建筑工程测量第三章角度测量资料

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1、第三章 角度测量,3-1 角度测量原理,3-2 DJ6型光学经纬仪,3-3 水平角测量,3-4 竖直角测量,3-5 经纬仪的检验与校正,3-6 角度测量中产生误差的原因及其消极减方法,3-7 其他经纬仪,重点与难点：仪器使用、角度测量（水平角，竖直角）,思考题,3-1 角度测量原理,角度测量包括： 水平角(horizontal angle)测量 竖直角(vertical angle)测量,确定点的平面位置,间接测定点的高程位置、把倾斜距离换成水平距离,一、水平角的测量原理,=右目标读数c-左目标读数a,c,a,a,b,c,定义：从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。也就是过这

2、两方向线所作两竖直面间的二面角。 用表示 范围：顺时针0360,水平角度计算公式：,二.竖直角的测量原理,定义：在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线 的夹角。 范围：=090 ，, ZA为天顶距,俯角为负。,天顶,仰角为正，,090,090,用途： 1) 倾斜距离化算为水平距离 2) 三角高程测量,第三章 角度测量,3-1 角度测量原理, 3-2 DJ6型光学经纬仪,3-3 水平角测量,3-4 竖直角测量,3-5 经纬仪的检验与校正,3-7 其他经纬仪,思考题,3-6 角度测量中产生误差的原因及其消极减方法,3-2 DJ6型光学经纬仪,一、经纬仪概述 1按读数系统分类： 光学经纬仪、游标经

3、纬仪、电子经纬仪 2按精度分类：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15及DJ60,“D”和“J”大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母 “6”和“2”仪器的精密度。 一测回方向观测中误差不超过6和 2 在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2 、 J6经纬仪,二、DJ6经纬仪的构造 DJ6经纬仪的构造主要包括： 照准部(alidade)、水平度盘(horizontal circle)、基座(tribrach),3基座 基座用来支承整个仪器，并借助中心螺旋使经纬仪与脚架结合 其上有三个脚螺旋，用来整平仪器。竖轴轴套与基座连在一起。轴座连接螺旋拧紧后，可将照准部固定在基座上，使用仪器时，

4、切勿松动该螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。,2水平度盘 水平度盘是玻璃制成的圆环，在其上刻有分划，从0360，顺时针方向注记，用来测量水平角。度盘轴套套在竖轴轴套的外面，绕轴套旋转。,1照准部 照准部上有望远镜、横轴、支架、竖轴、水准管、水平制微动、竖直制微动、读数装置和对点器等。,照准部,竖直度盘,望远镜,目镜,粗瞄器,自动补偿器开关,对点器 （光学对中器）,竖直制动、微动,水平微动,圆水准器,度盘变换手轮,轴座,脚螺旋,底板,图示 DJ6经纬仪结构：,望远镜十字丝,三、DJ6经纬仪的读数方法,（测微尺读数装置及其读数方法）,分微尺,测微尺读数装置：,水平度盘与竖盘上1的分划间隔，成象后

5、与分微尺的全长相等。,分微尺分成60等分， 格值1，可估读到0.1,读数方法：,以分微尺上的零线为指标。 度数由落在分微尺上的度盘分划的注记读出， 小于1的数值，即分微尺零线至该度盘刻度线间的角值，由分微尺上读出。,“H”水平度盘读， “V”竖直度盘读数。,H,V,水平度盘读数：,31906.7,31906 42,例1:,例2:,例3:,例4:,四、DJ6经纬仪的使用,经纬仪的安置,瞄准目标,读数,(1)垂球对中及整平方法 (2)光学对中器对中及整平方法,对中、整平,对中： 目的：把仪器中心安置到过测站点的铅垂线上。 要求：对中偏差应小于3mm。,整平： 目的：使经纬仪的竖轴垂直，水平度盘水平

6、。 要求：在测角过程中，气泡偏离中心位置不能 超出12格。,一、经纬仪的安置 (一) 垂球对中、整平,（1）脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方，并注意使架头水平。固定好仪器。挂好垂球 （2）在脚架头上移动仪器，使垂球对中。 （3）旋转脚螺旋进行整平（包括圆水准器、管水准器）。 （4）反复（2）、（3）两步。,(二) 光学对中器对中、整平,（1）脚架的三个脚成等边三角形架在点位正上方，并注 意使架头水平。固定好仪器。,（2）左右旋转光学对中器，使里面的2个同心圆清晰； 前后推拉，使地面点位清晰。,（3）固定三角架一条腿， 后拿另外两条腿前后、左右移动，使仪器中心与测站点o位于同一条铅垂线上。

7、对中偏差应小于3mm。,（4）固定三角架一条腿， 后升降另外两条腿，使圆水准器气泡居中；,气泡始终向高处移动,注意脚架在地面的位置不要移动,（5）脚螺旋精平左手大拇指法则,1）转动仪器，使水准管与脚螺旋1、2连线平行。 2）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1、2 。 3）转动仪器900，运用法则，旋转脚螺旋3 。 4) 重复2）、3）两个步骤、直到这2个位置上，水准管气泡都居中,要求：整平后，照准部转到任何位置时，水准管气泡偏离中心不超过水准管分划的一格。,气泡居中，1、2等高,1,2,3,气泡居中，3与1、2等高,高,(6)架头上移动仪器，精确对中,(8) 反复（6）、（7）两步。,(7

