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1、第3章角度测量工程测量第1页，共88页，编辑于2022年，星期二33.1.1 水平角测量原理水平角测量原理33.2.2 DJ6DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪33 3 3 DJ6DJ6光学经纬仪读数装置和操作使用光学经纬仪读数装置和操作使用33.4.4 水平角和竖直角测量方法水平角和竖直角测量方法33.5.5 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正33.6.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项33.7.7 电子经纬仪电子经纬仪第2页，共88页，编辑于2022年，星期二3.1 角度测量原理1.1.角度种类：水平角角度种类：水平角、竖直角竖直角 2.2.相关名词：相关名词：方向方向
2、A A、方向、方向B B：视线方向视线方向;目标目标A A、目标目标B B：观测对象观测对象;测站测站O O：安置仪器的地方：安置仪器的地方;第3页，共88页，编辑于2022年，星期二第4页，共88页，编辑于2022年，星期二1.1.定义：地面上一点到两个目标定义：地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面点的方向线垂直投影到水平面上的夹角。上的夹角。水平角的角值水平角的角值范围为范围为 00 3603602.主要设备主要设备 望远镜望远镜 水平度盘水平度盘 读数指标读数指标3.1.1 水平角测量原理第5页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.原理原理 ABAB、ACAC投影在水平度
3、盘上的读数为投影在水平度盘上的读数为n n、m m，则则 m mn n【注意】【注意】若若0 0,则加则加360360。第6页，共88页，编辑于2022年，星期二3.1.2 竖直角测量原理1.1.定义：竖直角是指在同一竖直面内，某一方向线与水平线的夹定义：竖直角是指在同一竖直面内，某一方向线与水平线的夹角，用角，用表示。表示。角值范围：角值范围：视线在水平线之上为视线在水平线之上为“正正”称仰角；称仰角；视线在水平线之下为视线在水平线之下为“负负”，称俯角；称俯角；角值为角值为 0 0 90 90第7页，共88页，编辑于2022年，星期二2.主要设备主要设备u 望远镜望远镜u 竖盘竖盘u 读数
4、指标读数指标3.3.原理原理 视线和水平线投影在竖盘上视线和水平线投影在竖盘上的读数，其中水平线方向读数为的读数，其中水平线方向读数为一常数一常数，由图可得由图可得 9090 L L其中，其中，L L竖盘读数竖盘读数 第8页，共88页，编辑于2022年，星期二4.4.天顶距天顶距 定义：在同一竖直面内某一方向线与天顶方向之间夹定义：在同一竖直面内某一方向线与天顶方向之间夹角称天顶距，用角称天顶距，用z z表示。表示。z=z=90-90-范围：范围：0 0 180 180【注意】天顶距是一个角度【注意】天顶距是一个角度第9页，共88页，编辑于2022年，星期二 经纬仪的种类：经纬仪的种类：按精度
5、分按精度分按类型分按类型分返回返回 其中其中:D-D-大地测量大地测量 J-J-经纬仪经纬仪 6 6一测回方向中误差一测回方向中误差66 第10页，共88页，编辑于2022年，星期二经纬仪照片游标经纬仪游标经纬仪光学经纬仪光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪第11页，共88页，编辑于2022年，星期二3.2 DJ6型光学经纬仪 适用于各种比例尺的地形图测绘和土木工程施工放样。由照准部、水平度盘、基座组成第12页，共88页，编辑于2022年，星期二第13页，共88页，编辑于2022年，星期二3.2.1 照准部1.1.望远镜望远镜v 视准轴视准轴CCCC、两对光螺旋两对光螺旋v 水平方向转动竖轴水平方向
6、转动竖轴VVVV、水平制微动螺旋水平制微动螺旋v 竖直方向转动横轴竖直方向转动横轴HHHH、竖直制微动螺旋竖直制微动螺旋2.2.竖盘水准管及其微动螺旋竖盘水准管及其微动螺旋第14页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.水准管灵敏度水准管灵敏度 圆水准器圆水准器:L LL L：=8=8 水准管水准管:LLLL：=20=20 4.4.读数系统反光读数系统反光镜镜 读数显微镜测微读数显微镜测微轮轮第15页，共88页，编辑于2022年，星期二v 包括水平度盘和竖直度盘，用光包括水平度盘和竖直度盘，用光学玻璃刻制而成。学玻璃刻制而成。2 2、度盘、度盘v 水平度盘转换装置：水平度盘转换装置：转盘手
