工程測量 角度測量

1、工程測量 角度測量第1頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三第三章 角度測量3.1水平角測量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測量方法3.4豎直角測量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測量誤差分析2第2頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三3.1水平角測量原理地面上兩相交直線的夾角在水平面上的投影OBAba= b a水平面水平角3第3頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三4天頂鉛垂線水平線ACB090 180270豎直角 在同一個豎直面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的視線與水平視線的夾角。 仰角：傾斜視線在水平視線以上時的豎直角 俯角：傾斜視線在水

2、平視線以下時的豎直角第4頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三經(jīng)緯儀應(yīng)具備的條件：1、圓盤中心必須處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上2、有一個能置于水平位置帶刻線的圓盤3、望遠(yuǎn)鏡不僅能在水平方向轉(zhuǎn)動而且可以在豎直方向轉(zhuǎn)動以瞄準(zhǔn)不同方向不同高度的目標(biāo)；4、具有一個讀數(shù)設(shè)備。5第5頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三常用的光學(xué)經(jīng)緯儀：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15經(jīng)緯儀：用于測定水平角和豎直角的儀器。 有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀之分。3.2經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)6第6頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三一、DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀基本構(gòu)造照準(zhǔn)部水平度盤基

3、座7第7頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三1.照準(zhǔn)部2.水平度盤水平度盤：順時針方向刻有0到360的分劃線，用來測量水平角。水平度盤轉(zhuǎn)動控制裝置：位置變動手輪和復(fù)測裝置。外軸裝置：望遠(yuǎn)鏡：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管：讀數(shù)顯微鏡：豎直度盤：橫軸、豎軸：8第8頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三照準(zhǔn)部水平度盤基座讀數(shù) 顯微鏡經(jīng)緯儀9瞄準(zhǔn)器反光鏡指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡水準(zhǔn)管第9頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三10腳螺旋水平制動水平微動豎直制動豎直微動物鏡豎直度盤水平度盤基座第10頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三11度盤變換

4、手輪豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管物鏡調(diào)焦螺旋反光鏡指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡圓水準(zhǔn)器瞄準(zhǔn)器讀數(shù)顯微鏡光學(xué)對中器第11頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三12水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時針0360刻度； 儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與照準(zhǔn)部相互脫離； 當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時，水平度盤并不隨之轉(zhuǎn)動。 改變度盤位置，要使用復(fù)測 扳手或度盤變換手輪。090180270第12頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三HV6543210654321011211187881125.111205068754.58754 30分微尺指標(biāo)線對徑分劃二、讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法13第13頁，共68頁，

5、2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三讀數(shù)練習(xí)HV012345601234562342732722342112273023014第14頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三01234562013456 讀數(shù)練習(xí)1157878792013456116115012345611526427817061155830790412VHHV15第15頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三一、經(jīng)緯儀的安置1：對中 使得度盤中心處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上。即使儀器的中心與測站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。垂球或光學(xué)對中器2：整平使得度盤處于水平位置上。3.3水平角測量方法1

6、6第16頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三一、經(jīng)緯儀的安置1：對中使用垂球?qū)χ?7第17頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三2：整平使得度盤處于水平位置上123123一、經(jīng)緯儀的安置18第18頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三使用光學(xué)對中器整置儀器1.粗對中：用三腳架或腳螺旋使光學(xué)對中器分劃板上的圓心或十字絲交點(diǎn)對準(zhǔn)測站點(diǎn)；2.粗平：用三腳架腿的伸縮部分調(diào)節(jié)三腳架腿的長度使儀器基本水平；3.精平：用腳螺旋使經(jīng)緯儀精確整平；4.精對中：在架頭上平移儀器，使儀器精確對中；5.再精平、再對中：重復(fù)第3、4步，達(dá)到精確對中和整平。1

7、9第19頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三測量標(biāo)識：大花桿、測釬和覘標(biāo)20第20頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三經(jīng)緯儀的十字絲分劃板21第21頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三22瞄準(zhǔn)第22頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三23瞄準(zhǔn)第23頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三瞄準(zhǔn)24第24頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三25瞄準(zhǔn)操作步驟： 粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。 用水平微動完成瞄準(zhǔn)。 盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少由于目標(biāo)不垂直引起的方向