8、)脚螺旋精平（与第5步骤一样）,对中和整平，一般都需要经过几次“整平对中整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。,二、瞄准目标,目镜调焦,粗瞄目标,物镜调焦,精确瞄准,三、读数,图中的度盘读数是？,3190648,863530,1800624,645312,第三章 角度测量,3-1 角度测量原理,3-2 DJ6型光学经纬仪, 3-3 水平角测量,3-4 竖直角测量,3-5 经纬仪的检验与校正,3-7 其他经纬仪,思考题,3-6 角度测量中产生误差的原因及其消极减方法,=右目标读数c-左目标读数a,c,a,a,b,c,定义：从空间一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的夹角。也就是过这两

9、方向线所作两竖直面间的二面角。 用表示 范围：顺时针0360,水平角度计算公式：,3-3 水平角测量,复习:水平角测量(horizontal angle observation) 原理,盘左/正镜,根据观测目标的多少，常用的水平角观测方法有： （1）测回法(method of observation set)： 适用两个方向之间的单角观测。 （2）方向观测法(method of direction observation)： 当观测方向为三个或多于三个时，通常采用方向观测法,盘右/倒镜,两个基本概念：,竖直度盘,竖直度盘,一、测回法,1.安置仪器,2.盘左位置,顺时针,aL,bL,盘左半测回（

10、也称上半测回）,L = bL-aL,b右,逆时针,a右,盘右半测回（也称下半测回）,右=b右- a右,3.盘右位置,一测回,（对中、整平）,对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于40，即|LR|40，认为观测合格。,可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值。即,观测,测回法数据记录格式,254 24 06,180 05 00,74 19 06,00 04 18,74 23 42,74 19 24,74 19 15,记录,注意!,由于水平度盘是顺时针刻划注记的，所以计算水平角时:,总是用右目标的读数减去左目标的读数。,如果不够减，则应在右目标的读数上加上360，再减去左目标

11、的读数，决不可以倒过来减。,测回法观测手簿,L = bL-aL,右=b右- a右,度盘配置,多个测回观测： 原因：为了减小度盘分划不均匀所带来的误差，为了提高观测精度，往往需要观测多个测回。 方法：各测回应根据测回数n，按180/n变换水平度盘的位置，n为测回数。,例如：n3时，各测回瞄准起始方向时水平度盘的 读数应依次配置在等于或略大于0、60、120。,1,a1=0,b1,度盘变换手轮,盘左,2,a2,b2,O,左,A,0 01 30,B,98 20 48,98 19 18,右,B,278 21 12,A,180 01 42,98 19 30,98 19 24,第一测回,O 第二测回,左,

12、A,90 01 06,B,188 20 36,右,B,A,8 20 36,270 00 54,98 19 30,98 19 42,98 19 36,98 19 30,*,多测回观测数据记录：,测回法观测手簿,二、方向观测法,1适用：在一个测站上观测方向为三个或多于三个时。 2步骤：（有四个观测方向）,（1）上半测回 选择一明显目标A作为起始方向（零方向），盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。,（2）下半测回 倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。,多测回观测： 同理各测回间按180/N的差值，来配置水平度盘。,3计算、记录,方向观测法记录手薄,o,（第一测回）,o,

13、（第二测回）,B,A,C,A,D,B,A,C,A,D,0 02 06,51 15 42,131 54 12,182 02 24,0 02 12,180 02 00,231 15 30,311 54 00,2 02 24,180 02 06,+6,+12,+12,0,+6,+6,+6,0 02 03,51 15 36,131 54 06,182 02 24,0 02 09,(0 02 06),0 00 00,51 13 30,131 52 00,182 00 18,90 03 30,141 17 00,221 55 42,272 04 00,90 03 36,270 03 36,92 03 54

14、,41 55 30,321 16 54,270 03 24,+6,+6,+6,+12,0,+6,+12,90 03 27,141 16 57,221 55 36,272 03 57,90 03 36,(90 03 32),0 00 00,51 13 25,131 52 04,182 00 25,0 00 00,51 13 28,131 52 02,182 00 22,51 13 28,80 38 34,360 00 00,50 08 20,177 59 38,(盘左观测),(零方向),(盘右观测),2C=盘左读数（盘右读数180）,归零差,平均读数=（盘左读数+盘右读数180）/2,取平均,第

15、三章 角度测量,3-1 角度测量原理,3-2 DJ6型光学经纬仪,3-3 水平角测量, 3-4 竖直角测量,3-5 经纬仪的检验与校正,3-7 其他经纬仪,思考题,3-6 角度测量中产生误差的原因及其消极减方法,定义：在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线 的夹角。 范围：=090 ，,俯角为负。,仰角为正，,090,090,3-4 竖直角测量,复习：竖直角的概念,用途： 1) 倾斜距离化算为水平距离 2) 三角高程测量,一、竖直度盘(vertical circle)的构造,1包括:竖盘(vertical circle) 、竖盘指标水准管(vertical index bubble tube)、及其微动螺旋。,后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器(vertical index compensator)来替代。,2特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一起转动。,3、竖盘的注记形式：顺时针、逆时针两种。,（1）顺时针注记,（2）逆时针注记,视线水平，竖盘指标 水准管气泡居中时：,盘左: 90 盘