《经纬仪测量》课件.ppt

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1、测量学,山东科技大学 测绘学院,第四章 经纬仪测量,4.1 水平角测量的原理4.2 DJ6级光学经纬仪4.3 水平角观测4.4 竖直角观测4.5 三角高程测量4.6 视距测量4.7 全站仪简介,第四章 经纬仪测量,4.1 水平角测量的原理,水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。角值范围：0+360。实质：过两方向线所作两竖直面间的二面角。,原理：C点铅垂线上任意点放置一个有刻度的水平度盘，中心位于过C点铅垂线上。过CA和CB各作一个铅垂面，与水平度盘交线读数a、b，则：水平度盘望远镜,4.1 水平角测量的原理,4.2 DJ6级光学经纬仪,三级精密度：1级、2 级、6级按精度分类：DJ0

2、7、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60D大地测量J经纬仪数字测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）依据度盘刻度和读数方式分：游标经纬仪光学经纬仪电子经纬仪,1、竖直制动；2、竖直微动；3、物镜；4、物镜调焦；5、目镜；6、目镜调焦；7、光学瞄准器；8、读数显微镜；9、读数调焦；10、水准管；11、光学对中器；12、反光镜；13、竖盘水准管；14、反射镜；15、竖盘水准管微动；16、水平制动；17、水平微动；18、水平度盘变换螺旋与保护卡；19、基座圆水准器；20、基座；21、轴套固定螺旋；22、脚螺旋,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的构造（一）照准部：水平制动、水平微动

3、（1）望远镜：望远镜的视准轴应与横轴正交，横轴应通过竖盘的刻划中心竖直制动、竖直微动（2）竖直度盘：竖盘水准和微动（3）水准器：水准管、圆水准器。水准轴与竖轴正交，与横轴平行,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的构造（二）水平度盘水平度盘分划和竖直度盘分划经读数光学系统，成像在读数显微镜中。由光学玻璃制成，按0360 刻度顺时针注记；仪器整平，水平度盘水平；按下复测扳钮时，水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，要使用复测扳钮或。,4.2 DJ6级光学经纬仪,一、光学经纬仪的构造（三）基座脚螺旋：用以整平。中心固定螺旋：连接仪器和三脚架。轴座固定螺旋：连接照准部和基座。,二、光学经纬仪

4、的读数装置和读数方法分测微尺和测微器两种方法。,测微尺,测微器,4.2 DJ6级光学经纬仪,测微尺分划间长度等于度盘一格，即1宽度。水平度盘读数窗注有“水平”(或H)，竖盘读数窗注有“竖直”(或V)。测微尺分60小格，每小格代表1，每10小格注有数字，表示10的倍数，从测微尺上可直接读到1，估读到0.1，即6。,4.2 DJ6级光学经纬仪,二、光学经纬仪读数装置和读数方法（2）测微尺读数装置及其读数方法,2145442790530,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,4.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,读数练习,4

5、.2 DJ6级光学经纬仪,读数练习,4.2 DJ6级光学经纬仪,4.2 DJ6级光学经纬仪,三、光学经纬仪应满足的几何条件 水准管轴应垂直于竖轴(LLVV)；视准轴应垂直于横轴(CCHH)；横轴应垂直于竖轴(HHVV)；竖丝应垂直于横轴(竖丝HH)；竖角观测时，必须满足竖盘指标差在限差范围内。,一、经纬仪的安置1、对中目的：把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。方法：1）垂球对中：2）光学对中器对中：,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置1、对中光学对中器对中：固定一只架腿于适当位置；两手分别握住另两条架腿前、后、左、右移动；从光学对中器中观察，使对中器分划板中心对中地面标志中心；调节三脚架的高

6、度，使照准部大致水平，为整平做准备。也可用脚螺旋调整，但要与整平反复进行。,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置2、整平目的：使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。分以下几步：,先粗平：通过升降、伸缩三脚架腿使圆水准气泡居中。后精平：将水准管平行于任意两个脚螺旋连线，转动两脚螺旋使气泡居中；再转至垂直方向，转动第三个脚螺旋使气泡居中。再平移：对中偏了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置总结：对中整平步骤：对中：固定三脚架一脚，双手持另两脚架不断调整其位置，同时观察光学对点器十字分划，使其对准地面点标志中心；粗平：伸缩三脚架(二脚)，使圆气泡居中，粗

7、略整平仪器；精平：调节三个脚螺旋（左手拇指法则），精确整平仪器；再对中：检查光学对点器，若偏离测站标志，平移仪器，精确对中。上述操作反复进行，至对中整平都达最佳状态。,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置3、瞄准目镜对光：先将望远镜对向明亮背景(如白墙、天空等，注意不要对向太阳)，转动目镜使十字丝清晰，消除视差。粗瞄：用粗瞄器粗略瞄准目标，通过水平和竖直制动螺旋将望远镜大致瞄准目标，使目标固定在望远镜视窗内；精瞄：转动物镜调焦螺旋使目标清晰，旋转水平和竖直微动螺旋，精确瞄准目标。注意：用十字丝纵丝的单线平分目标，或用双线夹住目标。,4.3 水平角观测,测水平角用双丝夹住目标,测竖直角用横丝切目

