角度測(cè)量培訓(xùn)講義PPT（圖文并茂）

1、第三章 角度測(cè)量教學(xué)要點(diǎn)（1）水平角和垂直角的測(cè)量原理；（2）經(jīng)緯儀的等級(jí)、有關(guān)參數(shù)，經(jīng)緯儀的構(gòu)造；（3）水平角的測(cè)量方法；（4）豎直度盤和垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法；（5）經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正；（6）角度測(cè)量誤差；（7）電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介。一、教學(xué)內(nèi)容 二、重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn) 水平角的測(cè)量方法和垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法； 難點(diǎn) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正。 三、教學(xué)要求（1）了解經(jīng)緯儀的等級(jí)、有關(guān)參數(shù)，經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正，電子經(jīng)緯儀；（2）掌握水平角和垂直角的測(cè)量原理，經(jīng)緯儀的構(gòu)造，水平角的測(cè)量方法，垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法。四、教學(xué)方法儀器構(gòu)造及使用采用實(shí)物加演示的教學(xué)方法，其它采用多媒體課件教學(xué)。五、思考題與習(xí)

2、題1何謂水平角？若某測(cè)站點(diǎn)與兩個(gè)不同高度的目標(biāo)點(diǎn)位于同一鉛垂面內(nèi)，那么其構(gòu)成的水平角是多少？ 2觀測(cè)水平角時(shí)，對(duì)中、整平的目的是什么？ 3觀測(cè)水平角時(shí)，若測(cè)三個(gè)測(cè)回，各測(cè)回盤左起始方向水平度盤讀數(shù)應(yīng)安置為多少？4試述具有度盤變換手輪裝置的經(jīng)緯儀，將水平度盤安置為00000的操作方法。五、思考題與習(xí)題5整理表1測(cè)回法觀測(cè)記錄。表1 測(cè)回法觀測(cè)手簿測(cè)站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值各測(cè)回平均值備注 第一測(cè)回O左A0 01 00B88 20 48右A180 01 30B268 21 12第二測(cè)回O左A90 00 06B178 19 36右A270 00 36B358 20 00五、思考

3、題與習(xí)題7完成表3的計(jì)算（盤左視線水平時(shí)指標(biāo)讀數(shù)為90，仰起望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)減小）。測(cè)站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)半測(cè)回豎角指標(biāo)差一測(cè)回豎角備注OA左78 18 24右281 42 00B左91 32 42右268 27 30表3 垂直角觀測(cè)手簿五、思考題與習(xí)題8何謂豎盤指標(biāo)差？觀測(cè)垂直角時(shí)如何消除豎盤指標(biāo)差的影響？9經(jīng)緯儀有那幾條主要軸線？各軸線間應(yīng)滿足怎樣的幾何關(guān)系？ 10測(cè)量水平角時(shí)，采用盤左盤右可消除哪些誤差？能否消除儀器豎軸傾斜引起的誤差？11測(cè)量水平角時(shí)，當(dāng)測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)較近時(shí)，更要注意儀器的對(duì)中誤差和瞄準(zhǔn)誤差對(duì)嗎？為什么？1 水平角測(cè)量原理 5 垂直角的測(cè)量方法 2 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 6 經(jīng)

4、緯儀的檢驗(yàn)與校正 3 經(jīng)緯儀的使用 7 角度測(cè)量誤差與注意事項(xiàng) 4 水平角的測(cè)量方法 8 電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介 章節(jié)一、水平角的概念相交于一點(diǎn)的兩方向線在水平面上的垂直投影所形成的夾角，稱為水平角。水平角一般用表示，角值范圍為0360。 第一節(jié) 水平角測(cè)量原理 BAOO1A1B1(左)(右)O0270ba水平面(H)圖3-1 水平角測(cè)量原理如圖3-1所示，A、O、B是地面上任意三個(gè)點(diǎn)，OA和OB兩條方向線所夾的水平角，即為OA和OB垂直投影在水平面H上的投影O1A1和O1B1所構(gòu)成的夾角。二、水平角測(cè)角原理如圖3-1所示，可在O點(diǎn)的上方任意高度處，水平安置一個(gè)帶有刻度的圓盤，并使圓盤中心在過O點(diǎn)的鉛

5、垂線上；通過OA和OB各作一鉛垂面，設(shè)這兩個(gè)鉛垂面在刻度盤上截取的讀數(shù)分別為a和b，則水平角的角值為： =b-a （3-1）用于測(cè)量水平角的儀器，必須具備一個(gè)能置于水平位置水平度盤，且水平度盤的中心位于水平角頂點(diǎn)的鉛垂線上。儀器上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設(shè)計(jì)制造的測(cè)角儀器。一、 DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造 第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 1、照準(zhǔn)部(alidade) 2、水平度盤(horizontal circle)3、基座(tribrach) 1.照準(zhǔn)部(alidade)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

