工程測(cè)量之角度測(cè)量

1、第三章第三章 角角 度度 測(cè)測(cè) 量量角度測(cè)量(angle observation)包括：豎直角水平角從空間一點(diǎn)出發(fā)的兩條空間直線在水平投影面上的夾角。如下圖所示水平面abcABC0ca水平度盤水平度盤(horizontal circle)在同一豎直面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的視線與水平視線的夾角。其范圍：=090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270 經(jīng)緯儀是測(cè)角的儀器，按精度，有： DJ07、DJ1、DJ2精密光學(xué)經(jīng)緯儀，DJ6普通光學(xué)經(jīng)緯儀。下標(biāo)數(shù)字該儀器一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差不超過(guò)的秒數(shù)。一、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造適用于各種比例尺的地形圖測(cè)繪和土木工程施工放樣

2、基本結(jié)構(gòu)下圖為結(jié)構(gòu)圖l-基座；2-腳螺旋；3-軸套制動(dòng)螺旋；4-腳螺旋壓板5-水平度盤外罩；6-水平方向制動(dòng)螺旋；7-水平方向微動(dòng)螺旋；8-照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管；9物鏡；l0-目鏡調(diào)焦螺旋；11-瞄準(zhǔn)用的準(zhǔn)星；12-物鏡調(diào)焦螺旋；l3-望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋；l4-望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋；l5-反光照明鏡；l6-度盤讀數(shù)測(cè)微輪；l7-復(fù)測(cè)機(jī)鈕；18-豎直度盤水準(zhǔn)管；19-豎直度盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋；20-度盤讀數(shù)顯微鏡照準(zhǔn)部(水平)制動(dòng)、微動(dòng)望遠(yuǎn)鏡(豎直)制動(dòng)、微動(dòng)圓水準(zhǔn)器水準(zhǔn)管望遠(yuǎn)鏡目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準(zhǔn)器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎直度盤光學(xué)對(duì)點(diǎn)器復(fù)測(cè)扳手或度盤變換器望遠(yuǎn)鏡十字絲望遠(yuǎn)鏡十字絲水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時(shí)

3、針0360刻度； 水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離； 改變度盤位置，要使用度盤變換手輪或復(fù)測(cè)扳手。090180270090180270是支承整個(gè)儀器的底座。腳螺旋用于整平儀器基座基座水平度盤水平度盤照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部二、J6經(jīng)緯儀讀數(shù)方法（1）分微尺的分劃值為1，估讀到 0.1(6)。（2）“H”水平度盤讀數(shù)， “V”豎直度盤讀數(shù)。 水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù)730424017373A、分微尺測(cè)微、分微尺測(cè)微B、單平板玻璃測(cè)微器裝置及其讀數(shù)方法單平板玻璃測(cè)微器裝置及其讀數(shù)方法水平度盤整個(gè)讀數(shù)為l51200，豎直度盤整個(gè)讀數(shù)為911806 DJ6型經(jīng)緯儀讀數(shù)窗三、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 如圖與J6相比，增加了：

4、測(cè)微輪讀數(shù)時(shí)，對(duì)徑分劃線影像符合。換像手輪水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。豎直讀盤反光鏡豎直讀數(shù)時(shí)反光。豎直讀盤豎直讀盤反光鏡反光鏡測(cè)微輪測(cè)微輪換像手輪換像手輪四、DJ2的讀數(shù)方法一般采用對(duì)徑重合讀數(shù)法轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使上下分劃線精確重合后讀數(shù)。5一、經(jīng)緯儀的操作包括對(duì)中、整平、照準(zhǔn)、讀數(shù)1、垂球(plumb bob)法（1）腳架頭上移動(dòng)儀器進(jìn)行對(duì)中。（2）旋轉(zhuǎn)腳螺旋進(jìn)行整平。（3）反復(fù)（1）、（2）兩步。BBCA2、光學(xué)對(duì)中器法（1）大致水平大致對(duì)中眼睛看著對(duì)中器，拖動(dòng)三腳架兩個(gè)腳,使儀器大致對(duì)中,并保持“架頭”大致水平（2）伸縮腳架粗平根據(jù)氣泡位置，伸縮三腳架兩個(gè)腳，使圓水準(zhǔn)氣泡居中（一）對(duì)中（二

