《第3章 角度测量.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章 角度测量.ppt（75页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三章第四章,75,1,测量学第三章 角 度 测 量,提要一水平角与垂直角观测原理,75,2,3-1 水平角与垂直角观测原理,一、水平角观测原理二、垂直角观测原理,两种角度： 水平角 用于确定点的平面位置,计算坐标; 竖直角 用于两点间高差计算,斜距改算成 平距。测角仪器： 经纬仪、电子全站仪,1.水平角观测原理,75,3,一、水平角观测原理,水平角 从一点A到两个目标B,C的方向线,垂直投影到水平面上所成的夹角,顺时针计算,b,铅垂线,铅垂线,A1,C1,B1,o,b,0< < 360,水平度盘,b
2、= c - a,也是包含 BA、BC 视线的两个铅垂面之间的两面角。,2.垂直角观测原理,75,4,二、垂直角观测原理,垂直角 在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角(也称竖直角),水平线方向为0 = 0 90，仰角为正，俯角为负。,天顶距,视线与铅垂线的夹角 Z，以天顶方向为0,Z = 0 180,a, = 90- Z,垂直角与天顶距的关系：,b,c,A,C,A,（）,（）,垂直度盘,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,75,5,3-2 经纬仪的构造及度盘读数,一、经纬仪的等级和用途,DJ1级 高级控制和精密工程 测量DJ2级
3、 一般控制和工程测量DJ6级 图根控制、工程测量 和地形测量,经纬仪系列的技术参数和用途,75,6,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,75,7,DJ6经纬仪（6级）,光学经纬仪,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,75,8,T2 经纬仪（2级）,光学经纬仪,电子经纬仪,基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。用微电子技术自动显示度盘的读数。,9,75,苏州光学仪器厂DJD系列电子经纬仪 （2级和6级）,二、经纬仪的构造,10,75,经纬仪的构造分为三大部分（由下而上）：,1.基座 包括脚螺旋 和底板,2.水平度盘 包括玻璃度盘
4、 和纵轴套,3.照准部 包括水准管,支架, 横轴，竖盘和望远镜,三、DJ6级光学经纬仪,二. DJ6经纬仪的构造,11,75,基座、照准部、望远镜、水平度盘 垂直度盘、读数装置,基座,水平度盘,垂直度盘,照准部,望远镜,1.基座,75,12,(一) 基座,水平度盘旋转轴(纵轴)插于基座轴套内，基座脚螺旋用于整平仪器；基座底板上有螺孔，用连接螺丝与三脚架固连。,脚螺旋,平盘水准管,连接螺孔,底 板,基 座,基座轴套,75,13,(二) 照准部,左右支架，支承横轴横轴与垂直度盘(竖盘)和望远镜固连照准部(水平
5、)制微动螺旋望远镜(竖直)制微动螺旋望远镜：倒像或正像，放大率2630倍，目镜调焦，物镜调焦，十字丝读数显微镜(望远镜旁)水准管(分划值30/ 2mm)纵轴(插入水平度盘轴套),望远镜内十字丝像,13,脚螺旋,水准管,横轴,支架,照准部,望远镜,垂直度盘,纵轴,3.水平度盘,75,14,(三) 水平度盘和垂直度盘,度盘由光学玻璃高精度刻制分划而成 水平度盘 顺时针0 360刻度； 仪器整平，水平度盘水平。 水平度盘套于纵轴套外围， 改变度盘位置，要使用复 测扳手或度盘变换手轮。,水平度盘,纵轴套,垂直度盘和水平度盘类似， 装于横轴一端，位置垂直于 水平度盘。,4.J6经纬仪的 &