6、，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2.水平度盤(horizontal circle)水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時(shí)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。0901802700901802703.基座(tribrach)腳螺旋用于整平儀器二、J6經(jīng)緯儀讀數(shù)方法水平度盤讀數(shù)： 7304240173（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)。 三、J2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 如圖與J6相比，增加了：1、測(cè)微輪讀數(shù)時(shí)，對(duì)徑分劃線影像符合。2、換像手輪

7、水平讀數(shù)和豎直讀數(shù)間的互換。3、豎直讀盤反光鏡豎直讀數(shù)時(shí)反光。測(cè)微輪換像手輪豎直讀盤反光鏡四、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)。 精度較高，常用于國家三、四等三角測(cè)量和精密工程測(cè)量。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。B內(nèi)容及要求： 對(duì)中 (centering) 3mm 整平(leveling) 1格BCA第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用 一、安置儀器 2、光學(xué)對(duì)中器法(邊講邊現(xiàn)場(chǎng)示范)（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

8、。（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。 （3）腳螺旋精平左手大拇指法則氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高1231）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，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123（4）架頭上移動(dòng)儀器，精確對(duì) (5)腳螺旋精平 (6) 反復(fù)（4）、（5）兩步。 經(jīng)緯儀的瞄準(zhǔn)步驟：粗瞄制動(dòng)調(diào)焦微動(dòng)精瞄。(示范)注意：瞄準(zhǔn)時(shí)，盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部。 三、讀數(shù) （1）打開反光鏡，調(diào)節(jié)反光鏡鏡面位置，使讀數(shù)窗亮度適中。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)讀

9、數(shù)顯微鏡目鏡對(duì)光螺旋，使度盤、測(cè)微尺及指標(biāo)線的影像清晰。（3）根據(jù)儀器的讀數(shù)設(shè)備，按前述的經(jīng)緯儀讀數(shù)方法進(jìn)行讀數(shù)。第四節(jié) 水平角的測(cè)量方法 1.測(cè)回法2.方向觀測(cè)法任務(wù):測(cè)回法測(cè)量水平角 知識(shí)目標(biāo)：測(cè)回法操作步驟；測(cè)回法表格計(jì)算方法。 能力目標(biāo)：測(cè)回法測(cè)量水平角的原理與儀器操作；測(cè)回法測(cè)量水平角的實(shí)施及成果整理，精度符合要求。； 3、計(jì)算公式c水平面acABC0a水平度盤=右(終)邊c-左(始)邊a當(dāng)ca時(shí) = c a 當(dāng)c60；J2 ：2c30時(shí)，則需校正。C”三、視準(zhǔn)軸的檢校 （2）校正： 方法：撥動(dòng)十字絲左右兩個(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

10、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：J6 ：i20，則需校正。i=四、橫軸的檢驗(yàn)與校正 （2）校正：方法：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。 五、豎盤水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正 （1）檢驗(yàn) 安置經(jīng)緯儀，儀器整平后，用盤左、盤右觀測(cè)同一目標(biāo)點(diǎn)A，分別使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)L和R，用式（3-11）計(jì)算豎盤指標(biāo)差x，若x值超過1時(shí)，需要校正。（2）校正 先計(jì)算出盤

11、右位置時(shí)豎盤的正確讀數(shù)R0Rx，原盤右位置瞄準(zhǔn)目標(biāo)A不動(dòng)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為R0，此時(shí)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡不再居中了，用校正針撥動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管一端的校正螺釘，使氣泡居中。 小結(jié)：掌握經(jīng)緯儀的軸線及各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件，熟練操作經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正。一、 儀器誤差 第七節(jié) 角度測(cè)量誤差與注意事項(xiàng) 由于儀器檢校不完善而引起的誤差。 由于儀器制造和加工不完善而引起的誤差。 誤差消除或減弱上述誤差的具體方法如下：（1）采用盤左、盤右觀測(cè)取平均值的方法，可以消除視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸、水平軸不垂直于豎軸和水平度盤偏心差的影響；（2）采用在各測(cè)回間變換度盤位置觀測(cè)，取各測(cè)回平均值

