进行，发现错误应立即重测；4.在一测回的观测过程中，不得重新调整照准部管水准器，如果该气泡偏离中央超过一格，应重新安置仪器，重新进行观测。,3-5竖直角测量,一、测量竖直角的装置1、测量竖直角
8、的装置望远镜、竖直度盘竖盘指标、竖盘指标水准管2、应满足的条件望远镜视线水平竖盘指标水准管气泡居中，竖盘读数应为90或者90的整数倍。,3-5竖直角测量,二、竖直角的计算 1.盘左半测回角值2.盘右半测回角值3.一测回角值,3-5竖直角测量,三、竖盘指标差 1.定义望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中，竖盘指标与90的整数倍 之间的差值。2.计算3.特点（1）指标差互差应小于限差要求（DJ6的限差为25）。（2）通过盘左盘右观测取平均可以消除其影响。,3-5竖直角测量,四、竖直角的观测 1.一测回的观测过程（1）在测站点安置经纬仪，进行对中、整平；（2）盘左照准目标，使横丝切于目标的一定位置
9、，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数L；（3）盘右照准目标，使横丝切于盘左同样的位置，旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖直度盘读数R；（4）计算竖直角及竖盘指标差。,3-5竖直角测量,四、竖直角的观测 2.记录与计算,O,A,B,91 01 06,268 59 06,89 43 24,270 16 54,+0 16 54,+0 16 36,-1 00 54,-1 01 06,+6,+9,-1 01 00,+0 16 45,五、一测回竖直角观测,盘左瞄准目标，读数L半测回竖直角L90L,盘右瞄准目标，读数R半测回竖直角RR270,指标差x（L+R360)/2,指
10、标差波动小，说明观测质量高,3-5竖直角测量,总结：角度测量举例,A,C,B0,B,水平角,竖直角,DAC,DAB,SAB,3-6经纬仪的检验与校正,一、经纬仪的主要轴线及其应满足的关系 1.照准部水准管轴应垂直于竖轴； 2. 视准轴应垂直于横轴 ；3.横轴应垂直于竖轴 ；4.竖丝垂直于横轴； 5.竖盘指标差应为0 ；6.光学对点器的视准轴应与竖轴重合 。,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的检验与校正 1. LLVV的检验与校正 （1）检验将仪器大致调平。旋转照准部，使水准管平行于两个脚螺旋，调节它们使气泡居中；旋转照准部180，若水准管气泡仍然居中，则轴线关系满足，否则应进行校正
11、。 （2）校正用校正针拨动水准管一侧的校正螺丝，将水准管气泡向中心方向移动偏移量的一半，剩下的一半通过旋转脚螺旋使气泡完全居中。此项关系的检验与校正应反复进行，直至满足要求为止。,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的检验与校正 2.十字丝竖丝HH的检验与校正 （1）检验照准远处一个清晰的小点P，旋转水平微动螺旋，使照准部在水平方向上转动，观察该点的运动轨迹：若该点在横丝上移动，则条件满足，否则需要进行校正。（2）校正打开目镜端的十字丝分划板护罩，松开4个压环螺丝，转动目镜筒，使P点始终在十字丝横丝上移动。校正好后旋紧压环螺丝，盖好护罩。,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的
12、检验与校正 3. CCHH的检验与校正 （1）检验选择一个水平位置的目标A，照准它，读取盘左盘右的水平度盘读数，则（2）校正盘右位置时水平度盘的正确读数： 转动照准部微动螺旋，使水平度盘的读数为正确读数R，视准轴偏离目标点A，打开十字丝分划板护罩，略微放松上下校正螺丝，使十字丝分划板能够移动，用校正针拨动十字丝环的左右一对校正螺丝使视准轴重新对准A点。,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的检验与校正 4. HHVV的检验与校正 （1）检验（2）校正最好由专业检修人员进行对其校正,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的检验与校正 5.竖盘指标差的检验与校正 （1）检验选择一水平
13、目标，观测竖直角，并计算竖盘指标差，当x1时，应对仪器进行校正。（2）校正旋转竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为 R-x,此时，竖盘指标水准管气泡不再居中，打开竖盘指标水准管校正螺旋的护盖，用校正针拨动竖盘指标水准管的校正螺丝，使气泡居中。,3-6经纬仪的检验与校正,二、经纬仪轴线关系的检验与校正 6. 光学对点器的检验与校正 （1）检验在一张白纸上画一个十字形标志，十字交叉点记为P，将该纸固定在地面上。以P点为测站点安置经纬仪，进行对中、整平。然后将照准部旋转180，通过对点器的观察窗查看仪器是否仍然对中。如果是，则条件满足，否则应进行校正。 （2）校正在白纸上，找出照准部旋转180后对点
14、器所对准的点B，并取P、B两点的中点O，旋转对点器的校正螺丝，使对点器照准O点 。,3-7 水平角观测的误差分析,一、仪器误差 1.度盘分划误差 2.水平度盘偏心差 3.视准轴误差 4.横轴误差 5.竖轴误差,3-7 水平角观测的误差分析,二、对中误差 1.影响值 2.减弱办法测量边长比较短的角度时要特别注意对中，以便把对中误差限制在最小。,3-7 水平角观测的误差分析,三、目标偏心差 1.影响值 2. 减弱办法 除尽量保持观测标志的竖直外，还应尽量照准目标的底部，以减小偏心距，从而减小目标偏心差对角度测量的影响。,3-7 水平角观测的误差分析,四、观测误差1.影响因素（1）照准精度（2）读数误差一般不会超过最小分划的十分之一 2.规律DJ6型仪器的估读误差为6,3-7 水平角观测的误差分析,五、外界环境的影响1.影响因素（1）风力（2）大气（3）地面辐射（4）温度变化2.减弱方法选择有利的观测时间和观测地点,3-8 电子经纬仪简介,一、编码度盘的测角原理,3-8 电子经纬仪简介,二、光栅度盘的测角原理（增量式测角）,3-8 电子经纬仪简介,三、动态光栅度盘测角原理,
