第3章角度测量PPT讲稿.ppt

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1、第3章角度测量第1页，共37页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 水平角测量原理水平角测量原理 地面上一点到两目标的方向线垂直投影在水平地面上一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所夹的角度，称为面上所夹的角度，称为水平角水平角，以，以“”表示。表示。为了测定水平角为了测定水平角，可以，可以设想在设想在O O点的铅垂线上设置一点的铅垂线上设置一个带个带角度分划角度分划的水平度盘。另的水平度盘。另外装有外装有瞄准目标瞄准目标的望远镜，的望远镜，当瞄准当瞄准A A时，在水平度盘读时，在水平度盘读得读数为得读数为a a，瞄准，瞄准B B时，读得时，读得读数为读数为b b，则水平角，则水平角为：为

2、：b ba a 第2页，共37页，编辑于2022年，星期一仪器必需满足条件仪器必需满足条件:（1）仪器必须具备一个能安置成水平的带有）仪器必须具备一个能安置成水平的带有刻度刻度的圆盘。的圆盘。（2）能使刻度盘中心位于角顶点的）能使刻度盘中心位于角顶点的铅垂线铅垂线上。上。（3）有一个能瞄准）有一个能瞄准不同方向、不同方向、不同高度不同高度目标的望远镜。不仅目标的望远镜。不仅能能水平方向水平方向旋转，也能旋转，也能竖直方竖直方向向旋转。旋转。第3页，共37页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪一、光学经纬仪概述一、光学经纬仪概述 普通经纬仪有普通经纬仪有光学光学

3、经纬仪和游标经纬仪两类。经纬仪和游标经纬仪两类。我国经纬仪按精度等级分为我国经纬仪按精度等级分为DJDJ0.70.7、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6、DJDJ1515、DJDJ6060等六个等级。等六个等级。“D D”表示大地测量，表示大地测量，“J J”表示经纬仪，其中数字表示经纬仪，其中数字1 1，2 2，66等表示一测回等表示一测回方向中误差的秒值。方向中误差的秒值。二、光学经纬仪构造二、光学经纬仪构造 光学经纬仪主要由光学经纬仪主要由照准部、水平度盘照准部、水平度盘和和基座基座三部三部分组成。分组成。第4页，共37页，编辑于2022年，星期一（一）、照准部（一）、照准部

4、 经纬仪上部可转动的经纬仪上部可转动的部分称为部分称为照准部照准部，1 1、望远镜及横轴、望远镜及横轴2 2、竖盘及竖盘指标水准管、竖盘及竖盘指标水准管3 3、圆水准器及、圆水准器及水准管水准管4 4、光学读数设备、光学读数设备5 5、竖轴及水平制动螺旋及微动、竖轴及水平制动螺旋及微动螺旋螺旋第5页，共37页，编辑于2022年，星期一（二）、水平度盘部分二）、水平度盘部分（三）、基座（三）、基座 基座是支承仪器的底座。基座是支承仪器的底座。下部有三个下部有三个脚螺旋脚螺旋，用来，用来精平仪器。基座借助于精平仪器。基座借助于中中心螺旋心螺旋与三脚架头连接。与三脚架头连接。经纬仪用经纬仪用三脚架三

5、脚架头来粗平仪头来粗平仪器。中心螺旋下可悬挂垂球，器。中心螺旋下可悬挂垂球，用来使仪器竖轴中心与地面用来使仪器竖轴中心与地面标志中心在同一铅垂线上，标志中心在同一铅垂线上，即用来即用来对中对中。第6页，共37页，编辑于2022年，星期一三、三、DJDJ6 6光学经纬仪的读数方法光学经纬仪的读数方法 光学经纬仪的读数设备是由一系列棱镜与透光学经纬仪的读数设备是由一系列棱镜与透镜组成的一个镜组成的一个光学系统光学系统。光线通过棱镜的折射，将。光线通过棱镜的折射，将水平度盘、竖直度盘的刻划及测微设备刻划都投射水平度盘、竖直度盘的刻划及测微设备刻划都投射到读数显微镜内到读数显微镜内，以便读数。光学经纬

