第03章角度測量

第三章角度測量本章要求：

一、掌握角度測量原理；二、掌握DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造和操作；三、掌握角度測量方法及步驟；四、掌握經(jīng)緯儀需滿足的條件及了解儀器檢校。2/5/20231角度測量3.1角度測量原理一、水平角測量原理二、豎直角測量原理2/5/20232角度測量一、水平角測量原理1、水平角:空間相交的兩條直線在水平面上的投影所夾的角度。

2、原理：

ACBQA1

B1C1Oab

=b-a

對(duì)中、整平2/5/20233角度測量豎直角：同一豎直面內(nèi)，視線與水平線間的夾角。范圍：-90~+90

+

-上傾為仰角，

+；下傾為俯角，

-。原理：視準(zhǔn)軸水平時(shí)，其豎盤讀數(shù)為一固定值（90或270）二、豎直角測量原理2/5/20234角度測量3.2DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀及其操作分類：光學(xué)經(jīng)緯儀，游標(biāo)經(jīng)緯儀，電子經(jīng)緯儀。DJ07，1，2，6，15，60D—大地測量J—經(jīng)緯儀下標(biāo)—精度，一測回方向中誤差2/5/20235角度測量一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造基座照準(zhǔn)部水平讀盤2/5/20236角度測量1、照準(zhǔn)部作用：瞄準(zhǔn)并讀數(shù)構(gòu)成：望遠(yuǎn)鏡、豎盤、水準(zhǔn)器、度盤變換手輪2/5/20237角度測量2、水平度盤作用：測水平角構(gòu)成：玻璃圓環(huán)，順時(shí)針刻有0o~360o2/5/20238角度測量3、基座作用：支撐儀器并與三腳架相連構(gòu)成：中心螺旋，腳螺旋，軸座連接螺旋2/5/20239角度測量中心螺旋軸座連接螺旋腳螺旋2/5/202310角度測量望遠(yuǎn)鏡豎盤管水準(zhǔn)器度盤變換手輪豎直制動(dòng)螺旋豎直微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)螺旋水平微動(dòng)螺旋豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋光學(xué)對(duì)點(diǎn)器圓水準(zhǔn)器反光鏡讀數(shù)窗物鏡調(diào)焦目鏡調(diào)焦2/5/202311角度測量二、讀數(shù)設(shè)備及方法1、分微尺測微器及其讀數(shù)方法度盤分劃值1，分微尺刻劃1'，估讀到0.1'即6。21453.'4北京光學(xué)儀器廠7907.'82/5/202312角度測量

西安利達(dá)光電儀器有限公司21502.0'6555.3'2/5/202313角度測量三、DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的基本操作1、經(jīng)緯儀安置（1）對(duì)中目的：儀器中心與測站點(diǎn)位于同一鉛垂線上。方法：垂球：誤差<3mm

光學(xué)：誤差<1mm（要求：豎軸豎直）2/5/202314角度測量（2）整平目的：儀器豎軸豎直，水平度盤水平方法：升降腳架使圓氣泡大致居中；轉(zhuǎn)腳螺旋，使長氣泡居中2/5/202315角度測量2、瞄準(zhǔn)松制動(dòng)，調(diào)目鏡，粗瞄；緊制動(dòng)，物鏡對(duì)光，消視差，瞄低部，調(diào)微動(dòng)，精瞄。用豎絲對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)3、讀數(shù)21453.'4北京光學(xué)儀器廠7907.'82/5/202316角度測量3.3水平角觀測一、測回法（重點(diǎn)講解）二、方向觀測法2/5/202317角度測量一、測回法測兩個(gè)方向的單角2/5/202318角度測量（1）安置儀器：對(duì)中，整平（2）盤左（上半測回）：瞄1，讀數(shù)為L1，記入手簿順時(shí)針瞄3，讀數(shù)為L3，記入手簿

左=L3-L1（3）盤右（下半測回）：

瞄3，讀數(shù)為R3，記入手簿逆時(shí)針瞄1，讀數(shù)為R1，記入手簿

右=R3-R12/5/202319角度測量當(dāng)精度要求較高時(shí)，需多個(gè)測回觀測，為抵消度盤分劃誤差，按180/n變換度盤位置。如：n=3測回，每個(gè)測回第一個(gè)方向的盤左讀數(shù)應(yīng)略大于0

、60

、120方法：調(diào)度盤變換手輪。有關(guān)變換度盤位置：2/5/202320角度測量

測回法觀測手簿日期儀器觀測班級(jí)小組記錄測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值各測回角值備注1234°‘"5°‘"6°‘"7°‘"8