8、誤差。第25頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三二、水平角測量方法1、測回法適用于觀測兩個方向之間的單角2、方向法適用于觀測兩個以上的方向26第26頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三基本概念 盤左和盤右盤左/正鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊盤右/倒鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊 測回上半測回/下半測回一個測回/多個測回 配盤度盤變換手輪27第27頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三三、測回法測量水平角ABO28第28頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三(1)測回法的步驟1、盤左位置，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)。配置度盤在0度或稍

9、大于0度，讀數(shù) 記于手簿。4、逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)，讀數(shù) ，并記錄。2、順時針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù) 記于手簿。以上為上半測回，得半測回角值3、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置，逆時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù) 記錄。5、恢復(fù)盤左位置，重新配盤，進(jìn)行下面的測回。以上為下半測回，得半測回角值 且一測回角值01802709018002709029第29頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三三、測回法測量水平角測站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測回角一測回均值均值左右左右水平角觀測記錄O（1）ABAB0 01 0685 36 18180 01 24 265 36

10、3090 00 36175 35 42270 00 48355 35 48ABABO（2）85 35 1285 35 0685 35 0685 35 0085 35 0985 35 0385 35 0630第30頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三注意及說明測回間要配盤；上、下兩個半測回照準(zhǔn)部的水平旋轉(zhuǎn)方向， 照準(zhǔn)目標(biāo)的順序不同；上、下兩個半測回角值之差小于40秒；各測回的角度互差應(yīng)小于24秒；記錄時， 分、秒一般都要記兩位；計(jì)算時，取平均值的原則是“奇進(jìn)偶不進(jìn)”。31第31頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三四、方向法測量水平角盤左盤右ABCDA（

11、歸零）ADCBAABCDO32第32頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三方向法的計(jì)算步驟計(jì)算兩倍照準(zhǔn)誤差2C(J6不要求)2C=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)180 0)計(jì)算各方向的平均讀數(shù)平均讀數(shù)=盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)1800) /2計(jì)算歸零后的方向值各方向的平均讀數(shù)零方向的讀數(shù)計(jì)算各測回歸零后的方向值的平均計(jì)算各水平角的值33第33頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三方向觀測法記錄測站目標(biāo)盤左L盤右R平均讀數(shù)=左+(右180)/2歸零后方向值各測回歸零方向平均值水平角值 OABCDA 0 01 0671 52 06145 30 48210 12 12 0

12、01 24180 01 1830 12 06325 30 48251 52 00180 01 12OABCDA 90 01 24 161 52 06 235 30 54 300 12 24 90 01 36270 01 24120 12 1855 30 48341 52 00270 01 180 01 0971 52 03145 30 48210 12 090 01 2190 01 21161 52 03235 30 51300 12 2190 01 30(0 01 15)0 00 0071 50 48145 29 33210 10 54(90 01 26)0 00 0071 50 37145

13、 29 25210 10 550 00 0071 50 42145 29 29210 10 5471 50 4273 38 4764 41 2534第34頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三3.4豎直角測量原理及方法35豎直角的定義地面上的直線與其水平投影線（水平視線）間的夾角第35頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎直度盤基本構(gòu)造36第36頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三090180270豎直度盤基本構(gòu)造指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋指標(biāo)水準(zhǔn)管37第37頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三270180900盤右

14、豎盤注記形式090180270盤左180270 090盤右900270180盤左38第38頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三090180270L豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)（理想）090180270盤左左=90L39第39頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三090180270R豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)（理想）盤右090180270右=R27040第40頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎盤指標(biāo)差 當(dāng)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時，盤左指標(biāo)線所指的度數(shù)不一定恰好就是90度或者0度，盤右不一定正好是270度或180度。即存在一個豎盤指標(biāo)差 x 。41一測

15、回豎直角： =（左+右）/2第41頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)正確的角度為左=(90+ x)L=左+x090180270090180270盤左L42第42頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)正確的角度為右=R(270+x)=右-x090180270盤右090180270R43第43頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎盤指標(biāo)差的計(jì)算要求：J6: x24若指標(biāo)差超標(biāo)，則計(jì)算每個豎直角的時候應(yīng)加上指標(biāo)差?？赏ㄟ^校正指標(biāo)水準(zhǔn)管來減小或消除。一般滿足要求情況下不考慮指標(biāo)差。44左=(90+ x

