第二章角度觀測(cè)的原理及方法第二章角度觀測(cè)的原理及方法本章主要內(nèi)容第一節(jié)水平角和豎直角觀測(cè)原理第二節(jié)DJ6、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的使用第三節(jié)水平角觀測(cè)第四節(jié)豎直角觀測(cè)第五節(jié)電子經(jīng)緯儀和全站儀簡(jiǎn)介第六節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀和全站儀的檢驗(yàn)與校正第七節(jié)角度觀測(cè)誤差分析與注意事項(xiàng)本章小節(jié)本章主要內(nèi)容第一節(jié)水平角和豎直角觀測(cè)原理第一節(jié)水平角和豎直角觀測(cè)原理一、水平角測(cè)量原理1、水平角：地面上一點(diǎn)至任意兩個(gè)目標(biāo)的方向線垂直投影到水平面上所成的角。2、原理：

OA投影在水平度盤上讀數(shù)為a，OB投影在水平度盤上讀數(shù)為b。則：角值范圍：0?~360?第一節(jié)水平角和豎直角觀測(cè)原理一、水平角測(cè)量原理1、水平角二、豎直角測(cè)量原理1、豎直角：在測(cè)量學(xué)中將測(cè)站點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的視線與同一豎直面內(nèi)的水平線之間的夾角稱為豎直角。視線向上傾斜，稱仰角α為正值；視線向下傾斜，稱俯角α為負(fù)值。2、原理：

α=目標(biāo)視線讀數(shù)－水平視線讀數(shù)

Z—天頂距二、豎直角測(cè)量原理1、豎直角：在測(cè)量學(xué)中將測(cè)站點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的視第二節(jié)DJ6、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的使用

按精度分為DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。D—大地測(cè)量?jī)x器J—經(jīng)緯儀數(shù)字—測(cè)角精度（一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差，單位為秒）按讀數(shù)系統(tǒng)分為光學(xué)經(jīng)緯儀、電子經(jīng)緯儀。按性能分為方向經(jīng)緯儀、復(fù)測(cè)經(jīng)緯儀目前建筑測(cè)量中使用較多的是光學(xué)經(jīng)緯儀，一般用DJ6，精度要求較高時(shí)用DJ2。第二節(jié)DJ6、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的使用一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀包括照準(zhǔn)部、度盤、基座三大部分。一、DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀包括照準(zhǔn)部、度盤、1、照準(zhǔn)部主要由望遠(yuǎn)鏡、支架、豎直軸、水平軸、豎直制動(dòng)微動(dòng)螺旋、水平制動(dòng)微動(dòng)螺旋、讀數(shù)設(shè)備、水準(zhǔn)器和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器等組成。望遠(yuǎn)鏡—

用于瞄準(zhǔn)目標(biāo)圓水準(zhǔn)器—

用于粗略整平儀器管水準(zhǔn)器—

用于精確整平儀器光學(xué)對(duì)點(diǎn)器—使度盤中心和測(cè)點(diǎn)在同一鉛垂線上讀數(shù)裝置—用于讀數(shù)1、照準(zhǔn)部2、度盤包括水平度盤和豎直度盤，由光學(xué)玻璃制成。度盤注記：0?~360?，分劃：30′或1?兩種注：①水平度盤順時(shí)針注記，與豎軸不固定，不隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；②水平度盤有復(fù)測(cè)鈕或變換鈕，用作改變觀測(cè)方向的角度值；③豎直度盤順時(shí)針注記或逆時(shí)針注記，與望遠(yuǎn)鏡固定，隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。3、基座

由軸座、腳螺旋、底板、三角壓板等組成。作用：用于連接和整平。3、基座二、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的主要構(gòu)造同DJ6。二、DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的主要構(gòu)造同DJ6讀數(shù)裝置由棱鏡、透鏡、讀數(shù)顯微鏡組成；三、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置與讀數(shù)方法用于讀取度盤讀數(shù)。讀數(shù)裝置由棱鏡、三、光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置用于讀取度盤讀數(shù)。1.分微尺測(cè)微器及其讀數(shù)方法分微尺測(cè)微器的讀數(shù)窗

