重慶工商大學(xué)工程測量4-5

1、 無論是地形圖的測繪或建筑物的定無論是地形圖的測繪或建筑物的定位，還是道路、管線中心位置的測設(shè)都需位，還是道路、管線中心位置的測設(shè)都需要進(jìn)行角度測量。要進(jìn)行角度測量。 w角度是確定點位的基本要素之一角度是確定點位的基本要素之一 w角度測量是測量三項基本工作之一角度測量是測量三項基本工作之一3-1 水平角與豎直角觀測原理水平角與豎直角觀測原理水平角觀測原理水平角觀測原理(horizontal angle) 垂直角觀測原理垂直角觀測原理(vertical angle) 兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點的平面位置（計算坐標(biāo)）用于確定點的平面位置（計算坐標(biāo)） 豎直角豎直角 用于兩點間高差計算

2、、斜距改正成平距用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器測角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀一、水平角測量原理一、水平角測量原理望遠(yuǎn)鏡在望遠(yuǎn)鏡在鉛垂面上鉛垂面上下旋轉(zhuǎn)下旋轉(zhuǎn)水平水平度盤度盤在水在水平面平面旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)水水平平面面a1o1b1AOB0ba水平度盤水平度盤 天頂天頂鉛鉛垂垂線線水平線水平線ABAZCZABB090 1802702 2、天頂距天頂距：視線方向：視線方向與天頂方向（鉛垂線與天頂方向（鉛垂線的反方向）所構(gòu)成的的反方向）所構(gòu)成的角。常用角。常用Z Z表示（表示（0 0- -180180），沒有負(fù)值。），沒有負(fù)值。光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀水平度盤水平度

3、盤望望遠(yuǎn)遠(yuǎn)鏡鏡瞄準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)器讀讀數(shù)數(shù)顯顯微微鏡鏡一般包括一般包括照準(zhǔn)部、水平度盤和基座照準(zhǔn)部、水平度盤和基座基座基座水平水平度盤度盤照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部J6光光學(xué)經(jīng)學(xué)經(jīng)緯儀緯儀正面正面反面反面管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器DJ6DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)對中器光學(xué)對中器望遠(yuǎn)鏡微望遠(yuǎn)鏡微動螺旋動螺旋水平微動螺旋水平微動螺旋腳螺旋腳螺旋目鏡目鏡讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)顯微鏡水平制動水平制動豎直制動豎直制動基座基座腳螺旋用于整平儀器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)部水平度盤水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時針順時針0 0 360 360 刻度；刻度； 儀器整平，

4、水平度盤水平；儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離；水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離；0901802700 09090180180270270提手提手物鏡物鏡粗瞄準(zhǔn)器粗瞄準(zhǔn)器數(shù)據(jù)通訊接口數(shù)據(jù)通訊接口光學(xué)對點器光學(xué)對點器顯示屏顯示屏鍵盤鍵盤園水準(zhǔn)器園水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器腳螺旋腳螺旋基座鎖緊鈕基座鎖緊鈕豎直制動手輪豎直制動手輪豎直微動手輪豎直微動手輪電池盒電池盒提手鎖緊螺絲提手鎖緊螺絲賽特賽特S25SDJ電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀 u 安置儀器；安置儀器；u 安置標(biāo)桿；安置標(biāo)桿；u 瞄準(zhǔn)目標(biāo)；瞄準(zhǔn)目標(biāo)；u 按鍵測角。按鍵測角。電子經(jīng)緯儀的使用電子經(jīng)緯儀的使用 對中、整平以對中、整平以及瞄準(zhǔn)目標(biāo)的

5、操作及瞄準(zhǔn)目標(biāo)的操作方法與光學(xué)經(jīng)緯儀方法與光學(xué)經(jīng)緯儀一樣一樣 圖圖3-143-14步驟步驟：粗略粗略對中、對中、粗略粗略整平、精確整平、精確對中并整平整平、精確整平、精確對中并整平轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使管水轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使管水準(zhǔn)器平行任意一對準(zhǔn)器平行任意一對腳螺旋的連線腳螺旋的連線照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)9090，旋，旋轉(zhuǎn)第三只腳螺旋，轉(zhuǎn)第三只腳螺旋，使管水準(zhǔn)器居中使管水準(zhǔn)器居中左手左手大拇大拇指移指移動方動方向為向為氣泡氣泡移動移動方向方向操作步驟：操作步驟： 粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。單絲平分目標(biāo)單絲平分目標(biāo)雙絲夾準(zhǔn)目標(biāo)雙絲夾準(zhǔn)目標(biāo)豎絲視距絲中橫絲經(jīng)

