【教学课件】第三章角度测量.ppt

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1、,第三章 角度测量,3.1 角度测量原理,3.2 光学经纬仪、电子经纬仪,3.3 水平角观测,3.4 竖直角观测,3.5 经纬仪的检验与校正,3.6 经纬仪测角误差分析及注意事项,3.7 经纬仪测角误差分析及注意事项,3-1 角度测量原理,水平角1.水平角定义 从一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上的夹角称水平角。如图中。2.水平角测量原理 在过测站点中心的铅垂线上任意高度水平地安置一个度盘，则空间视线在其上的投影线分别截取读数a、c，则水平角 c-a,1、竖直角定义：同一竖直面内，一点至目标点的方向线与水平线间的夹角，称为该方向线的竖直角。角值范围：090 视线在水平线之上称仰角，取“”号

2、；视线在水平线之下称俯角，取“”号。,竖直角,2、竖直角测量原理竖直角照准目标时的读数与视线水平时读数(常数90或270)之差。,3-2 J6型光学经纬仪及其应用,一、经纬仪的概述,经纬仪的代号：DJ1、DJ2、DJ6、DJ10,“D”和“J”大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母“6”和“2”仪器的精密度。一测回方向观测中误差不超过6和2 在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪,经纬仪的发展:游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪 金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘,二、经纬仪的构造 基座：连接仪器与三脚架（支承仪器）照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等 水平度盘

3、:0 360顺时针全圆刻划、注记,三 分微尺读数系统,四、经纬仪操作步骤 1.对中 2.整平 3.瞄准目标,瞄准,一、水平角观测方法（一）测回法（两个方向的单角观测）地面上有若干点A、B、C、D、等，前进方 向如图箭头所示，则位于前进方向左边的角度 称为左角，位于前进方向右边的角度称右角。,3-3 水平角测量,在测站B点上安置仪器，盘左，瞄准目标A点，用转盘手轮使水平度盘的读数略大于0；松开转盘手轮；读数aL,记录；顺时针方向转动照准部，瞄准目标C点，读数cL，记录；计算上半测回角值 L=cL-aL,1.上半测回观测,纵转望远镜成盘右位置，瞄准C目标，读数cR，记录；逆时针方向转动照准部准A目

4、标，读数aR,记录；计算下半测回角值 R=cR aR 校核：L R 若 容=40 则取(L+R)/2,2.下半测回观测,以上步骤为一测回观测，若需要观测n测回，则每测回间改变度盘起始位置,计算各测回角值差，24，取各测回角值的平均值为最后结果。,测盘测 水平度盘 半测回角值 一测回角值 读数 站位点 左A 90 02 06 B C 193 34 24 右 A 270 02 18 C 13 34 42,水平角观测手簿(测回法),（二）方向观测法,1.观测（1）安置仪器于O点，选择一明显目标A作为起始方向(零方向)，盘左，瞄准A点，用转盘手轮使水平度盘 的读数略大于0；松开转盘手轮；读数aL，记录

5、；（2）顺时针方向转动照准部，依次瞄准B、C、D、A,读数并记录aL、bL、cL、dL、aL，；（3）倒镜为盘右，按逆时针方向依次 瞄准目标A、D、C、B、A,分别读数 并记录aR、dR、cR、bR、aR，以上为一测回观测。若n测回观测，同样按 安置度盘起始位置。,（1）半测回归零差 18（2）两倍照准误差 2c=L-(R 180)2C互差 24（3）各方向平均读数 零方向对两个平均读数再取平均值（4）归零后方向值各方向的平均读数零方向的平均读 数（5）计算各测回同一方向归零后方向值的平均值 同一方向各测回互差 24（6）水平角计算：取两相邻方向值之差。,2.计算与校核,方向观测法观测手簿 表

6、3-2,3-4 竖直角测量,竖直度盘、竖直度盘锁紧轮(竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋)。,应满足的条件：视线水平，竖盘指标应处在正确的位置(90或270),一、竖盘构造,1.竖直角计算：,二、竖直角的计算公式,=（L+R）/2,R=R-270,L=90-L,顺时针全圆注记,逆时针全圆注记,L=L-90,R=270-R,=（L+R）/2,问题：L R？,竖直角计算公式的判断法则：(1)盘左位置，大致安放望远镜于水平位置，确定起始读数(常数)；(2)抬高望远镜，若读数增加 则读数常数,若读数减小 则常数读数,测站上安置仪器，对中、整平。盘左瞄准目标，打开竖直度盘锁紧轮（或转动竖盘水准管微动

7、螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中），读取竖盘读数L，关闭竖直度盘锁紧轮；倒镜，盘右瞄准目标，打开竖直度盘锁紧轮（或转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中），读数R，关闭竖直度盘锁紧轮；计算竖直角。若n次观测，重复24步，取平均值。检核：竖盘指标差25,三、竖直角观测,望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标不指在整90或 270，而与正确位置相差一个小角度x，x称为竖盘指标差。当偏离方向与竖盘注记方向一致时，记“”号，反之记“”号。,四.竖盘指标差,=（R-x）-270,=90-（L-x),由于x的影响，使读数中包含有指标差的影响，故正确的计算公式应为：90-(L-x)=90

