建筑工程測量第三章角度測量

第三章角度測量★§3-1角度測量基本概念§3-2DJ6型光學經(jīng)緯儀§3-3經(jīng)緯儀的使用§3-4水平角觀測§3-5豎直角觀測§3-6經(jīng)緯儀的檢驗與校正§3-7水平角觀測誤差來源及消減措施重點與難點：儀器使用、角度測量（水平角，豎直角）§3-8電子經(jīng)緯儀簡介§3-1角度測量的基本概念角度測量包括：水平角(horizontalangle)測量豎直角(verticalangle)測量確定點的平面位置間接測定點的高程位置、把傾斜距離換成水平距離0水平度盤(horizontalcircle)18027090一、水平角的測量原理=右目標讀數(shù)c-左目標讀數(shù)aca水平面abcABC定義：從空間一點到兩目標的方向線垂直投影在水平面上所成的夾角。也就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。用表示。范圍：順時針0°~360°

水平角度計算公式：090180270豎直面B0°180°270°儀器中心豎直度盤90°二.豎直角的測量原理定義：在同一豎直面內(nèi)，瞄準目標的視線與水平視線的夾角。范圍：=0°90°，●ZA為天頂距俯角為負。天頂鉛垂線水平線A仰角為正，0°＋90°0°－90°B用途：

1)傾斜距離化算為水平距離2)三角高程測量§3-2DJ6型光學經(jīng)緯儀一、經(jīng)緯儀概述1．按讀數(shù)系統(tǒng)分類：光學經(jīng)緯儀、游標經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀

2．按精度分類：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60

“D”和“J”——大地測量和經(jīng)緯儀的漢語拼音第一個字母“6”和“2”——儀器的精密度。一測回方向觀測中誤差不超過±6″和±2″在工程中常用DJ2、DJ6型經(jīng)緯儀，一般簡稱J2、J6經(jīng)緯儀下面我們以DJ6型經(jīng)緯儀為例進行經(jīng)緯儀的系統(tǒng)講解二、DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造

DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造主要包括：照準部(alidade)、水平度盤(horizontalcircle)、基座(tribrach)3．基座

基座用來支承整個儀器，并借助中心螺旋使經(jīng)緯儀與腳架結(jié)合其上有三個腳螺旋，用來整平儀器。豎軸軸套與基座連在一起。軸座連接螺旋擰緊后，可將照準部固定在基座上，使用儀器時，切勿松動該螺旋，以免照準部與基座分離而墜落。2．水平度盤水平度盤是玻璃制成的圓環(huán)，在其上刻有分劃，從0°~360°，順時針方向注記，用來測量水平角。度盤軸套套在豎軸軸套的外面，繞軸套旋轉(zhuǎn)。1．照準部照準部上有望遠鏡、橫軸、支架、豎軸、水準管、水平制微動、豎直制微動、讀數(shù)裝置和對點器等。

090180270照準部豎直度盤望遠鏡目鏡粗瞄器自動補償器開關(guān)對點器（光學對中器）豎直制動、微動水平微動圓水準器度盤變換手輪軸座腳螺旋底板圖示DJ6經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)：望遠鏡十字絲三、DJ6經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法（測微尺讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法）090180270分微尺測微尺讀數(shù)裝置：水平度盤與豎盤上1°的分劃間隔，成象后與分微尺的全長相等。分微尺分成60等分，格值1′，可估讀到0.1′讀數(shù)方法：

以分微尺上的零線為指標。度數(shù)由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出，小于1′的數(shù)值，即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值，由分微尺上讀出。“H”——水平度盤讀，“V”——豎直度盤讀數(shù)。HV

水平度盤讀數(shù)：319°06.7′319°06′42″0123456134133

例1:0123456134133

例2:01234567978

例3:0123456134133

例4:§3-3經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的安置瞄準目標讀數(shù)(1)垂球?qū)χ屑罢椒椒?2)光學對中器對中及整平方法對中、整平對中：目的：把儀器中心安置到過測站點的鉛垂線上。要求：對中偏差應(yīng)小于3mm。整平：目的：使經(jīng)緯儀的豎軸垂直，水平度盤水平。要求：在測角過程中，氣泡偏離中心位置不能超出1~2格。B一、經(jīng)緯儀的安置(一)垂球?qū)χ小⒄紹CAB（1）腳架的三個腳成等邊三角形架在點位正上方，并注意使架頭水平。固定好儀器。掛好垂球（2）在腳架頭上移動儀器，使垂球?qū)χ小＃?）旋轉(zhuǎn)腳螺旋進行整平（包括圓水準器、管水準器）。（4）反復(fù)（2）、（3）兩步。