6、緯儀安置：對中、整平經(jīng)緯儀安置：對中、整平ABO 盤左位置盤左位置( (豎豎盤在望遠(yuǎn)鏡盤在望遠(yuǎn)鏡左邊又稱正左邊又稱正鏡鏡) ) 上半測回上半測回：盤左盤左 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)A A，讀數(shù)，讀數(shù)a a左左 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)B B，讀數(shù)，讀數(shù)b b左左下半測回下半測回：盤右盤右 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)B B，讀數(shù)，讀數(shù)b b右右 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)A A，讀數(shù)，讀數(shù)a a右右 左左= =b b左左-a-a左左 右右=b=b右右-a-a右右上、下半測回構(gòu)成一個測回上、下半測回構(gòu)成一個測回DJ6DJ6精度要求精度要求： 左左- - 右右 4040 取取: : =(=( 左左+ + 右右) )/ /2 2此法適應(yīng)于此法適應(yīng)于2目標(biāo)單角測量目標(biāo)單

7、角測量盤右位置盤右位置( (豎盤在望豎盤在望遠(yuǎn)鏡右邊又稱倒鏡遠(yuǎn)鏡右邊又稱倒鏡) ) 精度要求高時，需要多測回觀測，為了減少度盤分劃誤精度要求高時，需要多測回觀測，為了減少度盤分劃誤差的影響，起始方向第一個讀數(shù)應(yīng)調(diào)成差的影響，起始方向第一個讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0 0 或或稍大于稍大于0 0 ，各測回間應(yīng)根據(jù)測回數(shù)各測回間應(yīng)根據(jù)測回數(shù)n n按按180180n n 變換水平度盤位置變換水平度盤位置 ；分、秒數(shù)寫足二位；分、秒數(shù)寫足二位；一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測記錄（測回法）水平角觀測記錄（測回法）測站測站ABO 右右BA25

8、4 24 06 180 05 00 74 19 06 O左左AB 0 04 18 74 23 42 74 19 24 74 19 15 測站測站豎盤豎盤位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度盤水平度盤 讀讀 數(shù)數(shù)半測回角半測回角一測回一測回平均角平均角第第2方向方向ACB第第1方向方向 表中盤右表中盤右C C讀數(shù)小于讀數(shù)小于A A讀數(shù)，讀數(shù)，不夠減時，應(yīng)加不夠減時，應(yīng)加360360 后再減。后再減。水平角觀測記錄（測回法）水平角觀測記錄（測回法）B左左AC 0 10 30 214 33 42 右右CA34 34 12 180 11 18 214 23 12 214 22 54 214 23 03 測站測站豎盤

9、豎盤位置位置目標(biāo)目標(biāo)水平度盤水平度盤 讀讀 數(shù)數(shù)半測回角半測回角一測回一測回平均角平均角測測站站目目標(biāo)標(biāo)豎盤豎盤位置位置水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù)半測回角值半測回角值一測回平一測回平均角值均角值備注備注CACAB左左右右 0 20 45125 35 00180 21 15305 35 40125 14 15125 14 25125 14 20日期日期儀器型號儀器型號天氣天氣儀器編號儀器編號觀測觀測記錄記錄ABC12 2 2觀測步驟：觀測步驟： 安置儀器于安置儀器于O O點，盤左位置且使水平度盤讀數(shù)略大于點，盤左位置且使水平度盤讀數(shù)略大于0 0時照準(zhǔn)起始方向，如圖中的時照準(zhǔn)起始方向，如圖中的A A