圖示的水平度盤的讀數(shù)為214°54′42″，豎直度盤的讀數(shù)為79°05′30″。1.分微尺測(cè)微器及其讀數(shù)方法分微尺測(cè)微器的讀數(shù)窗圖示的水2.對(duì)徑符合讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法圖示的讀數(shù)分別為28°10′＋4′24.2″=28°14′24.2″，123°40′＋8′12.3″=123°48′12.3″。2.對(duì)徑符合讀數(shù)裝置及其讀數(shù)方法圖示的讀數(shù)分別為28°10四、角度觀測(cè)其它輔助工具

測(cè)釬、標(biāo)桿和覘牌均為經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)所使用的照準(zhǔn)工具。四、角度觀測(cè)其它輔助工具測(cè)釬、標(biāo)桿和覘牌均為經(jīng)測(cè)釬：適用與距測(cè)站較近的目標(biāo)。標(biāo)桿：適用與距測(cè)站較遠(yuǎn)的目標(biāo)。覘牌：固定在三腳架上使用，遠(yuǎn)近皆可適用；一般為紅白或黑白相間且常與棱鏡結(jié)合，用于電子經(jīng)緯儀或全站儀。有時(shí)也可懸掛垂球用垂球線作為瞄準(zhǔn)標(biāo)志。第二章角度觀測(cè)的原理及方法-工程測(cè)量ppt課件五、光學(xué)經(jīng)緯儀的使用

經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平、瞄準(zhǔn)和讀數(shù)四項(xiàng)基本操作。1、對(duì)中、整平目的：①使測(cè)點(diǎn)中心與儀器豎軸中心在同一鉛垂線上；②使水平度盤處于水平位置。方法：有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中兩種，由于垂球?qū)χ芯容^低，且使用不便，工程測(cè)量中一般采用光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中。五、光學(xué)經(jīng)緯儀的使用經(jīng)緯儀的使用包括對(duì)中、整平光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中及整平的步驟：①安置儀器：高度適中，使測(cè)點(diǎn)在視場(chǎng)內(nèi)；②強(qiáng)制對(duì)中：調(diào)節(jié)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中心與測(cè)點(diǎn)重合；③粗略整平：調(diào)節(jié)三腳架，使圓水準(zhǔn)氣泡居中；④精確整平：調(diào)節(jié)腳螺旋，使長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中；⑤精確對(duì)中：移動(dòng)基座，精確對(duì)中（只能前后、左右移動(dòng)，不能旋轉(zhuǎn)）；⑥重復(fù)④、⑤兩步，直到完全對(duì)中、整平。光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中及整平的步驟：

2、調(diào)焦與瞄準(zhǔn)目的：視準(zhǔn)軸對(duì)準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo)的中心。方法：①調(diào)節(jié)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰；②利用粗瞄器，粗略瞄準(zhǔn)目標(biāo)，固定制動(dòng)螺旋；③調(diào)節(jié)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)成像清晰，注意消除視差；④調(diào)節(jié)制動(dòng)、微動(dòng)螺旋，使十字絲分劃板的豎絲對(duì)準(zhǔn)或夾住觀測(cè)標(biāo)志精確瞄準(zhǔn)。2、調(diào)焦與瞄準(zhǔn)測(cè)水平角用雙絲夾粗目標(biāo)測(cè)豎直角用橫絲切目標(biāo)頂部測(cè)水平角測(cè)豎直角3、讀數(shù)方法：

①打開反光鏡，使讀數(shù)窗光線均勻；②調(diào)焦使讀數(shù)窗分劃清晰（注意消除視差）；

③按不同的測(cè)微器直接讀取水平、豎直度盤讀數(shù)（度、分、秒，秒為估讀且為6的倍數(shù)）。上圖水平角：215?06＇48"豎直角：78?52＇00"

3、讀數(shù)第三節(jié)水平角觀測(cè)

水平角的觀測(cè)方法一般應(yīng)根據(jù)照準(zhǔn)目標(biāo)的多少確定，常用的有測(cè)回法和方向觀測(cè)法兩種。一、測(cè)回法（只有兩個(gè)方向）1、操作步驟①安置儀器于O點(diǎn)，對(duì)中整平；②正鏡（盤左）瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，度盤歸零；③順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)；④倒鏡（盤右），瞄準(zhǔn)B點(diǎn)讀數(shù)；⑤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，瞄準(zhǔn)A點(diǎn)讀數(shù)。第三節(jié)水平角觀測(cè)水平角的觀測(cè)方法一般應(yīng)根據(jù)照準(zhǔn)目2、記錄與計(jì)算（見表2.1)

