[工学]第四章 经纬仪及角度测量1教学文稿

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1、第四章 经纬仪及角度测量（1）,华北水利水电学院,工程测量学,Engineering Surveying,三 水准测量误差来源及其消减方法,水准测量检核方法,二 水准仪的检验与校正,水准仪轴系应满足的几何条件,测站检核的目的、方法,水准路线高程计算过程（三种水准路线）,一 普通水准测量（重点）,水准测量中误差的主要来源、消除或减弱方法,Review,一水平角测量原理,三水平角测量,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,（重点）,（重点）,一水平角测量原理,角度测量是测量工作中的三项基本工作之一 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(计算

2、坐标)。 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,第四章 经纬仪及角度测量（1）,一水平角测量原理,2.水平角观测原理,水平度盘 设站 观测 投影 方向值 角度,空间角-二面角-水平角 图中水平角为M和P两个方向读数之差：=p-m,理想情况下，水平度盘上的读数与点位高低无关，读数相同。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,一水平角测量原理,3.观测水平角对仪器基本要求,仪器要能安置在角顶上，且仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上； 照准设备能在竖直面和水平面内自由转动； 要有一个能使其处于水平位置的刻度盘； 要有读数设备，读取投影方向的读数。,根据这些要求制成的测角仪器

3、就是经纬仪。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,游标经纬仪-光学经纬仪-(激光)电子经纬仪-全站仪-测量机器人,根据测角精度不同，经纬仪系列分为DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJ15等几个等级。D、J分别取大地测量仪器、经纬仪汉语拼音字头；下标数字表示该仪器测量精度，即一测回水平方向中误差的秒数。工程测量常用DJ6 级。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,（一）照 准 部,(1) 望远镜（物镜、目镜、内调焦透镜及十字丝分

4、划板、视准轴）用于瞄准目标 (2) 照准部制动和微动螺旋 (3) 望远镜制动和微动螺旋，横轴 (4) 照准部水准器(圆水准器和管水准器) (5) 竖盘机构 (6) 光学对点器 用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上 (7) 读数设备（读数显微镜）用于读数 (8) 竖轴,第四章 经纬仪及角度测量（1）,（二）水平度盘 在其圆周上刻有精密的分划由0360顺时针注记，简称度盘。 水平度盘套在竖轴中可以自由转动，度盘圆心与竖轴轴线重合，既可转动又可固定不动。,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,（二

5、）水平度盘,度盘格值（度盘的最小格值）：两相邻分划线所对的圆心角 。 DJ6型:光学经纬仪的度盘最小格值为1（30）； DJ2型: 光学经纬仪的度盘最小格值为20 ； 威特T3: 光学经纬仪的度盘最小格值为4；,不足一个度盘格值的角值采用光学测微器测定。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,w 水平度盘变换钮（手轮） 是一个带有齿轮的转动装置，通过齿轮的连接带动度盘转动，转动手轮即拨动了水平度盘，度盘转动的角度值可在读数窗中看到。 w 复测钮（复测扳手） 板上（关）：水平度盘与照准部分离，照准部转动度盘不动； 板下（开）：水平度盘与照准部合在一起，度盘随照准部一起转动。,水平度盘变换装置,第四章

6、经纬仪及角度测量（1）,目的：是将水平度盘安置在任何需要的位置上,轴座、脚螺旋、连接板、轴座固定螺旋等。 经纬仪照准部的支承装置。 经纬仪照准部装在基座轴套以后必须扭紧轴座固定螺旋，一般应用不得松开。,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,（三） 基座,第四章 经纬仪及角度测量（1）,其他辅助机构,光学对中器,使用： 旋转对中器目镜，看清分划板中心 拉伸对中器目镜镜管，看清地面点,二DJ6型光学经纬仪及其使用,1.普通光学经纬仪的结构,第四章 经纬仪及角度测量（1）,竖盘制动螺旋,望远镜,读数目镜,目镜,平面镜,脚螺旋,光学对中器,竖盘指标水准管调节螺旋,竖盘微动螺旋,水平盘

