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工程测量学3角度测量测量三项基本工作之一:角度测量角度测量的仪器:经纬仪、全站仪角度测量分为:水平角测量和竖直角测量水平角测量目的:用于求算地面点的平面位置竖直角测量目的:1.测定地面两点的高差2.将地面两点的倾斜距离改化成水平距离工程测量学3角度测量在确定地面点的位置时,常常要进行角度测量;角度测量最常用的仪器是经纬仪。•掌握角度测量的基本原理;•掌握光学经纬仪的构造及测角(水平角和竖直角)方法;•自学经纬仪的检验校正;•自学经纬仪测角误差分析和经纬仪测角注意事项;•了解电子经纬仪的构造;工程测量学3角度测量§3.1角度观测原理水平角是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上的夹角,或者是过两条方向线的竖直面所夹的两面角。如图3-1所示:一、水平角观测原理:在过A点的铅垂线上,水平地安置一个有刻度的圆盘(称为水平度盘),度盘中心在o点,过AB、AC竖直面与水平度盘交线为on、om,在水平度盘上读数为n、m。则∠nom为所测得的水平角。一般水平度盘是顺时针刻划,则:∠nom=m-n=β(3-1)∠nom=m-n=β(3-1)=c-b=右目标读数–左目标读数工程测量学3角度测量竖直角是指在同一竖直面内,某一方向线与水平线的夹角;测量上又称为倾斜角或竖角,用α表示,;竖角有仰角和俯角之分,夹角在水平线之上为“正”,称为仰角,;在水平线之下为“负”,称为“俯角”,。二、竖直角观测原理:若在竖直面内,竖直方向与某一方向线的夹角,称为“天顶距”用Z表示。天顶距与竖直角的关系为:α=90°-Z(3-2)α=90°-Z(3-2)90900090工程测量学3角度测量§3.2DJ6型光学经纬仪的构造及度盘读数一、经纬仪的等级及用途:根据水平角和竖直角测量原理,要制造一台既能够观测水平角又能观测竖直角的仪器,它必须要满足几个必要条件:1、仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。2、照准部设备(望远镜)要能上下、左右转动,上下转动时所形成的是竖直面。3、要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划的圆盘。4、要有能指示度盘上读数的指标。经纬仪就是能同时满足这几个必要条件的用于角度测量的仪器。工程测量学3角度测量•经纬仪的种类:1.按构造原理和读数系统分为:游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪2.按精度高低分为:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60“D”、“J”分别表示“大地测量”、“经纬仪”汉语拼音的第一个字母,01、1、2、6、15、60分别表示该仪器一测回水平方向观测值中误差不超过的秒数。其中DJ07、DJ1、DJ2属于精密经纬仪,DJ6、DJ15和DJ60属于普通经纬仪。3.一般工程测量最常用:DJ6级光学经纬仪工程测量学3角度测量技术项目一测回水平方向中误差望远镜有效孔径不小于望远镜放大倍数不小于水准管分划值水平度盘垂直度盘主要用途经纬仪等级DJ1DJ2DJ6126二等平面控制测量及精密工程测量60mm40mm40mm30倍28倍26倍6/2mm20/2mm30/2mm10/2mm20/2mm30/2mm三、四等平面控制测量及一般工程测量图根控制测量及一般工程测量经纬仪系列技术参数和用途工程测量学3角度测量各种型号的DJ6级光学经纬仪的构造大致相同。物镜粗瞄器对光螺旋读数目镜望远镜目镜转盘手轮基座导向板堵盖水准器反光镜自动归零钮二、DJ6级光学经纬仪:工程测量学3角度测量1、DJ6级光学经纬仪的构造:水平度盘:玻璃制成,0°~360°顺时针注记;基座:支承整个仪器;照准部:望远镜+竖盘+水平度盘的指针=照准部DJ6级光学经纬仪工程测量学3角度测量照准部照准部位于仪器基座的上方,能够绕竖轴转动。(1)望远镜:用来照准目标,它固定在横轴上,绕横轴而俯仰,可以利用望远镜制动螺旋和微动螺旋控制其俯仰转动。(2)横轴:是望远镜俯仰转动的旋转轴,由左右支架所支承。