第三章角度測量

1、For personal use only in study and research; not for commercial use羈第三章 角度測量袀在確定地面點的位置時，常常角度測量。角度測量最常用的儀器是經緯儀。 角度測量分為水平角測量與豎直角測量。水平角測量用于求算點的平面位置， 豎直角測量用于測定高差或將傾斜距離改化成水平距離。蚆第一節(jié) 水平角測量原理薁水平角 是地面上一點到兩目標的方向線投影到水平面上的夾角，也就是過 這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。薀經緯儀須有一刻度盤和在刻度盤上讀數的指標。 觀測水平角時， 刻度盤中心 應安放在過測站點的鉛垂線上，并能使之水平。為了瞄準不同方

2、向，經緯儀的 望遠鏡應能沿水平方向轉動，也能高低俯仰。當望遠鏡高低俯仰時，其視準獨 應劃出一豎直面，這樣才能使得在同一豎直面內高低不同的目標有相同的水平 度盤讀數。螇螅第二節(jié) DJ6 級光學經緯儀芄一、經緯儀概述莀 1按讀數系統(tǒng)區(qū)分類： 光學經緯儀、游標經緯儀、電子經緯儀袈 2按編制了標準分類：DJ07、DJi、DJ2、DJ6、DJ15 及 DJ6o膇二、 DJ6 級光學經緯儀的構造螄1基座 肁 基座用來支承整個儀器，并借助中心螺旋使經緯儀與腳架結合。其上有 三個腳螺旋，用來整平儀器。 豎軸軸套與基座連在一起。 軸座連接螺旋擰緊后， 可將照準部固定在基座上，使用儀器時，切勿松動該螺旋，以免照準

3、部與基座 分離而墜落。蚆2水平度盤芅 水平度盤是玻璃制成的圓環(huán)，在其上刻有分劃，從 0 360，順時針方 向注記，用來測量水平角。度盤軸套套在豎軸軸套的外面，繞軸套旋轉。在水 平度盤下方的度盤軸套上，有些儀器裝有金屬圓盤，用于復測，稱為復測盤。膃3照準部袁照準部上有望遠鏡、橫軸、支架、豎軸、水準管、水平制微動、豎直制微 動及讀數裝置等。蚇三、DJ6級光學經緯儀的讀數方法莄1分微尺測微器及其讀數方法薂分微尺測微器的結構簡單，讀數方便，具有一定的讀數精度，廣泛應用于 J6級光學經緯儀。國產J6級光學經緯儀，除北京紅旗外，均采用這種裝置。 這類儀器的度盤分劃度為 1，按順時針方向注記。其讀數設備是由

4、一系列光 學零件組成的光學系統(tǒng)。薁讀數的主要設備為讀數窗上的 分微尺 ，水平度盤與豎盤上 1的分劃間隔， 成象后與分微尺的全長相等。上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象，下 面的窗格里是豎盤和其分微尺的影象。分微尺分成 60等分，格值1,可估讀 到0.1 。讀數時，以分微尺上的零線為指標。度數由落在分微尺上的度盤分 劃的注記讀出，小于 1的數值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由 分微尺上讀出。螆第三節(jié) 水平角觀測羂一、經緯儀的對中、整平和瞄準節(jié) 1 、對中薆對中目的是使儀器的中心與測站點位于同一鉛線上。襖先目估三腳架頭大致水平，且三腳架中心大致對準地面標志中心，踏緊一 條架腳。雙手分別

5、握住另兩條架腿稍離地面前后左右擺動，眼睛看對中器的望 遠鏡，直至分劃圈中心對準地面標志中心為止，放下兩架腿并踏緊。調節(jié)架腿 使氣泡基本居中，然后用腳螺旋精確整平。檢查地面標志是不位于對中器分劃 圈中心，若不居中，可稍旋松連接螺旋，在架頭上移動儀器，使其精確對中。蒁2、整平肂整平是利用其座上三個腳螺旋使照準部水準管氣泡居中，從而導致豎軸豎 直和水平度盤水平。蚇整平時，先轉動照準部，使照準部水準管與任一對腳螺旋的連線平行，兩 手同時向內或外轉動這兩個腳螺旋，使水準管氣泡居中。將照準部旋轉90 轉動第三個腳螺旋，使水準管氣泡居中，按以上步驟反復進行，直到照準部轉 至任意位置氣泡皆居中為止。芇3、瞄準

