竖直角观测课件.ppt

第一节第一节 角度测量的基本概念角度测量的基本概念第二节第二节 DJDJ6 6型光学经纬仪型光学经纬仪第五节第五节 竖直角测量竖直角测量第六节第六节 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正第三节第三节 经纬仪的使用经纬仪的使用第四节第四节 水平角观测水平角观测第四章第四章 角度测量角度测量第七节第七节 水平角观测误差来源及消减措施水平角观测误差来源及消减措施第八节第八节 电子经纬仪简介电子经纬仪简介第一节第一节 角度测量的基本概念角度测量的基本概念 测量的三项基本工作：角度、距离和高程测量 角度测量目的：确定地面点的位置 角度测量包括水平角测量和竖直角测量 水平角测量作用：确定地面点的平面位置 竖直角测量作用：间接测定地面点的高程 常用仪器: 经纬仪ACBA1C1B1Oββnm水平面一、水平角的测量原理1、水平角：相交的两条直线在同一水平面上的 投影所夹的角度2、原理：BA投影在水平度盘上读数为n，BC投影在水平度盘上读数为m角值范围：0˚--360˚Oo=右目标读数m-左目标读数nα1α2二二. .竖直角测量原理竖直角测量原理水平角 ：测站点到目标点的视线与水平线间的夹角。

用α表示，角值范围：0°∽±90°角值从水平视线算起向上为正，称仰角；视线向下为负，称俯角α=90°-Zα=目标视线读数-水平视线读数天顶距：视线与测站点天顶方向之间的夹角，以Z表示，角值范围：0°∽ 180° 第二节 DJ6光学经纬仪按精度分为： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6等D—大地测量　 J—经纬仪数字—测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）分类：按测量方式分：方向经纬仪和复测经纬仪按度盘的性质分：金属度盘经纬仪、光学度盘经纬仪、编码度盘经纬仪和全站仪光学经纬仪DJ6使用较多按读数读数装置分测微尺读数装置和单平板玻璃测微器读数装置 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分垂直制动水平微动读数目镜水平度盘转换轮垂直微动光学对点器补偿器转换钮望远镜圆水准器一、测微尺读数装置的光学经纬仪一、测微尺读数装置的光学经纬仪(一）基本构造1.照准部主要由望远镜、照准部水准管、竖直度盘（竖盘）、光学对中器、读数显微镜及竖轴等组成望远镜 —— 用于瞄准目标照准部水准管 — 用于精确整平仪器竖直度盘— 测量竖直角光学对点器— 使仪器中心中心过测站点的铅垂线上读数显微镜—精确读取水平度盘和竖直度盘读数2.水平度盘•由光学玻璃制成。

• 注记：0˚-360˚• 分划：20＇、30 ＇ 、1 ˚三种•注：①水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随• 望远镜转动；• ②水平度盘有度盘变换水轮，用于变换到需要的 　　　　　　　　读数上；• ③竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望远镜一起转动 •3.基座•组成：轴座、脚螺旋、底板、三角压板等•作用：用于连接和整平( (二二) )光路系统及读数方法光路系统及读数方法1.光路系统 分：水平度盘光路　和竖直度盘光路作用：　用于读取度盘读数2.测微装置水平读数：215˚ 07＇18 "竖直读数：78˚ 48＇12"0 1 2 3 4 5 6二、单平板玻璃测微装置的光学经纬仪二、单平板玻璃测微装置的光学经纬仪测回间度盘变换使用：　离合器（复测扳手）装置使用方法:　　关上开离合器（复测扳手下扳）DJ6型单平板玻璃测微装置的读数方法型单平板玻璃测微装置的读数方法水平度盘读数水平度盘读数107107°°0 00 0'+'+0202' '3030"="=107107°°01′40″01′40″竖直度盘读数竖直度盘读数4949°°30"+2230"+22′20″′20″= =4949°°52′20″52′20″n基本工作:1.安置经纬仪2.照准目标3.调焦4.水平度盘配置5.读数第三节 经纬仪的使用一、安置经纬仪n对中和整平n对中的目的:使仪器中心（或水平度盘中心）与测站点的标志中心位于同一铅垂线上；n整平的目的:则是为了使水平度盘处于水平位置。

