1、7/23/2020,煤礦測量學(xué),主講:付智華,7/23/2020,第三章 經(jīng)緯儀及角度測量,7/23/2020,本章知識點,角度測量的原理,豎直角觀測,比例尺水平角觀測,經(jīng)緯儀的檢驗與校正,光學(xué)經(jīng)緯儀,全站儀測量系統(tǒng),7/23/2020,第一節(jié) 角度測量原理,3.1.1 概述,角度測量是確定地面點位的基本工作之一；包括水平角測量和豎直角測量。,經(jīng)緯儀,測量儀器,全站儀,7/23/2020,第一節(jié) 角度測量的原理,角度測量：測定水平角和豎直角。 水平角:地面上兩相交直線間的夾角在水平面上的投影。范圍：=0360 豎直角：在同一豎直面內(nèi)傾斜視線與水平線的夾角。范圍：=090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。

2、,測量的原理： 兩個方向的讀數(shù)差 =c-a 范圍：順時針0360,測量的原理： 兩個方向的讀數(shù)差 豎直角的大?。?以水平方向為基準(zhǔn)指向兩側(cè)目標(biāo)。 仰角為正，俯角為負(fù) 其范圍：=090,7/23/2020,3.2.1 光學(xué)經(jīng)緯儀類型,第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀,按其精度等級劃分: DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、 DJ15等。 D:大地測量 J：經(jīng)緯儀 下標(biāo)數(shù)字：該儀器的精度指標(biāo)（單位為秒，表示該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數(shù)）。 一般工程測量最常用: DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀（普通經(jīng)緯儀）,7/23/2020,DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀,7/23/2020,第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀,DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀一般由基座、

3、水平度盤、照準(zhǔn)部三部分組成。,3.2.2 經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu),基座,水平度盤,照準(zhǔn)部,7/23/2020,（一）基座 基座是支承整個儀器的底座；三個腳螺旋用于整平儀器。,（三）照準(zhǔn)部 照準(zhǔn)部是基座上方能夠轉(zhuǎn)動的部分的總稱。主要由望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器以及讀數(shù)設(shè)備等組成。,（二）度盤 度盤是由光學(xué)玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0至360，按順時針注記，每格1或30，用以測量水平角。,7/23/2020,經(jīng)緯儀1,7/23/2020,經(jīng)緯儀2,7/23/2020,光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主要由物鏡、目鏡、調(diào)焦透鏡和十字絲分劃板四部分組成 。,橫絲,縱絲,望遠(yuǎn)鏡,7/23/2020,經(jīng)緯儀的兩水準(zhǔn)氣泡,水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器

4、、管水準(zhǔn)器 。 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,7/23/2020,經(jīng)緯儀的兩水準(zhǔn)氣泡,水準(zhǔn)器：圓水準(zhǔn)器、管水準(zhǔn)器 。 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,圓水準(zhǔn)器 作用：指示儀器豎軸是否豎直。 圓水準(zhǔn)器軸： 連接零點與球面球心的直線,管水準(zhǔn)器 作用：指示水平度盤是否水平。 管水準(zhǔn)器軸： 過零點與圓弧縱向相切的切線。,7/23/2020,經(jīng)緯儀的三軸：視準(zhǔn)軸、水平軸、垂直軸,視準(zhǔn)軸垂直于水平軸,水平軸垂直于豎直軸,7/23/2020,第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀,3.2.3 經(jīng)緯儀的基本操作,7/23/2020,第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀,3.2.3 經(jīng)緯儀的基本操作,對中,

5、整平,經(jīng)緯儀的操作步驟有對中、整平、照準(zhǔn)、讀數(shù)四大步。,7/23/2020,氣泡居中，1、2等高,1,2,3,高,氣泡居中，3與1、2等高,氣泡運動的方向與右手旋轉(zhuǎn)的方向相同,7/23/2020,瞄準(zhǔn)方法(4點) 目鏡對光使十字絲清晰 用準(zhǔn)星粗瞄目標(biāo) 物鏡對光，使目標(biāo)像清晰 用水平微動精確瞄準(zhǔn)目標(biāo),TDJ2E TDJ2 （北光）,照準(zhǔn),瞄準(zhǔn)時，盡量用縱絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部。,7/23/2020,DJ6采用分微尺測微器讀書方法 “H”水平度盤讀數(shù) “V”豎直度盤讀數(shù) 方法：1、先讀取度盤讀數(shù)；1 2、再以度盤分化線為準(zhǔn)讀取測微尺上的整分?jǐn)?shù)；分微尺的分劃值為1 3、最后估讀估讀到秒。秒數(shù)至測微器一格的十

