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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,