16、)L右=R(270+x) =(左+右)/2= (R270)+ (90L)/2 = (左+ 右) /2第44頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三 豎直角觀測方法在測站安置經(jīng)緯儀，對中、整平；盤左用中絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)L（V）；盤右用中絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)R（V）；45第45頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三瞄準(zhǔn)（注：豎絲用來測水平角瞄準(zhǔn)，中絲用來測豎直角瞄準(zhǔn)）46第46頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三豎直角觀測記錄測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)半測回角值一測回角值A(chǔ)B盤左87 52

17、 182 07 42盤右272 07 302 07 302 07 36AC盤左93 16 543 16 54盤右266 43 243 16 363 16 4547第47頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三練習(xí)題： 用經(jīng)緯儀觀測某一目標(biāo)的豎直角，測得盤左讀數(shù)為714524，盤右讀數(shù)為2881622，計(jì)算豎直角及指標(biāo)差。如用這臺儀器測得另一目標(biāo)的盤左讀數(shù)為921236，求其豎直角？左=(90+ x)L48第48頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三 三角高程測量已知高程點(diǎn)A上安置經(jīng)緯儀，B點(diǎn)豎標(biāo)桿測出豎直角a。設(shè)水平距離D已知，則：aABDivhDtgai

18、：經(jīng)緯儀儀器高v：標(biāo)桿長度 hAB=Dtga+i-v49第49頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三一、經(jīng)緯儀的幾何軸系1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸（LL）2：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（CC ）3：儀器豎軸（ VV）4：儀器橫軸（ HH ）5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸（L L ）3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正50第50頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三二、軸系應(yīng)滿足的幾何條件 1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸 （LLVV） 2：十字絲豎絲垂直于橫軸（豎絲 HH ） 3：視準(zhǔn)軸垂直于橫軸（CC HH） 4：橫軸垂直于豎軸（ HH VV） 5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸垂直于指標(biāo)線 （L L 指標(biāo)線

19、）(豎盤指標(biāo)差為0)51第51頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三三、經(jīng)緯儀檢校1 、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校 LLVV ？水準(zhǔn)管軸水平度盤豎軸52第52頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三53第53頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三2、十字絲垂直于橫軸的檢校 豎絲 HH ？ 檢驗(yàn)方法： 精平儀器，在儀器前方適當(dāng)位置懸掛一垂球線，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)該線，若十字絲豎絲和垂球線完全重合，則滿足條件；否則，應(yīng)校正。 或瞄準(zhǔn)一清晰小點(diǎn)54第54頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三3、視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢校 CC HH ？右

20、左視準(zhǔn)軸誤差：CAC180270090HHCO M左 = M左 + CCC180270090HHAOC M右 = M 右 - C 55第55頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三（一般由專業(yè)人員進(jìn)行校正）4 、 橫軸垂直于豎軸的檢校 HH VV ？56第56頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三5 、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管檢校 L L 指標(biāo)線 ？一般指標(biāo)差的絕對值超過1時，應(yīng)予以校正。180270090i180270090i指標(biāo)差：右左57第57頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三角度測量誤差及消除方法 儀器誤差 觀測誤差 外界條件的影響3

21、.6角度測量誤差分析58第58頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三1、照準(zhǔn)部偏心誤差產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤分劃中心不重合規(guī)律：隨瞄準(zhǔn)方向而異，照準(zhǔn)方向垂直于偏心方向時對水平方向讀數(shù)影響最大消除與減弱措施：盤左盤右取平均值可消除（一）儀器誤差59第59頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三2、度盤刻劃誤差產(chǎn)生情況：度盤制造時產(chǎn)生消除與減弱措施：變換度盤位置（一）儀器誤差60第60頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三3、視準(zhǔn)軸誤差(c)產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸時產(chǎn)生的誤差規(guī)律：隨垂直角增大而增大消除與減弱措施：盤左盤右取均值可以消除（一）儀器誤差61第61頁，共68頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)11分，星期三4、橫軸誤差產(chǎn)生情況：橫軸不水平規(guī)律：隨垂直角增大而增大，對兩等高目標(biāo)觀測