C第三章經(jīng)緯儀與角度測量課件

煤礦測量學(xué)

主講:付智華

第三章

經(jīng)緯儀及角度測量

本章知識點角度測量的原理豎直角觀測比例尺水平角觀測經(jīng)緯儀的檢驗與校正光學(xué)經(jīng)緯儀全站儀測量系統(tǒng)第一節(jié)角度測量的原理角度測量：測定水平角和豎直角。水平角:地面上兩相交直線間的夾角在水平面上的投影。范圍：β=0~360豎直角：在同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平線的夾角。范圍：=090，仰角為正，俯角為負。

水平面aocAOC0ca水平度盤測量的原理：

兩個方向的讀數(shù)差β=c-a范圍：順時針0°~360°天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°測量的原理：

兩個方向的讀數(shù)差豎直角的大小：

以水平方向為基準(zhǔn)指向兩側(cè)目標(biāo)。仰角為正，俯角為負其范圍：=0~90°3.2.1光學(xué)經(jīng)緯儀類型

第二節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀按其精度等級劃分:

DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。

D:大地測量

J：經(jīng)緯儀

下標(biāo)數(shù)字：該儀器的精度指標(biāo)（單位為秒，表示該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)）。

一般工程測量最常用:DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀（普通經(jīng)緯儀）DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀

（一）基座

基座是支承整個儀器的底座；三個腳螺旋用于整平儀器。（三）照準(zhǔn)部

照準(zhǔn)部是基座上方能夠轉(zhuǎn)動的部分的總稱。主要由望遠鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器以及讀數(shù)設(shè)備等組成。（二）度盤

度盤是由光學(xué)玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0°至360°，按順時針注記，每格1°或30′，用以測量水平角。0

90

180

270

090180270照準(zhǔn)部

水平度盤

基座讀數(shù)顯微鏡照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管經(jīng)緯儀1

望遠鏡制動螺旋望遠鏡微動螺旋

豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋水平制動、微動螺旋光學(xué)對中器經(jīng)緯儀2經(jīng)緯儀的兩水準(zhǔn)氣泡

水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器用于粗略整平儀器，管水準(zhǔn)器用于精確整平儀器經(jīng)緯儀的兩水準(zhǔn)氣泡

水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn)器。圓水準(zhǔn)器用于粗略整平儀器，管水準(zhǔn)器用于精確整平儀器圓水準(zhǔn)器作用：指示儀器豎軸是否豎直。圓水準(zhǔn)器軸：

連接零點與球面球心的直線管水準(zhǔn)器

作用：指示水平度盤是否水平。管水準(zhǔn)器軸：

過零點與圓弧縱向相切的切線。經(jīng)緯儀的三軸：視準(zhǔn)軸、水平軸、垂直軸

視準(zhǔn)軸垂直于水平軸水平軸垂直于豎直軸

第二節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀3.2.3經(jīng)緯儀的基本操作B對中整平經(jīng)緯儀的操作步驟有對中、整平、照準(zhǔn)、讀數(shù)四大步。氣泡居中，1、2等高123平行高氣泡居中，3與1、2等高123氣泡運動的方向與右手旋轉(zhuǎn)的方向相同瞄準(zhǔn)方法(4點)①目鏡對光使十字絲清晰②用準(zhǔn)星粗瞄目標(biāo)③物鏡對光，使目標(biāo)像清晰④用水平微動精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)TDJ2ETDJ2（北光）準(zhǔn)星目鏡水平微動物鏡照準(zhǔn)瞄準(zhǔn)時，盡量用縱絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部。兩個基本概念：盤左盤右盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤

第二節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀（一）測回法：適用于：2個方向的單角（∠AOB）（二）方向觀測法：適用于：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。常用方法有測回法和方向觀測法3.2.4水平角觀測步驟：（1）安置儀器于測站O點，對中、整平。盤左瞄準(zhǔn)左邊A，配度盤至000X′，讀取a1。（2）順時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。

則上半測回角值:β1=b1-a1（3）盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a2（5）計算角值

若：β1-β2≤±40"（圖根級）

則有：β=（β1+β2）/2（一）測回法（二）方向觀測法1．適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。2．步驟：（有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準(zhǔn)A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向（2）下半測回

倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。

同理各測回間按1800/N的差值，來配置水平度盤。

ABOCD盤右零方向3．計算、記錄（1）半測回歸零差:J2≤

12"；J6≤

18"。

（2）2C值（兩倍照準(zhǔn)誤差）:

2C=盤左讀數(shù)－（盤右讀數(shù)±180°）。一測回內(nèi)2C互差：J2≤18"；J6不作要求。圖形：方向觀測法記錄手薄方向觀測法記錄計算的實例講解：1、上半測回歸零差=0002'12"-0002'06"=6"。2、OA方向2C值=0002'12"-180002'06"=6"。OD方向2C值=182002'24"-2002'24"=0"。這兩個方向的2C互差=6"3、OA方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值：(0002'12"+(180002'06"-1800))/2=0002'09"。再取平均得：(0002'09"+0002'03")/2=0002'06"OD方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值：(182002'24"+(2002'24"+1800))/2=182002'24"。4、OB方向的歸零方向值：51015'36"-0002'06"=51013'30"。

OD方向的歸零方向值：182002'24"-0002'06"=182000'18"。5、OB方向各測回歸零方向值的平均值：(51013'30"+51013'25")/2=51013'28"。OB方向值各測回間互差:51013'30"-51013'25"=5"。方向觀測法小結(jié):

第四節(jié)豎直角觀測3.4.2豎直度盤的構(gòu)造豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋豎盤豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。

（1）順時針注記180°270°

0°90°盤左指標(biāo)線270°90°0°180°盤右指標(biāo)線（2）逆時針注記

0°270°

180°90°盤左指標(biāo)線270°90°180°0°盤右指標(biāo)線3.4.2豎直角的計算公式1、順時針注記

α左=90°-L

α右=R-270°故一測回豎直角α=（α左+α右）/22、逆時針注記問題：α左=？

α右=？故有:α左=L

-90°

α右=270°-

R一測回豎直角:

α=（α左+α右）/2

3.4.3豎盤指標(biāo)差1、定義由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好等于90°或270°上，而是與90°或270°相差一個x角，稱為豎盤指標(biāo)差。當(dāng)偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正，反之為負。

180270090盤左（2）結(jié)論：取盤左盤右平均值，可消除指標(biāo)差的影響。一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動范圍，J6≤25"、J2≤15"。

2、計算公式（1）指標(biāo)差:對于順時針注記的：正確的豎直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外觀上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類似。主要不同點在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進行自動讀數(shù)和液晶顯示。

第六節(jié)全站儀3.2.3經(jīng)緯儀的基本操作全站儀的結(jié)構(gòu)日本索佳SET230RK全站儀日本索佳SET1130R全站儀日本拓普康GPT-3002N/