第3章测角.

测量学河海大学测绘科学与工程系第三章角度测量内容提要水平角测量原理水平角测量方法竖直角测量原理及方法角度测量误差分析第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析水平角测量原理•地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影OBAnmβ=n－mββ为保证测角经纬仪应具备哪些条件？1、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘；2、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上；3、望远镜不仅能在水平方向转动¸而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标；4、具有一个读数设备。第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析常用的光学经纬仪：DJ07DJ1DJ2DJ6DJ15经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。有光学经纬仪和电子经纬仪之分。一、DJ6级光学经纬仪基本构造照准部水平度盘基座1照准部2水平度盘水平度盘：顺时针方向刻有0º到360º的分划线，用来测量水平角。水平度盘转动控制装置：度盘变化手轮。望远镜：读数显微镜：照准部水准管：光学对中器：竖直度盘：3基座中心锁紧螺旋脚螺旋照准部水平度盘基座读数显微镜经纬仪1经纬仪2望远镜上下制动螺旋望远镜上下微动螺旋竖直度盘竖直指标水准管微动螺旋水平制动、微动螺旋光学对中器HV01234560123456二、读数设备与读数方法1121138988112°54′54″89°05′18″读数练习HV01234560123456234273272234°21′06″273°02′42″电子经纬仪第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析一、经纬仪的安置1、对中—使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上。也就是使仪器的中心与测站点的标志中心在同一铅垂线上。2、整平—使得度盘处于水平位置上使用垂球对中………使用光学对中器对中………一、经纬仪的安置1、对中—使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上使用垂球对中123一、经纬仪的安置2、整平—使得度盘处于水平位置上123使用光学对中器整置1、用三脚架或脚螺旋使光学对中器分划板上的圆心或十字丝交点对准测点；2、用三脚架腿的伸缩部分调节三脚架腿的长度使仪器基本水平；3、用脚螺旋使经纬仪精确整平；4、在架头上平移仪器，使仪器精确对中；5、重复第3、4步，达到精确对中和整平。大花杆小花杆和觇标经纬仪的十字丝分划板瞄准瞄准瞄准二、水平角测量方法1、测回法适用于观测两个方向之间的单角2、方向法（全圆测回法）适用于观测两个以上的方向基本概念盘左和盘右盘左/正镜:竖盘在望远镜的左边盘右/倒镜:竖盘在望远镜的右边测回上半测回/下半测回一个测回/多个测回配盘度盘变换手轮三、测回法测量水平角(1)测回法的步骤1、盘左位置，瞄准左边的目标A点。配置度盘在0度或稍大于0度，读数记于手簿。左a4、逆时针旋转照准部，瞄准左边的目标A点，读数，并记录。右a左b2、顺时针旋转望远镜，瞄准右边的目标B点，读数记于手簿。左左左ab以上为上半测回，得半测回角值3、倒转望远镜，盘右位置，逆时针旋转照准部，瞄准右边的目标B点，读数记录。右b5、恢复盘左位置，重新配盘，进行下面的测回。右右右ab2/)(右左以上为下半测回，得半测回角值且一测回角值oBA左o)(aA)(bBoBA右o)(aA)(bB三、测回法测量水平角测站竖盘位置目标读数半测回角一测回均值均值左右左右水平角观测记录O（1）ABAB0010685361818001242653630900036175354227000483553548ABABO（2）853512853506853506853500853509853503853506注意及说明测回间要配盘；上、下两个半测回照准部的水平旋转方向，照准目标的顺序不同；上、下两个半测回角值之差小于36秒；各测回的角度互差应小于24秒；记录时，分、秒一般都要记两位；计算时，取平均值的原则是“奇进偶不进”。四、经纬仪认识与使用（实验四）目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。实验内容：（1）了解经纬仪各部件的构造及其作用。（2）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与读数。（3）用测回法练习测量水平角。五、全圆测回法测量水平角•盘左•盘右A→B→C→D→AA←B←C←D←AABCDO方向法的计算步骤计算两倍照准误差2C(J6不要求)2C=盘左读数-(盘右读数±1800)计算各方向的平均读数平均读数=[盘左读数+(盘右读数±1800)]/2计算归零后的方向值各方向的平均读数－零方向的读数计算各测回归零后的方向值的平均计算各水平角的值全圆测回法记录测站目标盘左L盘右R平均读数归零后方向值各测回归零方向平均值水平角值OABCDA0010671520614530482101212001241800118301206325304825152001800112OABCDA9001241615206235305430012249001362700124120121855304834152002700118001097152031453048210120900121900121161520323530513001221900130(00115)0000071504814529332101054(900126)00000715037145292521010550000071504214529292101054715042733847644125注意事项:方向观测和计算同步进行，以及时发现问题仪器半测回归零差一测回内2C互差同一方向值各测回互差J2121812J62424水平角方向法观测的技术要求第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析1、竖直角的概念竖直角在同一垂直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角。