①盤左（正鏡）觀測(cè)瞄A，記錄a左=0°02′18″

瞄B，記錄b左=79°24′42″

上半測(cè)回的角值：

β左=a左-b左=79°22′24″

②盤右（倒鏡）觀測(cè)瞄B，記錄a右=180°02′24″

瞄A，記錄b右=259°24′36″

下半測(cè)回角值：

β右=a右-b右=79°22′12″2、記錄與計(jì)算（見表2.1)③檢核對(duì)于DJ6經(jīng)緯儀，上下半測(cè)回角度之差應(yīng)滿足：，否則，應(yīng)重測(cè)。最后角值為：當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回：①第一測(cè)回度盤歸零；②其他各測(cè)回間按180?/n（n為測(cè)回?cái)?shù)）的差值，變換度盤；③各測(cè)回角值之差不得超過40"；④取各測(cè)回平均值作為最后結(jié)果。③檢核最后角值為：當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回：表2.1水平角觀測(cè)手?。y(cè)回法）表2.1水平角觀測(cè)手薄（測(cè)回法）二、方向觀測(cè)法（目標(biāo)多于兩個(gè)）

1、操作步驟①安置儀器于測(cè)站點(diǎn)O，對(duì)中、整平；②正鏡（盤左），選擇零方向

A，順時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)

B、C、D、A（歸零），讀數(shù)；③倒鏡（盤右），瞄準(zhǔn)零方向A，逆時(shí)針依次照準(zhǔn)目標(biāo)D、C、B、A（歸零），讀數(shù)；二、方向觀測(cè)法（目標(biāo)多于兩個(gè)）④歸零后方向值的計(jì)算：各方向平均讀數(shù)分別減起始方向平均讀數(shù)。2、記錄與計(jì)算(觀測(cè)記錄見表2.2)①歸零差的計(jì)算:

分別計(jì)算盤左、盤右兩次瞄準(zhǔn)起始方向讀數(shù)之差Δ；（若Δ超限，應(yīng)及時(shí)重測(cè)）②計(jì)算2c值（兩倍視準(zhǔn)誤差）：

2c=盤左讀數(shù)-（盤右讀數(shù)±180?）若2c超限，應(yīng)及時(shí)重測(cè)。

③各方向平均讀數(shù)的計(jì)算：

④歸零后方向值的計(jì)算：2、記錄與計(jì)算(觀測(cè)記錄見表2.2)⑤各測(cè)回歸零后平均方向值的計(jì)算：各測(cè)回歸零后方向值的平均值。⑥

水平角的計(jì)算：

相鄰方向值之差，即為相鄰方向所夾的水平角。水平角方向觀測(cè)法的技術(shù)要求⑤各測(cè)回歸零后平均方向值的計(jì)算：水平角方向觀測(cè)法的技術(shù)要求表2.2水平角觀測(cè)手簿（方向觀測(cè)法）表2.2水平角觀測(cè)手簿（方向觀測(cè)法）順時(shí)針注記逆時(shí)針注記第四節(jié)豎直角觀測(cè)一、豎直角觀測(cè)與計(jì)算1、度盤的刻劃分類：分為順時(shí)針注記和逆時(shí)針注記兩種。順時(shí)針注記逆時(shí)針注記第四節(jié)豎直角觀測(cè)一、豎直角觀測(cè)與計(jì)算2、豎直角計(jì)算公式（1）順時(shí)針注記

盤左位置：αL=90°－L

盤右位置：αR=R－270°

一測(cè)回的豎直角值：α=1/2（αL+αR）

（2）逆時(shí)針注記

盤左位置：αL=L

－90°

盤右位置：αR=270°－R

一測(cè)回的豎直角值：α=1/2（αL+αR）2、豎直角計(jì)算公式（1）順時(shí)針注記（2）逆時(shí)針注記豎直角觀測(cè)

