工程测量应用技术 学习情境三解析.ppt

道路桥梁工程系 学习情境三 角度测量 工作任务一 角度测量原理 工作任务二 光学经纬仪、电子经纬仪 工作任务三 水平角观测 工作任务四 竖直角观测 工作任务五 经纬仪的检验与校正 工作任务六 经纬仪测角误差分析及注意事项 工作任务七 电子经纬仪测角原理 道路桥梁工程系 1.水平角定义义 从一点到两目标标的方向线线垂直投影 在水平面上的夹角称水平角如图中 2.水平角测测量原理 在过测过测 站点中心的铅垂线上任意高 度水平地安置一个度盘，则空间视线在其 上的投影线分别截取读数a、c，则水平角  ＝ c - a 水 平 面 a b c  A B C 0 c a 水平度盘(horizontal circle) 0  90 180 270 0 90 180 270 工作任务一 角度测量原理 道路桥梁工程系 水 平 面 a b c  A B C 也可看成是包含BA、BC视线 的两个铅垂面之间的两面角 0 c a 水平度盘 =c-a 道路桥梁工程系 2.垂直角观测原理 3.竖直角观测原理 天顶 铅 垂 线 水平线 A C B 0 90 180 270 竖直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与 水平视线的夹角(也叫垂直角)。

=0  90  ，仰角为正，俯角为负 道路桥梁工程系 一、经纬仪的概述 v 经纬仪经纬仪 的代号：DJ1、DJ2、DJ6、DJ10…… “D”和“J”——大地测测量和经纬仪经纬仪 的汉语拼音第一个字母 “6”和“2”——仪仪器的精密度 一测测回方向观测观测 中误误差不超过过6″和2″ 在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪 v 经纬仪经纬仪 的发发展: 游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪 金属度盘盘、光学度盘盘、编码编码 度盘盘、光栅栅度盘盘 工作任务二 光学经纬仪、电子经纬仪 道路桥梁工程系 二、经纬仪的构造 1、照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等 2、基座： 连接仪器与三脚架（支承仪器） 3、水平度盘:0 ～360顺时针全圆刻划、注记 ⑴⑵⑶ ⑷⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁ ⒂ ⒃ ⒄ ⒅ ⒆ 道路桥梁工程系 道路桥梁工程系 J6经纬仪的读数装置 道路桥梁工程系 J6光学经纬仪读数 水平度盘读数： 73  04  24″ 01 73 道路桥梁工程系 道路桥梁工程系 162+40′+6′20″＝16246′20″ 图 DJ2型光学经纬仪读数示例 道路桥梁工程系 二、经纬仪的安置 1.对中 对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一个铅垂线上。

有垂 球对中和光学对中两种方法 对中精度：垂球对中3mm，光学对中1mm 2、粗平 3.整平 整平的目的是使仪器竖轴处于铅直位置和水平度盘处于水平位置 5.瞄准（注意消除视差） 5.读数 道路桥梁工程系 道路桥梁工程系 道路桥梁工程系 1 2 3 气泡居中，3与1、2等高 气泡居中，1、2等高 1 2 3 道路桥梁工程系 3.3.2 经纬仪的瞄准与读数 目镜调焦—粗瞄目标—物镜调焦—精确瞄准—读取度盘 读数 正像 倒像 目标粗时 道路桥梁工程系 85 34 道路桥梁工程系 一、经纬仪操作步骤 1.安置仪仪器：对对中、整平 2.照准目标标：目镜对镜对 光；粗瞄； 物镜对镜对 光；精确瞄准 3.读读数 二、水平角观测方法 工作任务三 水平角观测 道路桥梁工程系 （一）测回法 具体操作步骤如下： •1、盘左位置观测： •安置仪器于O点，对中，整平，并在A、B点上树立标志 •（1）照准目标A，消除视差，瞄准标志底部，竖丝平分目标，因底部不歪 •（2）读取水平度盘读数a左，记录在相应的位置见下图所示， •（3）转动照准部,照准目标b左,读取水平度盘读数,记入相应表格中。

测 站 目标 竖盘 位置 水平度盘读 数 半测回角值 一测回角值 O A 左 420′42″12514′18″ 12514′20″ B12935′00″ A 右 18421′18″ 12514′22″ B 30935′40″ 道路桥梁工程系 测回法 •以上称为上半测回水平角观测,计算上半测回水平角值: • β左=b左-a左 = 12935′00″-420′42″ =12514′18″ 2.盘右位置观测 • 倒转望远镜,逆时针旋转,依次照准B、A点并读数.记录相应栏中,以上称下半测回观 测 • 则β右=b右-a右 • = 30935′40″- 18421′18″ • = 12514′22″ •3.计算水平角值 •(1)计算半测回角差 △β=β左-β右 • 两个半测回角值之差不超过40″(J6)，如果在限差之内,取平均值做为一测回水平 角值 •(2) 计算一测回水平角值 • β=(β左+β右)/2 = 12514′20″ 道路桥梁工程系 （二）方向观测法 1、经纬仪盘左位置 从起始方向（零方向） 顺时针方向依次瞄准A、B、C 、D、A读数记录。