6、膅二、水平角觀測薈1.測回法蠆這種方法用于觀測兩個方向之間的單角。蒞1）盤左位置精確瞄準左目標 A，調整水平度盤為零度稍大，讀數 A左。薄2）松開水平制動螺旋，順時針轉動照準部，瞄準右方目標，讀取水平度盤 讀數B左。以上稱上半測回。B上=B左-A左。艿3）松開水平及豎直制動螺旋，盤右瞄準右方目標，讀取水平度盤讀數B 右,再瞄準左方目標 A右。以上稱下半測回。 阡=B左-A左。蒆4）上、下半測回合稱一測回。蒄兒一心弘%（久+0下）聿當測角精度要求較高時，往往要測幾個測回，為了減少度盤分劃誤差的影 響，各測回間應根據測回數n按180/n變換水平度盤位置。薇2.方向觀測法祎適用于觀測兩個以上的方向。

7、當方向多于三個時，每半測回都從一個選定的起始方向（零方向）開始觀測，在依次觀測所需的各個目標之后，應再次觀 測起始方向（稱為歸零）稱為全圓方向法。莃螀第五節(jié)豎直角觀測蕿一、豎直角測量原理羄豎直角是同一豎直面內視線與水平線間的夾角。其角值為0 90視線上傾斜，豎直角為仰角，符號為正。視線向下傾斜，豎直角為俯角，符號為負。袂豎直角與水平角一樣，其角值也是度盤上兩個方向讀數之差。 不同的是豎直 角的兩個方向中必有一個是水平方向。任何類型的經緯儀，制作上都作要求當 豎直指標水準管氣泡居中，望遠鏡視準軸水平時，其豎盤讀數是一個固定值。 因此，在觀測豎直角時，只要觀測目標點一個方向并讀取豎盤讀數便可算得該

8、 目標點的豎直角，而不必觀測水平方向。蒀二、豎直角的觀測與計算莆1 儀器安置于測站點上，盤左瞄準目標點 M （中絲切于目標頂部）。莇2.調節(jié)豎盤指標水準管氣泡居中，讀數 L。芁3.盤右再瞄準M點并調節(jié)豎盤指標水準管氣泡居中，讀數 R。芀4 .計算豎直角a。；盤左蒅 盤右羈三、豎盤指標差 葿當視線水平時，盤左豎盤讀數為 90盤右為270。但指標不恰好指在90或 270而與正確位置相差一個小角度 x, x稱為豎盤指標差亠x-(R + L-360莄 或_螁芆第六節(jié) 水平角測量的誤差羆一、儀器誤差螄1.視準軸誤差蒂望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時，其偏離垂直位置的角值C稱視準差或照準差。莈2.橫軸誤差肄當豎

9、軸鉛垂時，橫軸不水平，而有一偏離值 I，稱橫軸誤差或支架差。芃3.豎軸誤差節(jié)觀測水平角時，儀器豎軸不處于鉛垂方向，而偏離一個S角度，稱豎軸誤差。葿二、對中誤差與目標偏心蕆觀測水平角時，對中不準確，使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一鉛垂線上即是對中誤差，也稱測站偏心。螞當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時，兩點位置的差異 稱目標偏心或照準點偏心。其影響類似對中誤差，邊長越短，偏心距越大，影 響也越大。羂三、觀測誤差芆1.瞄準誤差薅人眼分辯兩個的最小視角約為60，瞄準誤差為叫二土葿2.讀數誤差羋用分微尺測微器讀數，可估讀到最小格值十分之一。以此作為讀數誤差蚃四、外界條件的影響 薁

10、觀測在一定的條件下進行，外界條件對觀測質量有直接影響，如松軟的 土壤和大風影響儀器的穩(wěn)定；日曬和溫度變化影響水準管氣泡的運動；大氣層 受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等，這此都會給觀測水平角帶來 誤差。因此，要選擇目標成象清晰穩(wěn)定的有利時間觀測，設法克服或避開不利 條件的影響，以提高觀測成果的質量。荿第七節(jié)經緯儀的檢驗和校正肆一、照準部水準軸應垂直于儀器豎軸的檢驗和校正膄檢驗 先整平儀器，照準部水準管平行于任意一對腳螺旋，轉動該對角螺 旋使氣泡居中，再將照準部旋轉 180,若氣泡仍居中，說明此條件滿足，否 則需要校正。罿校正 用校正針撥動水準管一端的校正螺絲，先松一個后緊一個，使氣泡

11、退回偏離格數的一半，再轉動腳螺旋使氣泡居中。重復檢驗校正，直到期水準 管在任何位置時氣泡偏離量都在一格以內。腿二、十字絲豎絲應垂直于儀器橫軸的檢驗校正膄檢驗 用十字絲豎絲一端瞄準細小點狀目標轉動望遠鏡微動螺旋，使其移 至豎絲另一端，若目標點始終在豎絲上移動，說明此條件滿足，否則需要校正蚄校正 旋下十字絲分劃板護罩，用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲， 微 微轉動十字絲分劃板，使豎絲端點至點狀目標的間隔減小一半，再返轉到起始 端點。生復上述檢驗校正，直到無顯著誤差為止，最后將固定螺絲擰緊。蝕三、視準軸應垂直于橫軸的檢驗和校正膈方法一：薆 檢驗 盤左瞄準遠處與儀器同高點 A，讀取水平度盤讀數a左，

