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1、第四章 角度测量,一、水平角 空间两条相交直线在水平面上投影的夹角,mn,4.1 角度测量的概念,二、垂直角 空间直线与水平面之间的夹角,4.1 角度测量的概念,a,p,水平面,铅垂面,P,a,垂直角与天顶距的关系: 90Z,仰角: 0 俯角: 0,垂直指标读数与垂直角关系: 90,A,P,4.2 光学经纬仪,一、J6级光学经纬仪 1、基本结构 (1)脚架 (2)基座,竖 轴 横 轴 照准轴 水平度盘 垂直度盘 水准器,(3)照准部,三轴,J6 经纬仪,4.2光学经纬仪,2、J6经纬仪的照准装置(望远镜) 主要组成:物镜、目镜、十字丝板和调焦装置,4.2光学经纬仪,(1)成像原理:物镜组和调焦
2、透镜构成一个焦距可变的等效透镜。调整两者间距(调焦),使目标成像于十字丝板。十字丝板安装在目镜的前焦点之内,通过目镜可观测到目标放大的虚像。,F1,F2,十字丝板,等效透镜,目镜,光学经纬仪 (十字丝的形状),纵丝:测定水平角,横丝:测定垂直角,视距丝:与标尺配合测定距离,(2)十字丝分划板:用于精确照准目标和视距的装置,4.2光学经纬仪,3、J6经纬仪的读数系统 (1)度盘:直径6090mm, 最小分划 1,视差:度盘影像和测微尺影像不能同时清晰。 (调整透镜7与12),行差:度盘分划格距与相应测微尺分划格距不一致。(调整透镜6与11),(2)光路:水平度盘光路、垂直度盘光路和对点器光路。,
3、4.2光学经纬仪,(3)测微装置与使用 度、分直接读出 秒、值估读 例: 水平角读数 2130124,垂直角读数 955530 ,4.2光学经纬仪,4、J6经纬仪的安平装置 (1)水准器 有管水准器和圆水准器两种。,光学经纬仪(管水准器的分划值),t值越小水准器的灵敏度越高,相邻分划间弧长一般为2mm:,光学经纬仪(圆水准器),圆水准器水准轴:,过圆水准器顶部中心并垂直于顶部的直线,圆水准器用于概略整平,管水准器用于精确整平,圆水准器:t= 8 60 ,4.2光学经纬仪,(2)竖盘自动归零装置 有手动和自动两种 手动:,4.2光学经纬仪,自动:,重锤,空气阻尼,簧片,限幅器,光路,空气阻尼,簧
4、片,限幅器,4.2光学经纬仪,三、J2经纬仪的使用 旋转测微螺旋,使度盘对径分划影像重合,在读数窗中读出度和十分值,在测微窗中读出不足十分值和秒值(秒值不足一格四舍五入)。如图读数:52500,5,a,6,5,40,50,0,0,9,9,0,0,20,10,40,4,4,5,5,5,20,10,0,50,b,4.3水平角和垂直角观测与记录,一、经纬仪的整置 1、对中:使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。 (1)垂球法 (2)光学对点器法,经纬仪置平,4.3水平角和垂直角观测与记录,3、调焦:包括物镜调焦和目镜调焦。 物镜调焦:使目标成像于十字丝分划板上。 目镜调焦:使目标影像连同十字
5、丝分划所成虚像一起成像于 人眼明视距离处。,调焦的检验:眼睛在目镜处微微晃动,若十字丝与目标相对 移动,则调焦不正确,此现象称为十字丝视差。 若存在十字丝视差,将对角度测量产生影响, 应重新调焦。,调焦方法:望远镜对向背景明亮处,旋转目镜调焦螺丝, 使十字丝最黑;照准目标后,旋转物镜调焦螺 丝,使目标影像最为清晰。,4.3水平角和垂直角观测与记录,十字丝视差:目标影像与十字丝不重合,当观察位置发生变化 时,两者之间产生的相对移动现象。,4.3水平角和垂直角观测与记录,观测准备工作: (1)寻找目标 (2)选定零方向 (3)准备手簿,填写相关项目 (4)量取仪器高和觇标高,并记录,二、水平角方向
6、观测法 1、目标的照准方法,4.3水平角和垂直角观测与记录,水平角观测时目标的照准方法,单丝照准,4.3水平角和垂直角观测与记录,2、安置度盘:消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。 J6型:G180/m(k-1)+60/m(k-1) J2型:G180/m(k-1)+10(k-1)+600/m(k-1/2) 其中:m为总测回数,k为测回序号,3、观测步骤,4、记录与计算,水平角的观测和记录,0 02 36,70 23 36,228 19 24,0 02 30,254 17 54,180 02 36,250 23 42,48 19 30,180 02 36,74 17 54,33,36,0 0
7、0 00,70 21 03,228 16 51,254 15 21,06,54,18,0 00 00,70 21 04,228 16 52,254 15 20,0 00 00,70 20 55,228 16 48,254 15 17,水平角观测与记录,仪器号码:020123654 观测日期:2003.09.10,测站:N1,观测者:李 平 记录者:马志强,19,19,4.3水平角和垂直角观测与记录,5、观测限差,仪器,项目,4.3水平角和垂直角观测与记录,6、作业中的若干问题 (1)观测数据不许转抄,秒值不许改动,不许连环涂改; (2)字迹清楚,不许就字改字、不许一改再改; (3)项目填写齐全
8、,不许空页、撕页; (4)方向数小于4个时(2、3),可不归零; (5)个别方向超限时,应重新与原零方向进行联测, 重测方向数不许超过总方向数的1/3; (6)一测回中间,不许整平。,4.3水平角和垂直角观测与记录,三、垂直角中丝观测法 1、观测与计算 (1)观测: 盘左横丝切准目标,指标水准器居中,读数L; 盘右横丝切准目标,指标水准器居中,读数R; 以上即为垂直角一测回观测。,2、公式的推证,指标差 i:读数指标偏离正确位置(铅垂线)的角值,垂直角与指标差的关系,4.3 水平角和垂直角观测与记录,特性: (1)指标差对垂直角观测的影响,可在一测回观测中消除; (2)短时间内指标差大小为常数
9、,故可利用指标差互差检验垂直角观测质量。 J6级指标差互差限差小于 24,垂直角观测与记录,测站,觇 点,读数,指标差,直垂角,仪器高,觇标高,盘左,盘右,N1 旗 顶,88 05 24,271 54 54,1 54 45,1.42,3.02,88 05 30,27154 42,1 54 36,1 54 40,南 山,0 09,0 06,同一测站 指标差互差 i 24 ,作 业,作业题: P25 1、2、3 预习思考题: 如何提高水平角测量精度和速度?,角度观测实习安排,器材:经纬仪、脚架、手簿、铅笔、 课本、小凳,时间:下周三下午 下周五上午,任务:熟悉仪器、练习观测读数 水平角4个方向2测回, 垂直角2个方向各2测回,J6光学经纬仪,经纬仪三轴,横轴与竖轴正交 照准轴与横轴正交,望远镜赖以俯仰的轴 与水平度盘平行 通过垂直度盘中心并与其正交,照准部赖以水平旋转的轴 测角时与地面标志点在同一铅垂线上,望远镜物镜中心与十字丝交点的连线,照准方向线,三轴关系,J6经纬仪度盘,