6、nbsp; 读数装置,75,15,(四) 度盘读数装置和读数方法,读数光路：,由反光镜采光，经过一系列棱镜反射，穿越垂直度盘、水平度盘和光学分微尺，最终到达读数显微镜成像，进行度盘读数。,J6经纬仪的读数装置,水平度盘读数,竖盘读数,水平度盘,垂直度盘,J6光学经纬仪读数,75,16,J6光学经纬仪读数,两种读数测微装置：分微尺与平行玻璃板测微,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，估读至0.1格(6)，因此，估读的秒数应是6的倍数。,如图所示水平度盘读数： 7304 24,1.分微尺测微 利用度盘刻度线，在分微尺上读数。,读数
7、镜视场,b).平行玻璃板测微,17,75,2.平行玻璃板测微 利用测微手轮，移动度盘分划像使与指标线重合， 在度盘窗口和测微窗口读数。,平行玻璃测微器： 平行玻璃板与 分微尺由测微 手轮控制。转 动测微手轮， 使度盘像移动， 而与指标线重 合, 移动量可 在测微器上读出。 读数方法为： 度盘窗口读数 测微窗口读数,水平度盘读数： 921735,分划与指标 线重合前,分划与指标 线重合后,四、DJ2光学经纬仪及其读数,75,18,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,75,19,T2经纬仪（2秒级）,DJ2级光学经纬仪,DJ2光学经纬仪的
8、读数,75,20,主要特点： （1）采用度盘对径分划重合法读数，相当于取度盘直径两端相差180处两个读数的平均值，可以抵消照准部偏心误差的影响。 （2）设置双光楔测微器，可使度盘对径的分划线像重合；可以从测微分划尺上读出分秒数。 （3）在读数显微镜中只能看到水平度盘或垂直度盘一种影像，但可以用度盘变换轮使其交替出现。,四、DJ2光学经纬仪的读数,水平读盘度数： 1424715.7,度盘读取度数,旋转测微器使度盘对径分划线重合,测微器读取分秒数,及十分数,五、电子经纬仪的度盘读数,基本结构与光学经纬仪相同，操作方法也
9、基本相同。用编码度盘及光电扫描技术在显示屏自动显示度盘的读数。可使水平度盘读数置零、垂直角测量模式转换。,21,75,度盘读数显示屏,电源开关和操作按钮,电子经纬仪的显示屏度盘读数和控制键,22,75,竖盘读数(天顶距),水平度盘 读数,操作按钮,电源开关,水平角观测,75,23,3-3 水平角观测,一、经纬仪的安置 对中 整平 瞄准 读数,掌握对中、整平、瞄准、读数的方法与要求。 对中整平经纬仪后，用纵丝和(或)横丝对准竖 立于地面点上方标志；粗瞄,制动,微动精确瞄 准，然后进行度盘读数。,二、水平角观测
10、 要求掌握“测回法”和“方向观测法”观测水 平角的仪器操作方法、观测程序、记录和计算 方法。,一、经纬仪的安置,75,24,连接螺旋,垂球,地面标志,B,垂球对中,75,25,三脚架和垂球,2.用光学对中器对中,75,26,5.调焦透镜6.调焦环7.目镜8.对中分划板,1.反射棱镜2.水平度盘3.仪器纵轴4.物镜,光学对中器的结构：,操作步骤： (1)安置三脚架，目估对中，架头大致水平； (2)对中器目镜调焦，使十字丝清晰;物镜调焦,使地面标志清晰； (3)旋转脚螺旋使对准地面标志,伸缩三脚架腿,使圆水准泡居中； &nbs
11、p;(4)按水准管气泡精确置平仪器； (5)在三脚架头平移仪器,使对中误差<1mm。,对准地面标志,整平,75,27,(二) 整平 使仪器纵轴铅垂，水平度盘水平， 横轴水平，竖盘位于铅垂面内。,按左手大拇指法则，转动脚螺旋，使水准管气泡居中。容许的居中偏差应小于一格。,瞄准,28,75,二、照准标志及瞄准方法 用望远镜的纵丝和(或)横丝精确瞄准目标 瞄准目标
12、的标志中心,操作步骤：粗瞄、制动、调焦消除视差、水平和(或)垂直微动精确瞄准。垂直竖立的标志尽量瞄准目标下部，减少由于目标不铅垂而引起的方向误差。,（地面点之上安置各种不同形式的测量标志）,标杆,测钎,觇牌,挂垂球线,测回法观测水平角,75,29,三、水平角观测方法(一) 测回法 观测程序： 盘左： 瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左 盘右： 瞄准K，读数k右 瞄准J，读数j右,水平角是从起始