10、點，讀取水平度盤讀數(shù)點，讀取水平度盤讀數(shù)a a左左 。 順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)順時針方向轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，依次照準(zhǔn)B B、C C、D D各個方向，各個方向，并分別讀取水平度盤讀數(shù)為并分別讀取水平度盤讀數(shù)為b b左左、c c左左、d d左左，繼續(xù)轉(zhuǎn)動再照準(zhǔn)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動再照準(zhǔn)起始方向，得水平度盤讀數(shù)為起始方向，得水平度盤讀數(shù)為a a左左。二、全圓方向觀測法二、全圓方向觀測法 1.1.實用性實用性：在一個測站上，當(dāng)觀測方向：在一個測站上，當(dāng)觀測方向在三個以上時，一般采用全圓方向觀測法在三個以上時，一般采用全圓方向觀測法以盤右觀測：按逆時針方向依次照準(zhǔn)以盤右觀測：按逆時針方向依次照準(zhǔn)A A、D D、C

11、 C、B B、A A，并分別讀，并分別讀取水平度盤讀數(shù)。以上為下半個測回，其半測回歸零差不應(yīng)超取水平度盤讀數(shù)。以上為下半個測回，其半測回歸零差不應(yīng)超過限差規(guī)定。每次讀數(shù)都應(yīng)按規(guī)定格式記入表過限差規(guī)定。每次讀數(shù)都應(yīng)按規(guī)定格式記入表3-23-2中。中。3全圓方向觀測法的計算與限差全圓方向觀測法的計算與限差 計算兩倍照準(zhǔn)誤差計算兩倍照準(zhǔn)誤差2c2c值：值：二倍照準(zhǔn)誤差是同一臺儀器觀測同二倍照準(zhǔn)誤差是同一臺儀器觀測同一方向盤左、盤右讀數(shù)之差，簡稱一方向盤左、盤右讀數(shù)之差，簡稱2c2c值。值。 2c=2c=盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)- -（盤右讀數(shù)（盤右讀數(shù)180180）一測回內(nèi)各方向平均讀數(shù)的計算：一測回內(nèi)各方

12、向平均讀數(shù)的計算： 同一方向的平均讀數(shù)同一方向的平均讀數(shù)=盤左讀數(shù)盤左讀數(shù)+ +（盤右讀數(shù)（盤右讀數(shù)180180） 一測回歸零方向值的計算：一測回歸零方向值的計算： 將各個方向（包括起始方向）的平均讀數(shù)減去起始方向?qū)⒏鱾€方向（包括起始方向）的平均讀數(shù)減去起始方向的平均讀數(shù)，即得各個方向的歸零方向值。的平均讀數(shù)，即得各個方向的歸零方向值。 各測回平均方向值的計算：各測回平均方向值的計算： 每一測回各個方向都有一個歸零方向值，當(dāng)各每一測回各個方向都有一個歸零方向值，當(dāng)各測回同一方向的歸零方向值之差不大于測回同一方向的歸零方向值之差不大于2424（針對（針對DJDJ6 6級經(jīng)緯儀），則可取其級經(jīng)緯儀

13、），則可取其平均值平均值作為該方向的最后作為該方向的最后結(jié)果。結(jié)果。水平角值的計算：水平角值的計算：將右方向值減去左方向值即為該兩將右方向值減去左方向值即為該兩方向的夾角。方向的夾角。 儀器型號儀器型號半測回歸零差半測回歸零差各測回同方向各測回同方向2c2c值互差值互差各測回同一方各測回同一方向值互差向值互差DJ1DJ1DJ2DJ2DJ6DJ66 6 8 8 18 18 9 9 13 13 6610 10 2424三、水平角觀測注意事項l l 方向觀測法選擇零方向時，方向觀測法選擇零方向時，應(yīng)考慮通視應(yīng)考慮通視良好、距離適中、成像清晰、豎角較小的良好、距離適中、成像清晰、豎角較小的目標(biāo)目標(biāo) 水

14、平角觀測手簿（全圓方向觀測法）水平角觀測手簿（全圓方向觀測法）測測回回測測站站目目標(biāo)標(biāo)水平度盤讀數(shù)水平度盤讀數(shù)2c =2c =左左- -（右（右180180）平均讀數(shù)平均讀數(shù)=1/2=1/2左左+ +（右（右180180） 歸零后之歸零后之方向值方向值各測回歸零各測回歸零方向值之平方向值之平均值均值略圖及角值略圖及角值盤盤 左左盤盤 右右 1 1O OA A0 02 360 02 36180 02 36180 02 36 B B70 23 3670 23 36250 23 42250 23 42C C228 19 24228 19 2448 19 3048 19 30D D254 17 542