6、仪上的度盘，以便读数。光学经纬仪上的度盘是一个带有刻划的玻璃圆盘。度盘上相邻两分划是一个带有刻划的玻璃圆盘。度盘上相邻两分划间弧长所对的圆心角值，称为间弧长所对的圆心角值，称为度盘分划值度盘分划值。度盘是。度盘是按顺时针方向每度注有数字，根据注字就可判定按顺时针方向每度注有数字，根据注字就可判定度盘分划值的大小，一般为度盘分划值的大小，一般为11、3030或或2020。而。而小于度盘分划值的读数是用测微器测定的。小于度盘分划值的读数是用测微器测定的。DJ DJ6 6级光学经纬仪主要采用分微尺测微器和单平级光学经纬仪主要采用分微尺测微器和单平板玻璃测微器两种。板玻璃测微器两种。第7页，共37页，

7、编辑于2022年，星期一 在显微镜中看到在显微镜中看到的像如图所示。测的像如图所示。测微尺的长度等于放微尺的长度等于放大后度盘上一个分大后度盘上一个分划长度。度盘分划划长度。度盘分划值为值为11，测微尺，测微尺分成分成6 6大格，每大大格，每大格又分成格又分成1010小格，小格，因此，每小格为因此，每小格为11，可估读到，可估读到0.10.1。1、分微尺测微器、分微尺测微器第8页，共37页，编辑于2022年，星期一2、单平板玻璃测微器单平板玻璃测微器 测微轮转动时，带动仪器内部单平行玻璃板转动，随测微轮转动时，带动仪器内部单平行玻璃板转动，随之测微盘也转动，以便读出小于之测微盘也转动，以便读出

8、小于度盘分划值度盘分划值的读数。的读数。第9页，共37页，编辑于2022年，星期一第三节第三节 水平角测量水平角测量一、经纬仪的使用一、经纬仪的使用1 1、对中对中 对中的目的是使度盘的中心安置在通过测站点的对中的目的是使度盘的中心安置在通过测站点的铅垂线上。对中误差一般应小于铅垂线上。对中误差一般应小于3mm3mm。对中步骤：对中步骤：三角架高度适中，架头水平并粗对中三角架高度适中，架头水平并粗对中标志。挂垂球精对中，平移仪器。标志。挂垂球精对中，平移仪器。经纬仪的安置包括经纬仪的安置包括对中和整平对中和整平两项。安置完毕，就可以进两项。安置完毕，就可以进行测角。测角的主要内容是行测角。测角

9、的主要内容是瞄准和读数。瞄准和读数。（一）光学经纬仪的安置（一）光学经纬仪的安置第10页，共37页，编辑于2022年，星期一2 2、整平整平（1 1）旋转仪器照准部让长水准器与任意两个脚螺旋连线）旋转仪器照准部让长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。调整两平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。调整两个脚螺旋时，采用左手拇指原则。个脚螺旋时，采用左手拇指原则。第11页，共37页，编辑于2022年，星期一（2 2）将照准部转动）将照准部转动9090，用另一个脚螺旋使长水准器气泡，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。居中。（3 3）重复（）重复（1 1）（）（2

10、 2），直至照准部转到任何位置，），直至照准部转到任何位置，气泡都居中为止。气泡都居中为止。第12页，共37页，编辑于2022年，星期一（二）瞄准（二）瞄准 安置好仪器后，松开照准部和望远镜的制动螺旋，安置好仪器后，松开照准部和望远镜的制动螺旋，用望远镜的用望远镜的准星大致准星大致对准目标。然后再拧紧这两个对准目标。然后再拧紧这两个制动螺旋制动螺旋。调节目镜，使十字丝看得清楚，并转动物。调节目镜，使十字丝看得清楚，并转动物镜对光螺旋，使目标的像清晰，镜对光螺旋，使目标的像清晰，并消除视差并消除视差。最后利。最后利用照准部和望远镜的微动螺旋精确对准目标。用照准部和望远镜的微动螺旋精确对准目标。第

11、13页，共37页，编辑于2022年，星期一（三）读数（三）读数 打开反光镜，使读数窗分划清晰，消除视差，打开反光镜，使读数窗分划清晰，消除视差，读读数数。二、水平角测量的方法二、水平角测量的方法 水平角测量的方水平角测量的方法常用的有：法常用的有：测测回法回法和全圆测回和全圆测回法。法。测回法：测回法：第14页，共37页，编辑于2022年，星期一步骤：步骤：（一）盘左位置（竖直度盘处于望远镜左侧（一）盘左位置（竖直度盘处于望远镜左侧位置，亦称正镜。位置，亦称正镜。望远镜瞄准目标望远镜瞄准目标A A，（为了减，（为了减少标杆偏斜误差的影响，应尽少标杆偏斜误差的影响，应尽量瞄准目标的最下部），配置