5、）整平 腳螺旋精平左手大拇指法則1）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，使水準(zhǔn)管與腳螺旋1、2連線平行。2）根據(jù)氣泡位置運(yùn)用法則，對(duì)向旋轉(zhuǎn)腳螺旋1、2 。3）轉(zhuǎn)動(dòng)儀器900，運(yùn)用法則，旋轉(zhuǎn)腳螺旋3 。氣泡居中，氣泡居中，1、2等高等高123氣泡居中，氣泡居中，3與與1、2等高等高1234）架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中5)腳螺旋精平6) 反復(fù)4）、5）兩步（三）照準(zhǔn)步驟：粗瞄制動(dòng)調(diào)焦微動(dòng)精瞄。四、讀數(shù)二、水平角觀測(cè)1、測(cè)回法：用于兩個(gè)目標(biāo)方向之間的水平角觀測(cè)。步驟：（1）盤左瞄準(zhǔn)左邊A，配度盤至000X，讀取a1。（2）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。 則上半測(cè)回角值:1= b1-a1（3）倒鏡成盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。

6、（4）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測(cè)回角值:2= b2-a2（5）計(jì)算角值 若：1-240（圖根級(jí)）則有： = （1+2）/2測(cè)回法記錄格式254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 測(cè)站測(cè)站豎盤豎盤位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度水平度盤讀數(shù)盤讀數(shù) 半測(cè)回半測(cè)回角值角值 一測(cè)回一測(cè)回角值角值 示示 意意 圖圖度盤配置方法:若觀測(cè)N個(gè)測(cè)回，各測(cè)回間按180/N的差值來(lái)配置度盤。2、方向觀測(cè)法在一個(gè)測(cè)站上需要觀測(cè)兩個(gè)以上方向。步驟：（有四個(gè)觀測(cè)方向）（1）上半測(cè)回選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方

7、向），用盤左瞄準(zhǔn)A，配置度盤，順時(shí)針依次觀測(cè)A、B，C，D，A。ABOC零方向零方向D盤盤左左（2）下半測(cè)回倒鏡成盤右，逆時(shí)針依次觀測(cè)A，D，C，B，A。同理各測(cè)回間按180/N的差值，來(lái)配置水平度盤ABOCD盤盤右右零方向零方向計(jì)算、記錄（1）半測(cè)回歸零差: J2 12 ；J6 18 （2）2C值（兩倍照準(zhǔn)誤差）:2C=盤左讀數(shù)（盤右讀數(shù)180）。 一測(cè)回內(nèi)2C互差：J218 ；J6不作要求。（3）各方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值：平均值=盤左讀數(shù)+（盤右讀數(shù)180）/2 注意：零方向觀測(cè)兩次，應(yīng)將平均值再取平均。（4）歸零方向值將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。（5）各

8、測(cè)回歸零方向值的平均值同一方向值各測(cè)回間互差:J2 12 ；J6 24 。1、上半測(cè)回歸零差=00212- 00206=6。2、OA方向2C值= 00212- 1800206=6。 OD方向2C值= 1820224- 20224=0。 這兩個(gè)方向的2C互差= 63、OA方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值： (00212+(1800206-180)/2=00209。 再取平均得：(00209+ 00203)/2=00206 OD方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值： (1820224+(20224+180)/2=1820224。4、OB方向的歸零方向值：511536-00206= 511330。 OD方向的歸零方

9、向值：1820224- 00206=1820018。5、OB方向各測(cè)回歸零方向值的平均值： (511330+511325)/2= 511328。 OB方向值各測(cè)回間互差: 511330- 511325=5。豎直角主要用于將觀測(cè)的傾斜距離化算為水平距離或計(jì)算三角高程一、豎直度盤一、豎直度盤(vertical circle)的構(gòu)造的構(gòu)造1包括:后兩部分，多采用豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零補(bǔ)償器(vertical index compensator)來(lái)替代。2特點(diǎn)：3豎盤的注記形式：有順時(shí)針與逆時(shí)針兩種。（1）順時(shí)針注記180180270270 0 09090盤左盤左指標(biāo)線指標(biāo)線27027090900 0180

10、180盤右盤右指標(biāo)線指標(biāo)線（2）逆時(shí)針注記）逆時(shí)針注記0 0270270 180 1809090盤左盤左指標(biāo)線指標(biāo)線27027090901801800 0盤右盤右指標(biāo)線指標(biāo)線二、豎直角二、豎直角(vertical angle)的計(jì)算公式的計(jì)算公式1、順時(shí)針注記左=90-L 右=R-270 故一測(cè)回豎直角 =（左+右）/2 故有故有:左左= L -90 右右=270- R一測(cè)回豎直角一測(cè)回豎直角: =（左左+右）右）/2 2、逆時(shí)針注記問(wèn)題：左= ？ 右=？ 三、豎盤指標(biāo)差三、豎盤指標(biāo)差(index error of vertical circle)由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)不是恰好

