測(cè)量學(xué)河海大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與工程系第三章角度測(cè)量?jī)?nèi)容提要

水平角測(cè)量原理水平角測(cè)量方法豎直角測(cè)量原理及方法角度測(cè)量誤差分析角度測(cè)量水平角測(cè)量豎直角測(cè)量（垂直角測(cè)量）角度：確定地面點(diǎn)位置的一個(gè)主要元素第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析水平角測(cè)量原理地面上兩相交直線的夾角在水平面上的投影

水平角

為保證測(cè)角

經(jīng)緯儀應(yīng)具備哪些條件？1、有一個(gè)能置于水平位置帶刻度的圓盤；2、圓盤中心必須處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上；3、望遠(yuǎn)鏡不僅能在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)?而且可以在豎直方向轉(zhuǎn)動(dòng)以瞄準(zhǔn)不同方向不同高度的目標(biāo)；4、具有一個(gè)讀取角度數(shù)值的裝置。第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析常用的光學(xué)經(jīng)緯儀：DJ07DJ1DJ2

DJ6

DJ15經(jīng)緯儀：用于測(cè)定水平角和豎直角的儀器。有光學(xué)經(jīng)緯儀和電子經(jīng)緯儀之分。一、DJ6級(jí)光學(xué)經(jīng)緯儀基本構(gòu)造照準(zhǔn)部水平度盤基座1照準(zhǔn)部水平度盤水平度盤：順時(shí)針方向刻有0o到360o的分劃線，用來測(cè)量水平角。水平度盤轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置：度盤變化手輪。望遠(yuǎn)鏡：讀數(shù)顯微鏡：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管：光學(xué)對(duì)中器：豎直度盤：3基座中心鎖緊螺旋腳螺旋讀數(shù)顯微鏡經(jīng)緯儀1目鏡水平制動(dòng)、微動(dòng)螺旋經(jīng)緯儀2望遠(yuǎn)鏡上下制動(dòng)螺旋望遠(yuǎn)鏡上下微動(dòng)螺旋

豎直度盤豎直指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋水平制動(dòng)、微動(dòng)螺旋光學(xué)對(duì)中器讀數(shù)窗反光鏡讀數(shù)窗反光鏡豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡HV01234560123456二、讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法1121138988112°54′54″89°05′18″讀數(shù)練習(xí)HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″電子經(jīng)緯儀第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析一、經(jīng)緯儀的安置1、對(duì)中—使得度盤中心處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上。也就是使儀器的中心與測(cè)站點(diǎn)的標(biāo)志中心在同一鉛垂線上。2、整平—使得度盤處于水平位置上

使用垂球?qū)χ小?/p>

使用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中………一、經(jīng)緯儀的安置1、對(duì)中—使得度盤中心處于角頂點(diǎn)的鉛垂線上使用垂球?qū)χ?2312一、經(jīng)緯儀的安置2、整平—使得度盤處于水平位置上123121212121233333經(jīng)過反復(fù)幾次最終使長(zhǎng)水準(zhǔn)管氣泡在任意位置處于居中使用光學(xué)對(duì)中器整置1、用三腳架或腳螺旋使光學(xué)對(duì)中器分劃板上的圓心或十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)；2、用三腳架腿的伸縮部分調(diào)節(jié)三腳架腿的長(zhǎng)度使儀器基本水平；3、用腳螺旋使經(jīng)緯儀精確整平；4、在架頭上平移儀器，使儀器精確對(duì)中；5、重復(fù)第3、4步，達(dá)到精確對(duì)中和整平。大花桿小花桿和覘標(biāo)經(jīng)緯儀的十字絲分劃板雙絲單絲中絲下絲上絲瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)經(jīng)緯儀認(rèn)識(shí)與使用錄像二、水平角測(cè)量方法1、測(cè)回法適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角2、方向法（全圓測(cè)回法）適用于觀測(cè)兩個(gè)以上的方向基本概念

盤左和盤右盤左/正鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的左邊盤右/倒鏡:豎盤在望遠(yuǎn)鏡的右邊