n方法:n 　用垂球对中n 　用光学对中器对中（一）用垂球对中的安置方法1.对中(1)架三角架Ø张开三脚架Ø高度适中Ø架头大致水平Ø并目估使架顶中心Ø大致对准测站点标志中心（2）整平n1.仪器放在架头上，并随手拧紧连接仪器和三脚架的中心连接螺旋，n2.挂上垂球，调整垂球线长度n3.垂球尖端对准测站点:n平移三脚架n放松中心连接螺旋，在三脚架头上缓缓移动仪器n4.拧紧中心连接螺旋n5.如果偏离量过大，重新整置三脚架， 2.整平气泡居中，气泡居中，1、、2等高等高123气泡居中，气泡居中，3与与1、、2等高等高123（二）用光学对中器对中的安置方法 ①安置仪器：高度适中，使测点在视场内； ②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器 中心与测点重合； ③粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中； ④精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中； ⑤精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、 左右移动，不能旋转）； ⑥重复④ 、⑤两步，直到完全对中、整平二、照准目标n步骤:n 松开水平和望远镜制动螺旋n 使十字丝清晰n 粗略照准目标并拧紧制动螺旋n 调焦使目标清晰并消除视差n 精确照准目标n注意事项：n 水平角观测时要照准目标底部n 目标离仪器较近时，成像较大，可用单丝平分目标n 目标离仪器较远时，可用双丝夹住目标或用单丝和目标重合n 竖直角观测时应照准目标顶部或某一预定部位三、读数或置数n（1）读数n注意：一是应打开度盘照明反光镜，并调节反光镜方向使读数窗内亮度最大。

n二是应调节读数显微镜目镜使度盘影像清晰n（2）置数：照准某一方向时，使度盘读数为某一预定值的工作n度盘变换器置数方法：先照准后置数测水平角用双丝夹粗目标测竖直角用横丝切目标顶部第四节　水平角观测n水平角观测方法：n　　测回法：适用于观测两个照准目标的单角n　　方向观测法：当一个测站上有三个或三个以上方向，需要观测多个角度时一、测回法（只有两个方向）OAB1、操作步骤①安置仪器于O点，对中整平；②正镜（盘左）瞄准A点， 配度盘；③顺时针转动仪器，瞄准B点读数；④倒镜（盘右），瞄准B点读数；⑤逆时针转动仪器，瞄准A点读数2、记录与计算 ①盘左（正镜）观测 瞄A，记录 a左= 0°02′18″ 瞄B，记录 b左= 79°24′42″ 上半测回的角值： β左= b左- a左= 79°22′24″ ②盘右（倒镜）观测 瞄B， 记录 b右= 259°24′36″ 瞄A， 记录 a右= 180°02′24″ 下半测回角值： β右= b右- a右= 79°22′27″ 4、 一测回角值 3、 检核对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足： ，否则，应重测。