①安置儀器，對(duì)中、整平；

②盤左瞄準(zhǔn)目標(biāo)某一位置，讀取豎盤讀數(shù)L；③盤右瞄準(zhǔn)原目標(biāo)位置，讀取豎盤讀數(shù)R。（以上盤左、盤右觀測(cè)構(gòu)成一個(gè)測(cè)回）記錄與計(jì)算(見表2.3)①分別計(jì)算盤左、盤右半測(cè)回豎直角，②計(jì)算盤左盤右的平均值作為一測(cè)回豎直角。3、觀測(cè)、記錄與計(jì)算豎直角觀測(cè)3、觀測(cè)、記錄與計(jì)算表2.3豎直角觀測(cè)手薄表2.3豎直角觀測(cè)手薄三、豎盤讀數(shù)指標(biāo)差1、定義：讀數(shù)指標(biāo)與正確位置之間的小夾角x，稱為豎盤指標(biāo)差。三、豎盤讀數(shù)指標(biāo)差1、定義：讀數(shù)指標(biāo)與正確位置之間的小夾角x2、計(jì)算

盤左位置：α=（90°+x）–L=αL+x

盤右位置：α=R–（270°+x）=αR–x

解上兩式得：x=1/2(L+R-360°)

用盤左、盤右讀數(shù)取平均可消除其影響。2、計(jì)算

盤左位置：α=（90°+x）–L=αL+x第五節(jié)電子經(jīng)緯儀和全站儀簡(jiǎn)介一、電子經(jīng)緯儀

電子經(jīng)緯儀是一種采用光電元件實(shí)現(xiàn)測(cè)角自動(dòng)化、數(shù)字化的電子測(cè)角儀器。特點(diǎn)：1、采用電子測(cè)角系統(tǒng)，自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果；2、可與測(cè)距儀組成全站儀；3、測(cè)量數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化。第五節(jié)電子經(jīng)緯儀和全站儀簡(jiǎn)介一、電子經(jīng)緯儀特點(diǎn)：二、激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀是在普通經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)上安裝激光裝置，將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡內(nèi)，使之沿著視線方向射出一條可見的激光光束。

1.彎管顯微鏡2.彎管目鏡3.半導(dǎo)體激光發(fā)射裝置二、激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀是在普通經(jīng)緯儀的基礎(chǔ)三、全站儀

全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，是由電子經(jīng)緯儀、光電測(cè)距儀、微型計(jì)算機(jī)及其軟件組合而成的智能型光電測(cè)量?jī)x器，三、全站儀全站儀是全站型電子速測(cè)儀的簡(jiǎn)稱，是幾何關(guān)系：

LLVVCCHHHHVV望遠(yuǎn)鏡十字絲豎絲垂直于橫軸第六節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀和全站儀的檢驗(yàn)與校正一、光學(xué)經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正（一）光學(xué)經(jīng)緯儀應(yīng)滿足的幾何條件幾何關(guān)系：第六節(jié)光學(xué)經(jīng)緯儀和全站儀的檢驗(yàn)與校正一、光學(xué)經(jīng)（二）檢驗(yàn)與校正1.

照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)①儀器粗平：圓水準(zhǔn)器氣泡居中。②水準(zhǔn)管平行某兩個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。③照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180°，若氣泡仍居中，則滿足要求，若氣泡偏離，則需校正。（二）檢驗(yàn)與校正1.照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正（2）、校正①用腳螺旋調(diào)一半；②用水準(zhǔn)管校正螺旋調(diào)一半。此項(xiàng)檢校需反復(fù)進(jìn)行，直至儀器旋轉(zhuǎn)到任意方向氣泡都居中。校正螺絲（2）、校正此項(xiàng)檢校需反復(fù)進(jìn)行，直至儀器旋轉(zhuǎn)2.十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)①儀器整平②豎絲瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點(diǎn)，豎直方向移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，看P點(diǎn)是否在豎絲上移動(dòng)。（2）、校正①用十字絲的交點(diǎn)瞄準(zhǔn)P點(diǎn)。②用十字絲的校正螺旋調(diào)整。2.十字絲豎絲垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)（2）、（1）、檢驗(yàn)①平地選DAB=20m左右,安置儀器于中點(diǎn)O；

