测量学角测量.pptx

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1、（1 1）了解角度测量误差及注意事项。）了解角度测量误差及注意事项。（2 2）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。（3 3）掌握角度测量原理，掌握）掌握角度测量原理，掌握DJ6DJ6经纬仪的构造和使用方经纬仪的构造和使用方法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。教学目标教学目标 重点：重点：DJ6经纬仪的使用方法，水平角和竖经纬仪的使用方法，水平角和竖直角的观测和计算方法直角的观测和计算方法 第1页/共56页一、角度测量基本概念一、角度测量基本概念角度测量(angleobservation)内容：uu水平

2、角(horizontalangle)测量uu竖直角(verticalangle)测量第2页/共56页（一）水平角(horizontalangle)定义地面一点至两目标方向线在水平面上投影的夹角，称为水平角。范围：顺时针003600水平面aobAOB0ba水平度盘(horizontal circle)ba第3页/共56页（二）竖直角(verticalangle)定义天顶铅垂线水平线ACB090 180270在同一竖直面内，一点到目标的方向线与水平视线所夹的锐角称为竖直角。其范围：=0=09090 ，仰角为正，俯角为负。第4页/共56页目标视线的读数水平视线的读数目标视线的读数水平视线的读数 天顶

3、角：天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线在同一竖直面内，视线与铅垂线的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫天顶距，用天顶距，用Z表示。天顶距的大小由表示。天顶距的大小由0180。显然，同一方向线的天顶距和竖直角。显然，同一方向线的天顶距和竖直角之和等于之和等于90。Z=90 第5页/共56页二、光学经纬仪二、光学经纬仪(optical theodolite)(optical theodolite)的的使用使用经纬仪是测角的仪器，按精度，有：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ10。第6页/共56页 图为DJ2级光学经纬仪第7页/共56页（一）J2J2光学经纬

4、仪的构造1 1、测微轮、测微轮读数时，对径分划线影像符合。读数时，对径分划线影像符合。2 2、换像手轮、换像手轮水平读数和竖直读数间的互换。水平读数和竖直读数间的互换。3 3、竖直、水平读盘反光镜、竖直、水平读盘反光镜竖直、水平读数时反竖直、水平读数时反光。光。测微轮换像手轮竖直读盘反光镜水平读盘反光镜第8页/共56页B（二）经纬仪的操作1、光学对中（1）大致水平大致对中眼睛看着对中器，拖动三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持“架头”大致水平。（2）伸缩脚架粗平根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。要求：要求：3mm3mm第9页/共56页脚螺旋精平左手大拇指法则2 2、整平、整平(

5、leveling)(leveling)要求：要求：1 1格格1 1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线平行。2 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1 1、2 2。3 3）转动仪器90900 0，运用法则，旋转脚螺旋3 3。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123第10页/共56页3.瞄准（1）目镜对光（2）粗略瞄准（3）物镜对光（4）精确瞄准第11页/共56页4.读数读数5.合零合零盘左盘左盘右盘右第12页/共56页视频 第13页/共56页三、水平角测量三、水平角测量 u水平角测量预备知识水平角测量预备知识u水平角测量测回法水平角测量测回法u水平角测量方向观测法

6、水平角测量方向观测法 第14页/共56页（一）复习:水平角测量(horizontalangleobservation)原理1、水平角定义从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。2、范围：顺时针0036000901802700901802700ba水平度盘水平面abAOBo第15页/共56页3、计算公式 =右(终)边b-b-左(始)边a a 水平面abAOB0ba水平度盘o第16页/共56页（二）水平角测量常用的方法有：u测回法(methodofobservationset)u方向观测法(methodofdirectionobservation)第17页/共56页1、适用：2个方向的单

7、角（AOBAOB）2、步骤:（1 1）盘左瞄准左边）盘左瞄准左边A A，配度盘至，配度盘至0 00 00X0X0X0X，读取，读取a a1 1。（2 2）顺时针旋转瞄准右边）顺时针旋转瞄准右边B B，读取，读取b b1 1。则上半测回角值则上半测回角值:1 1=b=b1 1-a-a1 1 1测站ABOa1b1测回法第18页/共56页（3）倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。则下半测回角值:2 2=b2-a2 2测站ABOa2b2（5）计算角值）计算角值 若：若：1 1-2 24040（图根级）（图根级）则有：则有：=（1 1+2 2）/2/2第19页/共56