測(cè)回上半測(cè)回/下半測(cè)回一個(gè)測(cè)回/多個(gè)測(cè)回

配盤度盤變換手輪三、測(cè)回法測(cè)量水平角 O A B

觀測(cè)方法經(jīng)緯儀置于盤左位置，配盤倒鏡，置于盤右位置(1)測(cè)回法的步驟1、盤左位置，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)。配置度盤在0度或稍大于0度，讀數(shù)記于手簿。4、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)左邊的目標(biāo)A點(diǎn)，讀數(shù)，并記錄。2、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù)記于手簿。得到上半測(cè)回的半測(cè)回角值3、倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤右位置，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，瞄準(zhǔn)右邊的目標(biāo)B點(diǎn)，讀數(shù)記錄。5、恢復(fù)盤左位置，重新配盤，進(jìn)行下面的測(cè)回。得到下半測(cè)繪的半測(cè)回角值由上/下半測(cè)回角值計(jì)算測(cè)回角值018027090180027090測(cè)站豎盤位置目標(biāo)讀數(shù)半測(cè)回角一測(cè)回均值均值左右左右O（1）ABAB001068536181800124

2653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506上半測(cè)回下半測(cè)回一個(gè)測(cè)回第二測(cè)回要按(180°/m)配盤三、測(cè)回法測(cè)量水平角注意及說明測(cè)回間要配盤；上、下兩個(gè)半測(cè)回照準(zhǔn)部的水平旋轉(zhuǎn)方向，照準(zhǔn)目標(biāo)的順序不同；上、下兩個(gè)半測(cè)回角值之差小于36秒；各測(cè)回的角度互差應(yīng)小于24秒；記錄時(shí)，分、秒一般都要記兩位；計(jì)算時(shí)，取平均值的原則是“奇進(jìn)偶不進(jìn)”。經(jīng)緯儀角度測(cè)量錄像四、經(jīng)緯儀認(rèn)識(shí)與使用（實(shí)驗(yàn)四）目的：了解經(jīng)緯儀構(gòu)造，掌握其使用方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1）了解經(jīng)緯儀各部件的構(gòu)造及其作用。（2）進(jìn)行經(jīng)緯儀安置（對(duì)中、整平）、瞄準(zhǔn)與讀數(shù)。（3）用測(cè)回法練習(xí)測(cè)量水平角。五、全圓測(cè)回法測(cè)量水平角盤左：配盤，順時(shí)針觀測(cè)盤右：

逆時(shí)針觀測(cè)A→B→C→D→A（歸零）A←B←C←D←AABCDO零方向

觀測(cè)方法歸零方向法的計(jì)算步驟計(jì)算兩倍照準(zhǔn)誤差2C值(J6不要求)2C=盤左讀數(shù)-(盤右讀數(shù)±1800)計(jì)算各方向的平均讀數(shù)平均讀數(shù)=[盤左讀數(shù)+(盤右讀數(shù)±1800)]/2計(jì)算歸零后的方向值各方向的平均讀數(shù)－零方向的讀數(shù)計(jì)算各測(cè)回歸零后的方向值的平均計(jì)算各水平角的值全圓測(cè)回法記錄測(cè)站目標(biāo)盤左L盤右R平均讀數(shù)歸零后方向值各測(cè)回歸零方向平均值水平角值

OABCDA

0010671520614530482101212

001241800118301206325304825152001800112OABCDA

900124

1615206

2353054

3001224

9001362700124120121855304834152002700118001097152031453048210120900121900121161520323530513001221900130(00115)0000071504814529332101054(900126)00000715037145292521010550000071504214529292101054715042733847644125注意事項(xiàng):方向觀測(cè)和計(jì)算同步進(jìn)行，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題儀器半測(cè)回歸零差一測(cè)回內(nèi)2C互差同一方向值各測(cè)回互差J212"18"12"J624"24"水平角方向法觀測(cè)的技術(shù)要求第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析1、豎直角的概念豎直角在同一垂直面內(nèi)，傾斜視線與水平線之間的夾角。仰角、俯角仰角(＋):視線在水平線之上俯角(－):視線在水平線之下2、豎直角測(cè)量原理通過觀測(cè)傾斜視線與水平線在豎直度盤上的讀數(shù)從而求出豎直角的大小。不過水平線在豎盤上的讀數(shù)為固定讀數(shù)，只需讀取傾斜視線的讀數(shù)（可變的），便可獲得兩讀數(shù)之差。αΑ(＋)A3、豎盤構(gòu)造（基本構(gòu)造）指標(biāo)水準(zhǔn)管指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)管反光鏡0901802703、豎盤構(gòu)造（特點(diǎn)）豎直度盤與望遠(yuǎn)鏡固定在一起090180270090180270090180270讀數(shù)指標(biāo)線與指標(biāo)水準(zhǔn)管軸垂直3、豎盤構(gòu)造（注記）090180270900270180090180270盤左盤右盤左盤右270180900始讀數(shù)不同豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)090180270090180270盤左Lα左=90°－L豎直角計(jì)算公式推導(dǎo)盤右090180270090180270Rα右=R－270°4、豎盤的指標(biāo)差定義：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)豎盤讀數(shù)與理想讀數(shù)的差。產(chǎn)生原因：指標(biāo)線與指標(biāo)水準(zhǔn)管軸不垂直。090180270i含指標(biāo)差的計(jì)算公式090180270090180270盤左Lα=(90°+i)－Li含指標(biāo)差的計(jì)算公式盤右090180270090180270Rα=R－(270°+i)i問題

