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1、,第三章 角度测量,角度测量是确定地面点位的工作之一，包括:水平角测量和竖直角测量。,3-1 角度观测原理,3- 光学经纬仪,3-3 经纬仪的使用,3-4 水平角观测,3-5 竖直角观测,角度测量包括 水平角测量和竖直角测量。 水平角测量用于确定点的平面位置。 竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化 成水平距离。 常用仪器 经纬仪,一、水平角定义,一点到两目标的目标方向线同时投影到同一个水平面上的夹角，用表示，角值范围：0360,O”,0,A”,B”,a,b,=ba=右目标读数左目标读数,3-1 角度观测原理,二、水平角观测原理,三.竖直角测量原理,(一) 竖直角的定义,竖直角在同一个竖直面内
2、目标方向线与水平视线的夹角用表示，有、号,目标方向线在水平视线上方，为仰角,0 90正值,目标方向线在水平视线下方，为俯角,0 90负值,三.竖直角测量原理 1、定义 ：在同一竖直面内， 仪器中心至目标的倾斜视线 与水平视线所加的锐角。 角值范围：-90 +90 视线向上倾斜,称仰角， 为正值； 视线向下倾斜,称俯角， 为负值。 2、原理： =目标视线读数水平视线读数,1,2,基座、照准部、度盘、,3-2 光学经纬仪,按精度分为 DJ1、DJ2、DJ6、DJ10等。 D大地测量仪器 J经纬仪 数字测角精度（一测回方向观测中误差， 单位为秒） 按读数系统分为 ：光学经纬仪、电子经纬仪。 目前建筑
3、测量中使用较多的是光学经纬仪， 一般用DJ6，精度要求较高时用DJ2。,一、DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。,垂直制动,水平微动,读数目镜,水平度盘转换轮,垂直微动,光学对点器,补偿器转换钮,望远镜,圆水准器,1、基座 由轴座、脚螺旋、底板等组成。 作用：用于连接和整平。 2、度盘 包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。 注记：0 360 注：水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随 望远镜转动； 竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远 镜固定，随望远镜一起转动。,3、照准部 主要由望远镜、竖直制动微动螺旋、 水平制动微动螺旋、读数设备、 水准器和光学对
4、点器等组成。 望远镜 用于瞄准目标 圆水准器 用于粗略整平仪器 管水准器 用于精确整平仪器 光学对点器 用于使度盘中心 和测点在同一铅垂线上 读数装置用于读数,经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四项基本操作。,一、对中、整平 目的： 使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂线上； 使水平度盘处于水平位置。 方法：有垂球对中和光学对点器对中两种，由于垂球对中精度较低，且使用不便，工程测量中一般采用光学对点器对中。,3-3 经纬仪的操作使用,光学对点器对中及整平的步骤： 安置仪器：高度适中，使测点在视场内； 强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心 与测点重合； 粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中
5、； 精确整平：调节脚螺旋，使管水准气泡居中； 精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、 左右移动，不能旋转）； 重复 、两步，直到完全对中、整平。,整平,整平使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水 平， 竖盘位于铅垂面内。,二、照准目标 目的：视准轴对准观测目标的中心。 方法： 调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰； 利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋； 调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消 除视差； 调节制动、微动螺旋，精确瞄准。,三、读数 方法： 打开反光镜，使读数 窗光线均匀； 调焦使读数窗分划清晰 （注意消除视差）； 按不同的测微器直接 读取水平、竖直度盘 读数（度、分、秒，秒为估读且为6的
6、倍数）。 水平角：21506 48 “ 竖直角： 7852 00 “,一、测回法（只有两个方向）,1、操作步骤 安置仪器于O点，对中整平； 盘左（正镜）瞄准M点，读数。 顺时针转动仪器，瞄准N点读数； 盘右（倒镜）瞄准N点读数； 逆时针转动仪器，瞄准M点读数。,2、记录与计算（见表3.1) 盘左（正镜）观测 瞄M，记录 m左= 00036 瞄N，记录 n左= 684248 上半测回的角值： 左= n左- m左= 684212 盘右（倒镜）观测 瞄N， 记录 n右= 2484230 瞄M， 记录 m右= 1800024 下半测回角值： 右= n右- m右= 684206,一测回角值,检核 对于D
7、J6经纬仪，上下半测回角度之差应满足： ，否则，应重测。,当测角精度要求较高时，需观测多个测回： 第一测回度盘归零； 其他各测回间按180/n（n为测回数）的差 值，变换度盘； 各测回角值之差不得超过40“； 取各测回平均值作为最后结果。,测站, “,第一测回 O,第二测回 O,左,左,右,右,M N,M N,M N,M N,0 00 36,68 42 48,68 42 12,68 42 09,180 00 24,248 42 30,68 42 06,68 42 15,90 10 12,158 52 30,270 10 18,338 52 42,68 42 18,68 42 24,68 42
