第3章：角度測量4學(xué)時

第3章角度測量本章內(nèi)容：水平角、豎直角、測角儀器（經(jīng)緯儀）、角度測量方法、精密經(jīng)緯儀。

§3-1水平角測量原理角度測量是測量三要素之一。1.水平角的定義地面上某點到兩目標的方向線垂直投影到水平面上所形成的夾角，稱為水平角。或過地面上一點所發(fā)出的兩條方向線所作的鉛垂面間的二面角，稱為水平角，用β表示?！?-1水平角測量原理1.水平角的定義如圖所示，

β=b–a其中，a、b分別為過兩方向線所作鉛垂面在水平度盤上截得的讀數(shù)?！?-1水平角測量原理2.測量水平角的設(shè)備經(jīng)緯儀應(yīng)具有：水平度盤讀數(shù)指標雙自由度的

§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造1.經(jīng)緯儀的分類按測角精度分類DJ07、DJ1

、DJ6

、DJ15

、DJ60D——大地測量儀器J——經(jīng)緯儀腳標——水平方向一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)（中誤差在第五章介紹）?！?-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的組成：基座、水平度盤、照準部三部分組成?！?-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.1基座是支承儀器的底座，它連接照準部與三腳架，其上有三個腳螺旋，用于整平儀器。

§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.2水平度盤它是一玻璃圓盤，全圓順時針刻劃0°～360°。最小刻劃為1°或30′（6″儀器）。

§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準部組成：望遠鏡、豎直度盤、讀數(shù)窗、水準器、各部分轉(zhuǎn)動螺旋。⑴望遠鏡組成：物鏡組、調(diào)焦鏡、十字絲分劃板、目鏡組等。§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準部⑵豎直度盤⑶十字絲分劃板（如圖所示）§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準部⑷水準器管水準器，用于精平。圓水準器，用于粗平?，F(xiàn)在出廠的儀器多數(shù)無圓水準器?！?-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造2.光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造2.3照準部⑸各部分轉(zhuǎn)動螺旋有：水平制動與微動螺旋，望遠鏡制動與微動螺旋。

§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造3.光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法3.1分微尺測微器及其讀數(shù)方法度盤分劃值為1°，順時針全圓刻劃分微尺分劃值為1′，逆時針刻劃分微尺分劃全長為60′，分微尺全長影象與度盤1°影象長度相等。

§3-2經(jīng)緯儀的類型與構(gòu)造3.光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法3.1分微尺測微器及其讀數(shù)方法讀數(shù)窗影象分上、下兩部分，HZ代表水平盤，V代表豎直盤。讀數(shù)時直讀1′，估讀0.1′圖中HZ盤讀數(shù)為：187°03.4′

§3-3水平角觀測方法1.安置儀器目的：將水平度盤中心安置到測站點的鉛垂線上，同時將水平度盤置于水平面內(nèi)。1.1儀器的安裝§3-3水平角觀測方法1.2對中分為光學(xué)對中、垂球?qū)χ小?.3整平用水準管整平。如圖所示，左手拇指移動方向為氣泡移動方向。§3-3水平角觀測方法2.望遠鏡盤位2.1正鏡（盤左）觀測者正對望遠鏡，豎直度盤位于望遠鏡左側(cè)。2.2倒鏡（盤右）觀測者正對望遠鏡，豎直度盤位于望遠鏡右側(cè)。盤左盤右§3-3水平角觀測方法3.設(shè)置照準目標及瞄準3.1設(shè)置目標距離較遠時，豎立標桿。距離較近時，豎立測釬或吊垂球?！?-3水平角觀測方法3.設(shè)置照準目標及瞄準3.2照準目標測水平角時，用十字絲豎絲；測豎直角時，用十字絲橫絲。瞄準時，注意調(diào)焦?！?-3水平角觀測方法4.觀測水平角水平角觀測方法分為測回法（方向數(shù)≤3個）和方向觀測法（方向數(shù)>3個）。4.1測回法觀測步驟①