(3)竖直度盘:用光学玻璃制成,用来测量竖直角。(4)光学读数设备:用来读取水平度盘和竖直度盘的读数。(5)水准器:包括圆水准器和管水准器,用来置平仪器,使水平度盘处于水平位置。(6)竖轴:竖直通过水平度盘的中心,可以使照准部在水平方向转动。工程测量学3角度测量水平度盘(1)水平度盘:它是用光学玻璃制成的圆环,在度盘上按顺时钟方向刻有0~360°的分划,用来量测水平角;在度盘的外壳附有照准部制动螺旋和微动螺旋,用来控制照准部与水平度盘的相对运动。当拧紧制动螺旋时,照准部与水平度盘连接,这时如转动微动螺旋,则照准部相对于水平度盘作微小的转动;若松开制动螺旋,则照准部绕水平度盘而旋转。水平度盘套在竖轴中可以自由转动。竖直度盘固定在横轴的一端与望远镜一起转动。(2)水平度盘转动的控制装置:测水平角时水平度盘是不动的,这样照准部转至不同的位置,可以在水平度盘上读数求得角值,但有时需要设定水平度盘一定的读数时,就要转动水平度盘。控制水平度盘转动的装置有位置变动手轮和复测装置两种。工程测量学3角度测量•轴套、脚螺旋、连接板、固定旋钮、圆水准器用等;•经纬仪照准部的支承装置;•经纬仪照准部装在基座轴套以后必须扭紧固定旋钮,一般应用不得松开。•圆水准器用来粗平仪器。基座工程测量学3角度测量2.DJ6经纬仪光路图:竖直度盘水平度盘工程测量学3角度测量竖直度盘:视线水平时,竖盘读数为固定值90°或270°;在竖直角测量时,只需读目标点一个方向值,便可算得竖直角。根据以上分析,经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。观测水平角时,刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上,并能使之水平。为了瞄准不同方向,经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动,也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时,其视准轴应划出一竖直面,这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。工程测量学3角度测量1.分微尺测微——利用度盘刻度线,在分微尺上读数。3.读数——DJ6光学经纬仪读数方法:两种读数测微装置:分微尺测微和平行玻璃板测微工程测量学3角度测量度盘上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。读数时,秒数必须估读。估读至0.1格,因此,估读的秒数都应是6″的倍数。水平度盘读数:730424″0173工程测量学3角度测量b.读数方法:a.DJ6级光学经纬仪分微尺测微器光路图:分微尺测微器及读数方法:134°53′.187°58′.1工程测量学3角度测量•(1)读取分微尺内度分划的度数;•(2)读取分微尺0分划至该度分划所在分微尺上的分数;•(3)计算以上二数之和为读数窗的角度读数()。•水平度盘角度是215°06.5′(即215°06′30″),•竖直度盘角度是78°52.4′(即87°52′24″)。工程测量学3角度测量2.平板玻璃测微器读数法:竖直读数:92˚17'30″水平读数:转动测微轮重合读数度盘刻划到0.5度,测微尺刻划到20秒,估读1/4格,秒位为5的倍数,整个读数=度盘读数+测微尺读数a.原理:工程测量学3角度测量b.读数方法:量程30′,分为90格,分划值20″。92°+d工程测量学3角度测量这种读数装置的水平度盘刻有0°~360°工720格,每格30′,测微器刻划为0~30′共90格,每格20″,可以估读到1/4格(即5″)。最上的小框为测微器,中间为竖直度盘,最下面为水平度盘。读数时,转动测微手轮,使度盘分划线精确地平分双指标,按双指标线所夹的度盘分划线读取度数和30′的整分数,不足30′的读数从测微器中读出。图(左)的读数为竖直度盘的读数:87°30′+26°30′=87°56′30″,图(右)的读数为水平度盘的读数:33°00′+18′10″=33°18′10″。