注：当测角精度要求较高时，需观测多个测回 ① 第一测回度盘归零； ②其他各测回间按180˚/n（n为测回数）的差值，变换度盘； ③各测回角值之差不得超过36"； ④取各测回平均值作为最后结果 水平角观测手薄（测回法）水平角观测手薄（测回法） 测站测站测站测站测测测测回回回回竖盘竖盘竖盘竖盘位置位置位置位置目标目标目标目标水平度盘水平度盘水平度盘水平度盘读数读数读数读数（（（（°°°° ′ ″ ′ ″ ′ ″ ′ ″））））半测回角值半测回角值半测回角值半测回角值（（（（°°°° ′ ′ ′ ′ ″″″″））））一测回角值一测回角值一测回角值一测回角值（（（（°°°° ′ ′ ′ ′ ″″″″））））各测回平均各测回平均各测回平均各测回平均角值角值角值角值（（（（°°°° ′ ′ ′ ′ ″″″″））））备备备备注注注注O O O O1 1 1 1左左左左A A A A0 02 180 02 180 02 180 02 1879 22 2479 22 2479 22 2479 22 2479 22 1879 22 1879 22 1879 22 1879 22 2279 22 2279 22 2279 22 22B B B B79 24 4279 24 4279 24 4279 24 42右右右右A A A A180 02 24180 02 24180 02 24180 02 2479 22 1279 22 1279 22 1279 22 12B B B B259 24 36259 24 36259 24 36259 24 36O O O O2 2 2 2左左左左A A A A90 02 2490 02 2490 02 2490 02 2479 22 3679 22 3679 22 3679 22 3679 22 2779 22 2779 22 2779 22 27B B B B169 25 00169 25 00169 25 00169 25 00右右右右A A A A270 02 30270 02 30270 02 30270 02 3079 22 1879 22 1879 22 1879 22 18B B B B349 24 48349 24 48349 24 48349 24 48二、方向观测法（三个或三个以上方向）n零方向：选定起始方向n观测其余各个方向相对于起始方向的方向值n两方向线之间的水平角=任意两个方向的方向值之差n归零：若方向数超过三个，则须在每个半测回末尾再观测一次零方向n归零差：两次观测零方向的读数n全圆方向法或全圆测回法（一）观测程序 •①安置仪器于测站点O，对中、整平；•② 正镜（盘左），选择零方向A，•顺时针依次照准目标B、C、D、•A（归零），读数；•③倒镜（盘右），•瞄准零方向A，•逆时针依次照准目标D、C、B、 •A（归零），读数；CBDAO测测测测站站站站测测测测回回回回目目目目标标标标水平度盘读数水平度盘读数水平度盘读数水平度盘读数平均读数平均读数平均读数平均读数（（（（°°°°′″′″′″′″））））一测回归一测回归一测回归一测回归零方向值零方向值零方向值零方向值（（（（°°°°′″′″′″′″））））各测回归各测回归各测回归各测回归零方向值零方向值零方向值零方向值（（（（°°°°′″′″′″′″））））水平角水平角水平角水平角（（（（°°°°′″′″′″′″））））备备备备注注注注盘左盘左盘左盘左（（（（°°°°′″′″′″′″））））盘右盘右盘右盘右（（（（°°°°′″′″′″′″））））1 12 23 34 45 56 67 78 89 9O O1 1A A0 01 180 01 18180 01 06180 01 06(0 01 15)(0 01 15)0 01 120 01 120 00 000 00 000 00 000 00 0039 32 1839 32 1866 12 1066 12 1065 33 3865 33 38B B39 33 3639 33 36219 33 24219 33 2439 33 3039 33 3039 32 1539 32 1539 32 1839 32 18C C105 45 48105 45 48285 45 36285 45 36105 45 42105 45 42105 44 27105 44 27105 44 28105 44 28D D171 19 30171 19 30351 19 24351 19 24171 19 27171 19 27171 18 12171 18 12171 18 06171 18 06A A0 01 240 01 24180 01 12180 01 120 01 180 01 18ΔΔ左左=+ 6″=+ 6″ΔΔ右右=+ 6″=+ 6″O O2 2A A90 02 2490 02 24270 02 18270 02 18(9002 18)(9002 18)90 02 1890 02 180 00 000 00 00B B12934 4812934 48309 34 30309 34 3039 34 3939 34 3939 32 2139 32 21C C19546 5419546 5415 46 4215 46 42195 46 48195 46 48105 44 30105 44 30D D26120 2426120 2481 20 1281 20 12261 20 18261 20 18171 18 00171 18 00A A90 02 1890 02 18270 02 18270 02 1890 02 1890 02 18ΔΔ左左=-6″=-6″ΔΔ右右= 0″= 0″（二）外业手薄计算1.半测回归零差的计算:半测回零方向两个读数差值称归零差Δ 第一测回上半测回归零差为△上﹦24"－18"= +06" 下半测回归零差为：△下= 12"－06"= +06"2.平均读数的计算平均读数的计算： 注：零方向有两个平均值，取这两个平均值的中数记在"平均读数"栏上方，并加上括号。