(二)光學對中器對中、整平（1）腳架的三個腳成等邊三角形架在點位正上方，并注意使架頭水平。固定好儀器。BCA（2）左右旋轉(zhuǎn)光學對中器，使里面的2個同心圓清晰；前后推拉，使地面點位清晰。（3）固定三角架一條腿，后拿另外兩條腿前后、左右移動，使儀器中心與測站點o位于同一條鉛垂線上。對中偏差應(yīng)小于3mm。（4）固定三角架一條腿，后升降另外兩條腿，使圓水準器氣泡居中；

b123

c123

123d氣泡始終向高處移動a

123注意腳架在地面的位置不要移動

（5）腳螺旋精平——左手大拇指法則1）轉(zhuǎn)動儀器，使水準管與腳螺旋1、2連線平行。2）根據(jù)氣泡位置運用法則，對向旋轉(zhuǎn)腳螺旋1、2。3）轉(zhuǎn)動儀器900，運用法則，旋轉(zhuǎn)腳螺旋3。4)重復(fù)2）、3）兩個步驟、直到這2個位置上，水準管氣泡都居中要求：整平后，照準部轉(zhuǎn)到任何位置時，水準管氣泡偏離中心不超過水準管分劃的一格。氣泡居中，1、2等高123氣泡居中，3與1、2等高123平行高(6)架頭上移動儀器，精確對中B(8)反復(fù)（6）、（7）兩步。(7)腳螺旋精平（與第5步驟一樣）

對中和整平，一般都需要經(jīng)過幾次“整平→對中→整平”的循環(huán)過程，直至整平和對中均符合要求。二、瞄準目標目鏡調(diào)焦粗瞄目標物鏡調(diào)焦精確瞄準123123三、讀取讀數(shù)圖中的度盤讀數(shù)是？319°06′48″86°35′30″180°06′24″64°53′12″0水平度盤(horizontalcircle)18027090=右目標讀數(shù)c-左目標讀數(shù)aca水平面abcABC

定義：從空間一點到兩目標的方向線垂直投影在水平面上所成的夾角。也就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。用表示范圍：順時針0°~360°

水平角度計算公式：090180270§3-4水平角觀測盤左/正鏡根據(jù)觀測目標的多少，常用的水平角觀測方法有：（1）測回法(methodofobservationset)：

適用兩個方向之間的單角觀測。（2）方向觀測法(methodofdirectionobservation)：當觀測方向為三個或多于三個時，通常采用方向觀測法盤右/倒鏡兩個基本概念：豎直度盤豎直度盤一、測回法觀測目標B測站點O觀測目標A1.安置儀器2.盤左位置順時針aLbL盤左半測回（也稱上半測回）,βL=bL-aLb右逆時針a右盤右半測回（也稱下半測回）,β右=b右-a右3.盤右位置一測回（對中、整平）對于DJ6型光學經(jīng)緯儀，如果上、下兩半測回角值之差不大于±36″，即|βL—βR|≤36″，認為觀測合格?？扇∩?、下兩半測回角值的平均值作為一測回角值β。即觀測測回法數(shù)據(jù)記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數(shù)半測回角值一測回角值示意圖記錄注意!由于水平度盤是順時針刻劃注記的，所以計算水平角時:總是用右目標的讀數(shù)減去左目標的讀數(shù)。

如果不夠減，則應(yīng)在右目標的讀數(shù)上加上360?，再減去左目標的讀數(shù)，決不可以倒過來減。測回法觀測手簿βL

=bL-aLβR=b右-a右度盤配置多個測回觀測：原因：為了減小度盤分劃不均勻所帶來的誤差，為了提高觀測精度，往往需要觀測多個測回。方法：各測回應(yīng)根據(jù)測回數(shù)n，按180°/n變換水平度盤的位置，n為測回數(shù)。例如：n＝3時，各測回瞄準起始方向時水平度盤的讀數(shù)應(yīng)依次配置在等于或略大于0°、60°、120°。1測站ABO度盤變換手輪盤左2盤右測站ABOO左A00130

B982048981918右B2782112A1800142

981930981924第一測回O第二測回左A900106B1882036右BA82036

2700054981930981942981936981930多測回觀測數(shù)據(jù)記錄：測回法觀測手簿二、方向觀測法1．適用：在一個測站上觀測方向為三個或多于三個時。2．步驟：（有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標A作為起始方向（零方向），盤左瞄準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。ABOCD盤右零方向多測回觀測：

同理各測回間按180°/N的差值，來配置水平度盤。3．計算、記錄方向觀測法記錄手薄o（第一測回）o（第二測回）BACAD△BACAD△002065115421315412182022400212180020023115303115400202241800206+6+12+120+6+6+6002035115361315406182022400209(00206)0000051133013152001820018900330141170022155422720400900336270033692035441553032116542700324+6+6+6+120+6+12900327141165722155362720357900336(900332)0000051132513152041820025000005113281315202182002251132880383436000005008201775938ABOCD(盤左觀測)(零方向)(盤右觀測)2C=盤左讀數(shù)－（盤右讀數(shù)±180°）歸零差平均讀數(shù)=（盤左讀數(shù)+盤右讀數(shù)±180°）/2取平均豎直面B0°180°270°儀器中心豎直度盤90°定義：在同一豎直面內(nèi)，瞄準目標的視線與水平視線的夾角。范圍：=0°90°，俯角為負。鉛垂線水平線A仰角為正，0°＋90°0°－90°B§3-5豎直角測量復(fù)習：豎直角的概念用途：