仰角、俯角仰角(＋):视线在水平线之上俯角(－):视线在水平线之下2、竖直角测量原理通过观测倾斜视线与水平线在竖直度盘上的读数从而求出竖直角的大小。不过水平线在竖盘上的读数为固定读数，只需读取倾斜视线的读数（可变的），便可获得两读数之差。αΑ(＋)A3、竖盘构造（基本构造）指标水准管指标水准管微动螺旋竖直度盘0901802703、竖盘构造（特点）竖直度盘与望远镜固定在一起090180270读数指标线与指标水准管轴垂直3、竖盘构造（注记）090180270900270180090180270盘左盘右盘左盘右270180900始读数不同竖直角计算公式推导090180270盘左Lα左=90°－L竖直角计算公式推导盘右090180270Rα右=R－270°4、竖盘的指标差定义：竖盘指标水准管气泡居中时竖盘读数与理想读数的差。产生原因：指标线与指标水准管轴不垂直090180270i含指标差的计算公式090180270盘左Lα=(90°+i)－Li含指标差的计算公式盘右090180270Rα=R－(270°+i)i问题用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为71°44′24″，盘右读数为288°16′24″，计算该目标竖直角。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为92°12′36″，求其竖直角？5、竖直角观测方法1.在测站安置经纬仪，对中、整平；2.盘左用中丝.精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数L（V）.；3.盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数R（V）；瞄准HV01234560123456读数设备与读数方法1121138988113°05′12″88°48′36″竖直角观测记录测站目标竖盘位置竖盘读数半测回角值指标差一测回角值AB盘左875218＋20742盘右2720730＋20730＋20736AC盘左931654－31654盘右2664324－31636－31645-6+9讨论：水平角测量和竖直角测量的异同点？（测量原理，仪器构造、观测方法等）第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析一、经纬仪的几何轴系1：照准部水准管轴（LL）2：望远镜视准轴（CC）3：仪器竖轴（VV）4：仪器横轴（HH）5：竖盘指标水准管水准轴（LL）LLHHCCVVL’L’二、轴系应满足的几何条件1：照准部水准管轴垂直于竖轴（LLVV）2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝HH）3：视准轴垂直于横轴（CCHH）4：横轴垂直于竖轴（HHVV）5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线（LL指标线）第三章角度测量3.1水平角测量原理3.2经纬仪结构3.3水平角测量方法3.4竖直角测量原理及方法3.5经纬仪检验校正3.6角度测量误差分析角度测量误差及消除方法•仪器误差•观测误差•外界条件的影响（一）仪器误差1、照准部偏心误差产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除（一）仪器误差2、度盘刻划误差产生情况：度盘制造时产生消除与减弱措施：变换度盘位置（一）仪器误差3、视准误差(c)产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差规律：随垂直角增大而增大消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除（一）仪器误差4、横轴误差产生情况：横轴不水平规律：随垂直角增大而增大，对两等高目标观测时误差为0消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除（一）仪器误差5、纵轴误差产生情况：纵轴不铅垂规律：随垂直角增大而增大，与横轴所处的方向有关消除与减弱措施：注意水准管的精度与精确整平注意：不能用盘左盘右取均值可以消除（二）观测误差1、仪器对中误差产生情况：仪器中心与测站点不在同一铅垂线上规律：偏心越大、边越大，误差越大消除与减弱措施：精确对中（二）观测误差2、目标偏心误差产生情况：觇标中心偏离目标标石中心规律：与偏心距与正比，与边长成反比，垂直于视线方向的目标偏心误差最大消除与减弱措施：觇标铅垂（二）观测误差3、照准误差产生原因：未精确瞄准目标的几何中心消除与减弱措施：选择较好的观测环境（二）观测误差4、读数误差产生原因：估读导致5、视差和十字丝不清晰的影响视差：目标成象不在十字丝板上引起的误差消除措施：观测时认真调焦（三）外界条件影响大气折光旁折光长边选有利时间视线1米以上垂直折光对向观测取均值空气抖动、温度、湿度、风力等打伞•讨论题水平角测量与竖直角测量的异同点有哪些？•思考题角度测量有哪些误差来源，哪些误差可以通过盘左盘右消除？