正鏡（盤左）瞄準A，讀水平度盤讀數(shù)aL，并記錄；②

正鏡（盤左）瞄準B，讀水平度盤讀數(shù)bL，并記錄；OABβ§3-3水平角觀測方法4.觀測水平角4.1測回法觀測步驟③

倒鏡（盤右）瞄準B，讀水平度盤讀數(shù)bR，并記錄；④

倒鏡（盤右）瞄準A，讀水平度盤讀數(shù)aR，并記錄；⑤

計算半測回角值，并記錄：（上）前半測回角值：βL=bL-aL

（下）后半測回角值：βR=bR-aROABβ§3-3水平角觀測方法4.觀測水平角4.1測回法觀測步驟⑥

若△β=|βL-βR|≤40″時，則取β=（βL+βR）/2⑦

記錄計算如下表所示。OABβ§3-3水平角觀測方法測站盤位目標讀數(shù)°′″半測回角值°′″一測回角值°′″各測回平均值°′″草圖OLA564120715525715542B1283645RB3083700715600A2364100OABβ§3-4豎直角觀測1.豎直角測量原理1.1豎直角的定義同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平視線之間的夾角，稱豎直角，用α表示，其值為0°～±90°。

§3-4豎直角觀測1.豎直角測量原理1.2仰角與俯角視線向上傾斜時，α>0°，為仰角，為“+”值。視線向下傾斜時，α<0°，為俯角，為“-”值。

§3-4豎直角觀測1.豎直角測量原理1.2仰角與俯角視線水平時讀數(shù)固定為90°、270°值中的一個，因此，觀測時只觀測一個方向。|α|=|傾斜視線讀數(shù)–水平視線讀數(shù)|§3-4豎直角觀測2.豎盤構(gòu)造2.1豎盤裝置豎盤、指標水準管、微傾螺旋。

§3-4豎直角觀測3.豎直角觀測3.1安置儀器安裝儀器、對中、整平。3.2

盤左瞄準目標A，如圖所示。3.3

豎盤指標歸零，讀取豎盤讀數(shù)L，并記錄。3.4

倒鏡，盤右瞄準目標A，重復(fù)第3步，讀取豎盤讀數(shù)R，并記錄。以上為一個測回。

§3-4豎直角觀測3.豎直角觀測3.5豎直角計算按保證仰角為正，俯角為負的原則，盤左時，若隨望遠鏡的抬高（上仰）而豎盤讀數(shù)增大，則

αL=L–90°，αR=270°-R反之αL=90°–L，αR=R-270°如圖所示為順時針注記情況。

α=（αL+αR）/2

§3-4豎直角觀測§3-4豎直角觀測§3-4豎直角觀測3.豎直角觀測3.6記錄測站

目標

盤位

豎盤讀數(shù)°′″半測回角值°′″測回角值°′″OAL811842+84118+84124

R2784130+84130§3-7高級測角儀器簡介1.陀螺經(jīng)緯儀2.激光經(jīng)緯儀3.電子經(jīng)緯儀

1陀螺經(jīng)緯儀利用高速旋轉(zhuǎn)的陀螺馬達本身的動力學(xué)特性(定軸性、進動性)和地球自轉(zhuǎn)的影響，來達到尋真北的目的。其工作情況類似于電子經(jīng)緯儀，所不同的是電子經(jīng)緯儀只能測定兩個目標的相對夾角，而陀螺經(jīng)緯儀不僅可以測定目標之間的相對夾角，而且可以測定目標與真北方位之間的夾角。2激光通過望遠鏡發(fā)射出來，與望遠鏡照準軸保持同軸、同焦。因此本產(chǎn)品除具有電子經(jīng)緯儀的所有功能外，還提供一條可見的激光束，十分利于工程施工。同時望遠鏡可繞過支架作盤左盤右測量，保持電子經(jīng)緯儀的測角精度。也可向天頂方向垂直發(fā)射激光束，作一臺激光垂準儀。若配置彎管讀數(shù)目鏡，則可根據(jù)豎盤讀數(shù)對垂直角進行測量。當望遠鏡照準軸精細調(diào)成水平后，又可作激光