第三章角度测量概述.ppt

第三章 角度测量 兰州理工大学土木学院 孔令杰 第三章 角度测量 主要内容： 水平角和垂直角测量原理，DJ6型光学经纬仪的使 用，水平角和垂直角的观测、计算方法，角度测量 的误差分析、DJ6的检校。 主要目的： 了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和垂直角的 方法。了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件。 重点内容： 测回法施测水平角、中丝法施测垂直角的观测方法。 §3-1 角度测量原理 一、水平角测量原理 水平角：从一点出发的两条方向线所构成的空间角水平面上的投影。 ?=b-a（0。???360。）。 也可看成是包含OA、OB视线 的两个铅垂面之间的二面角。在 二面角的交线上的任一点均可测出 水平角。 §3-1 角度测量原理 二、竖直角测量原理 垂直角——空间方向线与水平面或天顶方向的夹角，简称竖角，又称垂直角。 ?=0°~?90 ° 仰角为正， 俯角为负。 空间方向线 的竖角和天顶距 Z之间的关系为： §3-1 角度测量原理 为了量出水平角的大小，现设想在铅垂面Ⅰ、Ⅱ的交线上一点o1，水平放置一个顺时针方向0～360°刻划的圆形度盘（水平度盘），过OA方向线沿铅垂面Ⅰ投影在水平度盘上得一读数a，过OB方向线沿铅垂面Ⅱ投影在水平度盘上，得另一读数c，由图可得水平角β= c－a （即：从测站点到两目标方向线的水平角等于水平度盘右目标读数减左目标读数） 根据上述原理可知，用于测量水平角的仪器，必须具备一个水平度盘及用于照准目标的望远镜。测量水平角时，要求水平度盘能够放置水平，水平度盘中心要位于水平角顶点的铅垂线上，望远镜不仅能在水平方向左右转动，而且能在竖直方向上下转动，构成一个竖直面。经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的。 §3-2 光学经纬仪 一、分类 按其精度等级划分: DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪）； DJ6（普通光学经纬仪) 下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。 一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪 §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 §3-2 光学经纬仪 §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 经纬仪一般由基座、 水平度盘、照准部三部分 组成。 §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 1.照准部 照准部是基座上方能够转动的部分的 总称。主要由望远镜、竖直度盘、 水准器以及读数设备等组成。 2.水平度盘 水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度 盘，分划从0°至360°，按顺时针注记， 每格1°或30′， 用以测量水平角。 §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 1.照准部 2.水平度盘 3.基座 基座用来支承整个仪器，并 借助中心螺旋使经纬仪与脚架 结合。其上有三个脚螺旋，用 来整平仪器。 §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 DJ6级经纬仪采用的测微装置 1.分微尺测微器及其读数方法 利用度盘刻度线，在分微尺上读数。 度盘上1度分划的间隔经放大后， 与分微尺全长相等。分微尺全长分 60格，因此其最小格值为1?=60秒。 读数估读至0.1格，因此，估读的 秒数都应是6秒的倍数。 例：水平度盘整个读数为： 221°06′36″ 竖直度盘读数为：66°53′18″（24″） §3-2 光学经纬仪 二、DJ6级光学经纬仪 DJ6级经纬仪采用的测微装置 2.单平板玻璃测微器及其读数方法 主要包括平板玻璃、测微尺、连接机构和测微轮。 读数时，先转动测微轮，使度盘某分划线精确地移在双指标线的中央，读出该分划线的度盘读数，再根据单指标线在测微尺上读取分、秒数，然后相加，即为全部读数。如图中水平度盘读数为39°30′+22′30″=39°52′30″。 §3-2 光学经纬仪 三、DJ2光学经纬仪 J2级光学经纬仪与J6级的区别主要是读数设备及读 数方法。J2级光学经纬仪一般均采用对径分划线影 像符合的读数装置。采用符合读数装置，可以消除 照准部偏心的影响，提高读数精度。 §3-2 光学经纬仪 三、DJ2光学经纬仪 J2经纬仪数字化读数窗 §3-3 水平角观测方法 一、经纬仪的安置 1.光学对中器对中和整平 （1）将仪器置于测站点上，三个脚螺旋调至中间位置，架头大致水平，光学对中器大致位于测站点的铅垂线上，将三脚架踩实。 （2）旋转光学对中器的目镜，看清分划板上圆圈，拉或推动目镜使测站点影像清晰。 （3）旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。 （4）利用三脚架的伸缩螺旋调整架腿的长度，使圆水准器气泡居中。 （5）用脚螺旋整平照准部水准管：转动照准部是照准部水准管轴平行于任意两个脚螺旋的连线，相对或相向转动该两脚螺旋，使水准管气泡严格居中；将照准部旋转90°，转动