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1、第三章第三章 角度测量角度测量第一节、角度测量原理第一节、角度测量原理v 角度测量是测量的三项基本工作之一,包括水平角测量和竖直角测量。v一、水平角测量原理v 水平角从一点到两目标点的方向线,垂直投影在水平面上所在的夹角。v 水平角的角度范围为0360度。v二、竖直角v 在同一竖直平面内,视线方向与水平方向线的夹角。v角度变化范围为-90+90度。v 如下图所示。 第二节第二节 光学经纬仪光学经纬仪v一、概述;v 光学经纬仪是工程中常用的测量角度的仪器,目前常用的型号:DJ6,适用于各种比例尺的地形图测绘和土木工程施工放样。其它型号还有如DJ12、DJ1、DJ2、DJ3。如常用的DJ6经纬仪各
2、部分名称,见图3.3。v 型号中:D表示大地测量,J表示经纬仪;数字X表示测回的方向中误差,秒。v 二、构造:vDJ6型光学经纬仪主要由基座、照准部、度盘3个部分组成,如图3.4所示。v (一)基座;v 基座:仪器插进轴管后,必须拧紧基座侧面的固定螺旋,以防滑落。v 借助中心螺旋与三脚架相连,中心螺旋或中空或下挂垂球,用来使仪器竖轴中心线与地面标志点在同一铅垂线上。v v(二)度盘v1、水平度盘度盘;v 水平度盘是在圆盘上刻在一周0度360度顺时针注记的分划线。每格为1度或0.5度,用来测量水平角。v2、竖直度盘;v 竖直度盘用来测竖直角。在圆盘上有一圈顺时针向(或逆时针向)的注记的分划线,每
3、格为10、 30或20 。v竖直度盘在仪器横轴一端,随望远镜一起转动,而用来进行竖盘读数的指标则不动,它只能通过竖盘水准管微动螺旋作微小转动,以竖盘水准管气泡居中为正确位置。v (三)照准部;v 瞄准器、望远镜、水平制动与微动螺旋、竖直制动与微动螺旋共同组成了它的照准系统。v三、 DJ6型光学经纬仪读数装置及方法v1、分微尺测微器及读数方法v分微尺读数系统,此系统中,度盘分划为1度,分微尺成6大格,每小格又分成10小格,因此每小格为1,可估读到0.1。v见图3.7以及下图所示。v2、单平板玻璃测微器及读数方法v见图3.9。第三节第三节 经纬仪的使用经纬仪的使用v在进行角度测量时,应将经纬仪安置
4、在测站(角的顶点)上,然后再进行观测。v经纬仪的使用包括仪器的安置、调焦与瞄准、读数三个步骤。v一、经纬仪的安置v仪器安装、仪器对中、仪器整平 (一)对中;v 光学经纬仪的安置第一步是对中。v 其目的是使仪器的竖轴铅垂于控制点,其误差不大于2mm。经纬仪中有用专用垂球来实现对中,也有用光学对中器来实现的。v (二)整平;v 光学经纬仪的粗平与水准仪完全相同。但精平却不同,它使用单根水准管来通过相互垂直调平来实现。如下图所示。v二、照准目标;v 1、安置好仪器后,松开照准部和望远镜的制动螺旋,和粗略瞄准器瞄准目标点;v 2、调目镜,使十字丝清晰;并旋转物镜光螺旋,使目标清晰,并消除视差;v 3、
5、利用照准部和望远镜的微动螺旋准确对准目标。对目标要尽可能照准目标底部。如下图所示。v 三、读数;v 调节反光镜运用读数显微镜转动读数手轮记录;第四节第四节 水平角测量水平角测量 v水平角观测方法,一般根据目标的多少和精度要求而定,水平角的观测方法有:测回法、方向观测法。v(一)测回法;v如下图所示,用测回法测AOC: v1、盘左位置(即正镜):观测者面对望远镜,竖直度盘在望远镜的左侧。v 测量目标点A,瞄准读数,得a左A,并记录。同理,测得a左C;并记录。v 左=a左Ca左A v 2、盘右位置(即倒镜):竖直度盘在望远镜的右侧;v 同理测得a右C、a右A,并记录。v 右=a右Ca右Av 注:计
