工程測(cè)量第三章

1、01 1第 三 章 角 度 測(cè) 量 0203角度測(cè)量原理經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介水平角觀測(cè)040506豎直角觀測(cè)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正水平角觀測(cè)誤差及其削減方法經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)及安置；測(cè)量水平角的方法;角度測(cè)量中產(chǎn)生誤差的原因和削減方法;測(cè)回法測(cè)量水平角的方法,豎盤、豎直角及其觀測(cè)法.技能目標(biāo)核心概念知識(shí)要點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)測(cè)回法；方向觀測(cè)法；視準(zhǔn)軸；豎軸；誤差第三章 角度測(cè)量經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)及安置；測(cè)量水平角的方法;角度測(cè)量中產(chǎn)生誤差的原因和削減方法;測(cè)回法測(cè)量水平角的方法,豎盤、豎直角及其觀測(cè)法.熟練操作經(jīng)緯儀進(jìn)行水平角和豎直角觀測(cè)第三章 角度測(cè)量?jī)煞N角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點(diǎn)的平面位置（計(jì)算坐標(biāo)） 豎直角豎直

2、角 用于兩點(diǎn)間高差計(jì)算、斜距改正成平距測(cè)角儀器測(cè)角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀角度測(cè)量原理3.1水平角觀測(cè)原理水平角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理垂直角觀測(cè)原理2021-12-9測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理水平面abcABC也可看成是包含BA、BC視線 的兩個(gè)鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a一、水平角測(cè)量原理水平角水平角過一點(diǎn)到兩個(gè)目標(biāo)的方向線垂直投影 到水平面上所成的夾角。0360。2021-12-9測(cè)量學(xué)2.垂直角觀測(cè)原理天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270二、豎直角測(cè)量原理垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角(也叫

3、豎直角)。=090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。第三章 角度測(cè)量 經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介3.211經(jīng)緯儀的分類經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的使用2021-12-9測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理一、經(jīng)緯儀的分類按測(cè)角精度不同,經(jīng)緯儀又分成多種等級(jí),如DJ、DJ、DJ等。“D”和“J”為“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母,后面的數(shù)字代表該儀器一測(cè)回方向觀測(cè)中的誤差，即該儀器所能達(dá)到的精度指標(biāo),數(shù)字越大,精度越低。 經(jīng)緯儀的種類有很多,按讀數(shù)原理可分為光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀兩大類。2021-12-9測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造基本構(gòu)造：基座、照準(zhǔn)部、度盤、讀數(shù)(一)DJ型光學(xué)經(jīng)緯儀1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的

4、構(gòu)造1 基本構(gòu)造1.基座基座基座水平度盤水平度盤照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造(1)(1)基座基座 基座是支撐儀器的底座腳螺旋用于整平儀器2021-12-9測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡構(gòu)造基本相同,是用來照準(zhǔn)遠(yuǎn)方目標(biāo)的設(shè)備。照準(zhǔn)部的管水準(zhǔn)器用于經(jīng)緯儀的精平,管水準(zhǔn)器軸與豎軸垂直,與橫軸平行。(2)(2)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部 照準(zhǔn)部是位于水平度盤之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的部分的總稱望遠(yuǎn)鏡十字絲1.基座二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造(3) (3) 度盤度盤 水平度盤是由光學(xué)玻璃制成的帶有刻畫和注記的圓盤在度盤的邊緣按順時(shí)針方向均勻刻畫成份,每一份就是,并注記度數(shù)090180270090180

5、2702021-12-9測(cè)量學(xué)1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺相等。分微尺全長(zhǎng)分60格，因此其最小格值為1 =60 。2 讀數(shù)設(shè)備及其方法017373水平度盤讀數(shù)：7304241.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造（二） DJ型光學(xué)經(jīng)緯儀與DJ6構(gòu)造基本相同1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造（二） DJ型光學(xué)經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)： 425202.0水平度盤讀數(shù)： 1740202.0采用度盤對(duì)徑分劃重合法讀數(shù),相當(dāng)于取度盤直徑兩端相差處兩個(gè)讀數(shù)的平均值,可以抵消照準(zhǔn)部偏心誤差的影響,提高讀數(shù)精度。DJ型光學(xué)經(jīng)緯儀大多設(shè)置了測(cè)微尺和測(cè)微手輪1.水平角觀測(cè)原理二、

