理学中南大学土木工程测量角测量.pptx

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1、3/26/2023第三章 角 度 测 量 3.1 水平角和竖直角的测量原理角度测量(angle observation)包括：uu水平角(horizontal angle)测量uu竖直角(vertical angle)测量第1页/共72页3/26/2023一、水平角(horizontal angle)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。范围：顺时针03600 水平面abc ABC0ca水平度盘(horizontal circle)第2页/共72页3/26/2023二.竖直角(vertical angle)定义天顶天顶铅铅垂垂线线水平线ACB090 180270在同一竖直面内

2、，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。其范围：=0=0 9090，仰角为正，俯角为负。第3页/共72页3/26/20233.2 3.2 光学经纬仪(optical theodolite)(optical theodolite)的构造 经纬仪是测角的仪器，按精度，有：DJ6DJ6、DJ2DJ2。一、DJ6DJ6经纬仪的构造及作用1 1、照准部、照准部(alidade)(alidade)2 2、水平度盘、水平度盘(horizontal circle)(horizontal circle)3 3、基座、基座(tribrach)(tribrach)第4页/共72页3/26/2023第5页/共72页3/26

3、/2023第6页/共72页3/26/20231.1.照准部照准部(alidade)l照准部(水平)制动、微动l望远镜(竖直)制动、微动l水准器l望远镜目镜调焦，物镜调焦粗瞄准器，十字丝读数显微镜竖直度盘光学对点器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝望远镜十字丝第7页/共72页3/26/20232.2.水平度盘水平度盘(horizontal circle)水平度盘由光学玻璃制成水平度盘由光学玻璃制成 顺时针顺时针0 0 360360刻度；刻度；水平度盘与照准部相互脱离；水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测测 扳手。扳手。0901802

4、700901802703.3.基座基座(tribrach)脚螺旋用于整平仪器脚螺旋用于整平仪器第8页/共72页3/26/2023二、经纬仪操作二、经纬仪操作1 1、2 2 联结与对中（1）打开脚架：（高度适中）挂上锤球（2）粗略对中：移脚架，目估架顶大致平，锤球对点2cm（3）联结：连上仪器，中心螺旋拧紧后松开一周（4）再在架顶移动仪器，使锤球准确对点，拧紧中心螺旋第9页/共72页3/26/20233 3、整平：（粗平和精平）、整平：（粗平和精平）粗平是通过伸缩脚架腿或旋转脚螺旋使圆水准气泡居中，其规律是圆水准气泡向伸高脚架腿的一侧移动，或圆水准气泡移动方向与用左手大拇指和右手食指旋转脚螺旋的

5、方向一致；精平是通过旋转脚螺旋使管水准气泡居中，要求分别转动照准部使管水准器轴旋至相互垂直的两个方向上使气泡居中，其中一个方向应与任意两个脚螺旋中心的连线方向平行。第10页/共72页3/26/2023操作步骤 先将照准部转动，使水准管轴平行于一对脚螺旋的连线，两手相对转动脚螺旋，使气泡居中，然后将照准部平转90度，转第三个脚螺旋，使气泡居中。（此过程需反复）注意：（1）两脚螺旋相对旋转（2）气泡移动方向与左手大拇指移动一致（3）脚螺旋顺时针升高第11页/共72页3/26/2023（1）垂球(plumb bob)法脚架头上移动仪器进行对中。脚架头上移动仪器进行对中。旋转脚螺旋进行整平。旋转脚螺旋

6、进行整平。反复（反复（1 1）、（）、（2 2）两步。）两步。内容及要求：内容及要求：内容及要求：内容及要求：对中对中对中对中 (centering)(centering)3mm3mm 整平整平整平整平(leveling)(leveling)1 1格格格格BBCA第12页/共72页3/26/2023(2)光学对中器法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。伸缩脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚或一个脚，使圆水准气泡居中。第13页/共72页3/26/2023（3）脚螺旋精平左手大拇指法则转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。根据气泡位置

7、运用法则，对向旋转脚螺旋1、2。转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3。气泡居中，1、2等高123气泡居中，3与1、2等高123第14页/共72页3/26/2023架头上移动仪器，精确对中 脚螺旋精平 反复（4）、（5）两步。第15页/共72页3/26/20234 4、瞄准瞄准 步骤：粗瞄步骤：粗瞄制动制动调焦调焦微动精瞄。微动精瞄。（1）准星粗瞄，制动（2）目镜对光：使十字丝清晰（3）物镜对光：使目标影像清晰（4）消除视差（5）旋两微动螺旋，使目标落在纵丝中心注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。注意：瞄准时，尽量瞄准目标下部。第16页/共72页3/26/20235 5、读数、读数（1）打开读数窗