12、量瞄准目标的最下部），配置水平度盘读数为水平度盘读数为0000000000(或略大于或略大于0000一般小于一般小于10 10)然后读水平度盘的读数得然后读水平度盘的读数得a a记入观测手簿。松开照准部的制动螺旋，记入观测手簿。松开照准部的制动螺旋，顺时针顺时针方向方向转动照准部，望远镜瞄准目标转动照准部，望远镜瞄准目标B B，读水平度盘读数，读水平度盘读数b b。第15页，共37页，编辑于2022年，星期一（二）盘右位置（竖直度盘处于望远镜右侧位置，亦（二）盘右位置（竖直度盘处于望远镜右侧位置，亦称倒镜。称倒镜。则盘左位置所测得则盘左位置所测得水平角水平角为：为：下半测回观测时，倒转望远镜，

13、顺时针旋转照下半测回观测时，倒转望远镜，顺时针旋转照准部，先观测右目标准部，先观测右目标B B，逆时针逆时针方向旋转照准部，方向旋转照准部，再观测左目标再观测左目标A A。得水平度盘读数分别为。得水平度盘读数分别为b b”和和a a”，则，则盘右半测回角值盘右半测回角值为：为：右右 b b”a a”以上为半个测回，称为以上为半个测回，称为上半测回上半测回。为了检核及消除仪器。为了检核及消除仪器误差对测角的影响，还要用盘右位置（即倒镜位置）再误差对测角的影响，还要用盘右位置（即倒镜位置）再测半测回，称为测半测回，称为下半测回下半测回左左 b b a a。第16页，共37页，编辑于2022年，星期

14、一 注：注：在计算水平角时，总是用右目标的读数减左在计算水平角时，总是用右目标的读数减左目标的读数。原因是水平度盘的刻划注记是顺时针目标的读数。原因是水平度盘的刻划注记是顺时针方向增加的。方向增加的。如果右目标读数小于左目标读数，则如果右目标读数小于左目标读数，则将右目标读数加将右目标读数加360360后再减。后再减。上半测回角值上半测回角值左左与与下半测回下半测回右右之差，对于之差，对于DJDJ6 6级仪器来说，若级仪器来说，若不超过不超过4040，则取，则取平均平均，即得一测回的观测结果，即得一测回的观测结果：（左左 右右）/2/2第17页，共37页，编辑于2022年，星期一n当测角精度要

15、求较高时，往往需要观测几个测回。当测角精度要求较高时，往往需要观测几个测回。为了减小水平读盘分划误差的影响，各测回间应根为了减小水平读盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数，按照据测回数，按照180/n180/n变换水平度盘位置。变换水平度盘位置。n表为观测两测回，第二测回观测时，表为观测两测回，第二测回观测时，A A方向的水平度盘方向的水平度盘应配置为应配置为9090左右。如果第二测回的半测回角差符合要左右。如果第二测回的半测回角差符合要求，则取两测回角值的求，则取两测回角值的平均值平均值作为最后结果。作为最后结果。第18页，共37页，编辑于2022年，星期一二、水平角测量的误差及注意事项二

16、、水平角测量的误差及注意事项（一）（一）仪器本身的误差仪器本身的误差（1）仪器加工不完善的误差（）仪器加工不完善的误差（配置度盘、盘左盘右配置度盘、盘左盘右观测观测）（2）仪器检较不完善的误差（）仪器检较不完善的误差（盘左盘右观测盘左盘右观测）（二）（二）观测误差观测误差（1）仪器对中误差）仪器对中误差边长较短、角度接近边长较短、角度接近180时要仔细对中时要仔细对中第19页，共37页，编辑于2022年，星期一（2）仪器整平误差）仪器整平误差 仔细整平，仔细整平，超标重测超标重测（3）目标偏心误差）目标偏心误差标杆标杆竖直，尽量竖直，尽量照准标杆根部照准标杆根部（4）照准误差）照准误差（5）读

17、数误差）读数误差（三）（三）外界条件的影响外界条件的影响第20页，共37页，编辑于2022年，星期一（四）经纬仪测角的注意事项（四）经纬仪测角的注意事项1)1)仪器高度要和观测者的仪器高度要和观测者的身高相适应身高相适应；三脚架要踩；三脚架要踩实，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要用手实，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要用手扶三脚架；转动照准部和望远镜之前，应先松开制扶三脚架；转动照准部和望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时用力要轻。动螺旋，使用各种螺旋时用力要轻。2)2)精确对中，特别是对精确对中，特别是对短边测角短边测角，对中要求应更严，对中要求应更严格。格。3)3)当观测目