8、标顶部,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置3、瞄准,一、经纬仪的安置照准工具：测钎、标杆和觇牌,4.3 水平角观测,一、经纬仪的安置4、读数：先打开度盘照明反光镜，调整反光镜开度和方向，使读数窗亮度适中；旋转读数显微镜目镜使刻划线清晰，然后读数。,4.3 水平角观测,二、测回法测水平角四种方法：测回法、复测法、全圆测回法、方向观测法盘左、盘右（正倒镜）观测目的：为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得到更精确的角值。盘左（正镜）：观测者对着望远镜目镜时，竖盘在望远镜左边。盘右（倒镜）：观测者对着望远镜目镜时，竖盘在望远镜右边。,4.3 水平角观测,下半测回倒转望远镜，盘右，逆时针旋转，瞄准B点

9、，读数b2。逆时针转动，瞄准A点，读数a2：上、下两个半测回合称一个测回。,二、测回法测水平角上半测回盘左，顺时针旋转，粗略瞄准A点上标杆。水平、竖直制动，水平、竖直微动，精确瞄准，读数a1。顺时针旋转，同法瞄准B点读数b1：,4.3 水平角观测,二、测回法测水平角对J6，上下半测回间角值互差不大于40；多个测回观测时各测回间角度互差不大于24；各测回度盘起始读数要变更180/n。如，3个测回时，度盘起始读数分别为0、60、120。,4.3 水平角观测,4.3 水平角观测,测回法观测手簿,小结习题,一、水平角测量原理二、经纬仪应满足的条件三、对中、整平的目的四、测回法水平角观测五、角度测量为何

10、要用正、倒镜观测？,实习三：认识经纬仪,一、认识水准仪：1、每人都学会操作经纬仪。2、每人都会读一组数据。3、每人都能测出一个角度。二、仪器J6经纬仪一台，三脚架腿一个；夹子两个、铅笔两支、纸若干（自备）三、记录表格：表4-1,一、竖直角测量原理竖直角：同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为0 90 视线上仰形成的仰角为正，视线下俯所成的俯角为负。,4.4 竖直角观测,天顶距：目标方向与天顶方向所构成的角，角值0 180，无负值。竖直角两方向中必须有一个水平方向。只读取视线指向目标点的竖盘读数，即算得竖直角。,4.4 竖直角观测,二、竖盘装置的构造竖盘注记顺序：盘左 盘右顺时针注记：逆时针

11、注记：,4.4 竖直角观测,三、竖直角的观测和计算计算：视线大致水平读数，望远镜上仰：若读数减小，则视线水平读数减去目标读数（顺）。若读数增大，则目标读数减去视线水平读数（逆）。顺时针注记：盘左：L=90 L,4.4 竖直角观测,三、竖直角的观测和计算计算：视线大致水平读数，望远镜上仰：若读数减小，则视线水平读数减去目标读数（顺）。若读数增大，则目标读数减去视线水平读数（逆）。顺时针注记：盘右：R=R270,4.4 竖直角观测,三、竖直角的观测和计算观测：安置仪器，对中、整平；盘左瞄准目标，使十字丝横丝切于目标顶端，竖盘微动使气泡居中，读取竖盘读数L；倒转望远镜，同法盘右瞄准，读取竖盘读数R。

12、记录与计算：分别计算盘左、盘右半测回竖直角：L=90-LR=R-270取其均值作为一测回竖直角。=（L+R）/2,4.4 竖直角观测,四、竖盘指标差定义：竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向90 或270，而是与正确位置相差一个小角度x。,4.4 竖直角观测,四、竖盘指标差计算：盘左、盘右时正确的竖直角：=（90+x)-L=L+x=R-（270+x)-L=R-x两式相加除以2得：=（L+R）/2两式相减并整理得：x=（R+L-360）/2=（R-L)/2同理，盘右：x=（L+R-360）/2=（L-R)/2对J6，同一测站上观测不同目标时，指标差变动范围不应超过25。,4.4 竖直角观测

13、,L=90L=（L+R）/2R=R270 x=（R L）/2,4.4 竖直角观测,四、竖盘指标差,4.5 三角高程测量,水准测量：精度较高，在山区、煤矿井下主要斜巷中等地面高低起伏较大或不便地区进行较困难，多用于建立国家高程控制点、测定高级地形控制点高程。三角高程测量：根据两点间的水平或倾斜距离和竖直角计算两点间高差。简便迅速，保证生产所需精度。,4.5 三角高程测量,对向观测：由A向B观测称为直觇；反之，由B向A观测称为反觇。A、B间距大于300m时，应考虑地球曲率和大气折光的影响：,4.6 视距测量,视距测量：利用望远镜内的视距丝和视距尺，同时测定两点间水平距离和高差。工具：经纬仪、视距尺或水准尺。精度：1/300,4.6 视距测量,一、视距测量原理1、视线水平时的视距公式mFnMNF,4.6 视距测量,一、视距测量原理2、视线倾斜时的视距公式NM=NO+MO=(NO+MO)cos=NMcos=Scos,4.6 视距测量,一、视距测量原理2、视线倾斜时的视距公式以视距表示的三角高差：即：实际中尽量使i=v以简化计算。,4.6 视距测量,二、视距测量方法（1）A点安置经纬仪，对中、整平，量取仪器高i;（2）瞄准B点视距尺，读取上丝、中丝(即v)和下丝读数；（3）用微动螺旋使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数。（4）计算尺间隔S、竖直角，计算水平距离l、高差h。,4.6 视距测量,