第一測回2左右右左第二測回21313131300120091450091330027145001801130913330913315901124181443091330601450027011489133129133099133122/5/202321角度測量二、方向觀測法兩個(gè)以上方向，多于3個(gè)，用全圓方向法BACDO（1）觀測步驟：①安置儀器：對(duì)中、整平②盤左：順時(shí)針瞄A、B、C、D、A歸零J212，J618③盤右：逆時(shí)針瞄A、D、C、B、A2/5/202322角度測量（2）計(jì)算①兩倍照準(zhǔn)誤差：同一測回，同一方向，盤左、盤右讀數(shù)之差。

2C=盤左-（盤右±180）2C互差J218②平均讀數(shù)=[（盤左+（盤右±180

）]/2

半測回歸零差：J212，J618③歸零后方向值=平均讀數(shù)-零方向平均讀數(shù)④歸零后方向值平均值：各測回取平均同一方向值各測回互差：J212，J624⑤水平角：相鄰方向值之差2/5/202323角度測量全圓方向觀測法測站測回?cái)?shù)目標(biāo)讀數(shù)2C=左-（右±180）平均讀數(shù)=[左+（右±

180）]/2歸零后的方向值各測回歸零方向值的平均值略圖及角值盤左盤右°‘"°‘""°‘"°‘"°‘"

O12ABCDAABCDA

00212374415110290415014510021818002083301443+1000213+8290285221744051800200+10+12+121501447110285837441000206（00210）

0000037420011026481501237

9003301274534200302424015579003252700318

601549+7+8203018+6900322240155320030213074528+612745312700322+8900326（900324）

0000037420711026571501229

0000037420411026521501233ABCDO2/5/202324角度測量3.4豎直角觀測一、豎直度盤及讀數(shù)系統(tǒng)二、豎直角計(jì)算三、豎盤指標(biāo)差2/5/202325角度測量一、豎直度盤及讀數(shù)系統(tǒng)作用：測豎直角結(jié)構(gòu)：豎盤，指標(biāo)，水準(zhǔn)管、微動(dòng)螺旋豎盤：玻璃圓環(huán)。注記：順時(shí)針或逆時(shí)針刻劃0~3600901802702/5/202326角度測量二、豎直角計(jì)算視線抬高，讀數(shù)變大，

=讀數(shù)-常數(shù)視線抬高，讀數(shù)變小，

=常數(shù)-讀數(shù)盤左：L=90-L090180270000909090180180180270270270盤右：

R=R-2702/5/202327角度測量三、豎盤指標(biāo)差：當(dāng)視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)與應(yīng)有常數(shù)相差一小角值x。

090180270090180270009090180180270270盤左：=(90+x)-L=(90-L)+x=L+x盤右：=R-(270+x)=(R-270)-x

=R

-x=(L

+R

)/2x=(R-L

)/2=[(R-270)-(90-L)]/2=(L+R-360)/2

指標(biāo)差變化J625x2/5/202328角度測量四、豎直角觀測方法：安置儀器：對(duì)中，整平中絲切目標(biāo)：盤左讀L，得L=90-L盤右讀R，得R=R-270注意：使豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中或補(bǔ)償開關(guān)置ONAB2/5/202329角度測量豎直角觀測手簿日期儀器觀測班級(jí)小組記錄測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)

°‘"半測回角值

°‘"指標(biāo)差

"一測回角值

°‘"

OMN左右左右8118422784130+84118+84130+6+841241240330-340330+122355654-340306-3403182/5/202330角度測量3.5DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正滿足的條件：LLVVHHCC

HHCC

HHVV豎絲HH指標(biāo)差x應(yīng)為零LL

VV2/5/202331角度測量一、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校1、檢校目的：LLVV2、檢驗(yàn)方法：大致整平，水準(zhǔn)管平行于一對(duì)腳螺旋的連線，整平，轉(zhuǎn)180，氣泡偏一格以上，需校正3、校正方法：校正螺絲校一半，腳螺旋改一半。4、校正原理：2/5/202332角度測量LLVV2LLLLLLVVVVVV2/5/202333角度測量二、十字絲豎絲的檢驗(yàn)校正2、檢驗(yàn)方法：MMMM1、檢校目的：豎絲應(yīng)垂直于儀器橫軸2/5/202334角度測量3、校正方法：旋下目鏡分劃板護(hù)蓋，松開4個(gè)固定螺絲，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)十字絲分劃板座，然后再作檢驗(yàn)，待條件滿足后再擰緊固定螺絲，旋上護(hù)蓋。固定螺絲十字絲校正螺絲2/5/202335角度測量三、視準(zhǔn)軸的檢驗(yàn)校正1、檢校目的：