图单平行玻璃测微器读数窗工程测量学3角度测量水平度盘读数:42⁰52′02.0″水平度盘读数:174⁰02′02.0″工程测量学3角度测量练习0123456134133'0000134o0123456134133'4837133o工程测量学3角度测量§3.3DJ6型光学经纬仪的操作使用对中、整平、瞄准、读数一、经纬仪的使用:——目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。1.锤球对中(精度一般在2mm之内):要求:高度适当,架头概平,大致对中,稳固可靠。2.经纬仪光学对中器对中(1mm):脚螺旋对中:精密光学对中的工作。(1)光学对中器对光:看清光学对中器的分划板和地面,辨明地面点的大致方位。(2)二手转动脚螺旋:眼睛在光学对中器目镜中观察分划板标志与地面点相对移动并重合为止。(1)对中:工程测量学3角度测量——目的是使仪器竖轴在铅直位置,而水平度盘在水平位置;方法:先粗平再精平⑴粗平:判断标准:圆水准气泡居中方法:伸缩脚架进行粗平,即根据气泡位置,升高或降低脚架(注:气泡总位于高处)而在用垂球对中时:只能用脚螺旋粗平(2)整平:工程测量学3角度测量(2)精平——(左手大拇指法则):左手大拇指法则:汽泡移动的方向与左手大拇指转动的方向一致工程测量学3角度测量气泡居中,1、2等高123气泡居中,3与1、2等高方法:用脚螺旋使水准管气泡在互相垂直的两个方向上都居中要点:①转动仪器,使水准管与1、2脚螺旋连线平行。②根据气泡位置运用法则,对向旋转1、2脚螺旋。③转动仪器90,运用法则,旋转3脚螺旋。123平行高看录象45.wmv一测回观测过程中,不得再调气泡。工程测量学3角度测量⑴照准标志:标杆、测钎⑵瞄准方法(4点):①目镜对光使十字丝清晰②用准星粗瞄目标③物镜对光,使目标像清晰④用水平微动精确瞄准目标TDJ2ETDJ2(北光)准星目镜水平微动物镜看录象04.wmv(3)瞄准:工程测量学3角度测量——读数时要先调节反光镜,使读数窗明亮,旋转显微镜调焦螺旋,使刻划数字清晰,然后读数。测竖直角时注意调节竖盘水准气泡微动螺旋,使气泡居中后再读数。(4)读数:工程测量学3角度测量二、水平角观测方法:水平角测量有测回法和方向观测法两种;——常用于测量两个方向之间的单角,图3-14:①盘左(正镜):βL=bL-aL,上半测回(A→B);(3-3)2RL②盘右(倒镜):βR=bR-aR,下半测回(B→A);③上、下半测回合称一测回,计算一测回平均角值:⑴测回法:工程测量学3角度测量测回法用盘左、盘右观测,可以消除仪器某些系统误差对测角的影响,校核观测结果和提高观测成果精度。同一测回中,上、下半测回角值之差和各测回间角值之差均不应超过相应细则、规范所规定之容许值(±40″)。否则应重测,如各较差合乎要求,则分别取平均值。当测角精度要求较高时,往往要观测几个测回,为也减少度盘分划误差的影响,各测回间应根据测回数n,按180°/n变换水平度盘位置。工程测量学3角度测量——当一个测站上需要测量的方向数多于两个时,应采用方向观测法。当方向数多于三个时,每半个测回都从一个选定的起始方向(称为零方向)开始观测,在依次观测所需的各个目标之后,再观测起始方向,称为归零。此法也称为全圆方向法或全圆测回法。上半测回、下半测回、几个测回。如要提高观测精度,须观测多个测回。各测回仍按180°/n的角度间隔变换水平度盘的起始位置。半测回归零差,对于DJ6经纬仪,归零差不应超过±18″,否则应重新观测。⑵方向观测法工程测量学3角度测量零方向ABCDE方向观测法(1)安置仪器于C点,首先用盘左,水平度盘设置在0度略大一点的位置,瞄准起始方向CA,读取水平度盘读数a,记入手簿;(2)顺时针方向转动仪器,分别观测点B、D、E,并得到读数,记入手簿;a.方向观测法步骤:工程测量学3角度测量方向观测法步骤(4)盘右位置。仍从点A开始,逆时针转动仪器,依次观测A、E、D、B、A,读数并记入手簿。以上称为下半测回;(3)再次瞄准点A,读取读数a’,称为归零。a与a’之差叫做归零差。以上称为上半测回;工程测量学3角度测量b.方向观测法成果计算:①计算两倍照准差(2c)值:2c=盘左读数-(盘右读数±180°)(3-4)对于DJ2经纬仪,当竖直角小于3°时,2
本文标题:第三章--角度测量
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