12、的方法，可以減弱由于水平度盤刻劃不均勻給測(cè)角帶來的影響；（3）儀器豎軸傾斜引起的水平角測(cè)量誤差，無法采用一定的觀測(cè)方法來消除。因此，在經(jīng)緯儀使用之前應(yīng)嚴(yán)格檢校，確保水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸；同時(shí)，在觀測(cè)過程中，應(yīng)特別注意儀器的嚴(yán)格整平。二、 觀測(cè)誤差 1儀器對(duì)中誤差在安置儀器時(shí)，由于對(duì)中不準(zhǔn)確，使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)不在同一鉛垂線上，稱為對(duì)中誤差。對(duì)中誤差引起的角度誤差不能通過觀測(cè)方法消除，所以觀測(cè)水平角時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)中，當(dāng)邊長(zhǎng)較短或兩目標(biāo)與儀器接近在一條直線上時(shí)，要特別注意儀器的對(duì)中，避免引起較大的誤差。一般規(guī)定對(duì)中誤差不超過3mm。2目標(biāo)偏心誤差水平角觀測(cè)時(shí)，常用測(cè)釬、測(cè)桿或覘牌等立于目標(biāo)點(diǎn)上作為觀測(cè)標(biāo)

13、志，當(dāng)觀測(cè)標(biāo)志傾斜或沒有立在目標(biāo)點(diǎn)的中心時(shí)，將產(chǎn)生目標(biāo)偏心誤差。目標(biāo)偏心誤差對(duì)水平角觀測(cè)的影響與偏心距e成正比，與距離成反比。為了減小目標(biāo)偏心差，瞄準(zhǔn)測(cè)桿時(shí)，測(cè)桿應(yīng)立直，并盡可能瞄準(zhǔn)測(cè)桿的底部。當(dāng)目標(biāo)較近，又不能瞄準(zhǔn)目標(biāo)的底部時(shí)，可采用懸吊垂線或選用專用覘牌作為目標(biāo)。3整平誤差整平誤差是指安置儀器時(shí)豎軸不豎直的誤差。傾角越大，影響也越大。一般規(guī)定在觀測(cè)過程中，水準(zhǔn)管偏離零點(diǎn)不得超過一格。4瞄準(zhǔn)誤差瞄準(zhǔn)誤差主要與人眼的分辨能力和望遠(yuǎn)鏡的放大倍率有關(guān)，人眼分辨兩點(diǎn)的最小視角一般為60。另外，瞄準(zhǔn)誤差與目標(biāo)的大小、形狀、顏色和大氣的透明度等也有關(guān)。因此，在觀測(cè)中我們應(yīng)盡量消除視差，選擇適宜的照準(zhǔn)標(biāo)志

14、，熟練操作儀器，掌握瞄準(zhǔn)方法，并仔細(xì)瞄準(zhǔn)以減小誤差。5讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差主要取決于儀器的讀數(shù)設(shè)備，同時(shí)也與照明情況和觀測(cè)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。讀數(shù)時(shí)必須仔細(xì)調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡，使度盤與測(cè)微尺影像清晰，也要仔細(xì)調(diào)整反光鏡，使影像亮度適中，然后再仔細(xì)讀數(shù)。使用測(cè)微輪時(shí)，一定要使度盤分劃線位于雙指標(biāo)線正中央。三、 外界條件的影響 外界條件的影響很多，如大風(fēng)、松軟的土質(zhì)會(huì)影響儀器的穩(wěn)定，地面的輻射熱會(huì)引起物象的跳動(dòng)，觀測(cè)時(shí)大氣透明度和光線的不足會(huì)影響瞄準(zhǔn)精度，溫度變化影響儀器的正常狀態(tài)等等，這些因素都直接影響測(cè)角的精度。因此，要選擇有利的觀測(cè)時(shí)間和避開不利的觀測(cè)條件，使這些外界條件的影響降低到較小的程度。 第八節(jié)

15、電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介 電子經(jīng)緯儀與光學(xué)經(jīng)緯儀的根本區(qū)別在于它用微機(jī)控制的電子測(cè)角系統(tǒng)代替光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：（1）使用電子測(cè)角系統(tǒng)，能將測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示出來，實(shí)現(xiàn)了讀數(shù)的自動(dòng)化和數(shù)字化。（2）采用積木式結(jié)構(gòu)，可與光電測(cè)距儀組合成全站型電子速測(cè)儀，配合適當(dāng)?shù)慕涌?，可將電子手簿記錄的?shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和繪圖自動(dòng)化。一、 電子測(cè)角原理簡(jiǎn)介 電子測(cè)角仍然是采用度盤來進(jìn)行。與光學(xué)測(cè)角不同的是，電子測(cè)角是從特殊格式的度盤上取得電信號(hào)，根據(jù)電信號(hào)再轉(zhuǎn)換成角度，并且自動(dòng)地以數(shù)字形式輸出，顯示在電子顯示屏上，并記錄在儲(chǔ)存器中。電子測(cè)角度盤根據(jù)取得電信號(hào)的方式不同，可分為光柵度盤測(cè)角、編碼度盤測(cè)角和電柵度盤測(cè)角等。 二、 電子經(jīng)緯儀的性能簡(jiǎn)介 電子經(jīng)緯儀采用光柵度