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1、数字测图原理及方法数字测图原理及方法西北农林科技大学Principle and Methods of Digital Mapping1数字测图原理及方法数字测图原理及方法角度测量角度测量目录 角度角度测量原理测量原理1 光学经纬仪光学经纬仪2电子经纬仪电子经纬仪3水平角水平角观观测测4竖直角竖直角观观测测56725水平角观测的水平角观测的误差误差及其消除方法及其消除方法经纬仪的使用经纬仪的使用数字测图原理及方法数字测图原理及方法3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学测回法测回法OAB盘左：先瞄准左边的目标A读数 再瞄准右边的目标B读数 盘右：先瞄准目标B读数 再瞄准目标A读数盘右半测回或下半
2、测回盘左半测回或上半测回一测回在不同的测回间，为了减小度盘刻划的误差，须配度盘限差：1、两个半测回方向值之差；2、各测回值之差3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学 盘左 盘右盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘AMPMh时时m3.5水平角观测水平角观测测量学测量学 例：例： 设设O为测站点，为测站点，A、B为观测目标，用测回法为观测目标，用测回法观测观测OA与与OB两方向之间的水平角两方向之间的水平角。ABO（1 1）在测站点）在测站点O安置经纬仪，安置经纬仪，在在A、B两点竖立测杆或测钎等，两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。作为目标标志。AMPMh时时m3.
3、5 水平角观测水平角观测测量学测量学ABO （2）盘左位置）盘左位置瞄准左目标瞄准左目标A，读取水平度盘读数读取水平度盘读数aL。瞄准右目标瞄准右目标B，读取水平度盘读数读取水平度盘读数bL。盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）L 为为：上半测回上半测回。LAMPMh时时m3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学ABO （3）盘右位置）盘右位置瞄准右目标瞄准右目标B，读取水平度盘读数读取水平度盘读数bR。瞄准左目标瞄准左目标A，读取水平度盘读数读取水平度盘读数aR。下半测回下半测回盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）盘右位置的水平角角值（也称下半
4、测回角值）R为为：*R上半测回和下半测回构成一测回。AMPMh时时m3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学测站测站 竖盘竖盘位置位置 目目标标 水平度盘读数水平度盘读数 半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值 各测回平均值各测回平均值 O左左A0 01 30 B98 20 4898 19 18右右B278 21 12A180 01 42 98 19 3098 19 24第一测回第一测回O第二测回第二测回左左A90 01 06B 188 20 36右右BA8 20 36 270 00 5498 19 3098 19 4298 19 3698 19 30 测回法观测手簿测回法观测手簿AMPM
5、h时时m测量学测量学（4）对于）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于之差不大于40，即即| |LR| |40，认为观测合格。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可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值。即。即在本例中：在本例中：*AMPMh时时m3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学水平角观测记水平角观测记录大角录大角第第2方向方向ACB第第1方向方向 水平角观测记录（测回法）水平角观测记录（测回法）表中盘右表中盘右C C读数小于读数小于A A读数，读数，不够减时，应不够减时，应 加加360360 后再减。后再
6、减。B左左AC 0 10 30 214 33 42 右右A34 34 12 214 23 12 214 22 54 214 23 03 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度盘水平度盘 读读 数数半测回角半测回角一测回一测回平均角平均角180 11 18 C测回法观测次序测回法观测次序测回法观测次序测回法观测次序盘左左边盘左左边A顺时针顺时针右边右边c倒镜倒镜盘右右边盘右右边c逆时针逆时针左边左边AAMPMh时时m测量学测量学 1、由于水平度盘是顺时针刻划注记的，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。总是用右目标的读数减去左目标的读数。 如如果果不不够够减减，则则应应在在右右