7、制动,水平盘微动,圆水准器,变换手轮,反光镜,物镜调焦螺旋,二DJ6型光学经纬仪及其使用,第四章 经纬仪及角度测量（1）,DJ6型光学经纬仪各螺旋的作用,望远镜目镜螺旋：旋转可使十字丝清晰； 望远镜调焦螺旋：旋转可使物像清晰； 望远镜制动螺旋：用于竖直方向粗略瞄准目标； 望远镜微动螺旋：用于精确瞄准目标; 该螺旋只有在制动螺旋制动时，才起作用； 读数显微镜目镜螺旋：旋转使读数装置更清晰； 照准部制动螺旋：用于水平方向上粗略瞄准目标； 照准部微动螺旋：用于水平方向上精确瞄准目标； 脚螺旋：用于整平仪器； 竖盘指标水准管微动螺旋：使竖盘指标水准管气泡居中； 光学对中器目镜螺旋：调节可看清地面点位；

8、 轴套固定螺旋：将基座与其之上的部分连接起来，平时该螺旋都应处于固紧状态。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2.读数设备,竖直度盘,水平度盘,DJ6经纬仪光路图,读数显微镜 放大水平度盘、竖直度盘及测微器的分划影像，能清晰地读取读数。,度盘读数光学系统： 把水平度盘和竖直度盘的度盘刻划影像传送到一个读数窗（读数显微镜）中。注意两路进光 。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,DJ6光学经纬仪读数方法,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2.读数设备,（1）分微尺法(测微尺) 分划为60格，格值1，可估读到0.1(6)。读数时，以分微尺上的零线为指标线。度数由落在分微尺上的度

9、盘分划的注记读出，小于10的数值（即分微尺零线至该刻度线间的角值或宽度），由分微尺上读出。,1265430,820654,第四章 经纬仪及角度测量（1）,调节读数显微镜调焦螺旋与反光镜使读数清晰亮度合适； 读度盘上的读数，度盘分划线在分微尺间的读数即为度数。 读分微尺上的读数，读出分、秒；根据该度盘分划线在分微尺上的位置读出分和秒，注意，秒的估读最好是先读出零点几分，再将其换算成秒，避免在读数时出错。 度盘上的读数与分微尺上的读数加起来，即为最终的读数。,DJ6光学经纬仪具体读数方法,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2.读数设备,第四章 经纬仪及角度测量（1）,如何区分水平盘、竖盘？,水平、一、

10、横、H； 垂直、竖、V,？如果没有标记，该如何区分。,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2.读数设备,第四章 经纬仪及角度测量（1）,水平读盘读数1805842,竖直读盘读数753224,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2.读数设备,第四章 经纬仪及角度测量（1）,（2）单平板玻璃测微器及读数方法利用测微手轮，用指标线读数,（1）原理：依据光线以一定入射角穿过平板玻璃后，将发生平行移动现象。,（2）读数方法：不足一个分划的度盘读数时，转动测微轮，平板玻璃即绕一固定轴旋转，度盘分划线影像也同步平移，当度盘某一刻线影像移至双指标线中间时，在测微尺上反映的移动量（分、秒数），即为不足一个分划的分秒细数(秒

11、值估读到5秒)。,二DJ6型光学经纬仪及其使用,第四章 经纬仪及角度测量（1）,水平度盘的读数为84210 垂直度盘读数为884725,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,3.经纬仪的使用,安置（对中、整平）瞄准(调焦)读数,（一）安置（对中与整平）,（1）对中：（垂球法、光学对中法） 使仪器中心位于测站点的铅垂线上。,1）垂球法（对中误差一般可小于3mm）垂球尖对准测站点标志中心。,基本操作,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,2）光学对中法（对中误差一般不大于1mm） 光学对中器圆心与测站点标志中心重合,光学对点器对中步骤： 先将三脚架踩