12、倒轉望遠鏡 盤右再瞄準A點，讀取水平度盤讀數a右。若a左=口右土 180，說明此條件已滿足，若差值超過2,則需要校正肅 校正 計算正確讀數a右=a右+（ a左土 180/2，轉動水平微動螺旋，使水 平度盤讀數為a右，此時目標偏離十字絲交點，用校正針撥動十線左、右校正 螺旋，使十字絲交點對準 A 點。如此重復檢驗校正，直到差值在 2,內為止。最 后旋上十字絲分劃板護罩。蒀方法艿檢驗 在平坦場地選擇相距 100m 的 A、 B 兩點，儀器安置在兩點中間的 O 點，在 A 點設置和經緯儀同高的點標志（或在墻上設同高的點標志） ，在 B 點設 一根水平尺，該尺與儀器同高且與 OB 垂直。檢驗時用盤左瞄

13、準 A 點標志，固 定照準部，倒罷望遠鏡，在 B 點尺上定出 B1 點的讀數，再用盤右同法定出 B2 點讀數。若 B1 與 B2 重合，說明此條件滿足，否則需要校正。蚅 校正 在Bi、B2點間1/4處定出B3讀數，使B3=B2 （B2 Bi）/4。撥動 十字絲左、右校正螺旋，使十字絲交點與 B3點重合。如此反復檢校，直到 B1B2 5mm,則需要校正。由于儀器 橫軸是密封的，故該項校正應由專業(yè)維修人員進行。肇本章小結羂 1 學習本章應弄清以下各主要問題：一是經緯儀測水平角的原理，構造 及其使用；二是水平角測量；三是豎直角測量。水平角是地面上兩直線之間的 夾角在水平面的投影。袁 常用的水平角觀測

14、方法有測回法 （適用于兩個方向間角度 ）及全圓測回法 （用于三個以上方向 ）。豎直角是在同一個豎直面內視線方向與水平線的夾角， 學習時與水平角測量對照學習。測量豎直角與測量水平角不同，在測量水平角 時，當望遠鏡隨照準部在水平方向轉動時，水平度盤是固定不動的，而指標線 隨照準部轉動，因而不同的方向就有不同的讀數，兩方向讀數相減就求得水平 角角值。然而在測量豎直角時，由于豎盤裝置在望遠鏡旋轉軸的一側，當儀器 整平時，豎盤就代表一個豎直面，豎盤上刻有分劃 （和水平度盤一樣 ），當望遠 鏡瞄準不同高度的目標上、下移動時，望遠鏡的旋轉軸帶動豎盤一齊旋轉，這 與水平度盤不同，而指標線是固定不變的，它與豎盤

15、水準管相連，通過豎盤水 準管微動螺旋的轉動，指標可以作較小的移動。所以觀測時，必須轉動豎盤水 準管微動螺旋，使其氣泡居中后，方能讀取讀數。豎盤的注記形式不同，因此 計算豎直角的公式也不相同。我們所說的 L和R是在指標位置正確的情況下 一般說來，指標位置不一定正確，它與正確位置讀數的差，叫做豎盤指標差， 通常用 X 表示。肈 2 為了保證角度觀測達到一定的精度要求，要了解經緯儀各軸系之間的 關系，要弄懂經緯儀檢驗和校正的方法。進一步分析角度測量中產生誤差的原 因、消除或減弱的方法，例如我們采用盤左和盤右觀測取平均數的方法，可消 除照準部偏心誤差、視準軸不垂直于橫軸、橫軸不垂直于豎軸的殘余誤差。但

16、 豎軸傾斜誤差不能采用此法消除。豎直角觀測時采用此法可消除指標差的影 響。又如在短邊上的端點觀測角度時要特別注意對中，照準目標時要盡量瞄準 目標的底部，因為它們對測角的影響與距離成正比。 為了消除度盤的刻劃誤差， 需要配置度盤的位置，每測回變換按斗進行配置。膆 3 在測量過程中，我們隨時都要有限差的觀念，用測回法測角時要注意 規(guī)范中所規(guī)定的上、下半測回的角值差，各測回間以角度之差來衡量，全圓測 回法中，除注意上述兩項限差外，還需用半測回歸零差來衡量是否合乎要求， 若超出規(guī)定的限差范圍，均需重測。對零工作隨經緯儀類型不問而略有差異， 注意掌握復測經緯儀和方向經緯儀的對零步驟的不同點以下無正文僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途to員bkogA.nrogeHKO TOpMenob3ygoiflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B3OBaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員