8、反光镜（读数目镜调焦）利用读数装置图讲解H（Horizontal）：水平；V(Vertical)：竖直、测微器（分微尺）：将1度分为60格，格值1分，估读0.1 格（6“）（2）读数方法：从小往大读，0分划线代表指标线（图3-9）0至6之间的度盘分划线为实际的读数指标线先从与分微尺相截的度盘刻划线上读出整度数，再从相截位置读数分数，并估计秒。第17页/共72页3/26/2023J6经纬仪读数方法水平度盘读数：737304042424 017373（1）分微尺的分划值为）分微尺的分划值为1，估读到，估读到 0.1(6)。（2）“H”水平度盘水平度盘读数，读数，“V”竖直竖直度盘读数。度盘读数。第

9、18页/共72页3/26/2023第19页/共72页3/26/2023实习:经纬仪操作与读数实习目的:使学生掌握J6光学经纬仪安置、读数的方法。仪器设备:每组J6光学经纬仪2台。实习任务:每组每位同学完成经纬仪的整平、对中、瞄准、读数、记录及度盘合零工作。技术规定:1对中偏差不超过3mm；2观测过程中，水准管气泡偏离不超过一格。第20页/共72页3/26/2023要求及注意事项（1）对中3mm，气泡偏离1格（2）练习度盘对0，对某一目标读数为00000（3）不要碰了别人的仪器（4）仪器装箱；将所有的制动螺旋松开，按原样装箱（5）不准坐仪器箱（6）搬动过程中扣好箱盖 (7)按要求填写实习报告第2

10、1页/共72页3/26/2023三、J2J2光学经纬仪的构造 如图与如图与J6J6相比，增加了：相比，增加了：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、竖直读盘反光镜、竖直读盘反光镜竖直读数时反光。竖直读数时反光。测微轮换像手轮竖直读盘反光镜第22页/共72页3/26/2023四、DJ2的读数方法一般采用对径重合读数法转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。第23页/共72页3/26/2023水平角测量内容提要：内容提要：水平角测量预备知识水平角测量预备知识水平角测量测

11、回法水平角测量测回法水平角测量方向观测法水平角测量方向观测法 第24页/共72页3/26/2023复习:水平角测量(horizontal angle observation)原理1、水平角定义2、特点：顺时针003600水平面acABC0ca水平度盘090180270090180270第25页/共72页3/26/20233、计算公式=右(终)边c c-左(始)边a a当caca时 =c c a a 当ca ca 时 =c+360c+360 a a 水平面acABC0ca水平度盘第26页/共72页3/26/20233-3 水平角测量常用的方法有：测回法(method of observation

12、 set)方向观测法(method of direction observation)第27页/共72页3/26/2023一、两个基本概念：盘左盘右盘左观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘第28页/共72页3/26/2023二、测回法 1、适用：2个方向的单角（AOBAOB）2 2、步骤、步骤、步骤、步骤：（1）盘左瞄准左边A，配度盘至000000，读取a1。（2）顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。则上半测回角值则上半测回角值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第29页/共72页3/26/2023（3）顺时针旋转望远镜，倒镜成盘右，瞄准右

13、边B，读取b2。（4 4）顺时针旋转瞄准左边）顺时针旋转瞄准左边）顺时针旋转瞄准左边）顺时针旋转瞄准左边A A，读取，读取，读取，读取a a2 2。则下半测回角值:2=b2-a2（5）计算角值）计算角值 若：若：容容=1-230则有：则有：=（1+2）/2 2测站ABOa2b2第30页/共72页3/26/20233、测回法记录格式ABO 254 24 06180 05 0074 19 06右ABO左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15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31页/共72页3/26/2023u测回法小结测回法小结:u度

14、盘配置方法:第32页/共72页3/26/2023实习:水平角测回法实习目的:使学生掌握水平角的测回法观测。仪器设备:每组J6光学经纬仪2台。实习任务:每人完成1测回（包括观测、记录、计算），实验报告上画角度示意图说明:注意水平角测量的限差及记录格式。要求：（1）读数：分秒必须记两位，0不能省，秒是6的整倍数。（2）对中误差3mm （3）气泡偏离20i20，则需校正。，则需校正。方法：求出P1P2的中点PM，抬高视线与P同高，则视线必偏离P，制动拧紧，升高或降低横轴一端，直至视准轴由P移至P。（注：由专门人门进行。）第66页/共72页3/26/20235指标差的检校(1)(1)检验：检验：用盘左

15、、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(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，使读数对准（R-x）位置，再有拨针使指标气泡居中。第67页/共72页3/26/20236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

16、三点的外接圆心移动一半。第68页/共72页3/26/20237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。（2 2）校正：）校正：用圆水准气泡校正螺丝使其居中。第69页/共72页3/26/20233-6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（CC HH）盘左盘右观测取平均消除横轴误差（HH VV）盘左盘右观测取平均消除竖轴误差（LL VV）盘左盘右观测取平均不能抵消，仔细整平。二、人的误差1.1.仪器安置误差：u对中误差u整平误差第70页/共72页3/26/20232.标杆倾斜误差竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部3.观测误差：瞄准误差，估读数误差三.环境外界因素1、选择有利观测时间，设法避开不利条件；2、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。第71页/共72页3/26/2023感谢您的观看！第72页/共72页