6、經(jīng)緯儀的構(gòu)造（三） 電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀主要區(qū)別在于度盤讀數(shù)系統(tǒng)1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造1 光柵度盤測(cè)角原理圖-電子經(jīng)緯儀光柵度盤讀數(shù)1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造2 編碼度盤測(cè)角原理根據(jù)角度信息在度盤上編碼信息形式的不同，編碼度盤分為碼區(qū)度盤和條碼度盤兩種。1.水平角觀測(cè)原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造2 編碼度盤測(cè)角原理()碼區(qū)度盤測(cè)角原理與光柵度盤相比,編碼度盤的優(yōu)點(diǎn)是:能實(shí)時(shí)反映角度的絕對(duì)值,可靠性高,誤差不積累,調(diào)試簡(jiǎn)單,有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性.()條碼度盤測(cè)角原理?xiàng)l碼系統(tǒng)是由條碼符號(hào)設(shè)計(jì)、制作及掃描閱讀組成的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。條碼具有可靠準(zhǔn)確、易于制作、識(shí)別速度快等優(yōu)點(diǎn)。1.水平角觀測(cè)

7、原理二、經(jīng)緯儀的構(gòu)造3 光柵動(dòng)態(tài)度盤測(cè)角原理圖-光柵動(dòng)態(tài)度盤測(cè)角原理1.水平角觀測(cè)原理三、經(jīng)緯儀的使用1 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀安置包括對(duì)中和整平。對(duì)中的目的是使儀器的中心與測(cè)站標(biāo)志中心處于同一鉛垂線上；整平的目的是使儀器的豎軸處于鉛垂線狀態(tài)，使水平度盤處于水平位置。對(duì)中整平整平對(duì)中BCA三、經(jīng)緯儀的使用對(duì)中將儀器中心安置在過測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。垂球?qū)χ胁襟E：垂球?qū)χ胁襟E： 粗略對(duì)中：粗略對(duì)中：移動(dòng)三腳架，使垂球尖離測(cè)站中心12cm內(nèi)； 精確對(duì)中：精確對(duì)中：稍微松開中心螺絲，在腳架頭上移動(dòng)(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精確對(duì)中測(cè)站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意：腳架頭首先要放平，三個(gè)腳螺基本等高；腳

8、架適當(dāng)踩實(shí)；垂球尖盡量接近標(biāo)志，便于判斷。2021-12-9測(cè)量學(xué)光學(xué)對(duì)中步驟圖3-14三、經(jīng)緯儀的使用光學(xué)對(duì)中步驟：光學(xué)對(duì)中步驟：對(duì)準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對(duì)中打開三腳架，裝上經(jīng)緯儀；固定三腳架一腳，雙手持腳架另二腳并不斷調(diào)整其位置，同時(shí)觀測(cè)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器十字分劃，使其基本對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志，踩實(shí)腳架；調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器精確對(duì) 準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志；伸縮三腳架(二腳)，調(diào)平儀器， 使圓氣泡居中；調(diào)腳螺旋，精確整平儀器，并通過在腳架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì)中。有時(shí)必須反復(fù)上述三步的操作。2021-12-9測(cè)量學(xué)整平123氣泡居中，3與1、2等高氣泡居中，1、2等高123三、經(jīng)緯儀的使用整平整平使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與

9、橫軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管氣泡居中(反復(fù))一測(cè)回觀測(cè)過程中，不得再調(diào)氣泡。1.水平角觀測(cè)原理三、經(jīng)緯儀的使用2 瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀安置好后,先將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)遠(yuǎn)處,轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋使十字絲清晰3 讀數(shù)讀數(shù)前,先調(diào)節(jié)反光鏡,使讀數(shù)窗亮度均勻,調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡及目鏡對(duì)光螺旋,使讀數(shù)窗內(nèi)分劃線清晰,然后按前述的經(jīng)緯儀讀數(shù)方法進(jìn)行讀數(shù).第三章 角度測(cè)量 水平角觀測(cè)3.3在水平角觀測(cè)中,為發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并提高測(cè)角精度,一般要用盤左和盤右兩個(gè)位置進(jìn)行觀測(cè)對(duì)中整平瞄準(zhǔn)讀數(shù)操作步驟1.水平角觀測(cè)原理水平角的觀測(cè)一 測(cè)回法測(cè)回法觀測(cè)水平角測(cè)回法觀測(cè)水平角 盤左盤左 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左 瞄準(zhǔn)K