8、页3、测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右ABO左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站竖盘位置目标水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 示 意 图第20页/共56页u测回法小结测回法小结:盘左右边盘左右边B盘左左边盘左左边A顺时针盘右左边盘右左边A盘右右边盘右右边B逆时针倒 镜u注意:水平度盘刻度是按顺时针方向注记,因此计算水平角值时,总是以右边方向的读数减去左边方向的读数,如不够减,则将右边方向的读数加360，再减去左边方向读数，决不可倒过来减。第21页/共56页方向观测法(全圆测回法)当测站上的方向观测数在3个及

9、以上时，一般采用方向观测法，如下图所示，测站点为O点，观测方向有A，B，C，D四个，在O点安置好仪器，在A，B，C，D四个目标中选择一个标志清晰的点作为零方向，例如以A点方向为零方向，一测回观测的操作程序如下：第22页/共56页方向观测法(全圆测回法)1.上半测回操作。盘左，瞄准目标A，将水平度盘读数配置调制在0左右（成A点方向为零方向），检查瞄准情况后读取水平方向度盘，记入观测手簿。松开制动螺旋，顺时针转动照准部，依次瞄准B，C，D点的照准标志进行观测，其观测顺序依次为ABCDA，最后返回到零方向A的操作称为上半测回归零，再次观测零方向A的读数称为归零差。规范规定，对于DJ6经纬仪，归零差不

10、应大于18。第23页/共56页方向观测法(全圆测回法)2.下半测回操作。纵转望远镜，盘右瞄准照准标志A，读取数据，记入观测手簿。松动制动螺旋，逆时针转动照准部，一次瞄准D，C，B，A点的照准标志后进行观测，其观测顺序为ADCBA，最后返回到零方向A的操作称下半测回归零，至此。一测回的观测操作完成。注：如需观测几个测回，各测回方向应以180/n为增量配置水平度盘读数。如第1测回，以0为起始，则第2测回的度量起始数应为180/2=90，第3次测回的起始数应为180/3=60。第24页/共56页3计算、记录（1）半测回归零差:=起始方向归零读数起始方向读数J212；J618。例：例：半测回归零差半测

11、回归零差:=起始方向归零读数起始起始方向归零读数起始 方向读数方向读数=0 0 0 00 0 0 00114-00114-00114-00114-00 0 0 00110“0110“0110“0110“=4=4=4=4 J2J2 1212；J6J6 1818。第25页/共56页3计算、记录（2）计算2C值（又称两倍照准差）上式中，盘右读数大于上式中，盘右读数大于180时取时取“”号，盘右读数小号，盘右读数小于于180时取时取“+”号。一测号。一测回内各方向回内各方向2c值互差不应超值互差不应超过过18（DJ6光学经纬光学经纬仪）。如果超限，则应重新仪）。如果超限，则应重新测量。测量。例：例：O

12、COC方向一测回内方向一测回内2C2C互差互差:=-12=-120 0=-12-12-12-1218第26页/共56页3计算、记录（3）计算各方向的平均读数(又称为各方向的方向值)计算时，以盘左读数为计算时，以盘左读数为准，将盘右读数加或减准，将盘右读数加或减180后，和盘左读数取平均值。后，和盘左读数取平均值。起始方向有两个平均读数，起始方向有两个平均读数，故应再取其平均值，故应再取其平均值，表中第表中第7栏上方小括号数据。栏上方小括号数据。例：例：OAOAOAOA方向盘左、盘右读数的平均值方向盘左、盘右读数的平均值方向盘左、盘右读数的平均值方向盘左、盘右读数的平均值：(0(0(0(00 0

