3角度测量误差基本知识2教学教材

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1、二、水平角观测,1.测回法 （适用于两个方向）,观测步骤 ：,1）在测站点（O）安置经纬仪，对中，整平； 2）盘左，照准A，(水平度盘读数调到0度大几的位置)读数a左，照准B，读数b左，(先照准左侧目标) 则，（上半测回） 3）盘右，（倒转望远镜），照准B，读数b右，照准A，读数a右， 则，（下半测回，不可调整度盘） 4）记录计算，计算半测回角值和测回值(上下半测回差40),2. 方向法(全圆测回法 ) （适用于三个及三个以上方向）,观测步骤 ：,1）在测站点（O）安置经纬仪，对中，整平； 2）盘左，照准零方向A，然后依次照准B、C、D，最后归零到A，读数a左、b左、 c左、d左、 a左， （

2、上半测回） 3）盘右，依次照准A、D、C、B、A，读数a右、d右、c右、b右、a右，（下半测回） 4）记录计算，按规定表格记录，计算归零后方向值和角值,A,B,C,D,O,A,全圆测回法记录表,说明：2C=左（右180），平均读数左+（右180）/2,1.定义：同一坚直面内，目标方向与水平方向线间的夹角 。 （90+90） 天顶距：同一坚直面内，目标方向与天顶方向线间的夹角。 （0z180 2.测量原理： （竖直度盘 ）,二、 竖直角（垂直角、高度角）,2.5竖直角观测,1.竖盘；2.指标线；3.指标水准管；4.调节螺旋,1.竖盘构造,竖直角观测： 竖盘转动；指标不动 水平角观测： 指标转动；

3、水平度盘不动,注意：竖盘与指标线的关系：,当望远镜视准轴水平，竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标没有指在相应的特定位置上（900或2700），而是比该特定值大了或小了一个小角值，这个角值称为竖盘指标差，简称指标差，常以 x 表示。,2.竖盘指标差,竖盘的注记形式：1）顺时针；2）逆时针,3.竖直角及指标差的计算,A.无指标差时,B.有指标差时,4.观测方法及记录计算,A.在测站点安置经纬仪，对中，整平； B.盘左，照准目标，用十字丝中横丝切准规定部位，指标水准管气泡居中，读数L； C. 盘右，照准盘左时的同一部位，指标水准管气泡居中，读数R； D.记录计算：填入规定之表格，记录计算。,观测方法

4、：,省略指标水准管气泡居中。 简化工作程序，提高工作效率，避免错误发生。 自动补偿的原理。,5.竖盘指标自动归零装置,所谓自动归零装置，即当经纬仪有微量的倾斜时，该装置能自动地调整光路使读数为水准管气泡居中时的正确读数。,3.7 角度观测误差分析,1.仪器轴系误差 A.视准轴不垂直于横轴； B.横轴不垂直于竖轴； C.竖轴不竖 D.度盘刻划误差P124(采用多测回观测的方法加以消除。 (1).水平度盘偏心误差 P125，采用左右平均值加以消除,一、水平角观测误差,A,C,B,角度观测误差分析,1.仪器轴系误差 A.视准轴不垂直于横轴； B.横轴不垂直于竖轴； C.竖轴不竖 2.照准部偏心误差

5、3.度盘刻划误差,一、仪器误差,消减方法： 1.检验校正仪器，使仪器残差尽可能小； 2. 采用盘左、盘右观测法以及采用多测回观测方法；,二、观测误差（人差）,1.对中误差,消减措施： 严格对中，在短边时，尤其要注意对中精度。,消减措施： 目标尽可能立直；尽可能瞄准目标底部,2.目标偏心差,3.照准误差,4.读数误差,消减措施： 用竖丝精确卡准或夹准目标,消减措施： 注意估读精确,5.整平误差,三、外界条件,消减措施： A：提高观测速度； B：选择观测时机； C：前后视距相等。,1.天气因素 温度、湿度、雾气、风力 2.观测时间 合理的观测时间 3、大气折光, 5.5经纬仪的检验校正,水准仪应满