7、轮转盘手轮 复测扳手复测扳手v 水平度盘、竖直度盘最小分划值：水平度盘、竖直度盘最小分划值：1 1或或 30 30 第16页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.基座基座v 三个脚螺旋三个脚螺旋使仪器水平使仪器水平v 固定螺旋固定螺旋固定照准部和基座固定照准部和基座 返回返回第17页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3 DJ6光学经纬仪读数装置和操作使用 读数方法：读数方法：读数度盘读数测微器读数读数度盘读数测微器读数第18页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.1 分微尺式测微器度盘最小分划值为度盘最小分划值为11，分微尺总长也是分微尺总长也是11，分成，分成6 6大大格，
8、每大格为格，每大格为1010，每大格分，每大格分成成1010小格，每小格为小格，每小格为1 1。直读直读1 1，估读到，估读到0.10.16 6 1.1.原原 理理第19页，共88页，编辑于2022年，星期二水平度盘读数水平度盘读数(H)L134 5324竖盘读数竖盘读数(V)L87 59002.2.读数显微镜中看到的图像读数显微镜中看到的图像第20页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.2 单平板玻璃测微器1.1.原原 理理u在指标线的光路上，安置一平行玻璃在指标线的光路上，安置一平行玻璃板。板。u转动测微轮，使平行玻璃板转动，使转动测微轮，使平行玻璃板转动，使指标位移指标位移LL角度
9、，显示出来。角度，显示出来。u度盘最小分划值为度盘最小分划值为3030。u分微式总长微分微式总长微3030，分成，分成3030个大格，个大格，每大格为每大格为1 1 。每大格分成。每大格分成3 3小格，小格，每小格为每小格为2020 。直读直读2020，估读到，估读到5 5。第21页，共88页，编辑于2022年，星期二 上面显示上面显示LL：指标线是单线指标线是单线;中间竖盘中间竖盘L0 L0：指标线是双线指标线是双线;下面水平度盘下面水平度盘L0L0：指标线是双线指标线是双线;2.2.读数方法读数方法水平度盘读数：水平度盘读数：转动测微轮，使下面转动测微轮，使下面指标线夹着某条分划线，指标线
10、夹着某条分划线，读读L0L0 9200 9200；再读；再读上面上面LL18041804L L 92920000 18180404 929218180404 第22页，共88页，编辑于2022年，星期二第23页，共88页，编辑于2022年，星期二3.3.3 经纬仪的使用v 经纬仪的使用包括经纬仪的使用包括 对中对中、整平整平、瞄准瞄准、读数读数四个步骤。四个步骤。v首先目测大致对中，首先目测大致对中，大致整平，用脚螺旋使圆水准器气泡大致整平，用脚螺旋使圆水准器气泡居中。居中。第24页，共88页，编辑于2022年，星期二1 1、精确、精确对中对中 目的：使仪器的竖轴位于测站点的铅垂线上。目的：使
11、仪器的竖轴位于测站点的铅垂线上。方法方法（1 1）垂球对中垂球对中 （2 2）光学对中光学对中 精度：精度：1 13 3毫米毫米第25页，共88页，编辑于2022年，星期二2、精确、精确整平整平u目的：使仪器竖轴在垂直位置，水平度盘在水平位置。目的：使仪器竖轴在垂直位置，水平度盘在水平位置。u方法：用脚螺旋使水准管在相互垂直的两个方向上气泡居中方法：用脚螺旋使水准管在相互垂直的两个方向上气泡居中第26页，共88页，编辑于2022年，星期二3 3、瞄准瞄准 基本同水准仪操作。基本同水准仪操作。测量水平角时十字丝纵丝平分或夹准目标测量水平角时十字丝纵丝平分或夹准目标底部。底部。测竖角时十字丝横丝平
12、分或相切目标测竖角时十字丝横丝平分或相切目标第27页，共88页，编辑于2022年，星期二4 4、读数、读数返回第28页，共88页，编辑于2022年，星期二3.4 水平角测量方法水平角测量方式主要有以下水平角测量方式主要有以下3 3种：种：1 1、测回法；、测回法；2 2、全圆方向观测法；、全圆方向观测法；3 3、方向观测法。、方向观测法。第29页，共88页，编辑于2022年，星期二 测回法常用于测量两个方向之间的单角。测回法常用于测量两个方向之间的单角。1 1、观测、观测（1 1）经纬仪安置于O点（对中、整平）。（2 2）盘左（正镜）：盘左（正镜）：瞄准A，读数在略大于0位置。读数aL 012
