市政工程测量PPT课件（共9单元）项目三角度测量.pptx

项目三 角度测量市政工程测量0102使用经纬仪观测与记录角度目录CONTENTS使用经纬仪01任务引入在16世纪的欧洲，测量技术得到了空前的发展，经纬仪就出现于这一时期经纬仪是用来测量远处物体的水平角和竖直角的一种仪器，它结合了欧洲中世纪占星家的几何象限与建筑家们用于制图的刻度盘1730年前后，英国机械师西森最先制作出了带有望远镜的经纬仪他还用带气泡的水准器取代了铅垂线，并制造了有齿边的竖直度盘，使度盘能用一个齿轮来转动1787年，工程师杰西拉姆斯登为英国军械署制作了大型经纬仪，在其中增添了显微镜和测微计，近现代经纬仪由此定型思考：经纬仪的角度测量原理是什么？它由哪些结构组成呢？1.1角度测量原理1水平角测量原理图3-1水平角测量原理水平角是指空间两条相交直线在水平面上的垂直投影所成的夹角，一般用表示，其角值范围为0360如图3-1所示，A，B，C 为空间任意高度的三点，a，b，c为这三个点在同一个水平面上的垂直投影，则ab，ac为直线AB，AC在水平面上的垂直投影，bac即所要测量的水平角假设以两铅垂面交线Aa上的任意一点为中心，水平放置一个圆形顺时针刻划的度盘（称为水平度盘），ab和ac在度盘上的读数为a1和b1，则水平角为 = b1 a1（3-1）1.1角度测量原理2竖直角测量原理图3-2竖直角测量原理竖直角是指目标方向线与其铅垂面内的水平线所成的夹角，一般用a表示，其角值范围为-90+90。

若方向线在水平线之上，该竖直角称为仰角，其值为正；若方向线在水平线之下，该竖直角称为俯角，其值为负如图3-2所示，同一铅垂面上，空间方向线OA与水平线所成的夹角a1为OA的竖直角，为仰角；同理a2为OB的竖直角，为俯角在点O竖直设置一个刻度盘（称为竖直度盘），使水平线在竖直度盘上的读数为一固定值（通常为90的整数倍），则方向线OA的竖直角为其在度盘上的读数与之差1.2经纬仪的基本结构和读数方法1DJ6型光学经纬仪1）DJ6型光学经纬仪的基本结构型光学经纬仪主要由基座、水平度盘和照准部三部分组成，如图3-3所示1）基座基座主要由底座、圆水准器和脚螺旋组成2）水平度盘水平度盘是一个光学玻璃圆环，圆环上按顺时针方向刻划0360分划线，主要用于测量水平角观测水平角时，通常要将某个起始方向的读数配置为预先指定的数值，这一过程称为水平度盘的配置3）照准部照准部是基座上方除水平度盘外能转动部分的总称，主要由望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等部件组成1.2经纬仪的基本结构和读数方法1DJ6型光学经纬仪1外粗瞄器；2读数目镜；3水准管；4照准部微动螺旋；5圆水准器；6底座；7物镜；8竖直度盘；9物镜对光螺旋；10反光镜；11目镜；12照准部制动螺旋；13竖直度盘补偿器开关；14对中目镜；15基座固定螺旋；16脚螺旋；17望远镜制动螺旋；18望远镜微动螺旋；19水平度盘配置手轮。

图3-3型光学经纬仪的基本结构1.2经纬仪的基本结构和读数方法1DJ6型光学经纬仪2）DJ6型光学经纬仪的读数装置及读数方法（1）分微尺DJ6型光学经纬仪一般采用分微尺测微器进行读数，其读数窗如图3-4所示在读数显微镜内，可以同时看到水平度盘和竖盘的像，其中注有“H”字样的部分为水平度盘，注有“V”字样的部分为竖盘2）读数方法瞄准目标，将反光镜掀开，使读数显微镜内光线适中；然后转动、调节读数窗口的目镜调焦螺旋，使分划线清晰，并消除视差；直接读取度盘分划线注记读数及分微尺上零指标线到度盘分划线读数，两数相加，即得到该目标方向的度盘读数如图3-4中的水平度盘读数为20612.0，竖盘读数为3712.01.2经纬仪的基本结构和读数方法1DJ6型光学经纬仪图3-4 分微尺读数窗图3-4分微尺读数窗1.2经纬仪的基本结构和读数方法2DJ2型光学经纬仪DJ2型光学经纬仪与DJ6型光学经纬仪的不同之处，是增加了测微轮和换像手轮其中，测微轮用于读数时使对径分划线的影像符合，在读数时可以消除照准部偏心的影响，提高读数精度DJ2型光学经纬仪的读数窗如图3-5所示图3-5型光学经纬仪的读数窗1.2经纬仪的基本结构和读数方法3电子经纬仪电子经纬仪是利用光电技术测角，配有角度数字显示和进行数据自动归算及存储等装置的经纬仪。