3.归零方向值的计算 　各方向平均读数分别减起始方向平均读数　各测回归零后平均方向值的计算： 各测回归零后方向值的平均值4.水平角的计算： 相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角项项 目目DJDJ2 2型型DJDJ6 6型型半测回归零差半测回归零差12″12″24″24″同一测回同一测回2C2C变动范围变动范围18″18″各测回同一归零方向值较差各测回同一归零方向值较差12″12″24″24″5.5.水平角观测水平角观测限差限差n 一、 竖直度盘结构•竖直度盘固定在望远镜的•旋转轴（横轴）上主要•由竖直度盘、竖盘指标、•（竖盘指标水准管、竖盘•指标水准管微动螺旋），• 目前很多仪器用自动•补偿器代替了水准管第五节 竖直角测量 二、竖直角的计算n　竖直角定义：测站点到目标点的倾斜视线和水平视线之间的夹角n　竖直角是两个方向线的竖盘读数之差n　竖直角测量：读取目标方向的竖盘读数根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针注记和逆时针注记两种顺时针注记逆时针注记•竖盘读数盘左为L ，盘右为R•视线水平竖盘读数L0 =90°• （1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时：• α=瞄准目标时的读数 － 视线水平时的常数• （2）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时：• α=视线水平时的常数－瞄准目标时的读数•对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读•视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右的常数差为180˚。

•顺时针注记竖盘•盘左:αL=90°－L（上半测回） 盘右: αR=R－270°（下半测回）•一测回竖直角：• α =（αL+αR）/2 =（R－L－180°）/2•计算结果为"+"时，α为仰角；为"-"时，α为俯角竖直角计算公式的通用判别法n（1）仪器在盘左位置，使望远镜大致水平，确定视线水平时的读数L n（2）将望远镜缓慢上仰，观察读数变化情况n 若读数减小，则 n 若读数增大，则 n（3）同法确定盘右读数和竖直角的关系n（4）取盘左、盘右的平均值即可得出竖直角计算公式  三、竖盘指标差n 读数指标与正确位置之间的小夹角x，称为竖盘指标差XX盘左位置望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L则正确的竖直角为：α＝ 90°－L＋x＝αL＋x （1） 指标差计算盘右位置望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R则正确的竖直角为：α＝ R－ 270°－ x=αR－x　　（2）（1）、（2）两式联立得：（1）用盘左、盘右观测取平均值可消除指标差的影响2）当只用盘左或盘右观测时，应在计算竖直角时加入指标差改正。

求得x后，计算竖直角计算时x应带±号3）指标差x的值有"+"有"－"，当指标线沿度盘注记方向偏移时，造成读数偏大，则x为"+"，反之x为"－" ①安置仪器，对中、整平； ②盘左瞄准目标某一位置， 读取竖盘读数L； ③盘右瞄准原目标位置， 读取竖盘读数R （以上盘左、盘右观测构成一个测回）记录与计算 ①分别计算盘左、盘右半测回竖直角， ②计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角四、竖直角观测四、竖直角观测例1n例如观测一高处目标，盘左时读数为81°47'36"，n盘右时读数为278°11'30" =＋8°11′57″ =－0°00′27″其指标差 计算计算例2n例如观测一低处目标，盘左时读数为96°26′42″，盘右时读数为263°34′06″ =－6°26′18″ =＋0°00′24″其指标差 计算竖直角观测手薄测测站站目目标标竖竖盘盘位位置置竖盘读数竖盘读数（（°°′″′″））半测回竖直半测回竖直角角（（°°′″′″））指标指标差差（（″″））一测回竖一测回竖直角直角（（°°′″′″））仪器仪器高高觇标觇标高高照准照准部位部位O OA A左左81 47 3681 47 36＋＋8 12248 1224－－2727＋＋8 118 11 57571.531.531.781.78花杆花杆顶部顶部右右278 11 30278 11 30＋＋8 8 1111 3030C C左左9696 2626 4242－－6 6 2626 4242＋＋2424－－6 266 26 18181.531.532.222.22旗杆旗杆顶部顶部右右263263 3434 0606－－6 6 2525 5454DJ6型经纬仪限差n同一测回中，各方向指标差互差不超过24″。

