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1、第三章 角度测量,角度测量，包括水平角测量和垂直角测量，是测量的基本测量工作之一。,水平角测量用于确定地面点位的平面位置，垂直角测量用于测定地面点的高程或将倾斜距离换算成水平距离。,第一节 水平角测量原理,一、水平角的概念,相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。水平角一般用表示，角值范围为0360。,二、水平角测角原理,用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置的刻度盘（称为水平度盘），且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。为了能瞄准高低远近不同的目标，仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。,经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角
2、仪器。,返回,下一节,第二节 光学经纬仪的构造,经纬仪按读数设备不同分为光学经纬仪和电子经纬仪。,光学经纬仪按测角精度，分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同级别。下标数字07、1、2、6、15表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。,在工程中最常用的是DJ6和DJ2型光学经纬仪。本节主要介绍DJ6型光学经纬仪。,一、DJ6型光学经纬仪的构造,照准部,水平度盘,基座,1照准部,照准部是指经纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。,*,竖轴,望远镜,横轴（水平轴）,照准部制动和微动螺旋,望远镜制动和微动螺旋,竖直度盘,读数设备,照准部水准管,光学对中器,*,*,
3、2水平度盘,它是由光学玻璃制成的圆环，环上刻有0360的分划线，在整度分划线上标有注记，并按顺时针方向注记，两相邻分划线间的弧长所对圆心角，称为度盘分划值，通常为1或30。,水平度盘与照准部是分离的。如果需要改变水平度盘的位置，可通过照准部上的水平度盘变换手轮，将度盘变换到所需要的位置。,3基座,基座用于支承整个仪器，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在三脚架上。,基座上有三个脚螺旋，用于整平仪器。,在基座上还有一个轴座固定螺旋，用于控制照准部和基座之间的衔接，使用仪器时，切勿松开轴座固定螺旋，以免照准部与基座分离而坠落。,二、读数设备及读数方法,光学经纬仪上的水平度盘和竖直度盘的最小度盘分划值一
4、般均为1或30，度盘上小于度盘分划值的读数要利用测微器读出，DJ6型光学经纬仪一般采用分微尺测微器。,*,三、DJ2型光学经纬仪构造简介,1DJ2型光学经纬仪的特点,（1）望远镜放大倍数较大，照准部水准管灵敏度较高。,（2）读数时，通过转动换像手轮，使读数显微镜中出现需要读数的度盘影像。,（3）DJ2型光学经纬仪采用对径符合读数装置以可消除偏心误差的影响，提高读数精度。,2DJ2型光学经纬仪的读数方法,采用对径符合读数装置。,4,65,66,0,0,1,2,5,65,66,4,0,4,1,返回,下一节,第三节 经纬仪的使用,经纬仪的使用,安置仪器,瞄准目标,读数,安置仪器可按初步对中整平和精确
5、对中整平两步进行。,1初步对中整平,用光学对中器对中,2精确对中和整平,安置仪器,对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。,整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。,对中和整平，一般都需要经过几次“整平对中整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。,二、瞄准目标,三、读数,（1）打开反光镜，调节反光镜镜面位置，使读数窗亮度适中。,（2）转动读数显微镜目镜对光螺旋，使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。,（3）根据仪器的读数设备进行读数。,返回,下一节,第四节 水平角的测量方法,水平角测量的方法,测回法,方向观测法,一、测回法,测回法适用于观测两个方向之间的单角，
6、是水平角观测的基本方法。,1测回法的观测方法,设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角。,A,B,O,（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。,A,B,O,（2）盘左位置,瞄准左目标A，读取水平度盘读数aL。,瞄准右目标B，读取水平度盘读数bL。,盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）L 为：,上半测回,。,。,。,测回法观测手簿,O,左,A,0 01 30,。,B,98 20 48,。,98 19 18,右,B,278 21 12,*,A,180 01 42,*,98 19 30,98 19 24,第一测回,O 第二测回,左,
7、A,90 01 06,B,188 20 36,右,B,A,8 20 36,270 00 54,98 19 30,98 19 42,98 19 36,98 19 30,*,*,*,*,*,*,A,B,O,*,（3）盘右位置,瞄准右目标B，读取水平度盘读数bR。,瞄准左目标A，读取水平度盘读数aR。,下半测回,盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）R为：,*,*,上半测回和下半测回构成一测回。,（4）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于40，即|LR|40，认为观测合格。,可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值。即,在本例中：,*,*,注意!,由于水平度盘是顺时针刻划注