8、-L+x=L+x(1),=(R-x)-270=R-270-x=R-x(2),所以,结论：盘左盘右观测取平均值可以消除竖盘指标差的影响,五、竖盘指标自动归零装置 利用自动安平补偿装置取代竖盘水准管，即使仪器稍有倾斜(10)也能读到指标在正确位置时的读数。注意检查补偿器是否失灵。,DJ2光学经纬仪,一、用途 三、四等三角测量,精密导线测量,工程测量等,二、构造特点,图37中，20测微轮；17换像手轮；9竖盘反光镜；7水平度盘反光镜,采用对径符合读数系统，一次读取对径180o两个方向的平均值，可消除照准部偏心差的影响,三、读数方法,转动测微轮，使正、倒像分划线重合，找出满足以下三个条件的一对正、倒像

9、分划线：(1)相差180o(2)正像在左，倒像在右；(3)相距最近。读取该对分划线正像的度数；该对分划线所夹的格数10为整十分数；在测微窗上读取分、秒，估读至0.1秒。例：,缺点：读数慢、易出错。改进成半数字化读数方法。,3-5 经纬仪的检验与校正,一、经纬仪应满足的条件,（一）LLVV,（二）CCHH,（三）HHVV,LL水准管轴 VV竖轴 HH横轴,二、经纬仪的检验校正,1、照准部水准管的检校,2、十字丝的检校,整平仪器，用十字丝交点瞄准清晰目标点，将照准部、望远镜制动，微调望远镜上下移动，若目标始终在竖丝上移动，表明条件已满足，否则须检校,校正时，旋下目镜护盖，松开压环螺丝，转动十字丝丝

10、，直至望远镜上下移动时，目标始终沿竖丝移动为止。最后拧紧压环螺丝，盖上护盖。,如图，在一平坦场地上，选择一直线AB，约100m。置仪于O，A点竖一标志，B点横放一毫米分划的小尺，并使其垂直于AB。盘左瞄准A，倒镜于B尺上读数B1；盘右再瞄准A，倒镜于B尺上读数B2，如果B2与B1重合，表明视准轴垂直于横轴，否则要检校,3、视准轴的检校,为了消除视准轴误差C，只需在尺上定出一点B3，该点与盘右读数B2的距离为四分之一B1B2的长度。用校正针拨动十字丝左右两个校正螺丝，先松开一个，再紧一个，使读数由B2移至B3，然后固紧两个螺丝。此校正需反复进行，直至C值不大于10”为止。,4、横轴的检校,如图，

11、在距一较高墙2030m处置仪，在墙上选择一仰角大于30度的目标点P，盘左瞄准P，将望远镜放平，在墙上定一 点P1。倒镜盘右瞄准P点，再将望远镜放平，在墙上定出另一点P2。如果P1P2重合，表明仪器横轴垂直于竖轴，否则应校正。,由于仪器横轴不垂直于竖轴，仪器整平 后，竖轴牌铅垂位置，横轴就不水平，倾斜一个i角。当以盘左、盘右瞄准P点而将望远镜放平时，其视准面不是竖直面，而是分别向两侧各倾斜一个i角的斜平面。因此，在同一水平线上的P1、P2偏离竖直面的距离相等而方向相反，直线P1P2的中点M必然与P点位于同一铅垂线上。校正时，用水平微动螺旋使十字丝交点瞄准M点，然后抬高望远镜，此时十字丝交点必然偏

12、离P点。打开支架处横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴，抬高或降低横轴一端，直至十字丝交点瞄准P点。,5、竖盘指标差的检校,仪器整平后，以盘左、盘右先后瞄准同一明显目标，在竖盘指标水准管气泡居中的情况下读取竖盘读数L和R，并计算指标差。校正时先计算盘右的正确读数R0R-x，保持望远镜在盘右位置瞄准原目标不变，旋转竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘读数为R0，这时竖盘指标水准管气泡不再居中，用校正针拨动竖盘指标水准管的校正螺丝使气泡居中。此项检校需反复进行，直至指标差x不超过限差为止。J6级仪器限差为30”。,3-6 角度测量误差及注意事项,一、仪器误差,视准轴误差的影响,盘左盘右观测同一目标，其视准轴误差的影响大小相等，方向相反。即 L L-c;RR+c。结论：盘左盘右观测取平均值可以消除视准轴误差的影响。,分析：（1）=0 xi=0；，xi；（2）盘左盘右观测同一目标，其横轴误差的影响，大小相等，方向相反。结论：取盘左盘右观测的平均值可以消除横轴误差的影响。,横轴误差的影响,