7、目目标标的的读读数数上上加加上上360，再再减减去去左左目目标标的的读读数数，决决不不可可以倒过来减。以倒过来减。AMPMh时时m注意!3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学2.2.仪器高度要和观测者的身高相适应；仪器高度要和观测者的身高相适应；三脚架要踩三脚架要踩 实实，仪器与脚架连接要牢固，仪器与脚架连接要牢固，操作仪器时不要用手扶三脚操作仪器时不要用手扶三脚架架；转动照准部和；转动照准部和 望远镜之前，应先松开制动螺旋，望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时用力要轻使用各种螺旋时用力要轻。3.3.精确对中，特别是对精确对中，特别是对短边测角，对中要求应更严格短边测角，对中要求应更
8、严格。4.4.当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。5.5.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。钎底部。3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学消除减少误差方法消除减少误差方法：1)1)认真安置仪器，对中准确。认真安置仪器，对中准确。2)2)多测回测量。多测回测量。3)3)盘左盘右观测。盘左盘右观测。4)4)精确整平仪器。一测回不平重测。精确整平仪器。一测回不平重测。5)5)看清目标，瞄准准确。看清目标，瞄准准确。6)6)认真读数。认真读数。7)7)好天气，避烈日。好天气，避烈
9、日。8)8)认真检查。认真检查。9)9)认真设点位，目标好。认真设点位，目标好。3.5 水平角观测水平角观测测量学测量学3.6 竖直角观测竖直角观测测量学测量学竖盘是和望远镜固连在一起的。AB天顶距天顶距：目目标方向和天标方向和天顶方向在同顶方向在同一竖直面内一竖直面内所构成的角所构成的角度度。高度角高度角：目标目标方向和水平方方向和水平方向在同一竖直向在同一竖直面内所构成的面内所构成的角度角度。天顶距和高度角统称为竖直角。但竖直角一天顶距和高度角统称为竖直角。但竖直角一般意义是指高度角，有的资料称为垂直角般意义是指高度角，有的资料称为垂直角。一、竖直角测角原理一、竖直角测角原理测量学测量学竖
10、盘构造特点竖盘构造特点二、竖盘与读数系统二、竖盘与读数系统27027090901801800 0盘右盘右0 0270270 1801809090盘左盘左竖竖直度盘与读数指标直度盘与读数指标构造特点构造特点:1.竖盘随望远镜一起转动。竖盘随望远镜一起转动。2.竖盘与读数指标相互脱离。竖盘与读数指标相互脱离。3.竖盘气泡居中，指标铅垂。竖盘气泡居中，指标铅垂。.视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：盘左时一般盘左时一般 L0=90 ，盘右时一般，盘右时一般 R0=270 AMPMh时时m测量学测量学水准管支架横轴竖直度盘竖盘水准管竖盘水准管校正螺丝竖盘指标线竖
11、盘水准管微动螺旋水准管反射镜望远镜目镜物镜AMPMh时时m二、竖盘与读数系统二、竖盘与读数系统测量学测量学 竖直度盘固定在望远镜竖直度盘固定在望远镜的的旋转轴（横轴）上，主旋转轴（横轴）上，主要由竖直度盘、竖盘指标、要由竖直度盘、竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋）。指标水准管微动螺旋）。目前很多仪器用自动补偿目前很多仪器用自动补偿器代替了水准管器代替了水准管。测量学测量学027018090逆时针刻划逆时针刻划270018090顺时针刻划顺时针刻划二、竖盘与读数系统二、竖盘与读数系统测量学测量学 当视线水平时，竖盘指标水准管居中，当视线水平时，竖盘指标水准
12、管居中， 盘左：竖盘应读数为盘左：竖盘应读数为90 盘右：竖盘应读数为盘右：竖盘应读数为270 起始读数起始读数 竖盘不同的刻划，计算公式不同。竖盘不同的刻划，计算公式不同。 当观测竖直角时，望远镜瞄准目标，竖盘随着望当观测竖直角时，望远镜瞄准目标，竖盘随着望远镜绕横轴一起转动，而竖盘指标线不动，远镜绕横轴一起转动，而竖盘指标线不动，所以就所以就测出了竖直角的大小。测出了竖直角的大小。二、竖盘与读数系统二、竖盘与读数系统测量学测量学三、竖直角的计算三、竖直角的计算270900180 =（读数）读数）L90（起始读数起始读数 ） 盘左位置：盘左位置： (上半测回上半测回) :018027090读
13、数读数测量学测量学盘右位置盘右位置(下半测回下半测回):=（起始读数）起始读数）270R（读数）读数）270018090901802700读数读数注意：注意：不同竖盘刻划竖直角计算公式不同不同竖盘刻划竖直角计算公式不同一测回竖直角：一测回竖直角：=（ 左左+ 右右 ）/2三、竖直角的计算三、竖直角的计算测量学测量学 、竖直角计算公式竖直角计算公式顺时针顺时针注记竖盘注记竖盘 刻划：目镜刻划：目镜0，物镜，物镜180 盘左盘左: L=90 L（上半测回）（上半测回） 盘右盘右: R=R270（下半测回）（下半测回） 一测回竖直角：一测回竖直角： =（L+R）/2 =（RL180）/2 AMPMh