18、标间当观测目标间高低相差高低相差较大时，更应注意仪器整较大时，更应注意仪器整平。平。4)4)照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或标杆或测钎底部测钎底部。5)5)记录要清楚，应当场计算。记录要清楚，应当场计算。6)6)一测回水平角观测过程中，一测回水平角观测过程中，不得再调整照准部不得再调整照准部管水准气泡管水准气泡，如气泡偏离中央超过，如气泡偏离中央超过2 2格时，应重新格时，应重新整平与对中仪器，重新观测。整平与对中仪器，重新观测。第21页，共37页，编辑于2022年，星期一第第 四节四节 竖直角测量竖直角测量一、竖直角测量原理一、竖直角测量原理

19、 在一个竖直面内，一点至观测目标的方向线与水平面在一个竖直面内，一点至观测目标的方向线与水平面间的夹角，称为间的夹角，称为竖角竖角，又称垂直角或高度角，以，又称垂直角或高度角，以“”表示。目标在水平面以上的表示。目标在水平面以上的竖角为正竖角为正，称为，称为仰角仰角；目；目标在水平面以下的竖角为负，称为俯角。角值分别标在水平面以下的竖角为负，称为俯角。角值分别为为0090 90 第22页，共37页，编辑于2022年，星期一二、竖直度盘的构造二、竖直度盘的构造 竖盘是一个玻璃的刻度盘，注记竖盘是一个玻璃的刻度盘，注记形式较多，但大多为全圆注记。注形式较多，但大多为全圆注记。注记方向有记方向有顺时

20、针顺时针与与逆时针逆时针两类。两类。第23页，共37页，编辑于2022年，星期一三、竖直角计算公式三、竖直角计算公式盘左竖角：盘左竖角：左左L L9090盘右竖角：盘右竖角：右右270270R R盘左竖角：盘左竖角：左左9090 L L盘右竖角：盘右竖角：右右 R R 270270第24页，共37页，编辑于2022年，星期一四、竖直角观测与计算四、竖直角观测与计算1 1、将仪器安置在测站上，对中、整平后，先盘左位、将仪器安置在测站上，对中、整平后，先盘左位置，将望远镜十字丝交点瞄准目标，一般只要求望远置，将望远镜十字丝交点瞄准目标，一般只要求望远镜镜横丝对准目标横丝对准目标即可。即可。2 2、

21、旋转竖盘指标水准管的、旋转竖盘指标水准管的微动螺旋微动螺旋使竖盘指标水准管的使竖盘指标水准管的气泡居中气泡居中。3 3、读取竖盘读数、读取竖盘读数L L，记入手簿，记入手簿(P50)(P50)。4 4、倒转望远镜为盘右位置，继续按上面方法观测，、倒转望远镜为盘右位置，继续按上面方法观测，读取读数读取读数R R，记入手簿。，记入手簿。竖角观测限差规定，同一测站各方向竖角观测算计竖角观测限差规定，同一测站各方向竖角观测算计得竖角的较差，得竖角的较差，DJDJ6 6级经纬仪要求不得超过级经纬仪要求不得超过 2525”。第25页，共37页，编辑于2022年，星期一五、竖盘指标差五、竖盘指标差 当视线水

22、平当视线水平时，读数指标时，读数指标偏离正确位置偏离正确位置,与正确位置相与正确位置相差一个小角度差一个小角度x该角值简称该角值简称指标差指标差。第26页，共37页，编辑于2022年，星期一第第 五节五节 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正一、经纬仪应满足的几何条件一、经纬仪应满足的几何条件（1 1）LLVVLLVV（2 2）十字丝应垂直于）十字丝应垂直于HHHH（3 3）CCHHCCHH（4 4）HHVVHHVV指标差为指标差为0，光学对中器，光学对中器的光学垂线与的光学垂线与VV重合重合第27页，共37页，编辑于2022年，星期一二、经纬仪的检验与校正二、经纬仪的检验与校正1.1.校验目