A點(diǎn)設(shè)瞄準(zhǔn)標(biāo)志，B點(diǎn)橫一毫米刻劃標(biāo)尺（注意標(biāo)志、標(biāo)尺與儀器同高）。②盤左：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B1③盤右：瞄A，倒鏡，讀數(shù)為B2④若B1=B2，則滿足要求若B1≠B2，則存在c角，大小為當(dāng)c超過1＇時(shí)，需校正。3.視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)3.視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗(yàn)與校正（2）、校正

①在標(biāo)尺上定出B1、B2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)B；

②定出B、B2兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)B3

；③調(diào)節(jié)十字絲校正螺絲，使十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)B3

；（2）、校正4.橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正

（1）、檢驗(yàn)①距墻壁D=30m安置儀器，墻壁上選一明顯目標(biāo)P，αΡ≥30°；如圖

4.橫軸垂直于豎軸的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)

②盤左：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平，讀數(shù)P1，標(biāo)出P1；③盤右：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平，讀數(shù)P2，標(biāo)出P2；④若P1=P2,則滿足要求，若P1≠P2,則存在i角，

大小為需校正。（2）校正：由于光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸是密封的，一般能夠滿足橫軸與豎軸相垂直的條件，測(cè)量人員只要進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn)即可，若需校正，應(yīng)由專業(yè)檢修人員進(jìn)行。②盤左：瞄P，望遠(yuǎn)鏡水平，讀數(shù)P1，標(biāo)出P1；（2）5、豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與矯正（1）、檢驗(yàn)①儀器整平，用盤左、盤右分別瞄準(zhǔn)大致水平方向的P點(diǎn)，讀數(shù)為L(zhǎng)，R。②計(jì)算指標(biāo)差：X=(L＋R－360°)/2DJ6: 若X>1′，需要校正。（2）、校正①盤右瞄準(zhǔn)P點(diǎn)；

②調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使豎盤讀數(shù)為：R＝α＋x＋270°

③調(diào)節(jié)指標(biāo)水準(zhǔn)管校正螺絲，使氣泡居中。5、豎盤指標(biāo)差的檢驗(yàn)與矯正

6、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)與校正（1）、檢驗(yàn)①安置儀器精確整平，在儀器正下方放一白色紙板；②將對(duì)點(diǎn)器中心投影到紙板上，并做標(biāo)志P1

；③旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部180?，將對(duì)點(diǎn)器中心投影到紙板上，并做標(biāo)志P2；若P1

、P2重合，滿足要求，否則需校正。（2）、校正①取P1

、

P2的中點(diǎn)P；②調(diào)節(jié)對(duì)點(diǎn)器校正螺絲，使對(duì)點(diǎn)器中心投影與P重合。P1P2P6、光學(xué)對(duì)點(diǎn)器的檢驗(yàn)與校正P1P2P二、全站儀的檢驗(yàn)與校正二、全站儀的檢驗(yàn)與校正第七節(jié)角度觀測(cè)誤差分析與注意事項(xiàng)一.儀器誤差

主要包括儀器檢校后的殘余誤差和儀器制造、加工不完善所引起的誤差。

1、視準(zhǔn)軸誤差（2c值，盤左、盤右取平均可消除）

2、橫軸傾斜誤差（i角，盤左、盤右取平均可消除）

3、度盤偏心差（照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)中心與水平度盤分劃中心不重合，盤左、盤右取平均可消除）

4、度盤刻劃誤差（度盤刻劃不均勻，測(cè)回間變換度盤可減弱）

5、豎軸傾斜誤差（盤左、盤右取平均不可消除，精確整平可減弱）第七節(jié)角度觀測(cè)誤差分析與注意事項(xiàng)一.儀器誤差二、觀測(cè)誤差1、儀器對(duì)中誤差（與偏心距成正比，與視線邊長(zhǎng)成反比，當(dāng)水平角接近180?時(shí)影響最大；精確對(duì)中減弱）儀器對(duì)中誤差對(duì)水平角的影響

二、觀測(cè)誤差1、儀器對(duì)中誤差（與偏心距成正比，與視線邊長(zhǎng)成2、目標(biāo)偏心差（與偏心距成正比，與視線邊長(zhǎng)成反比瞄準(zhǔn)目標(biāo)