建筑测量第3章角度测量.ppt
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1、第三章 角度测量,第七节 角度测量误差分析及注意事项,第一节 角度测量原理,第二节 DJ6光学经纬仪,第四节 水平角观测,第五节 竖直角观测,第六节 经纬仪的检验与校正,本章小结,exit,第八节 电子经纬仪简介,第三节 经纬仪的使用,角度测量包括 水平角测量和竖直角测量。水平角测量用于确定点的平面位置。竖直角测量用于测定高差或将 倾斜距离改化成水平距离。常用仪器 经纬仪 全站仪,第一节 角度测量原理,一、水平角测量原理 地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。如右图所示。,二、竖直角测量原理 在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角。如右图所示,视线在水平线之上称为仰角,符
2、号为正;视线在水平线之下称为俯角,符号为负。,按精度分为 DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。D大地测量仪器 J经纬仪 数字测角精度(一测回方向观测中误差,单位为秒)按读数系统分为 光学经纬仪、电子经纬仪。按性能分为 方向经纬仪、复测经纬仪 目前建筑测量中使用较多的是光学经纬仪,一般用DJ6,精度要求较高时用DJ2。,第二节 DJ6光学经纬仪,正面,反面,1、DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。,垂直制动,水平微动,读数目镜,水平度盘转换轮,垂直微动,光学对点器,补偿器转换钮,望远镜,圆水准器,1、基座 由轴座、脚螺旋、底板、三角压板等组成。作用:用于连接和
3、整平。2、度盘 包括水平度盘和竖直度盘,由光学玻璃制成。注记:0 360 分划:20、30、1 三种注:水平度盘顺时针注记,与竖轴不固定,不随 望远镜转动;水平度盘有复测钮或变换钮,用作改变观测 方向的角度值;竖直度盘顺时针注记或逆时针注记,与望远 镜固定,随望远镜一起转动。,3、照准部 主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对点器等组成。望远镜 用于瞄准目标 圆水准器 用于粗略整平仪器 管水准器 用于精确整平仪器 光学对点器 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上 读数装置用于读数,二、读数装置及读数方法 读数装置由棱镜、透镜、读数显微
4、镜组成;用于读取度盘 读数。,读数方法分测微尺和测微器两种方法。,测微尺,测微器,水平读数:215 0648 竖直读数:78 5200,竖直读数:92 17 30水平读数:转动测微轮重合读数,DJ6级光学经纬仪的读数窗示意图,0 1 2 3 4 5 6,第二节 光学经纬仪,正面,反面,读数为 30-28-00,图3-10 DJ2光学经纬仪,图3-11 DJ2光学经纬仪读数窗,该读数窗读数为:744715.7,该读数窗读数为:253615.4,该读数窗读数513 24.0,三、测钎、标杆和觇牌 测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具。,测钎:适用与距测站较近的目标。标杆:适用与距测
5、站较远的目标 觇牌:固定在三脚架上使用,远近皆可适用;一般为红白或黑白相间且常与棱镜结 合,用于电子经纬仪或全站仪。有时也可悬挂垂球用垂球线作为瞄准标志。,经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。,一、对中、整平 目的:使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上;使水平度盘处于水平位置。方法:有垂球对中和光学对点器对中两种,由于 垂球对中精度较低,且使用不便,工程测量中一般采用光学对点器对中。,第三节 经纬仪的使用,图3-12 水准管气泡调整,光学对点器对中及整平的步骤:安置仪器:高度适中,使测点在视场内;强制对中:调节脚螺旋,使光学对点器中心 与测点重合;粗略整平:调节三脚架,使圆水
6、准气泡居中;精确整平:调节脚螺旋,使长水准气泡居中;精确对中:移动基座,精确对中(只能前后、左右移动,不能旋转);重复、两步,直到完全对中、整平。,二、调焦与瞄准 目的:视准轴对准观测目标的中心。方法:调节目镜调焦螺旋,使十字丝清晰;利用粗瞄器,粗略瞄准目标,固定制动螺旋;调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰,注意消 除视差;调节制动、微动螺旋,精确瞄准。,测水平角用双丝夹粗目标,测竖直角用横丝切目标顶部,三、读数 方法:打开反光镜,使读数 窗光线均匀;调焦使读数窗分划清晰(注意消除视差);按不同的测微器直接 读取水平、竖直度盘 读数(度、分、秒,秒为估读且为6的倍数)。水平角:21506 48 竖
7、直角:7852 00,第四节 水平角观测,采用光学对中器安置经纬仪的操作步骤如下:1.将仪器置于测站点上,架头大致水平。粗略对中测站点。2.旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。3.伸缩三脚架腿,使圆水准气泡居中。再用脚螺旋精确整平经纬仪。4.如果光学对中器分划圈不在测站点上,应松开连接螺旋,在架头上平移仪器,使分划圈对准测站点。5.重新再整平仪器,依此反复进行直至仪器整平后,光学对中器分划圈对准测站点为止。,特别提示望远镜位置设置经纬仪望远镜可纵转360,根据望远镜与竖直度盘的位置关系,望远镜位置可设置为正镜和倒镜两个位置上。正镜观测者正对望远镜目镜时,竖盘位于望远镜左边,也称盘左位置。倒镜观测