CC

HH2、檢驗(yàn)方法：二分之一法和四分之一法（1）二分之一法（盤左盤右讀數(shù)法）盤左：瞄一水平方向固定點(diǎn)，讀數(shù)盤右：瞄同一固定點(diǎn)，讀數(shù)若C">60"，則必須校正2/5/202336角度測量C90-C2C2CC90-C若C">60"，則必須校正B1B2盤左：瞄A點(diǎn)，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡在B點(diǎn)尺上讀數(shù)B1。盤右：再瞄A點(diǎn)，縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，又在小尺上讀數(shù)B2。B3BAO若B1與B2重合，則條件滿足。如不重合，可得B1OB2=4C（2）四分之一法2/5/202337角度測量3、校正方法：撥左右兩校正螺絲，直至影象與十字絲交點(diǎn)重合。（1）（2）2/5/202338角度測量四、橫軸的檢驗(yàn)校正1、檢校目的：HHVV2、檢驗(yàn)方法：iiii">20"

，需校正VVHHP1PP1P2PP′PMVVHHD3、校正方法：瞄準(zhǔn)P1P2連線的中點(diǎn)PM

，抬高望遠(yuǎn)鏡，撥支架上的偏心軸承，使十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)P點(diǎn)。2/5/202339角度測量五、豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)校正1、檢校目的：使豎盤指標(biāo)差為零2、檢驗(yàn)方法：

3、校正方法：轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使讀數(shù)為R-x，撥針撥校正螺絲，使氣泡居中。需校正>1'2/5/202340角度測量1、檢校目的：使對(duì)中器的視準(zhǔn)軸與儀器豎軸重合2、檢校：

1）在照準(zhǔn)部上六、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)校正檢驗(yàn)：儀器大致整平，移動(dòng)畫有十字的硬紙板，使對(duì)中；轉(zhuǎn)180

，若偏移，則需校正。校正：轉(zhuǎn)象棱鏡座的調(diào)節(jié)螺釘2可使刻劃圈中心前后移動(dòng)，1可使左右移動(dòng)，使刻劃圈中心移一半。11222/5/202341角度測量

檢驗(yàn)：將基座輪廓在三腳架頂部的平面上畫出。地面放一張毫米紙，對(duì)中，轉(zhuǎn)120

，三次，若三點(diǎn)不重合，則找出示誤三角形。校正：調(diào)整光學(xué)對(duì)點(diǎn)器目鏡后的三個(gè)校正螺絲，使刻劃圈中心與示誤三角形中心一致。2）在三角基座上2/5/202342角度測量3.6角度觀測誤差及注意事項(xiàng)一、儀器誤差二、對(duì)中誤差三、目標(biāo)偏心四、觀測誤差五、外界條件的影響2/5/202343角度測量一、儀器誤差1、校正不完善水平度盤VV（制造上滿足）CVVLLHHCVVLLHHVVCCHH2/5/202344角度測量1）視準(zhǔn)軸誤差：視準(zhǔn)軸不垂直于橫軸，其偏離值C稱視準(zhǔn)軸誤差或照準(zhǔn)差

HHO盤左，盤右觀測取平均可消除。當(dāng)=0，(C)"=C"(C)B1BCPP1因B1B=P1P，OB=OPcos

,所以Q2/5/202345角度測量2）橫軸誤差：HH不垂直于VV，儀器整平后橫軸不水平，其偏離值i稱橫軸誤差

P′

PHHH′H′Oi(i)iP1PM所以(i)"=i"tg

當(dāng)=0時(shí)，(i)=0，不受影響

盤左，盤右觀測取平均可消除。Q2/5/202346角度測量3）豎軸誤差儀器豎軸不鉛垂，而偏離一個(gè)角度。影響橫軸，i為變值0"~"正倒鏡觀測不能消除，須檢校，觀測時(shí)氣泡偏離一格以上，需重新整平，重新觀測。2/5/202347角度測量4）偏心差：盤左、盤右取平均2/5/202348角度測量度盤刻劃不均勻，多測回，變換度盤位置180/n。2、制造上的原因：2/5/202349角度測量二、對(duì)中誤差A(yù)B1

D1

D2e'C'12B2/5/202350角度測量討論（1）與D成反比（2）與e成正比（3）當(dāng)=180，=90時(shí)，角值最大設(shè)D1=D2=D當(dāng)D=100m，e=3mm，"=12.4"則2/5/202351角度測量

三、目標(biāo)偏心瞄底部當(dāng)

=90時(shí)，取得極大值

BB'e'De'

l

AOB2/5/202352角度測量四、觀測誤差1、瞄準(zhǔn)誤差：

J6經(jīng)緯儀：v=26，

mv=2.3"

雙絲夾目標(biāo)

2、讀數(shù)誤差：

m0=0.1t=6"2/5/202353角度測量五、外界條件的影響松軟的土地影響儀器的穩(wěn)定日曬、溫度變化影響整平地面輻射熱引起氣流上升，使目標(biāo)成像跳動(dòng)選擇有利的觀測時(shí)間和條件，如避開午間觀測，晴天撐傘，防止視線從煙囪上、近水面上穿過等。2/5/202