13、12 （3 3）顺时针照准B点，读数 bL 720848 。（4 4）上半测回角值计算）上半测回角值计算 L L=b=bL L a aL L 717156563636 3.4.1 测回法第30页，共88页，编辑于2022年，星期二（5 5）下半测回下半测回：倒转望远镜成：倒转望远镜成盘右位置盘右位置。先瞄准。先瞄准B B点，读数点，读数b bR R 252 25208083030，再瞄，再瞄A A点，读数点，读数a aR R 180 18012120000。计算计算R R=b=bR R a aR R=71=7156563030，称为称为下半测回角值下半测回角值。（6 6）一测回角值计算：）一测
14、回角值计算：第31页，共88页，编辑于2022年，星期二2 2、度盘配置、度盘配置 当测角精度要求较高时，可以观测当测角精度要求较高时，可以观测n个测回，取其平均值个测回，取其平均值作为水平角观测的最后结果。作为水平角观测的最后结果。目的：减少水平度盘分划误差。目的：减少水平度盘分划误差。每个测回应按每个测回应按180/n的角度间隔变换水平度盘位置的角度间隔变换水平度盘位置。如测。如测4个测回，则每测回起始方向分别设置成略大于个测回，则每测回起始方向分别设置成略大于0、45、90、135。3 3、观测限差、观测限差 DJ6 DJ6 上、下半测回之差上、下半测回之差|40|40|各测回间最大角差
15、各测回间最大角差|40|40|第32页，共88页，编辑于2022年，星期二测回法记录表测站盘位目标水平盘度读数水平角备注半测回值测回值0左A0 00 2487 26 2487 26 18B87 26 48右180 00 1287 26 12267 26 24测回法观测手簿测回法观测手簿 表表3-13-1 第33页，共88页，编辑于2022年，星期二（1 1）经纬仪置于）经纬仪置于O O点，点，盘左（正盘左（正镜）镜），选择目标最清晰的点为，选择目标最清晰的点为A A，瞄瞄A A，对零度读数对零度读数a aL L 0 002020000 3.4.2 全圆方向观测法适用于观测多于三个方向之间的水平
16、角适用于观测多于三个方向之间的水平角第34页，共88页，编辑于2022年，星期二（2 2）再照准再照准B B、C C、D D点，重复再瞄点，重复再瞄A A，称为上半测回归零。称为上半测回归零。目的：检查仪器是否发生变化。目的：检查仪器是否发生变化。读数读数 b bL L 523340 523340，c cL L 912120 912120 d dL L 1384230 1384230，a aL L 00200 00200 以上过程称为上半测回。以上过程称为上半测回。（3 3）倒转望远镜成倒转望远镜成盘右位置盘右位置。观测。观测AD AD C C B B A A，读数读数:a aR R 180
17、18002120212，d dR R 31831842504250 c cR R 271 27121302130，b bR R 232 23233403340 a aR R 180 18002100210 称为称为下半测回下半测回。第35页，共88页，编辑于2022年，星期二（4 4）若需观测若需观测n n测回，起始方向读数改变测回，起始方向读数改变180180/n n（5 5）计算计算q 计算同一方向的计算同一方向的2 2C C 2C 2C盘左读数（盘右读数盘左读数（盘右读数 180 180）q 计算各方向平均值计算各方向平均值 平均值平均值 盘左读数盘右读数盘左读数盘右读数 180 180
18、）q 计算起始方向平均值，填写在小括号内计算起始方向平均值，填写在小括号内第36页，共88页，编辑于2022年，星期二q 计算归零后的方向值计算归零后的方向值 把各方向值把各方向值0020600206归零方向值归零方向值q 计算各测回平均方向值计算各测回平均方向值q计算各方向之间水平角计算各方向之间水平角第37页，共88页，编辑于2022年，星期二 DJ2 DJ6DJ2 DJ6q 半测回归零差半测回归零差 12 18 12 18 q 2 2C C变化范围变化范围 18 18 q 各测回同一方向差各测回同一方向差 12 24 12 24（6 6）限差）限差第38页，共88页，编辑于2022年，星
19、期二 1 1、适用于观测三个方向之间的水平角适用于观测三个方向之间的水平角 2 2、基本上同全圆方向观测法。、基本上同全圆方向观测法。不同之处是：半测回中起始方向不需要归零。不同之处是：半测回中起始方向不需要归零。3.4.3 方向观测法第39页，共88页，编辑于2022年，星期二3.5 竖直角测量竖直角测量的应用竖直角测量的应用hAB=Ssin+i-v第40页，共88页，编辑于2022年，星期二一、一、竖盘结构竖盘结构q 竖盘竖盘 与望远镜连成整体与望远镜连成整体 q 竖盘水准管竖盘水准管保证竖盘指标在正确位置保证竖盘指标在正确位置q 竖盘水准管微动螺旋竖盘水准管微动螺旋使气泡居中使气泡居中第