13、方向(即第1方向)顺时针转 到第2方向所成的角度，观测时必须首先确定起始 方向，然后按照“测回法”的次序观测。 水平角总是右方向读数减去左方向读数而得。,水平角观测记录,75,30,第一个方向读数应设置在0、180附近；分数和秒数的整数应写足二位，例如04、06等。 计算水平角，第二方向减第一方向，如果不够减则加360。 一测回中,不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。,测回法水平角观测记录,741906,741924,741915,水平角观测记录大角,75,31,测回法水平角观测记录,表中盘右C读数小于A读数，不够减，则C读数应加360后再减A读数，而得盘
14、右角值。,2142312,2142254,2142303,1801118,343412,测站,盘左、盘右测得角值之差小于40，则取其平均值。,方向观测法,75,32,(二) 方向观测法 一个测站观测3个或3个以上方向时，采用方向观测法。观测从零方向开始，最后再回到零方向(水平方向旋转一圆周)。因此,方向法也称为： “全圆方向法”,例：观测A,B,D,E 四方 向的瞄准读数次序：,盘左(顺时针方向)A- B- D- E- A,盘右(逆时针方向)A- E- D- B- A,测站,75,33,全圆方向法水平角观测记录,表3-3,全圆方向法观测的计算和限差(R方向值
15、),75,34,(1)半测回归零差 盘左或盘右半测回中,开始和结束两次瞄准起始方向的读数之差,称为归零差。对于J2级应<8,J6级应<18,(2)两倍视准差（2C） 一测回中,同一方向盘左、盘右两次瞄准读数差与180之差称为2C。 2C= R左（R右180）。2C属于仪器误差, 应为一个常数；其变化对于J2级应<13。,(4)归零方向值 一测回中,各方向的盘左、盘右平均值与零方向的方向值之差,称为归零方向值。同一方向各测回间归零方向值之差，对于J2级应<9,对于j6级应<24。,(3)盘左盘右平均值 1="
16、;" r="" 3-4="" z="360-" 4.="" l0="90" r0="270。,270,90,0,180,270,90,180,0,竖盘刻度注记及垂直角计算,竖盘逆时针注记,竖盘顺时针注记,抬高望远镜时，读数增大,抬高望远镜时，读数减小,40,75,盘左垂直角计算,盘右垂直角计算,75,41,垂直角观测计算,270,90,0,180,270,90,0,180,（以顺时针刻度、盘左为例）,视线水平,视线向上(仰角),抬高望远镜时,读数L减小," l=&q
17、uot;" -="" l-="" x="" 3-5="" h-h1="" c-c1="" l-l1="" v-v1="" l1="" v="" v1="" h="" h1="" c="" c1="">20,则需要校正。,（三）十字丝的检验和校正之二,校正：盘右，水平度盘应有读数：,转
18、动水平微动螺旋使读数为R,转动十字丝左右一对校正螺丝，对准P点。,75,59,卸去目镜处的十字丝环外罩，可以看到十字丝校正螺丝。,用校正针拨转左右一对校正螺丝，使纵丝对准目标 P，使 C C1H H1,十字丝校正螺丝,经纬仪的检验与校正,75,60,经纬仪的检验和校正,（四）横轴的检验和校正,目的：使横轴垂直于纵轴,检验：在离墙面1020m处安置经纬仪,整平仪器后，瞄准墙面高处一点P，制动照准部;,H H1V V1,盘左,盘右,然后大致放平望远镜,在墙面定出一点A;,再以盘右瞄准P点，放平望远镜,在墙面定出一点B;,如果A点与B点重合，则横
19、轴垂直于纵轴；若A,B不重合，则需要进行校正横轴位置。,经纬仪的检验与校正,75,61,（四）横轴的检验和校正(续),校正：由于横轴校正设备密封在仪器内部，该项校正应由仪器维修人员进行。,横轴的角：,如果 i 角大于1520应进行校正。,盘左,盘右,75,62,横轴校正方法：卸去经纬仪支架一侧的密封板，可以看到横轴一端、轴承和横轴校正偏心轮(黄铜)。,横轴一端,横承,横轴校正偏心轮,转动偏心轮可以使横轴一端升降，以达到横轴垂直纵轴的目的。由于需要拆开仪器，此项校正一般由专业维修人员进行。,经纬仪的检验与校正,75,63,经纬仪的检验和校正,（五）竖盘指标差的检验和校正,目的：消除竖盘指标差,检