如图3-6所示为DJD系列电子经纬仪，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示图3-6DJD系列电子经纬仪1.3经纬仪的操作步骤1安置经纬仪1）初步对中对中是使仪器的中心与测站点的中心（角的顶点）位于同一铅垂线上，可以使用垂球或光学对中器进行对中，由于光学对中器不受垂球摆动影响，对中速度快、精度高，故应用较广泛光学对中器进行对中的方法如下打开三脚架，目测使架头位于测站点正上方且大致水平，同时使仪器高度适中将经纬仪置于架头上，拧紧连接螺旋，转动光学对中器调节螺旋使分划板上的圆圈刻划清晰；推拉对中器，使测站点成像清晰将一个架腿插入地面并踩实，用两手握住另外两个架腿，缓慢移动这两个架腿，同时从光学对中器中观察，直至分划板圆心对准测站点，停止移动架腿并将其踩实注意在此过程中基座面要保持水平1.3经纬仪的操作步骤1安置经纬仪2）整平整平是使仪器的竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置测量时，应先调节三脚架的高度，使圆水准器气泡居中，实现粗平；然后调节脚螺旋，使照准部水准管的气泡在平面上相互垂直的两个方向都居中，实现精平，具体如下如图3-7（a）所示，转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋的连线方向，两手同时向内或向外旋转这两个脚螺旋（如脚螺旋1和2），使气泡居中。

如图3-7（b）所示，将照准部旋转90，调节第3个脚螺旋，使气泡居中如此反复进行，直至照准部水准管在任意位置时气泡均居中1.3经纬仪的操作步骤1安置经纬仪（a）（b）图3-7经纬仪整平方法1.3经纬仪的操作步骤1安置经纬仪3）精确对中整平完成后，通过光学对中器检查测站点是否偏离分划板圆心，若偏离则进行调整松开三脚架连接螺旋，缓慢平移经纬仪，通过光学对中器观察，直至分划板圆心对准测站点，停止移动经纬仪，旋紧连接螺旋检查整平情况，若水准管气泡偏离，则重新进行精平1.3经纬仪的操作步骤2瞄准瞄准是指用望远镜分划板上的十字丝照准观测目标如图3-8（a）所示，观测水平角时，应将十字丝纵丝精确照准目标的中心当目标成像较小时，为便于观察，可用双丝夹住目标，使目标在双丝的中间位置为了避免目标在地面点不竖直而产生测量误差，观测时应尽量瞄准目标底部如图3-8（b）所示，观测竖直角时，应将十字丝横丝精确照准目标的顶部为避免横丝不水平而产生测量误差，观测时应尽量用横丝中部（即横丝单丝内端）瞄准目标图3-8瞄准目标（a）（b）1.3经纬仪的操作步骤3读数瞄准目标后，打开反光镜，调整其位置，使读数窗内明亮均匀调节读数显微镜的对光螺旋，使度盘和测微尺成像清晰。

若要测量水平角，可直接进行读数若要测量竖直角，则应先检查水准管气泡是否居中，如有偏移，应先使其居中，然后再进行读数1.4经纬仪的检校如图3-9所示，经纬仪的轴线主要有水准管轴LL、视准轴CC、仪器竖轴VV、仪器横轴HH经纬仪应满足的几何条件如下水准管轴应垂直于竖轴，即LLVV十字丝竖丝应垂直于横轴HH视准轴应垂直于横轴，即CCHH横轴应垂直于竖轴，即HHVV竖盘指标应处于正确位置光学对中器视准轴应该与竖轴VV重合图3-9经纬仪的主要轴线1.4经纬仪的检校1）检验方法调节脚螺旋，使水准管的气泡居中将照准部旋转180，观察水准管的气泡是否居中，如果居中，说明满足条件；否则，应予以校正2）校正方法在检验的基础上调节脚螺旋，使水准管的气泡向中心移动偏移量的一半用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，使气泡居中此项检验和校正需反复进行，直到气泡在任何方向的偏移量均在1/2格以内1 LLVV 的检校1.4经纬仪的检校1）检验方法精确整平仪器，用竖丝的一端瞄准一个固定点“”，旋紧照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋转动望远镜微动螺旋，观察“”点是否始终在竖丝上移动若该点始终在竖丝上移动，如图3-10（a）所示，说明满足条件；若“”点发生偏离，如图3-10（b）所示，应予以校正。