14、时时m270018090三、竖直角的计算三、竖直角的计算测量学测量学 逆时针逆时针注记竖盘注记竖盘 刻划：目镜刻划：目镜180 180 ，物镜，物镜00 盘左盘左: : L L= L= L 9090（上半测回）（上半测回） 盘右盘右: : R R= 270= 270R R（下半测回）（下半测回） 一测回竖直角：一测回竖直角： = =（L L+R R）/2 =/2 =（L LR+180R+180）/2/2 （L L、R R分别为盘左、盘右竖盘读数）分别为盘左、盘右竖盘读数）AMPMh时时m027018090三、竖直角的计算三、竖直角的计算测量学测量学 （1）当望远镜视线往）当望远镜视线往上仰上仰
15、，竖盘，竖盘读数增加读数增加时：时： = =瞄准目标时的读数瞄准目标时的读数 视线水平时的常数视线水平时的常数 （）当望远镜视线往（）当望远镜视线往上仰上仰，竖盘，竖盘读数减小读数减小时：时： = =视线水平时的常数瞄准目标时的读数视线水平时的常数瞄准目标时的读数对不同注记形式的度盘对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读，首先应正确判读 视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右 的常数差为的常数差为180180。 竖直角计算的通用公式：竖直角计算的通用公式：AMPMh时时m测量学测量学四、竖盘指标差四、竖盘指标差 读数指标与正确位置之间的读数指标与正确位置之
16、间的小夹角小夹角x，称为，称为竖盘竖盘指标差指标差。XXAMPMh时时mX的符号：的符号：所偏的方向所偏的方向和注记的方和注记的方向一致，则向一致，则为为正正。反之。反之为为负负。测量学测量学盘左位置盘左位置=90- （L-x x） =（90-L）+x x=左左+ +x x270901800x读数读数901800x x270读数读数四、竖盘指标差四、竖盘指标差测量学测量学盘右位置：盘右位置： = （R-x x） -270= =（ R -270）-x x=右右- - x x 270090x x180读数读数270900180 x读数读数四、竖盘指标差四、竖盘指标差测量学测量学指标差存在时指标差存
17、在时一测回竖直角为：一测回竖直角为：=90=90 - -（ L L x) (1) =(R-x)=(R-x) - 270- 270（2）（1）+（2） 2 = = 90- -（L-x x）+（R-x x）- 270 =（ R - L）-180/2/2（1）-（2） 0 = = 90- -（L-x x）-（R-x x）+270指标差的计算：指标差的计算：x=x=（L+R-360）/2/2测量学测量学BAO五、竖直角观测的方法五、竖直角观测的方法 （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A。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居
18、中，然后读取竖盘读数L。 （3）盘右位置：重复步骤2。 AMPMh时时m横丝瞄横丝瞄准目标准目标测量学测量学 （4）根据竖竖直角计算公式计算，得竖盘指标差为：那么一测回竖竖直角为：AMPMh时时m五、竖直角观测的方法五、竖直角观测的方法测量学测量学竖竖直角观测手簿直角观测手簿测站测站目标目标竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数 半测回半测回垂直角垂直角 指标差指标差 一测回一测回垂直角垂直角 备备注注12345678OA左左95 22 00右右264 36 48-5 22 00-5 23 12-36-5 22 36OB左左右右81 12 36278 45 54+8 47 24+8 45 54-45
19、+8 46 39AMPMh时时m测量学测量学a.a.仪器安置在测站点上，对中、整平。盘左位置仪器安置在测站点上，对中、整平。盘左位置瞄准目标点，使十字丝中横丝精确切准目标顶端。瞄准目标点，使十字丝中横丝精确切准目标顶端。调节竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准调节竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读数为管气泡居中，读数为L L。测测站站目目标标竖盘竖盘位置位置 度盘读数度盘读数 半测回竖直角半测回竖直角指标差指标差一测回竖直角一测回竖直角 T TO OP P左左右右左左右右71 12 3671 12 36288 47 00288 47 00+18 47 24+18 47 24
20、+18 47 00+18 47 00-12-12+18 47 12+18 47 12b.b.用盘右位置再瞄准目标点，调节竖盘指标水准用盘右位置再瞄准目标点，调节竖盘指标水准管，使气泡居中，读数为管，使气泡居中，读数为R R。c.c.计算竖直角时，需首先判断竖直角计算公式：计算竖直角时，需首先判断竖直角计算公式：五、竖直角观测的方法五、竖直角观测的方法测量学测量学 每次读数前读数前必须使竖盘指标水准管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，打开自动补偿打开自动补偿器器。AMPMh时时m注意：五、竖直角观测的方法五、竖直角观测的方法测量学测量学3.7水平角观测的