15、54 17 5474 17 5474 17 54A A00 02 3000 02 30180 02 36180 02 362 2O OA A90 03 1290 03 12270 03 12270 03 12B B160 24 06160 24 06340 23 54340 23 54C C318 20 00318 20 00138 19 54138 19 54D D344 18 30344 18 30164 18 24164 18 24A A90 03 1890 03 18270 03 12270 03 123-6垂直角觀測 垂直角觀測原理垂直角觀測原理 豎盤構(gòu)造特點豎盤構(gòu)造特點 垂直角計算

16、公式垂直角計算公式 豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差 豎直角觀測豎直角觀測一一 、垂直角觀測原理、垂直角觀測原理天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視 線與水平視線的夾角線與水平視線的夾角( (也叫豎直角也叫豎直角) )。 =0=09090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。，仰角為正，俯角為負(fù)。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=SD=S coscos (2-4-1) (2-4-1)將斜距化為平距將斜距化為平距 已知斜距已知斜距S S、豎直角、豎直角 ， 計算平距計算平距D D：圖圖3-20 3-20 斜距化為平距斜距化為

17、平距l(xiāng)ihhDhABtan(2-4-2)(2-4-2)三角高程測量三角高程測量 已知平距已知平距D D、豎直角、豎直角 ， 計算計算A A、B B高差高差h h：圖圖3-21 3-21 三角高程測量三角高程測量ABhl支架支架橫軸橫軸水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管反射鏡反射鏡豎盤豎盤指標(biāo)指標(biāo)管水準(zhǔn)管水準(zhǔn)器器豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲豎盤水準(zhǔn)管校正螺絲豎盤豎盤讀數(shù)讀數(shù)指標(biāo)線指標(biāo)線豎盤豎盤指標(biāo)指標(biāo)管水準(zhǔn)管水準(zhǔn)器器微動螺旋微動螺旋望遠(yuǎn)鏡目鏡望遠(yuǎn)鏡目鏡豎盤豎盤豎盤讀數(shù)指標(biāo)豎盤讀數(shù)指標(biāo)豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動螺旋豎盤指標(biāo)管水準(zhǔn)器微動螺旋二、豎盤構(gòu)造二、豎盤構(gòu)造27027090901801800 0盤右

18、盤右0 02702701801809090盤左盤左垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)逆時針逆時針順時針順時針01801800盤盤左左90L左垂直角計算公式垂直角計算公式結(jié)果取平均：結(jié)果取平均：根據(jù)豎盤記注形式，確定豎直角計算公式，根據(jù)豎盤記注形式，確定豎直角計算公式，仰角為正、俯角為負(fù)。仰角為正、俯角為負(fù)。R 270右右左21同理可推得順時針刻畫注記的豎直同理可推得順時針刻畫注記的豎直角計算公式為：角計算公式為： L 90左270R右0 02702701801809090 x豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差：視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居視線水平，豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角。中時

19、，讀數(shù)指標(biāo)線與鉛垂線的夾角。豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差指標(biāo)差計算公式：指標(biāo)差計算公式：）或右左(21)360(21xRLx盤右時正確豎直角盤右時正確豎直角xxR右)270(右左21)(21右左xxLx左)90(180090270018027090 xx盤左盤右觀測豎直盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除角取平均，可消除指標(biāo)差的影響。指標(biāo)差的影響。豎直角觀測步驟豎直角觀測步驟測測站站目目標(biāo)標(biāo)豎盤豎盤位置位置豎盤讀數(shù)豎盤讀數(shù)半測回豎直角半測回豎直角2倍指標(biāo)差倍指標(biāo)差一測回豎直角一測回豎直角備注備注 IJKM左左右右左左右右左左右右112 15 00247 44 38118 37 36241 22 02 84

20、 06 10275 53 3022 15 0022 15 2228 37 3628 37 58-5 53 50-5 53 3022 15 1128 37 47-5 53 40-22-22-20270 0 90 180 盤左計算公式左=L-90 右=270 -R垂直角必須帶“+、-”號。垂直角觀測記錄垂直角觀測記錄豎直度盤圓水準(zhǔn)軸搬運、長期使用中搬運、長期使用中的震動碰撞等原因，的震動碰撞等原因，在使用經(jīng)緯儀之前在使用經(jīng)緯儀之前要進(jìn)行檢驗與校正，要進(jìn)行檢驗與校正，通常是對主要軸線通常是對主要軸線間幾何關(guān)系的驗校。間幾何關(guān)系的驗校。LLLLHHCCVVLL此外，豎盤指標(biāo)差為此外，豎盤指標(biāo)差為0，光