6、算水平角时,总是右目标的读数减左目标读数,因为水平度盘的刻划是顺时针增加的。v 若右目标读数小于左目标读数,则右目标读数增加360度,再减左目标读数。v3、测回法测水平角计算v 若两个半测回差在允许值范围内,则可以进行平均。(如:DJ6盘左、盘右两个“半测回”角值的差数应36)v =0.5(左+右)v (二)方向观测法;v 方向观测法v 圆心点O,顺时针方向依次有待测目标点A、B、C、Dv 1、盘左位置(即正镜):v 1)将水平度盘安置在0度或稍大点的读数位置,选择一明显目标作为起始方向(或称零方向),精确瞄准目标A,读取水平度盘度数并记录。v 2)同理依次测B、C、D,各目标,并读取水平度盘
7、读数,并记录。v 3)最后再回到目标A点,读数(称此步为归零)v A方向的两次水平度盘读数差称为半测回归零差。v 2、盘右位置(即倒镜):竖直度盘在望远镜的右侧;v 1)采用倒镜位置再照准目标点A,并读取水平度盘剥 读数,并记录。v 2)依次逆时针方向瞄准D、C、B点,读数,记录。v 3)再观测目标A,读数,并求出归零差。v3、方向观测法的记录步骤:v 1)计算半测回归零差,DJ6型不应超过18。v 2)计算两倍照准差2C,(同一方向盘左、盘右读数之差称为两倍照准差)。v 3)计算方向平均值:取同一方向盘左(或盘右)观测结果的平均值。v 4)计算归零方向值。将起始目标A的一测回方向值化为000
8、,其他目标的方向值,减去起始目标A的方向值,即为各目标的一测回的归零v方向值。DJ6测回差24。v 5)计算各目标间的水平角;v 6)对于两个或两个以上测回的观测值,则先计算各测回的平均值;v v五、水平角观测注意事项。v 1、仪器安置高度要合适,脚架要踏实,(不要用手扶或碰,用力应轻);v 2、观测两目标高差过大,须注意仪器平整;v 3、对中要正确,并复核多次;v 4、尽量用十字丝交点瞄准花杆底部或木桩上的小钉;v 5、一定要按目标顺序记录水平度盘读数;v 6、水平角观测过程中,不得再调节照准部的水准管;否则应从头再来;v 7、仪器维护要求,如烈日下的仪器保护和手抱仪器方法等。第五节第五节
9、竖直角测量竖直角测量v 竖直角包括仰角和俯角。仰角是视线在水平线之上,即为“+”,俯角是视线在水平线之下,即为“”,v 一、竖盘的构造;v 光学经纬仪的竖盘的构造,通过竖盘水准管微动螺旋,使竖盘指针和水准管一起作微小的转动。在正常的情况下,当竖盘水准器气泡居中时,竖盘指标应当处在正确位置。当望远镜水平(盘左、右)时,竖盘读数有几种。v 二、竖直角的测量。v 1、安置仪器,先置盘左,让十字丝的横丝瞄准目标即可;v 2、利用竖盘水准管微动螺旋,使竖盘指标水准管气泡居中。v 3、读取竖盘的读数L,并记录;v 竖角a左=L90(其正负之别应符合实际情况)v 4、望远镜处于盘右,读竖盘读数R;v a右=270 -Rv 竖盘的起始读数是个整数(90或270),但由于安装、搬运震动等,竖盘指标不一定在正确位置,而产生指标差。v 竖直角 a左=L90 -x=a左-xv a右=270 -x=a右+xv 即: a=0.5( a左+a右)