10、，讀數(shù)k左 盤右盤右 瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右第1方向第2方向測(cè)站測(cè)站JKB =(=( 左左+ + 右右) )2 2，精度要求精度要求： 左左- - 右右 4040 角是從起始方向角是從起始方向( (即第即第1 1方向方向) )順時(shí)針轉(zhuǎn)到第順時(shí)針轉(zhuǎn)到第2 2方向所成的角度，觀測(cè)時(shí)，必方向所成的角度，觀測(cè)時(shí)，必須首先確定起始方向，然后按照須首先確定起始方向，然后按照“測(cè)回法測(cè)回法”的次序觀測(cè)。的次序觀測(cè)。1.水平角觀測(cè)原理水平角的觀測(cè)一 測(cè)回法第1方向第2方向測(cè)站測(cè)站JKB起始方向第一個(gè)讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0（或180/N，N為

11、測(cè)回?cái)?shù)）；分、秒數(shù)寫足二位;一測(cè)回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤 讀 數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回平均角1.水平角觀測(cè)原理水平角的觀測(cè)二 方向觀測(cè)法方向觀測(cè)法應(yīng)首先選擇一起始方向作為零方向,要求零方向應(yīng)選擇距離適中、通視良好、成像清晰穩(wěn)定、俯仰角和折光影響較小的方向.設(shè)A 方向?yàn)榱惴较駻BCDE方向觀測(cè)法零方向盤左盤右1.水平角觀測(cè)原理水平角的觀測(cè)方向觀測(cè)法角值計(jì)算步驟方向觀測(cè)法角值計(jì)算步驟()計(jì)算c 值(即盤左、盤右兩次照準(zhǔn)誤差) 2c盤左讀數(shù)(盤右讀數(shù))()計(jì)算方

12、向觀測(cè)值的平均值平均讀數(shù)/盤左讀數(shù)(盤右讀數(shù))()計(jì)算歸零后的方向觀測(cè)值()計(jì)算各測(cè)回歸零后方向值的平均值二 方向觀測(cè)法第三章 角度測(cè)量 豎直角觀測(cè)3.4豎直度盤的構(gòu)造豎直角的計(jì)算豎直角的觀測(cè)方法1.水平角觀測(cè)原理一 豎直度盤的構(gòu)造經(jīng)緯儀的豎直度盤也稱為豎盤1.水平角觀測(cè)原理二 豎直角的計(jì)算垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與水平視線的夾角。=090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270確定垂直角的計(jì)算公式90L左R 270右二 豎直角的計(jì)算豎直角 計(jì)算式為 /(左右)/(R L)豎盤讀數(shù)與垂直角計(jì)算豎盤讀數(shù)與垂直角計(jì)算確定垂直角的計(jì)算公

13、式二 豎直角的計(jì)算盤左盤右觀測(cè)豎直角取平均，可消除指標(biāo)差的影響。豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差-豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角。指標(biāo)差計(jì)算公式：指標(biāo)差計(jì)算公式：1(3 6 0)21(2xLRx右左）確定垂直角的計(jì)算公式三 豎直角的觀測(cè)方法豎直角觀測(cè)的操作步驟豎直角觀測(cè)的操作步驟第一步 安置儀器 盤左位置 盤右位置 計(jì)算最后結(jié)果第二步第三步第四步確定垂直角的計(jì)算公式三 豎直角的觀測(cè)方法豎直角觀測(cè)記錄表豎直角觀測(cè)記錄表第三章 角度測(cè)量 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正3.5水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)與校正十字絲豎絲的檢驗(yàn)和校正望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)和校正橫軸的檢驗(yàn)和校正豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)和校正光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正LLHH

14、CCVTLL3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正軸線間應(yīng)滿足的條件軸線間應(yīng)滿足的條件水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸 LLVV視準(zhǔn)軸垂直于橫軸 CCHH橫軸垂直于豎軸 HHVV十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸 LLVV確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康氖故纸z豎絲垂直橫軸1 1 十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正十字絲豎絲的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法整平儀器后,用豎絲一端照準(zhǔn)一個(gè)固定清晰的點(diǎn)狀目標(biāo),擰緊望遠(yuǎn)鏡和照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋,然后轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋,如果該點(diǎn)始終不離開豎絲,則說明豎絲垂直于橫軸,否則需要校正.校正校正轉(zhuǎn)動(dòng)平行于水準(zhǔn)管的兩個(gè)腳螺旋使氣泡退回偏離零點(diǎn)的格數(shù)的一半，再用校正針