2）校正方法拧下目镜前面的十字丝护盖，松开十字丝环固定螺丝，如图3-10（c）所示转动十字丝环，使竖丝到达竖直位置，然后将松开的螺丝拧紧此项检验校正工作需反复进行2十字丝竖丝垂直于横轴的检校1.4经纬仪的检校CCTT 检校的目的是使视准轴垂直于横轴，若视准轴不垂直于横轴，设偏差角为C，称为视准轴误差CCTT 的检校方法有度盘读数法和标尺法两种1）度盘读数法（1）检验方法安置仪器，盘左瞄准远处与仪器大致同高的一点A，读取水平度盘读数b1转动望远镜，盘右瞄准点A，读取水平度盘读数b2若b1b2=180，则满足条件；否则，应予以校正2）校正方法转动照准部微动螺旋，使度盘读数对准正确的读数b，即（3-2）用校正针拨动十字丝环左右两侧的校正螺丝，使十字丝竖丝瞄准点A3CCTT 的检校1.4经纬仪的检校2）标尺法（1）检验方法选择长度约为100m的平坦场地，安置仪器于中点O，在左侧与仪器同高处设置标志点A，在右侧与仪器同高处点B放置一根水平尺，使其垂直于OB视线盘左瞄准点A，然后转动望远镜至盘右位置观测点B，读取水平度盘读数B1，如图3-11（a）所示盘右瞄准点A，然后转动望远镜至盘左位置观测点B，读取水平度盘读数B2，如图3-11（b）所示。

若B2=B1，则说明满足条件；否则，应予以校正3CCTT 的检校1.4经纬仪的检校3CCTT 的检校图3-11视准轴检验与校正1.4经纬仪的检校2）标尺法（2）校正方法盘左位置时，视准轴OA的延长线与之间的夹角为2C；盘右位置时，视准轴OA的延长线与之间的夹角也为2C故，两个读数之差所对应的角度为4C校正时只要校正一个C角，取的四分之一，得到内分点，则的方向与横轴垂直用校正针拨动十字丝环左右两侧的校正螺丝，使十字丝竖丝对准点即可此项检验需反复进行，直至符合要求3CCTT 的检校1.4经纬仪的检校1）检验方法如图3-12所示，在离墙1020m处安置经纬仪，盘左瞄准墙面高处仰角大于30的点P，固定照准部，然后放平望远镜，定出十字丝交点投在墙面上的点P1盘右瞄准点P，固定照准部，然后放平望远镜，定出十字丝交点投在墙面上的点P2如果P1和P2重合，说明满足条件；否则，应予以校正2）校正方法用十字丝交点瞄准P1P2的中点M，抬高望远镜瞄向点P，打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，使横轴的一端抬高或降低，直至交点瞄准点P，然后合上护盖此项校正一般由仪器检修人员进行4HHTT 的检校1.4经纬仪的检校4HHTT 的检校图3-12横轴的检验与校正1.4经纬仪的检校视线水平、竖盘自动归零时，指标应指在正确的读数90或270上，但若仪器制造不严密或在使用过程中受到震动，就会使指标位置发生偏移，导致视线水平时的读数与正确读数存在差值，此差值称为竖盘指标差，用x表示，其计算公式为（3-3）式中aR盘右时竖直角； aL盘左时竖直角； R盘右竖盘读数； L盘左竖盘读数。

5竖盘指标差的检校1.4经纬仪的检校1）检验方法选取远处高点A，整平仪器，盘左瞄准点A，读取竖盘读数L，计算竖直角aL盘右瞄准点A，读取竖盘读数R，计算竖直角aR计算竖盘指标差x，如果满足x30，则无须校正；否则，应予以校正2）校正方法保持望远镜在盘右位置瞄准原目标点A，计算盘右正确读数R0=Rx，转动竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘读数为R0，此时竖盘指标水准管气泡必定不居中用校正针拨动竖盘指标水准管一端的校正螺丝，使气泡居中即可由于现在的经纬仪都具有指标自动补偿装置，一般无须此项校正如确实需要进行此项校正，应由仪器检修人员进行5竖盘指标差的检校1.4经纬仪的检校1）检验方法精确整平经纬仪，在三脚架的中央地面上放置一张白纸，在白纸上画一个十字形标志a1。