6、分之(6)。,730424,讀數(shù),7/23/2020,兩個基本概念：,盤左 盤右,盤左觀測,盤右觀測,豎直度盤,豎直度盤,7/23/2020,第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀,（一）測回法： 適用于：2個方向的單角（AOB） （二）方向觀測法： 適用于：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。,常用方法有測回法和方向觀測法,3.2.4 水平角觀測,7/23/2020,步驟： （1）安置儀器于測站O點，對中、整平。盤左瞄準(zhǔn)左邊A，配度盤至000X，讀取a1。 （2）順時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b1。 則上半測回角值:1= b1-a1 （3）盤右，瞄準(zhǔn)右邊B，讀取b2。 （4）逆時針旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)左邊A，讀取a2。 則下半測

7、回角值:2= b2-a2 （5）計算角值 若：1-240（圖根級） 則有： = （1+2）/2,（一）測回法,7/23/2020,測回法記錄格式,254 24 06,180 05 00,74 19 06,00 04 18,74 23 42,74 19 24,74 19 15,若觀測N個測回，各測回間按180/N的差值來配置度盤。,測回法小結(jié): 左右（順）右左（逆）,7/23/2020,（二）方向觀測法,1適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。 2步驟：（有四個觀測方向）,A,B,O,C,D,（1）上半測回 選擇一明顯目標(biāo)A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準(zhǔn)A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，

8、C，D，A。,7/23/2020,（2）下半測回,倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。 同理各測回間按1800/N的差值，來配置水平度盤。,7/23/2020,3計算、記錄,（1）半測回歸零差: J2 12 ；J6 18 。 （2）2C值（兩倍照準(zhǔn)誤差）: 2C=盤左讀數(shù)（盤右讀數(shù)180）。 一測回內(nèi)2C互差：J218 ；J6不作要求。,7/23/2020,（3）各方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值： 平均值=盤左讀數(shù)+（盤右讀數(shù)180）/2 注意：零方向觀測兩次，應(yīng)將平均值再取平均。 （4）歸零方向值 將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。 （5）各測回歸零方向值的平均

9、值 同一方向值各測回間互差:J2 12 ；J6 24 。,7/23/2020,圖形：方向觀測法記錄手薄,7/23/2020,方向觀測法記錄計算的實例講解：,1、上半測回歸零差=000212- 000206=6。 2、OA方向2C值= 000212- 18000206=6。 OD方向2C值= 18200224- 200224=0。 這兩個方向的2C互差= 6,3、OA方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值： (000212+(18000206-1800)/2=000209。 再取平均得：(000209+ 000203)/2=000206 OD方向盤左、盤右讀數(shù)的平均值： (18200224+(200224+

10、1800)/2=18200224。,7/23/2020,4、OB方向的歸零方向值： 5101536-000206= 5101330。 OD方向的歸零方向值： 18200224- 000206= 18200018。,5、OB方向各測回歸零方向值的平均值： (5101330+5101325)/2= 5101328。 OB方向值各測回間互差: 5101330- 5101325=5。,方向觀測法小結(jié):,7/23/2020,第四節(jié) 豎直角觀測,3.4.2 豎直度盤的構(gòu)造,豎盤指標(biāo) 水準(zhǔn)管,微動螺旋,豎盤,7/23/2020,豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。,（1）順時針注記,7/23/2020,（

11、2）逆時針注記,7/23/2020,3.4.2豎直角的計算公式,1、順時針注記 左=90-L 右=R-270 故一測回豎直角 =（左+右）/2,7/23/2020,2、逆時針注記,問題：左= ？ 右=？,故有:左= L -90 右=270- R 一測回豎直角: =（左+右）/2,7/23/2020,3.4.3豎盤指標(biāo)差,1、定義 由于指標(biāo)線偏移，當(dāng)視線水平時，豎盤讀數(shù)不是恰好等于90或270上，而是與90或270相差一個x角，稱為豎盤指標(biāo)差。當(dāng)偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正，反之為負(fù)。,7/23/2020,（2）結(jié)論：取盤左盤右平均值，可消除指標(biāo)差的影響。 一般規(guī)范規(guī)定，指標(biāo)差變動范圍，J625、J215 。,2、計算公式,（1）指標(biāo)差:,對于順時針注記的： 正確的豎直角=(90+x) -L=左+x =R-(270+x)=右-x,7/23/2020,電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外觀上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類似。主要不同點在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進行自動讀數(shù)和液晶顯示。,第六節(jié) 全站儀,3.2.3 經(jīng)緯儀的基本操作,7/23/2020,全站儀的結(jié)構(gòu),7/23/2020,日本索佳SET230RK全站儀,日本索佳SET1130R全站儀,7/23/2020,日本拓普康GPT-3002N/LN 全站儀,拓普康GTS-102N全站儀,7/23/2020,瑞士