n同一方向各测回竖直角互差不超过24″n若指标差互差和竖直角互差符合要求n各方向竖直角=各测回同一方向竖直角的平均值五、竖盘指标自动归零补偿器 1-竖直度盘；2-弹簧片；3-垂直吊架；4-转像棱镜5-透镜组；6-竖直度盘棱镜；7-阻尼盒；8-阻尼器第六节 经纬仪的检验与校正n一、经纬仪应满足的几何条件n二、经纬仪的检验与校正n（一）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴n（二）十字丝的竖丝应垂直于横轴n（三）视准轴应垂直于横轴n（四）横轴应垂直于竖轴n（五）竖盘指标差的检验校正n（六）光学对中器的检验校正一、经纬仪应满足的几何条件 主要轴线： （1）竖轴应垂直于水平度盘且过其中心2）照准部管水准管轴应垂直于仪器竖轴（LL⊥VV）3）视准轴应垂直于横轴（CC⊥HH）4）横轴应垂直于竖轴（HH⊥VV）5）横轴应垂直于竖盘且过其中心二、检验与校正（一）照准部水准管轴应一）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴垂直于仪器竖轴1、检验 ①① 仪器粗平：圆水准器气泡居中②水准管平行某两个脚螺旋，使水准管气泡居中③ 照准部旋转180°，若气泡仍居中，则满足要求，若气泡偏离，则需校正。

2、校正 ① 用脚螺旋调一半； ② 用水准管校正螺旋调一半 此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中校正螺丝3、检校原理（二）十字丝竖丝的检验校正 1、检验方法　 ①仪器整平用十字丝竖丝照准适当距离处悬挂的稳定不动的垂球线，如果竖丝与垂球线完全重合，则条件满足，否则应进行校正 ②竖丝瞄准大致水平方向的P点，竖直方向移动望远镜，看P点是否在竖丝上移动 2、校正 ①用十字丝的交点瞄准P点 　 ②用十字丝的校正螺旋调整 P十字丝校正螺丝十字丝校正螺丝十字丝固定螺丝十字丝固定螺丝1、检验① 平地选DAB=20m左右,安置仪器于中点O；A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标尺（注意标志、标尺与仪器同高）② 盘左：瞄A，倒镜，读数为B1③ 盘右：瞄A，倒镜，读数为B2④ 若B1= B2，则满足要求 若B1 ≠B2，则存在c角， 当c超过1＇时，需校正三）视准轴应垂直于横轴（三）视准轴应垂直于横轴2、校正 ①在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B； ②定出B 、B2两点连线的中点B ； ③调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B ；AB1BH1H22cc90°-c90°-c(a)AB1BH1H290°-c90°-cOB2(b)（四） 横轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验①距墙壁D=30m安置仪器，墙壁上选一明显目标P，αΡ≥30°；②盘左：瞄P，望远镜水平， 读数P1，标出P1 ；③盘右：瞄P，望远镜水平， 读数P2 ，标出P2 ；④若P1=P2,则满足要求， 若P1≠P2,则存在i角，需校正。

DαΔ/2P2P1Pi墙墙面面2、校正 ①墙上定出P1、P2的中点PM ； ②调节水平微动，瞄准PM ， 将望远镜上仰（十字丝交 点必偏离P点，至P＇点； ③校正横轴一端支架上的 偏心环，使横轴一端升高 或降低，移动十字丝， 精确瞄准P ； ④反复检校，直至i角小于1＇；（五）竖盘指标差的检验与矫正（五）竖盘指标差的检验与矫正 1、检验 ① 仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水 平方向的 P点，读数为L，R ② 计算竖直角和指标差 α=（R－L－180°）/2 X=(L＋R－360°)/2DJ6: 若 X≤60″，满足要求， 若 X>60″ ，需要校正 2、校正 ① 盘右瞄准P点； ② 调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为： R＝α＋x＋270° ③ 调节指标水准管校正螺丝，使气泡居中（六）光学对点器的检验与校正（六）光学对点器的检验与校正1、检验①安置仪器精确整平，在仪器正下方放一白色纸板；②将对点器中心投影到纸板上，并做标志P1 ；③旋转照准部180˚，将对点器中心投影到纸板上，并做标志P2；若 P1 、P2重合，满足要求，否则需校正。

2、校正①取P1 、 P2的中点 P ；②调节对点器校正螺丝，使对点器中心投影与P重合P1P2P。