12、紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中， 然后通过升降三脚架使圆水准器气泡居中， 这时，仪器可能又不对中了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,光学对中器： 为一小型外调焦望远镜，当照准部水平时，对中器的视线经棱镜折射后的一段成垂直方向，且与竖轴中心重合。,光学对中器的使用: 旋转镜筒：目镜调焦，看清对中器分划线； 拉伸镜筒：物镜调焦，看清地面测站点标志； 要使对中器分划和测站标志周围同时清晰。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,方法1 ：利用三角架腿，强制对中 先放下三脚架的一条架腿；双手分别握住另两条架腿稍离地面前后左右摆动（注意架头要平），眼睛同时观

13、察对中器的目镜，直至分划圈中心对准测站点标志为止，放下两架腿踩紧三个架腿。 方法2 ：用脚螺旋，强制对中 （地势陡峭、松软地面或仪器安置比较困难的测站采用） ： (1)光学对中器对光，看清光学对中器的分划板和地面，辨明地面点的大致方位。 (2)两手转动脚螺旋。眼睛在光学对中器目镜中观察分划板标志与地面点相对移动并重合为止。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,2）光学对中法,二DJ6型光学经纬仪及其使用,3.经纬仪的使用,（一）安置（对中与整平）,（2）整平： 使水平度盘水平、竖轴竖直。,1)粗略整平：,伸缩脚架调节圆气泡或水准管气泡大致居中（粗平） 若有圆气泡则升降架腿使其居中。 若无圆气泡则按

14、如下操作： 使水准管与任两个脚螺旋方向平行，升降一个架腿使水准管气泡大致居中 旋转照准部90度，升降另一个架腿使水准管气泡大致居中 这样反复操作一二次。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,2)精确整平：先平行，后垂直 转动照准部使管水准轴与两脚螺旋的连线方向平行； 以相反的方向转动两脚螺旋使管水准器气泡居中； 转动照准部90，使水准管与原来的方向垂直； 转动第三脚螺旋使管水准器气泡居中。 注水准器气泡移动的方向与左手大拇指转动的切线方向一致。,平行 垂直,第四章 经纬仪及角度测量（1）,1）精确对中： 检查光学对中器，若分划圈中心偏离测站点标志，则稍松中心连接螺旋， 前后左右平行移动基座，使之精

15、确对中。（不可旋转） 2）再次精确整平 重复精确整平步骤，直至仪器既对中且管水准气泡在任何方向也居中为止。 注意：对中、整平要相互兼顾，多次反复，方能完成。,（3）精确对中，再次整平：,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,3.经纬仪的使用,（二）瞄准,瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪望远镜的视准轴对准另一地面点的中心位置。 1）设置观测目标：测角时，一般应在被瞄准的地面点上设置照准标志，标志中心在地面点的垂线上。 l 距离较近时： 目标标志可为目标点，（如钉子）、垂球线，也可竖立测钎； l距离较远时： 目标标志可为垂直竖立的标杆或觇标。,第四章 经纬仪及角度测量（1

16、）,第四章 经纬仪及角度测量（1）,2）瞄准目标 （1）松开照准部和望远镜制动螺旋（或扳手）； （2）调节目镜将望远镜瞄准远处天空，转动目镜，使十字丝刻划清晰； （3）粗略瞄准目标:转动照准部，用望远镜粗瞄器十字线竖线瞄准目标，固定照准部和望远镜； （4）望远镜调焦(对光)：转动物镜调焦筒使目标成像最清晰.(要注意消除视差） （5）精确瞄准：用照准部和望远镜微动螺旋精确用十字线竖线瞄准目标。 观测水平角时用竖丝：当目标较大时用单丝平分目标；当目标较小时用目标平分双丝。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,二DJ6型光学经纬仪及其使用,3.经纬仪的使用,（三）读数,在经纬仪瞄准目标之后从读数窗中读水平方向值(先符合后读数)。 读数与记录有呼有应，有错即纠。 纠错原则“只能划改，不能涂改”。 最后的读数值应化为度、分、秒的单位。,第四章 经纬仪及角度测量（1）,（四）水平度盘的配置（置数）,度盘变换钮配置： 1)转动照准部使望远镜瞄准起始方向目标; 2)打开度盘变换钮的盖子(或控制