20、验：对同一目标盘左、盘右观测竖直角,计算竖 盘指标差x,如果 x 的绝对值大于30,则需校正指 标差。,校正：以盘右瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，将原垂直度盘读数调整到指标差校正后的读数(原读数加或减指标差),拨动竖盘水准管校正螺丝,使气泡居中。,对于有垂直补偿器的经纬仪，则需要校正竖盘补偿器(由仪器维修专业人员进行)。,75,64,旋开竖盘水准管一端的护盖,可看到竖盘水准管校正螺丝,75,65,转动竖盘水准管微动螺旋，对准竖盘应有读数，用校正针拨转水准管校正螺丝，使水准管气泡居中。,经纬仪的检验与校正,75,66,经纬仪的检验和校正,（六）光学对中器的检验和校正
21、,目的：使光学对中器的视准轴 与纵轴重合,4. 对中器物镜5. 调焦透镜6. 调焦环7. 对中器目镜8. 对中器分划板,检验：地面放一画十字标志A的白纸，用光学对中器十字丝对准A,将照准部旋转180o 如果得到另一点A,则需要校正。,校正：定出 AA的中点 M，用对中器校正螺丝使对准 M。,经纬仪纵轴,对中器视准轴,3-6水平角观测的误差分析,度盘刻度中心C与照准部旋转中心C不重合称为照准部偏心差。照准部在度盘不同的方向时，此误差对读数的影响也不相同：A方向读数影响xa,B方向为xb,67,75,一、经纬仪照准部偏心差的影响,取度盘对径读数的平均数，或用
22、盘左和盘右测量水平角或垂直角，取其平均数，均可以抵消此误差的影响。简而言之:,度盘对径读数盘左盘右观测,刻度中心C,C1旋转中心,二、经纬仪轴系误差的影响,经纬仪的视准轴,横轴,纵轴之间的几何关系不正确对水平角观测的影响。,68,75,(一)视准轴误差的影响 (二)横轴误差的影响 (三)纵轴误差的影响,视准轴不垂直于横轴横轴不垂直于纵轴纵轴不位于铅垂线上，即经纬仪未精确置平,（一）视准轴误差的影响,视准轴不垂直于横轴，在绕横轴旋转时视准轴画出圆锥面。(不是垂直面)从而给方向观测带来误差为：,69,75,C 不垂直H 的误差当垂直角越大，影响水平方向也越大；用盘左和盘右测量水平角取平均数可抵消影
23、响；两个目标高度相等亦可抵消影响。,水平角误差为：,与横轴垂直的平面,盘左视准轴,盘右视准轴,（二）横轴误差的影响,如果存在横轴误差 i,对水平向读数的影响为：,70,75,H 不垂直V 对水平方向的影响随垂直角的增大而增大； 用盘左和盘右观测取平均值,其影响得到抵消。观测水平角的两个目标高度相等影响也抵消。,对水平角的影响为：,盘左横轴位置,盘右横轴位置,横轴水平位置,盘左视准轴,盘右视准轴,（三）纵轴误差的影响,71,75,纵轴不铅垂对水平角观测产生影响。产生原因是水准管轴不垂直于纵轴，或仪器未严格置平,称为纵轴误差。,V ,V,纵轴倾角,纵轴铅垂,纵轴倾斜,铅垂线,水平度盘,纵轴,纵轴误
24、差引起横轴误差的影响,72,75,纵轴误差使横轴的倾角 i 随水平方向而改变：为纵轴的倾角，为水平方向角。,因此,纵轴倾斜对水平方向的影响也随方向而改变：,且这种影响不会因盘左、盘右而改变其正负号,因而纵轴误差对水平方向的影响无法用盘左盘右观测的操作方法消除。,因此，角度观测时必须精确置平经纬仪！,三、仪器对中误差和目标偏心误差的影响,73,75,（一）仪器对中误差的影响,偏心角偏心距 e,仪器对中误差对水平角观测的影响与偏心距成正比，与角度的两边长成反比。,地面标志中心,仪器中心,（二）目标偏心差的影响,设A为测站点，B为目标点，照准标志在B点。e1为目标偏心距，1为偏心角。对水平角观测的影响为：,74,75,目标偏心误差误差对水平角观测的影响与偏心距成正比，与角度的边长成反比。垂直于瞄准方向的偏心影响最大。,测站,照准标志,目标点,偏心距,偏心角,第三章角度观测与经纬仪放映结束,75,75,!-9,对于j6级应