6、足的几何条件 水准仪主要有四条轴线：视准轴CC、水准管轴LL、圆水准器轴LL和仪器竖轴VV，如图所示。为了保证水准仪能够提供水平视线，其主要轴线之间应满足以下几何条件：,（1）圆水准器轴应平行于仪器竖轴，即 （2）十字丝横丝应垂直于仪器竖轴。 （3）水准管轴应平行于视准轴，即,1. 经纬仪的主要轴线(带水准管)： （1）横轴HH：控制望远镜做纵向旋转的水平轴中心线 （2）视准轴CC：十字丝中央交点和物镜光心的连线 （3）水准管轴LL：水准管圆弧中心与顶面圆弧内壁相切的直线 （4）竖轴VV 2. 经纬仪轴线应满足的几何关系 （1）水准管轴垂直于竖轴（LLVV） （2）十字线的竖丝垂直于横轴 （3

7、）视准轴垂直于横轴（CC HH） （4）横轴垂直于竖轴（HH VV） （5）测竖直角测，竖盘指标差在限差范围内,一 经纬仪主要轴线满足的条件,（1）水准管轴是否垂直于竖轴的检验 用脚螺旋调节水准管气泡居中，然后旋转照准部180度，若气泡仍居中则表明两轴垂直，否则若偏移量超过一格则需要进行校正。 （2）十字丝竖线垂直横轴检验 用十字丝交点精确瞄准一目标点，微动旋转望远镜上下转动。若该点不偏离竖丝，表示十字丝竖丝垂直于仪器横轴。否则应进行校正,二 经 纬 仪 检 验与校正,（3）视准轴垂直于横轴检验 视准轴不垂直于横轴误差c,对水平目标Xc=C,不考虑横轴不水平误差，照准一大致水平的目标，盘左盘右

8、读数，刚好相差180则视准轴垂直于横轴，根据公式计算。 2C=L-R180 R= R+C 例： L=100236 R= 1900324 2C=-48 R= R+C= 1900300 L=L-C=R= 100300,（4）横轴垂直于竖轴的检验 距墙2030米左右安放仪器，以盘左使仪器仰角约30度指向墙上一个点P，拧紧水平制动螺旋，将望远镜旋转到水平位置，标出此时的十字丝交叉中心点m1。同理盘右得到另一个点m2。若m1和m2重合，则表明两轴垂直。不重合，测说明有i角影响，视准面与竖直面的夹角，Pm是竖直面。 i=0.5m1m2*/Pm 0m用皮尺丈量。 例：m1m2=5mm; 0m=30m = 2

9、10518 Pm=11.569 i=44.573 (44.57),（5）竖盘指标差检验和校正 检验：左、右瞄准同一目标(横丝切顶)，指标水准管居中，读数：L，R,校正：求正确读数： R=R-x; 例： R=R-x=288 15 57； L =L-x=71 44 03,引子： 基本观测元素：,一、钢尺量距,1.工具,高差：h 角度：、距离：D, 5.6距离测量,2.方法：,1.定义：在两点之间的直线方向上确定若干个中间点的工作。,A.目估定线法： (精度5cm),B.仪器定线法： (精度5mm),经验：目估延长线法,2.直线定线 (为什么要定线？),3.直线丈量,（1）平坦地丈量：先定线，后丈量

10、；先整尺，后尾尺。,（2）倾斜地丈量,斜量法：（坡度均匀）,平量法： (坡度不均匀） D=D1+D2+Dn,4.精度评定,往返丈量，求相对误差,满足要求，取算术平均值，否则，重测,K要求:1/10001/3000，一般要求1/2000,舍整,5.精密丈量,（1）丈量方法,（2）成果整理,基本方法同上，但每一尺段要两端读数，同时测量拉力和温度。,经过检定的钢尺长度可用尺长方程式表示：,lt温度为t时的钢尺实际长度； lo钢尺的名义长度； l尺长改正值，即温度在to时钢尺全长改正数； 钢尺膨胀系数，一般取=1.2510-5 ; to钢尺检定时的温度，一般取20C； t量距时的温度。,精密量距结果应