21、误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学一一. .仪器误差仪器误差 主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、 加工不完善所引加工不完善所引起的误差。起的误差。 1 1、视准轴误差（、视准轴误差（视准轴不垂直于横轴视准轴不垂直于横轴, ,2c2c值，盘左、盘右取平均消值，盘左、盘右取平均消除除）2 2、横轴倾斜误差（、横轴倾斜误差（横轴垂直于竖轴横轴垂直于竖轴, ,i i角，盘左、盘右取平均可消除）角，盘左、盘右取平均可消除）3 3、度盘偏心差（、度盘偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中照准部旋转中心与水平度盘分划中 心不重合心不重合，盘
22、，盘 左、盘右取平均可消除）左、盘右取平均可消除） 4 4、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱）、度盘刻划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱）5 5、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平减弱）竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平减弱）3.7水平角观测的误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学二、观测误差二、观测误差1、仪器对中误差仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近 180时影响最大；精确对中可减弱）时影响最大；精确对中可减弱）2、目标偏心差目标偏心差 （与偏
23、心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部 可减弱）可减弱）3、仪器整平误差仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不能超过（精确整平，一测回内气泡偏离不能超过2格，否则，测格，否则，测 回间重新整平回间重新整平 ）4、照准误差照准误差 （消除视差，精确瞄准）（消除视差，精确瞄准）5、读数误差读数误差 （消除视差，认真读数）（消除视差，认真读数）3.7水平角观测的误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学三、外界条件的影响三、外界条件的影响 外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观测条件，尽量避免不利因素对外界条件的影响比较复杂，应选
24、择有利的观测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。测量的影响。 1、温度的影响（、温度的影响（打伞遮阳打伞遮阳） 2、大气折光的影响（、大气折光的影响（选择良好的天气观测选择良好的天气观测） 3.7水平角观测的误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学水平角观测注意事项1.仪器高度要和观测者的身高相适应；仪器高度要和观测者的身高相适应；三脚架要踩实三脚架要踩实，仪器与，仪器与脚脚 架连接要牢固，架连接要牢固，操作仪器时不要用手扶三脚架操作仪器时不要用手扶三脚架；转动照准；转动照准部和部和 望远镜之前，应先松开制动螺旋，望远镜之前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时用力使用各种螺旋时用
25、力要轻要轻。2.精确对中，特别是对精确对中，特别是对短边测角，对中要求应更严格短边测角，对中要求应更严格。3.当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。当观测目标间高低相差较大时，更应注意仪器整平。4.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。3.7水平角观测的误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学消除减少误差方法消除减少误差方法：1)认真安置仪器，对中准确。认真安置仪器，对中准确。2)多测回测量。多测回测量。3)盘左盘右观测。盘左盘右观测。4)精确整平仪器。一测回不平重测。精确整平仪器。一测回不平重测。5)看清目标，瞄准准确。看清目标，瞄准准确。6)认真读数。认真读数。7)好天气，避烈日。好天气，避烈日。8)认真检查。认真检查。9)认真设点位，目标好。认真设点位，目标好。3.7水平角观测的误差及其消除方法水平角观测的误差及其消除方法测量学测量学Thank you!谢谢 谢谢! !1