23、的校验目的2.2.校验方法校验方法3.3.校正方法校正方法反复校正反复校正(一一)照准部水准管轴的检验与校正照准部水准管轴的检验与校正第28页，共37页，编辑于2022年，星期一(二二)十字丝竖丝的检验与校正十字丝竖丝的检验与校正(三三)望远镜视准轴的检验与校正望远镜视准轴的检验与校正(四四)横轴的检验与校正横轴的检验与校正第29页，共37页，编辑于2022年，星期一(五五)竖盘指标差的检验与校正竖盘指标差的检验与校正(六六)光学对中器的检验与校正光学对中器的检验与校正1.检校目的检校目的2.检验方法检验方法:(1)安置仪器于平坦地上安置仪器于平坦地上,整平整平,在脚架中央在脚架中央固定一张白

24、纸固定一张白纸(2)调焦调焦,通过光学对中器在纸上标出通过光学对中器在纸上标出A点点(3)将仪器旋转将仪器旋转180,确认标记确认标记A是否偏离中心是否偏离中心3.校正方法校正方法第30页，共37页，编辑于2022年，星期一第六节第六节 DJ2级光学经纬仪、级光学经纬仪、电子经纬仪简介电子经纬仪简介一、一、DJ2级光学经纬仪级光学经纬仪放大倍数放大倍数不同、读不同、读数设备不数设备不同同第31页，共37页，编辑于2022年，星期一二、二、电子经纬仪电子经纬仪特点：电特点：电子子测角系统测角系统、测角自动测角自动化接口丰化接口丰富，能实富，能实现现数据处数据处理和绘图理和绘图自动化自动化.第32

25、页，共37页，编辑于2022年，星期一第33页，共37页，编辑于2022年，星期一键盘功能与信息显示键盘功能与信息显示信息显示窗口信息显示窗口第一（键上）第一（键上）功能符号功能符号第二（键上）功能符号第二（键上）功能符号操作键操作键第34页，共37页，编辑于2022年，星期一仪器键盘具有一键双重功能，一般情况下仪器执行键上方所标示的第仪器键盘具有一键双重功能，一般情况下仪器执行键上方所标示的第一（测角）功能，当按下一（测角）功能，当按下MODE MODE 键后再按其余各键则执行键下方所标键后再按其余各键则执行键下方所标示的第二（测距）功能。示的第二（测距）功能。PWRPWR电源开关键。按键电

26、源开关键。按键开机；按键大于开机；按键大于2 2秒则关秒则关机。机。望远镜十字丝和显示照明。望远镜十字丝和显示照明。RECREC记录键。令电子手记录键。令电子手薄执行记录。薄执行记录。MODEMODE测角、测距模式转测角、测距模式转换键。换键。减量键。减量键。V%V%竖直角和斜率百分比竖直角和斜率百分比显示转换键。显示转换键。增量键。增量键。0 SET0 SET水平角置零键水平角置零键TRKTRK跟踪测距键跟踪测距键HOLDHOLD水平角锁定键水平角锁定键MEASMEAS测距键测距键R/LR/L 显示右旋显示右旋/左旋水平角执左旋水平角执行键行键CONSCONS专项特种功能专项特种功能模式键模

27、式键第35页，共37页，编辑于2022年，星期一n仪器面板右上角的仪器面板右上角的PWRPWR键为电源开关键。键为电源开关键。n当仪器处于关机状态时，按下该键当仪器处于关机状态时，按下该键2 2秒后可打开秒后可打开仪器电源；当仪器处于开机状态时，按下该键仪器电源；当仪器处于开机状态时，按下该键2 2秒秒可关闭仪器电源。可关闭仪器电源。仪器在测站上安置好后，打开仪器电源时，在显仪器在测站上安置好后，打开仪器电源时，在显示窗中字符示窗中字符“HRHR”的右边显示的是当前视线方向的的右边显示的是当前视线方向的水平度盘读数；水平度盘读数；第36页，共37页，编辑于2022年，星期一n在显示窗中字符在显示窗中字符“V V”的右边将显示的右边将显示“OSETOSET”字符，它字符，它提示用户应指示竖盘指标归零。提示用户应指示竖盘指标归零。n将望远镜置于盘左位置，向上或向下转动望远镜，当其将望远镜置于盘左位置，向上或向下转动望远镜，当其视准轴通过水平视线位置时，显示窗中字符视准轴通过水平视线位置时，显示窗中字符“V V”右边的右边的字符字符“OSETOSET”将变成当前视准轴方向的竖直度盘读数值，将变成当前视准轴方向的竖直度盘读数值，即可进行角度测量。即可进行角度测量。第37页，共37页，编辑于2022年，星期一