11、进行以下三项改正,1)尺长改正,2)温度改正,3)倾斜改正,结果,二、视距测量,1.视距测量原理,(1)视线水平时,A.平距,B.高差,(2)视线倾斜时,A.平距,B.高差,式中 D平距 h高差 k视距乘常数 n尺间隔 i仪器高 v目标高 倾角,2.视距测量的观测与记录计算,欲测定、两点间水平距离和高差h，其观测方法和步骤如下：,A. 在测站点安置经纬仪，量取仪器高i，在测点处立水准尺。 B. 盘左（或盘右）望远镜照准处标尺，读取上、下丝读数，计算尺间隔n。 C.竖盘指标水准管气泡居中,读取中丝读数v和竖盘读数L(R)，计算竖直角。 D记录计算,视距测量记录表 测站日期观测员. 仪器编号天气记

12、录员.,1.分类,2.测程,短程：3km 中程：315km 远程：15km 与棱镜数有关,3.原理,5.成果,标称精度 m=(A+BD) 如 DI5S m=(3mm+2ppmD),仪器改正， 气象改正， 倾斜改正。,4.精度,红外线红外测距仪 激光激光测距仪,三、光电测距（电磁波测距）,5.7直线定向,一、定义：确定某一直线与标准方向间的夹角关系的工作。,二、标准方向（三北方向） 1.真子午线方向(真北) 2.磁子午线方向(磁北,指向磁南极) 3.坐标纵轴方向(坐北),图中： 磁偏角 子午线收敛角 磁坐偏角 在某一地区是常量,三、直线定向的表示方法,1.方位角 从标准方向的北端顺时针方向量至某

13、一直线的水平角。 大小：0-360,分类： 1）真方位角A 2）磁方位角m 3）坐标方位角 ,正反方位角,2.象限角,从标准方向的北端（南端），顺时针（逆时针）量至某一直线的锐角。大小：0-90，用R表示。,不仅有大小，而且有方向 如R60可表示为 北偏东60、北60东、NE60、N60E 正反象限角，大小相等，方向相反,3.象限角与方位角的关系,罗盘仪 1、构造：罗盘，望远镜，水准器 罗盘：磁针，刻度盘。逆时针0-360；望远镜的视准轴与度盘的0-180直径方向重合。 2、使用：对中，整平，松磁针； 照准另一端的目标，读数。,4.5距离、方向与坐标的关系,一、坐标正算(P69),已知 A（x

14、A，yA），DAB，AB， 求B（xB，yB）,注意：直线所在的象限 当x0时， 若 0, AB = 若 0，AB =+360,二、坐标反算(P178),已知 A（xA，yA）， B（xB，yB）, 求 DAB，AB,例题2：已知直线AB的的坐标分别为（1000.00，1000.00）， （811.822，1067.742），试求直线AB的坐标方位角及水平距离。,例题1：已知A点坐标为（1000.00，1000.00），B点到A点的水平距离为200.00m，AB边的坐标方位角为1601206，试计算B点的坐标。,例题2：已知直线AB的的坐标分别为（1000.00，1000.00）， （811.

15、822，1067.742），试求直线AB的坐标方位角及水平距离。,注意：直线所在的象限 当x0时， 若 0, AB = 若 0，AB =+360,AB =+180 =160 1206,第三章作业,1、测回法测水平角，竖直角的观测步骤与计算方法。 2、水平角测量中指标线与度盘的转动关系与竖直角测量中指标线与度盘的转动关系不同点。 3、经纬仪的主要轴线有哪些？它们应满足的几何关系。 1. 经纬仪的主要轴线(带水准管)： （1）横轴HH：控制望远镜做纵向旋转的水平轴中心线 （2）视准轴CC：十字丝中央交点和物镜光心的连线 （3）水准管轴LL：水准管圆弧中心与顶面圆弧内壁相切的直线 （4）竖轴VV 2. 经纬仪轴线应满足的几何关系 （1）水准管轴垂直于竖轴（LLVV） （2）十字线的竖丝垂直于横轴 （3）视准轴垂直于横轴（CC HH） （4）横轴垂直于竖轴（HH VV） （5）测竖直角测，竖盘指标差在限差范围内,