见下页表 2、经纬仪盘右位置 从起始方向（零方向） 逆时针方向依次瞄准A、D、C 、B、A读数记录 见下页表 注意：记录数据位置和各项 限差 道路桥梁工程系 道路桥梁工程系 全圆测回法观测 •提示：为了提高测角精度,测n个测 回取平均角值,并且为了减少度盘 分划误差影响,各测响应根据 180/n变换水平度盘位置例如观 测三个测回，则每个测回度盘读数 变化 180/3=60 •第一测回,盘左起始方向读数应配 置在0稍大一些 例如： 004′00 ″. •第二测回,盘左起始方向读数应配 置在60附近. •第三测回,盘左起始方向读数应配 置在120附近 各目标间水平角的计算： （1）半测回归零差 ＝a，- a  < 18 (12—DJ2) （2）两倍照准误差 2c = L - ( R  180 ) 2C互差 < 18 (DJ2) （3）各方向平均读数 = 零方向对两个平均 读数再取平均值 （4）归零后方向值＝各方向的平均读数－ 零方向的平均读数 （5）计算各测回同一方向归零后方向值的 平均值 同一方向各测回互差 < 24 (12—DJ2) （6）水平角计算：取两相邻方向值之差。

观测手簿见表3－2，各项限差列入表3 －3 道路桥梁工程系 仪仪 器半测测回归归零差 (″) 一测测回内2C互差 (″) 同一方向值值各测测回互差 (″) J2 J6 12 18 18 30~45 12 24 全圆方向法观测水平方向的各项限差 道路桥梁工程系 一、竖直角观测的用途 1、斜距化为平距 D=Scosα 2、三角高程测量 hAB=Ssinα+i-v hAB=Dtanα+i-v HB=HA=hAB 工作任务四 竖直角观测 道路桥梁工程系 二.竖直角观测方法 （一）、竖直度盘的构造 1.不带自动归零装置构造 如望远镜视准轴水平,竖盘读数应为90的整数倍， (090270180中的一个),这个读数称始读数,当望远镜转动时,竖盘随之转动,而 指针不动,因而,可读得望远镜不同位置的竖盘读数,以计算竖直角. 2.带自动归零装置的构造 有些经纬仪在竖盘光路中安装补偿器,用以取代水准管,使仪器在一定的倾斜范围内,能 读得相应于指针水准管气泡居中时的读数.称竖盘指针自动归零 道路桥梁工程系 3.3.度盘注记：注记有顺时针度盘注记：注记有顺时针, ,和逆时针方向两种和逆时针方向两种 当视线水平当视线水平( (气泡居中气泡居中, ,自动归零自动归零) ) 盘左读数为盘左读数为90, 90, 盘右读数为盘右读数为270 270 盘左读数为盘左读数为0 0 ，， 盘右读数为盘右读数为180180 现在国产现在国产J6,J2J6,J2竖直度盘注记多为盘左位置视线水平时指针指竖直度盘注记多为盘左位置视线水平时指针指 在在9090注记。

注记 盘左盘右瞄准同一目标时，竖盘读数之和为一个整数值：360 L＋R＝ 360 道路桥梁工程系 ( (二二) ) 竖直角的计算：竖直角的计算： 270 90 0180 指标 270 90 0180 指标   L 顺时针注记: L＝90－L 盘左 道路桥梁工程系 逆时针注记: L＝ L－90 R＝270－R 270 90 0180   R 270 90 0180 指 标 R＝R－270 盘右 道路桥梁工程系 竖直角计算 1、计算一测回竖直角 由于存在测量误差,实测值α左 、α右 不等，所以取一测回竖直 角为（顺时针） 2、计算竖盘指标差 零指标线与起始读数之差即为 竖盘指标差,用δ表示 道路桥梁工程系 由图可看: 盘左盘右读得L、 R都大了一个δ值,所以正确竖直角α 应为: 盘左= 90- L+δ, 盘右= R - 270-δ 将两式相加除以2 α=(R-L-180)/2 提示：这个式子与一测回竖直角计算式相同,说明用盘左盘右各观测一 次竖直角,然后取平均值作为最终结果,可以消除指标差的影响,提高观 测精度 指标差计算公式: 上式相减δ= (L+R-360)/2 道路桥梁工程系 竖直角观测方法 竖直角观测 测测 站站 目 标 竖盘 位置 竖盘读数 ′″ 半测回 竖直角 ′″ 指标差 一测回 竖直角 备 注 A A B 左90 10 38-0 10 38 +10″-0 10 28 竖直角计算： α左= 90-L α右= R - 270 右269 49 42-0 10 18 C 左82 13 42+7 46 18 +9″ +7 46 27 右277 46 36+7 46 36 竖直角观测记录 道路桥梁工程系 步骤： 1.仪器安置于测站点上,盘左瞄准目标点,使 十字丝中丝精确切于目标顶端,便于获取觇标高。

2.使气泡居中或打开补偿器,读数,记于表中 3.倒转望远镜,逆时针盘右再瞄准原目标,读 数,记录,一测回观测完毕 道路桥梁工程系 DJ2光学经纬仪 一、用途 三、四等三角测量 精密导线量 工程测量等 二、构造特点 图3－7中，20——测微轮；17——换像手轮； 9— —竖盘反光镜；7——水平度盘反光镜 采用对径符合读数系统，一次读取对径180o两个方向的 平均值，可消除照准部偏心差的影响 测微轮 换像手轮 竖直读盘 反光镜 水平读盘 反光镜 道路桥梁工程系 三、读数方法 转动测微轮，使正、倒像分划线重合，找出满足 以下三个条件的一对正、倒像分划线： (1)相差180o (2)正像在左，倒像在右； (3)相距最近 读取该对分划线正像的度数；该对分划线所夹的 格数10’为整十分数；在测微窗上读取分、 秒，估读至0.1秒例： 道路桥梁工程系 缺点：读数慢、易出错 改进进成半数字化读读数方法 道路桥梁工程系 一、经纬仪应满足的条件 （一）LL⊥VV （二）CC⊥HH。