11、等于90或270上，而是與90或270相差一個(gè)x角，稱為豎盤指標(biāo)差。當(dāng)偏移方向與豎盤注記增加方向一致時(shí)，x為正，反之為負(fù)。 180180270270 0 09090 x盤左盤左)360(21RLx）左右(21x對(duì)于順時(shí)針注記的：正確的豎直角正確的豎直角=(90+x) -L=左左+x =R-(270+x)=右右-x（2）結(jié)論：取盤左盤右平均值，可消除指標(biāo)差的影響。一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動(dòng)范圍，J625、J215 。 （1）指標(biāo)差四、豎直角的觀測(cè)及記錄四、豎直角的觀測(cè)及記錄經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正經(jīng)緯儀的主要軸線:1、豎軸VV(vertical axis)2、水準(zhǔn)管軸LL(bubble tube axi

12、s)3、橫軸HH(horizontal axis)4、視準(zhǔn)軸CC(collimation axis)5 、圓水準(zhǔn)器軸LL(circle bubble axis)LLHHCCVVLL一、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件一、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件1、VVLL 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸的檢校。2、HH十字絲豎絲十字絲豎絲的檢校3、HHCC 視準(zhǔn)軸的檢校4、HHVV 橫軸的檢校5、豎盤指標(biāo)差應(yīng)為零 指標(biāo)差的檢校6、光學(xué)垂線與VV重合 光學(xué)對(duì)中器的檢校7、 LLVV圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正(次 要)LLHHCCVVLL二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正二、經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正（1）檢驗(yàn)：用任意兩腳螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中，然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180

13、，若氣泡偏離1格，則需校正。（2）校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動(dòng)一半后，再撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此時(shí)若圓水準(zhǔn)器氣泡不居中，則撥動(dòng)圓水準(zhǔn)器校正螺絲。（1）檢驗(yàn)：用十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)一目標(biāo)點(diǎn)，再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，看目標(biāo)點(diǎn)是否始終在豎絲上移動(dòng)。（2）校正：微松十字絲的四個(gè)壓環(huán)螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲環(huán)，使目標(biāo)點(diǎn)始終在豎絲上移動(dòng)。（1）檢驗(yàn)：在平坦地面上選擇一直線AB，約60m100m，在AB中點(diǎn)O架儀，并在B點(diǎn)垂直橫置一小尺。盤左瞄準(zhǔn)A，倒鏡在B點(diǎn)小尺上讀取B1；再用盤右瞄準(zhǔn)A，倒鏡在B點(diǎn)小尺上讀取B2。有： OBBBc421J6 ：2c60；J2 ：2c30時(shí)，則需校正。（2）校正：方法：撥動(dòng)十字

14、絲左右兩個(gè)校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)由B2點(diǎn)移至BB2中點(diǎn)B3。（1）檢驗(yàn)：在2030m處的墻上選一仰角大于30的目標(biāo)點(diǎn)P，先用盤左瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P1點(diǎn)；再用盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻上定出P2點(diǎn)。有： tgDPPi221J6 ：i20，則需校正（2）校正：用十字絲交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P1 P2的中點(diǎn)M，抬高望遠(yuǎn)鏡，并打開(kāi)橫軸一端的護(hù)蓋，調(diào)整支承橫軸的偏心軸環(huán)，抬高或降低橫軸一端，直至交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn)。此項(xiàng)校正一般由儀器檢修人員進(jìn)行。(1)檢驗(yàn)：用盤左、盤右先后瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)差x=(L+R-360)/2。 J6： x1；J2： x30時(shí)，要進(jìn)行校正。(2)校正：用指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使中絲對(duì)準(zhǔn)（R- x）位置，再有撥針使指標(biāo)氣泡居中。（1）檢驗(yàn)：精密安置儀器后，將刻劃中心在地面上投下一點(diǎn)，再旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，每隔120投下一點(diǎn)，若三點(diǎn)不重合，則需校正。（2）校正：用撥針使刻劃中心向三點(diǎn)的外接圓心移動(dòng)一半。（1）檢驗(yàn)：精平（水準(zhǔn)管氣泡居中）后，若圓水準(zhǔn)氣泡