1)傾斜距離化算為水平距離2)三角高程測量一、豎直度盤(verticalcircle)的構(gòu)造1．包括:豎盤(verticalcircle)、豎盤指標水準管(verticalindexbubbletube)、及其微動螺旋。后兩部分，多采用豎盤指標自動歸零補償器(verticalindexcompensator)來替代。2．特點：讀數(shù)指標線固定不動，而整個豎盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動。3、豎盤的注記形式：順時針、逆時針兩種。（1）順時針注記180°270°

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

90°0°盤左指標線0°90°270°盤右指標線180°視線水平，豎盤指標水準管氣泡居中時：盤左:90?盤右:270?盤左:0?盤右:180?二、豎直角的計算(順時針注記)視線水平讀數(shù)：90°視線傾斜讀數(shù)：L盤左位置盤左位置：盤右位置讀數(shù)：270°讀數(shù)：R盤右位置：一測回垂直角：豎直角計算公式推導(dǎo)規(guī)律測角前，將望遠鏡大致水平，觀察豎盤讀數(shù)，首先確定視線水平時的讀數(shù)；然后上仰望遠鏡：若讀數(shù)增加，則垂直角的計算公式為：若讀數(shù)減少，則垂直角的計算公式為：三、豎盤指標差

概念：當視準軸水平時、豎盤讀數(shù)不是90?的整數(shù)倍(90°或270°)，偏離一個角度值x,該偏離值x稱為豎盤指標差x.當偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正，反之為負。0°90°180°270°0°90°180°270°xxααRxαRLααxαL盤左位置盤右位置視線水平視線傾斜讀數(shù)：90°+x讀數(shù)：270°+x讀數(shù)：L讀數(shù)：R豎直角計算公式傾斜讀數(shù)水平讀數(shù)傾斜讀數(shù)水平讀數(shù)一測回垂直角：取平均值可以消除豎盤指標差的影響。四、豎直角的觀測BAO*1.安置儀器(對中、整平）2.盤左瞄準—讀數(shù)L—計算(aL)3.盤右瞄準—讀數(shù)R—計算(aR)4.計算注意：讀數(shù)時,應(yīng)先打開自動補償器，待豎盤讀數(shù)穩(wěn)定方可進行。豎直角觀測手簿豎直角觀測數(shù)據(jù)記錄與計算OA左952200右2643648-52200-52312-36-52236OB左右8112362784554+84724+84554-45+84639§3.6經(jīng)緯儀的檢驗與校正一、經(jīng)緯儀的主要軸線:1、豎軸VV2、水準管軸LL3、橫軸HH4、視準軸CC5、圓水準器軸L’L’LLHHCCVVL’L’二、經(jīng)緯儀軸線應(yīng)滿足的條件1、VV⊥LL——照準部水準管軸的檢校。2、HH⊥十字絲豎絲——十字絲豎絲的檢校3、HH⊥CC——視準軸的檢校4．HH⊥VV——橫軸的檢校

5．豎盤指標差應(yīng)為零——指標差的檢校

6．光學垂線與VV重合——光學對中器的檢校

7.L′L′∥VV——圓水準器的檢驗與校正(次要)三、經(jīng)緯儀的檢驗與校正1．照準部水準管軸的檢校（1）檢驗：用任意兩腳螺旋使水準管氣泡居中，然后將照準部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡偏離1格，則需校正。（2）校正：用腳螺旋使氣泡向中央移動一半后，再撥動水準管校正螺絲，使氣泡居中。此時若圓水準器氣泡不居中，則撥動圓水準器校正螺絲。

2．十字絲豎絲的檢校

（1）檢驗：用十字絲交點對準一目標點，再轉(zhuǎn)動望遠鏡微動螺旋，看目標點是否始終在豎絲上移動。（2）校正：微松十字絲的四個壓環(huán)螺絲，轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，使目標點始終在豎絲上移動。

3．視準軸的檢校（1）檢驗：在平坦地面上選擇一直線AB，約60m～100m，在AB中點O架儀，并在B點垂直橫置一小尺。盤左瞄準A，倒鏡在B點小尺上讀取B1；再用盤右瞄準A，倒鏡在B點小尺上讀取B2。有：（2）校正：

方法：撥動十字絲左右兩個校正螺絲，使十字絲交點由B2點移至B-B2中點B3。4．橫軸的檢驗與校正（1）檢驗：在20~30m處的墻上選一仰角大于30°的目標點P，先用盤左瞄準P點，放平望遠鏡，在墻上定出P1點；再用盤右瞄準P點，放平望遠鏡，在墻上定出P2點。

有：（2）校正：方法：用十字絲交點瞄準P1P2的中點M，抬高望遠鏡，并打開橫軸一端的護蓋，調(diào)整支承橫軸的偏心軸環(huán)，抬高或降低橫軸一端，直至交點瞄準P點。此項校正一般由儀器檢修人員進行。

5．指標差的檢校(1)檢驗：用盤左、盤右先后瞄準同一目標，計算指標差x=(L+R-360°)/2。

J6：x>1’；J2：x>30’’時，要進行校正。(2)校正：用指標水準管微動螺旋，使中絲對準（R-x）位置，再有撥