21、學(xué)對中器的光學(xué)垂線與儀器的豎軸重合，光學(xué)對中器的光學(xué)垂線與儀器的豎軸重合二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正 校正項目校正項目1.1.管水準(zhǔn)軸管水準(zhǔn)軸垂直于垂直于儀器豎軸儀器豎軸的檢驗與校正的檢驗與校正2.2.十字絲十字絲豎絲豎絲垂直于垂直于橫軸橫軸的檢驗與校正的檢驗與校正3.3.視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸垂直于垂直于橫軸橫軸的檢驗與校正的檢驗與校正4.4.橫軸橫軸垂直于垂直于豎軸豎軸的檢驗與校正的檢驗與校正 5.5.圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正6.6.豎盤指標(biāo)差的檢驗與校正豎盤指標(biāo)差的檢驗與校正7.7.光學(xué)對中器的檢驗和校正光學(xué)對中器的檢驗和校正了解各項目的檢驗與校正方法了解各項目的檢

22、驗與校正方法校正目的LLLLVVVVHHHHVV VV 豎絲豎絲HHHHCCCCHHHH L LL LVV(VV(次要）次要）1、管水準(zhǔn)軸垂直于儀器豎軸的檢驗與校正：目的：豎軸豎直理想關(guān)系結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)動180擰腳螺旋撥校正螺絲氣泡偏離氣泡向中央移動一半氣泡居中AAAc視準(zhǔn)軸誤差盤左盤右目的目的 橫軸是否水平橫軸誤差i盤盤左左盤右豎軸不豎直引起的傾斜誤差能否通過盤左盤豎軸不豎直引起的傾斜誤差能否通過盤左盤右取平均值的方法消除？右取平均值的方法消除？二、觀測誤差二、觀測誤差l產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: 由于操作儀器不夠細(xì)心以及眼睛分辨率及由于操作儀器不夠細(xì)心以及眼睛分辨率及儀器性能的客觀限制，不可避免地在觀測

23、中儀器性能的客觀限制，不可避免地在觀測中會帶有誤差。會帶有誤差。l主要觀測誤差：主要觀測誤差：測站偏心誤差測站偏心誤差目標(biāo)偏心誤差目標(biāo)偏心誤差照準(zhǔn)及讀數(shù)誤差照準(zhǔn)及讀數(shù)誤差1 1測站偏心誤差測站偏心誤差觀測水平角時，對中不準(zhǔn)確使得儀器中心觀測水平角時，對中不準(zhǔn)確使得儀器中心O 與與測站點的標(biāo)志中心測站點的標(biāo)志中心O不在同一鉛垂線上，造成測不在同一鉛垂線上，造成測站偏心。站偏心。由此可知由此可知：目標(biāo)點較近目標(biāo)點較近或水平角接近于或水平角接近于180 時，時，應(yīng)尤其注意仔細(xì)對中。應(yīng)尤其注意仔細(xì)對中。 圖圖3-253-25 OBS)-(sinsinOASe2目標(biāo)偏心誤差目標(biāo)偏心誤差三、外界條件的影響三、外界條件的影響u 一、經(jīng)緯儀及使用：一、經(jīng)緯儀及使用： 1光學(xué)經(jīng)緯儀的技術(shù)操作方法光學(xué)經(jīng)緯儀的技術(shù)操作方法: 對中對中整平整平瞄瞄準(zhǔn)準(zhǔn)讀數(shù)。其中：經(jīng)緯儀的安置包括整平和對中。讀數(shù)。其中：經(jīng)緯儀的安置包括整平和對中。u 二、水平角測量二、水平角測量 1水平角水平角地面上兩條直線之間的夾角在地面上兩條直線之間的夾角在水平面上的投影。水平面上的投影。 2用用測回法測回法觀測水平角。觀測水平角。 3用用方向觀測法方向