用經(jīng)緯儀觀測(cè)某一目標(biāo)的豎直角，測(cè)得盤左讀數(shù)為71°44′24″，盤右讀數(shù)為288°16′24″，計(jì)算該目標(biāo)豎直角。如用這臺(tái)儀器測(cè)得另一目標(biāo)的盤左讀數(shù)為92°12′36″，求其豎直角？

5、豎直角觀測(cè)方法在測(cè)站安置經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平；盤左用中絲.精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)L（V）.；盤右用中絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中，讀數(shù)R（V）；瞄準(zhǔn)HV01234560123456讀數(shù)設(shè)備與讀數(shù)方法1121138988113°05′12″88°48′36″豎直角觀測(cè)記錄測(cè)站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù)半測(cè)回角值指標(biāo)差一測(cè)回角值A(chǔ)B盤左875218＋20742盤右2720730＋20730＋20736AC盤左931654－31654盤右2664324－31636－31645-6+9討論：水平角測(cè)量和豎直角測(cè)量的異同點(diǎn)？（測(cè)量原理，儀器構(gòu)造、觀測(cè)方法等）第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析一、經(jīng)緯儀的幾何軸系1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸（LL）2：望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸（CC）3：儀器豎軸（VV）4：儀器橫軸（HH）5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸（LL

）LLHHCCVVL’

L’

二、軸系應(yīng)滿足的幾何條件

1：照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸（LLVV）

2：十字絲豎絲垂直于橫軸（豎絲HH）

3：視準(zhǔn)軸垂直于橫軸（CCHH）

4：橫軸垂直于豎軸（HHVV）

5：豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸垂直于指標(biāo)線（LL指標(biāo)線）三、經(jīng)緯儀檢校1、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的檢校

LLVV？水準(zhǔn)管軸水平度盤豎軸2、十字絲垂直于橫軸的檢校

豎絲HH？

檢驗(yàn)方法：精平儀器，在儀器前方適當(dāng)位置懸掛一垂球線，旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)該線，若十字絲豎絲和垂球線完全重合，則滿足條件；否則，應(yīng)校正?；蛎闇?zhǔn)一清晰小點(diǎn)……3、視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢校

CCHH？右左視準(zhǔn)軸誤差：CAC′180270090HH′CO

M左=M′左+CCC′180270090HH′AOCM右=M′右-C4、橫軸垂直于豎軸的檢校HHVV

？（一般由專業(yè)人員進(jìn)行校正）指標(biāo)差：右左5、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管檢校LL指標(biāo)線？一般指標(biāo)差的絕對(duì)值超過1′時(shí)，應(yīng)予以校正。180270090i180270090i第三章角度測(cè)量3.1水平角測(cè)量原理3.2經(jīng)緯儀結(jié)構(gòu)3.3水平角測(cè)量方法3.4豎直角測(cè)量原理及方法3.5經(jīng)緯儀檢驗(yàn)校正3.6角度測(cè)量誤差分析角度測(cè)量誤差及消除方法儀器誤差觀測(cè)誤差外界條件的影響（一）儀器誤差1、照準(zhǔn)部偏心誤差產(chǎn)生情況：照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與度盤分劃中心不重合消除與減弱措施：盤左盤右取平均值可消除（一）儀器誤差2、度盤刻劃誤差產(chǎn)生情況：度盤制造時(shí)產(chǎn)生消除與減弱措施：變換度盤位置（一）儀器誤差3、視準(zhǔn)誤差(c)產(chǎn)生情況：視準(zhǔn)軸不垂直于水平軸時(shí)產(chǎn)