8、21,测回法观测手簿,表3.1,二、方向观测法（目标多于两个） 1、 操作步骤 安置仪器于测站点O， 对中、整平； 正镜（盘左），选择零方向 C，顺时针依次照准目标 D、A、B、C（归零）， 读数； 倒镜（盘右），瞄准 零方向C，逆时针依 次照准目标B、A、D、 C（归零），读数；,D,C,A,归零后方向值的计算： 各方向平均读数分别减起始方向平均读数。,2、记录与计算(观测记录见表3.2) 归零差的计算: 分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差；（若超限，应及时重测） 计算2c值（两倍视准误差）： 2c = 盘左读数-（盘右读数180） 若2c超限，应及时重测。 各方向平均读数的计算：
9、, 各测回归零后平均方向值的计算： 各测回归零后方向值的平均值。 水平角的计算： 相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。,24,角值,1 2 3 4 5 6 7 8 9, “,方向观测法观测手簿,O,O,第1 测回,第2 测回,C,D,B,A,C,C,A,B,D,C,0 00 54,79 27 48,142 31 18,288 46 30,0 00 42,180 00 24,259 27 30,322 31 00,108 46 06,180 00 18,-12,-6,+30 +18 +18 +24 +24,+18 +18 +30 +12 +24,0 00 39 79 27 39 142 3
10、1 09 288 46 18 0 00 30,（0 00 34）,0 00 00 79 27 05 142 30 35 288 45 44,0 00 00 79 26 59 142 30 29 288 45 47,90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00,270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36,90 00 57 169 27 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48,0 00 00 79 26 53 142 30 23 288 45 50,（90 00 52）,79
11、 26 59,63 03 30,146 15 18,71 14 13,-6,-12,表3.2,一、竖直度盘构造 竖直度盘固定在望远镜的 旋转轴（横轴）上。主要 由竖直度盘、竖盘指标、 （竖盘指标水准管、竖盘 指标水准管微动螺旋）， 目前很多仪器用自动 补偿器代替了水准管。,竖盘构造特点,构造特点 竖盘随望远镜一起转动。 竖盘与读数指标相互脱离。 竖盘气泡居中，指标铅垂。 视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数： 盘左时一般 L0=90 ，盘右时一般 R0=270 。,应满足的条件： 当望远镜视线水平时，竖盘指标水准管气泡居中后，读数指标线应指向某一整读数。如： 90, 盘左盘右瞄准同一目标时，竖
12、盘读数之和为一个整数值：360,LR 360,根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针 注记和逆时针注记两种。,顺时针注记,逆时针注记,竖直角的计算：,顺时针注记:,L90L,盘左,RR270,盘右,、竖直角计算公式 顺时针注记竖盘 刻划：目镜0，物镜180 盘左: L=90 L（上半测回） 盘右: R=R270（下半测回） 一测回竖直角： =（L+R）/2 =（RL180）/2,二、竖直角观测与计算,逆时针注记竖盘 刻划：目镜180,物镜0 盘左: L= L90 （上半测回） 盘右: R= 270R （下半测回） 一测回竖直角： =（L+R）/2 =（LR+180）/2 （L、R分别为盘左、盘右竖
13、盘读数）,竖直角计算的通用公式： （1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时： =瞄准目标时的读数 视线水平时的常数 （）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时： =视线水平时的常数瞄准目标时的读数 对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读 视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右 的常数差为180。,2、观测、记录与计算 竖直角观测 安置仪器，对中、整平； 盘左瞄准目标某一位置， 读取竖盘读数L； 盘右瞄准原目标位置， 读取竖盘读数R。 （以上盘左、盘右观测构成一个测回） 记录与计算(见表3.3) 分别计算盘左、盘右半测回竖直角， 计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。,测站,目标,竖盘位置,竖盘读数
14、,半测回竖直角,指标差 “,一测回 竖直角, “,备注,O,P,P ,左 右,左 右, “, “,71 12 36,288 47 00,96 18 42,263 41 00,-12,-9,+18 47 12,-6 18 51,+18 47 24,+18 47 00,-6 18 42,-6 19 00,竖直角观测手簿,表3.3,L=90 L R=R270 x =（R L）/2 =（L+R）/2,三、竖盘指标差的计算与校正,指标差当指标水准管气泡居中后，读数指标线没有指在正确位置(铅垂位置)，而是偏离正确位置一个小角度值，该角度值便称为指标差。,x=LL0,L0,L,如图： 盘左位置，望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。则正确的竖直角为：, 90LxLx （1）,指标差计算,如图： 盘右位置，望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。则正确的竖直角为：, R 270 x=Rx （2）,（1）、（2）两式联立得：,通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除 指标差； 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指 标差互差或同方向各测回指标差互差，不应 超过25“。,