13、 0 001010101 10+(18010+(18010+(18010+(1800 0 0 00102-0102-0102-0102-1801801801800 0 0 0)/)/)/)/2=02=02=02=00 0 0 00106010601060106。再再再再取平均得取平均得取平均得取平均得：(0(0(0(00 0 0 00106+00106+00106+00106+00 0 0 001010101 15)/2=015)/2=015)/2=015)/2=00 0 0 001010101 11 11 11 11 注：角度测量数据一般四舍六入,五前单进双不进。此处实际应为0 0 0 00

14、 0 0 00110.50110.50110.50110.5 =0 0 0 00 0 0 00110,0110,0110,0110,表内稍有些不严谨！表内稍有些不严谨！第27页/共56页3计算、记录（4）计算归零后的方向值 将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数（括号内数值），即得各方向的“归零后方向值”，起始方向归零后的方向值为零。第28页/共56页3计算、记录（5）计算各测回归零后方向值的平均值 多测回观测时，同一方向值各测回互差，符合24（DJ6光学经纬仪）的误差规定，取各测回归零后方向值的平均值，作为该方向的最后结果。例：例：因为因为因为因为OBOBOBOB方向各测回互差为：方向各测

15、回互差为：方向各测回互差为：方向各测回互差为：(616161610 0 0 02306230623062306 -61-61-61-610 0 0 02318)=-122318)=-122318)=-122318)=-12 602c60；J2J2：2c302c30时，时，则需校正。则需校正。第46页/共56页（2）校正：方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由由B2B2点移至点移至BB2BB2中点中点B3B3。第47页/共56页4横轴的检验与校正（1 1）检验：）检验：在在202030m30m处的墙上选一仰角大于处的墙上选一仰角大于3030

16、的目标点的目标点P P，先用盘左瞄准，先用盘左瞄准P P点，放点，放平望远镜，在墙上定出平望远镜，在墙上定出P1P1点；再用盘右瞄准点；再用盘右瞄准P P点，放平望远镜，在墙上定出点，放平望远镜，在墙上定出P2P2点。点。有：J6J6：i20i20，则需校正。，则需校正。第48页/共56页（2）校正：方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。第49页/共56页5指标差的检校(1)(1)检验：检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计

17、算指标差x=(L+R-360)/2x=(L+R-360)/2。J6J6：x1x1；J2J2：x30 x30时，要进行校正。时，要进行校正。(2)(2)校正：校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R-xR-x）位置，再有拨针使指标气泡居中。）位置，再有拨针使指标气泡居中。第50页/共56页6光学对中器的检校（1 1）检验：）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔120120投下一点，若三点不重合，则需校正。投下一点，若三点不重合，则需校正。（2 2）校正：）校正：用拨针

18、使刻划中心向三点的外接圆心移动一半。用拨针使刻划中心向三点的外接圆心移动一半。第51页/共56页7圆水准器的检校(次要)（1 1）检验：）检验：精平（水准管气泡居中）后，若圆水准气泡不居中，则需校正。精平（水准管气泡居中）后，若圆水准气泡不居中，则需校正。（2 2）校正：）校正：用圆水准气泡校正螺丝使其居中。用圆水准气泡校正螺丝使其居中。第52页/共56页3.7水平角观测的误差分析一、仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（视准轴误差（CCHHCCHH）盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 横轴误差横轴误差 （HHVVHHVV）盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差竖

19、轴误差 （LLVVLLVV）盘左盘右观测取平均不能盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平。抵消，仔细整平。二、操作误差1.1.仪器安置误差：仪器安置误差：u对中误差对中误差u整平误差整平误差 第53页/共56页2.2.标杆倾斜误差标杆倾斜误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部3.3.观测误差：瞄准误差，估读数误差观测误差：瞄准误差，估读数误差三、外界条件选择有利观测时间，设法避开不利条件；选择有利观测时间，设法避开不利条件；尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与 时间成正比的误差。时间成正比的误差。第54页/共56页实验实验:水平角观测水平角观测(测回法测回法)u实验目的:使学生掌握水平角的测回法。u仪器设备:每组J6光学经纬仪1台、测钎4个、记录板1个。u实验任务:每组完成测回法测2个水平角观测任务。u说明:注意水平角测量的限差及记录格式。第55页/共56页感谢您的观看。第56页/共56页