15、撥動(dòng)水準(zhǔn)管校正螺釘，使氣泡居中，如此反復(fù)幾次，直至氣泡滿足條件。確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康?使水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸（LLVV）2 2 水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法校正校正確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康?使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸垂直于橫軸（CCHH）3 3 望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正校正校正 在B 尺上定出B，使BBBB/,調(diào)節(jié)十字絲護(hù)環(huán) 左右校正螺釘，使望遠(yuǎn)鏡中心對(duì)準(zhǔn)B 點(diǎn)。3 3 望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)與校正望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)

16、與校正確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康?使橫軸垂直于儀器豎軸4 4 橫軸的檢驗(yàn)和校正橫軸的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)方法與校正檢驗(yàn)方法與校正確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康?消除豎盤指標(biāo)差5 5 豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法在大致水平方向選擇遠(yuǎn)處一目標(biāo)P ,盤左,在十字絲交點(diǎn)附近用縱絲瞄準(zhǔn) ,水平度盤讀數(shù)為L(zhǎng) ;盤右,再瞄準(zhǔn)P 點(diǎn),水平度盤讀數(shù)為R。如果L-(R180o)20” ,則認(rèn)為視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的條件沒有得到滿足,需要進(jìn)行校正。校正校正盤右（或盤左）位置瞄準(zhǔn)原目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為R（或

17、L）;此時(shí)，豎盤水準(zhǔn)氣泡不再居中，撥動(dòng)豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。此項(xiàng)檢驗(yàn)和校正需反復(fù)進(jìn)行，直至左與右的差數(shù)小于1為止確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正檢驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)康?使光學(xué)對(duì)中器視準(zhǔn)軸與儀器豎軸重合6 6 光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法安置經(jīng)緯儀于一般高度，嚴(yán)格整平儀器，在儀器下的地面上放一張白紙，在上面畫一十字形標(biāo)志P,移動(dòng)白紙，使對(duì)中器中心標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)P 點(diǎn)，然后固定白紙;將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)，如果對(duì)中器中心標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)另一點(diǎn)P，則對(duì)中器的視準(zhǔn)軸未與儀器縱軸重合，需要校正。確定垂直角的計(jì)算公式3.5 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)和校正6 6 光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)與校正光學(xué)對(duì)中

18、器的檢驗(yàn)與校正校正校正用直尺在白紙上定出P、P點(diǎn)的中點(diǎn)O,轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)中器的校正螺釘使對(duì)中器分劃板的中心對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)O.光學(xué)對(duì)中器上的校正螺釘隨儀器型號(hào)而異,有些是校正視線轉(zhuǎn)向的直角棱鏡,有些是校正分劃板.圖-是位于照準(zhǔn)部支架間的圓形護(hù)蓋下的校正螺釘,松開護(hù)蓋上的兩顆固定螺釘,取下護(hù)蓋即可看到,調(diào)節(jié)螺釘可使分劃圈中心前后移動(dòng),調(diào)節(jié)螺釘可使分劃圈中心左右移動(dòng).直至分劃圈中心與P 點(diǎn)重合為止.圖3-26光學(xué)對(duì)中器的校正第三章 角度測(cè)量 水平角觀測(cè)誤差及其削減方法3.6儀器誤差觀測(cè)誤差外界條件影響誤差確定垂直角的計(jì)算公式3.6 水平角觀測(cè)誤差及其削減方法（1 1）視準(zhǔn)軸誤差）視準(zhǔn)軸誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法來削減（2 2）橫軸誤差）橫軸誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法來削減（3 3）豎軸誤差）豎軸誤差 用校正水準(zhǔn)管軸的辦法來削減（4 4）度盤偏心誤差）度盤偏心誤差 用盤左、盤右角值取平均的方法或采用對(duì)徑 分劃的測(cè)微尺,可以得到削減（5 5）度盤分劃誤差）度盤分劃誤差 用多測(cè)回觀測(cè)、變換度盤位置的方法來削減一一