8、记的，所以计算水平角时:,总是用右目标的读数减去左目标的读数。,如果不够减，则应在右目标的读数上加上360，再减去左目标的读数，决不可以倒过来减。,*,对一个角度观测多个测回时：,为了减弱度盘分划误差的影响，各测回在盘左位置观测起始方向时，需要起始方向安置水平度盘读数。,根据测回数n，以180/n的差值，进行水平度盘读数的安置。,安置起始方向水平度盘读数的办法：,对DJ6经纬仪，各测回角值互差如果不超过40，取各测回角值的平均值作为最后角值。,*,*,二、方向观测法,方向观测法简称方向法，也称全圆方向观测法或全圆测回法。,适用于在一个测站上观测两个以上的方向。,1方向观测法的观测方法,O,A,
9、B,C,D,设O为测站点，A、B、C、D为观测点。,（1）在测站点O安置经纬仪,在A、B、C、D观测目标处竖立观测标志。,O,A,B,C,D,（2）盘左位置,选择一个明显目标A作为起始方向，瞄准零方向A，将水平度盘读数安置在稍大于0处，读取水平度盘读数；,*,顺时针方向依次瞄准B、C、D各目标，分别读取水平度盘读数。,为了校核，再次瞄准零方向A，称为半测回归零，读取水平度盘读数。,*,*,方向观测法观测手簿,。,。,。,。,*,*,*,*,*,*,*,*,零方向A的两次读数之差的绝对值，称为半测回归零差。,归零差不应超过相应的规定。,具体规定是：,如果归零差超限，应重新观测。,以上称为上半测回
10、。,幻灯片 24,幻灯片 15,O,A,B,C,D,（3）盘右位置,逆时针方向依次照准目标A、D、C、B、A。,并将水平度盘读数由下向上记入观测表中。,以上称为下半测回。,*,上、下两个半测回合称一测回。,需要观测n个测回，则各测回起始方向仍按180/n的差值，安置水平度盘读数。,幻灯片 15,2方向观测法的计算方法,（1）计算两倍视准轴误差2c值,2c =盘左读数（盘右读数180）,以OA方向为例：,*,平均读数又称为各方向的方向值。,（2）计算各方向的平均读数,以OB方向为例：,*,起始方向有两个平均读数，故应再取其平均值。,将起始方向两个平均读数的平均值，写在起始方向平均读数栏内，并加括
11、号。,*,将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数（括号内数值）。起始方向归零后的方向值为零。,（3）计算归零后的方向值,*,（4）计算各测回归零后方向值的平均值,多测回观测时，同一方向值各测回互差，符合规定，则取各测回归零后方向值的平均值。,（5）计算各目标间水平角角值,*,各测回归零后方向值的平均值,*,方向观测法的技术要求,*,*,*,下一节,返回,第五节 垂直角的测量方法,一、垂直角测量原理,1垂直角的概念,在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用表示。,角值范围为090。,视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+）；,视线在水平线的下方，为俯角，符号
12、为负（）。,2垂直角测量原理,由于视线水平时的竖盘读数都应为90的倍数。所以，测量垂直角时，只要瞄准目标读出竖盘读数，即可计算出垂直角。,二、竖直度盘构造,光学经纬仪竖直度盘的构造包括:,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,当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指标所处的位置称为正确位置。,观测垂直角时，竖盘指标必须处于正确位置才能读数。,*,*,*,*,*,*,光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：,顺时针方向注记,逆时针方向注记,0,90,180,270,0,180,90,270,竖直度盘构造的特点是：,当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90
13、，盘右位置的竖盘读数为270。,三、垂直角计算公式,顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式:,0,90,180,270,0,90,180,270,盘左位置：,盘右位置：,一测回垂直角：,*,*,逆时针注记的竖盘垂直角的计算公式为：,在观测垂直角之前，将望远镜大致放置水平，观察竖盘读数，首先确定视线水平时的读数；然后上仰望远镜：,若读数增加，则垂直角的计算公式为：,若读数减少，则垂直角的计算公式为：,这个规定，适合任何竖直度盘注记形式和盘左盘右观测。,*,*,四、竖盘指标差,在垂直角计算公式中，认为当视准轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数应是90的整数倍。,竖盘指标常常偏离正确位置，这个偏离的
14、差值x角，称为竖盘指标差。,竖盘指标差x本身有正负号，一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，x取正号，反之x取负号。,*,*,*,90,180,270,0,90,180,270,0,盘左位置，其正确的垂直角计算公式为：,盘右位置，其正确的垂直角计算公式为：,垂直角的计算公式 ：,用盘左、盘右观测，取平均值作为垂直角的观测结果，可以消除竖盘指标差的影响。,竖盘指标差的计算公式 ：,*,下一节8,指标差互差的限差，DJ2型仪器不得超过15； DJ6型仪器不得超过25。,五、垂直角观测,（1）在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标志，确定该仪器垂直角计算公式。,（2）盘左位置：瞄准目标
15、A。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L。,*,（3）盘右位置：重复步骤2。,*,*,*,（4）根据垂直角计算公式计算，得,*,*,竖盘指标差为：,*,那么一测回垂直角为：,*,垂直角观测手簿,O,A,左,95 22 00,*,右,264 36 48,-5 22 00,*,*,-5 23 12,*,-36,*,-5 22 36,O,B,左,右,81 12 36,278 45 54,+8 47 24,+8 45 54,-45,+8 46 39,注意：,每次读数前必须使竖盘指标水准管气泡居中。,采用了竖盘指标自动归零装置的经纬仪，整平，瞄准目标后，打开自动补偿器。,下一节,返回,第六节 经纬仪的检验与校正,一、经纬仪的轴线及各轴线