8、者正对望远镜目镜时,竖盘位于望远镜右边,也称盘右位置。即望远镜在正镜位置纵转180,再将照准部转180的位置。在水平角观测中,为了消除仪器误差影响,通常用正镜和倒镜两个位置观测。实际上正镜是处于度盘0180位置上,倒镜是处于度盘的180360位置上,用不同度盘位置观察同一结果,达到复核的作用。,一、测回法,测回法常用于测量两个方向之间的单角,如图3-14。将仪器安置于O点,地面两目标为A、B,欲测定AOB,则可采用测回法观测,一测回观测具体方法如下:1.上半测回:盘左位置观测(正镜),其观测值为上半测回值。1)在O点安置仪器,整平,对中;2)正镜瞄准左目标A,读取水平度盘读数为00230,随即
9、记入水平角观测手簿(表 3-1)中;3)顺时针方向旋转照准部,瞄准右目标B,读取水平度盘读数为952048,记入(表3-1)中。,以上便完成盘左半测回或称上半测回观测,盘左位置观测所得水平角为:左=b左a左=952048 00230=9518182.下半测回:盘右位置观测(倒镜),观测值为下半测回值。,1)纵转望远镜180,逆时针旋转照准部180成盘右位置;2)瞄准右目标B,读取水平度盘读数b右为2752112,记入表1-3中;3)逆时针方向旋转照准部,瞄准左目标A,读取水平度盘读数a右为1800242,记入表3-1中,完成盘右半测回或称下半测回观测。盘右位置观测所得水平角为:右=b右a右=2
10、752112 1800242=951830计算时,若右方向读数减左方向读数不够减时,则应将右方向读数先加360,然后再减左方向读数。3.计算一测回角值:当盘左、盘右两个半测回角值的差数不超过限差(40)时,则取平均值作为一测回的水平角值。即:=(左+右)/2=951824,水平角观测手簿 表 3-1,当测角精度要求较高时,可以观测多个测回,取其平均值作为水平角测量的最后结果。为了减少度盘刻划不均匀的误差,各测回间应根据测回数,按照180/n变换水平度盘位置。例如:观测两测回0;90观测三测回0;60;120观测四测回0;45;90;135观测六测回0;30;60;90;120;150上例为两测
11、回观测的成果。当各测回角值互差小于40时,则取测回角值平均值作为最终结果。若大于40时,需对角值较大的和较小的测回重测。,二、方向观测法(目标多于两个)1、操作步骤 安置仪器于测站点O,对中、整平;正镜(盘左),选择零方向 C,顺时针依次照准目标 D、A、B、C(归零),读数;倒镜(盘右),瞄准 零方向C,逆时针依 次照准目标B、A、D、C(归零),读数;,D,C,A,归零后方向值的计算:各方向平均读数分别减起始方向平均读数。,2、记录与计算(观测记录见表3.2)归零差的计算:分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差;(若超限,应及时重测)计算2c值(两倍视准误差):2c=盘左读数-(盘右
12、读数180)若2c超限,应及时重测。各方向平均读数的计算:,各测回归零后平均方向值的计算:各测回归零后方向值的平均值。水平角的计算:相邻方向值之差,即为相邻方向所夹的水平角。,24,角值,1 2 3 4 5 6 7 8 9,方向观测法观测手簿,O,O,第1测回,第2测回,C,D,B,A,C,C,A,B,D,C,0 00 54,79 27 48,142 31 18,288 46 30,0 00 42,180 00 24,259 27 30,322 31 00,108 46 06,180 00 18,-12,-6,+30+18+18+24+24,+18+18+30+12+24,0 00 39 79
13、 27 39142 31 09288 46 18 0 00 30,(0 00 34),0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44,0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47,90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00,270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36,90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48,0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50,(90 00 52
14、),79 26 59,63 03 30,146 15 18,71 14 13,-6,-12,表3.2,方 向 观 测 法 记 录 表,第五节 竖直角测量,竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端,随望远镜的转动而转动。竖直度盘的刻划与水平度盘基本相同,但其注字随仪器构造的不同分为顺时针和逆时针两种形式。,一、竖直度盘的构造,对于J6级光学经纬仪竖盘与指标及指标水准管之间应满足下列关系:当视准轴水平,指标水准管气泡居中时,指标所指的竖盘读数值盘左为90,盘右为270。,目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归零补偿装置来代替竖盘指标水准管。,二、竖直角的计算公式,推导竖直角计算公式的具体做法如下:,1.盘左
15、位置把望远镜大致置水平位置,这时竖盘读数值约为90(若置盘右位置约为270),这个读数称为始读数。,2.慢慢仰起望远镜物镜,观测竖盘读数(盘左时记作L,盘右时记作R),并与始读数相比,是增加还是减少。,3.以盘左为例,若L90,则竖角计算公式为:,竖直角=(左+右)=(L R+180),右=270 R,左=L 90,三、竖直角指标差的计算,当指标偏离正确位置时,这个指标线所指的读数就比始读数增大或减少一个角值,此值称为竖盘指标差,也就是竖盘指标位置不正确所引起的读数误差。,指标差计算公式:X=(左 右)=(R+L-360),四、竖直角的观测方法,1.盘左位置:瞄准目标后,使竖盘指标水准管气泡居
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- 关 键 词:
- 建筑 测量 角度
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