20、41页，共88页，编辑于2022年，星期二二、两种竖盘的刻度二、两种竖盘的刻度 1.1.第一种竖盘（顺时针刻划）第一种竖盘（顺时针刻划）（1 1）刻度：目镜）刻度：目镜0 0；盘左、视线水平，读数盘左、视线水平，读数L L9090；盘右、视线水平，读数盘右、视线水平，读数R R270270；（2 2）盘左瞄准盘左瞄准P P点点，称为上半测回：称为上半测回：a aL L9090-L L，（3 3）盘右再次瞄准）盘右再次瞄准P P点，称为下半点，称为下半测回：测回：aRR-270，（4 4）一测回平均值一测回平均值第42页，共88页，编辑于2022年，星期二 2.2.第二种竖盘第二种竖盘 （逆时针
21、刻划逆时针刻划）（1 1）刻度：目镜）刻度：目镜180180，物镜，物镜0 0 盘左，视线水平，读数盘左，视线水平，读数L L909000000000 盘右，视线水平，读数盘右，视线水平，读数R R27027000000000 （2 2）盘左，瞄高点盘左，瞄高点P P，a aL LL L-90 90 ，称为上半测回称为上半测回（3 3）变成盘右，再瞄）变成盘右，再瞄P P，a aR R270270 -R-R，下半测回下半测回（4 4）一测回平均值一测回平均值第43页，共88页，编辑于2022年，星期二（1 1）定义）定义 当视线水平、且竖盘水准管气泡居中时，竖盘指标不恰好在当视线水平、且竖盘水
22、准管气泡居中时，竖盘指标不恰好在9090或或270270，而与正确位置差一个小角度，而与正确位置差一个小角度 ，称为竖盘指标差。，称为竖盘指标差。3.竖盘指标差第44页，共88页，编辑于2022年，星期二（2 2）计算公式计算公式 若是第一种形式的竖盘若是第一种形式的竖盘 盘左观测盘左观测 =（90+90+）-L-L 盘右观测盘右观测 =R-=R-（270+270+）解上面两个方程得：解上面两个方程得：第45页，共88页，编辑于2022年，星期二三、竖直角的观测和计算（1 1）经纬仪置于）经纬仪置于O O点，点，盘左盘左，瞄准，瞄准P P，使竖盘水准管气泡居中。使竖盘水准管气泡居中。读数读数
23、L L717112123636。（2 2）变成）变成盘右盘右，瞄，瞄P P，再使竖盘水准管气泡居中。再使竖盘水准管气泡居中。读数读数 R R28828847470000（3 3）计算竖直角）计算竖直角 盘左盘左 a aL L9090-L L+18+1847472424 盘右盘右 a aR RR-270R-270 +18+1847470000 平均值：平均值：指标差：指标差：第46页，共88页，编辑于2022年，星期二（4 4）若要观测）若要观测n n测回，重复以上步骤，再取平均值测回，重复以上步骤，再取平均值（5 5）同样方法观测）同样方法观测Q Q点点 a a-6-6181851 51 -9
24、-9（6 6）观测限差）观测限差 DJ6 DJ6 指标差的变化范围指标差的变化范围 25 25【注意】【注意】现代光学经纬仪竖盘系统有自动归零补偿装置来现代光学经纬仪竖盘系统有自动归零补偿装置来代替水准管，瞄准目标后，可以直接读数。代替水准管，瞄准目标后，可以直接读数。第47页，共88页，编辑于2022年，星期二测站目标竖盘位置竖盘读数半测回竖直角指标差一测回竖直角备注0A左78 25 18+11 34 42-21+11 34 21右281 34 00+11 34 00B左93 03 12-3 43 12-12-3 03 24右266 56 24-3 03 36竖直角观测手簿竖直角观测手簿 表
25、表3-3 3-3 第48页，共88页，编辑于2022年，星期二3.6 经纬仪的检验与校正（1 1）水准管轴垂直于竖轴）水准管轴垂直于竖轴 （LL VVLL VV）（2 2）望远镜视准轴垂直于横轴）望远镜视准轴垂直于横轴 （CC HHCC HH）（3 3）横轴垂直于竖轴）横轴垂直于竖轴 （HH VVHH VV）（4 4）十字丝纵丝垂直于横轴）十字丝纵丝垂直于横轴（5 5）竖盘指标差为零）竖盘指标差为零经纬仪轴系间应该满足的条件：经纬仪轴系间应该满足的条件：第49页，共88页，编辑于2022年，星期二【分析】根据水平角和竖直角测量原理，要求：水平度盘水平、根据水平角和竖直角测量原理，要求：水平度盘
26、水平、竖直度盘竖直、视准轴旋转形成一个竖直面。竖直度盘竖直、视准轴旋转形成一个竖直面。q 水平度盘水平，由条件水平度盘水平，由条件1 1保证保证 水平度盘水平度盘竖轴竖轴,由仪器制造保证由仪器制造保证q 竖盘竖直，由条件竖盘竖直，由条件1 1、2 2保证保证 竖盘竖盘横轴横轴,由仪器制造保证由仪器制造保证q 视准轴旋转形成竖直面，由条件视准轴旋转形成竖直面，由条件1 1、2 2、3 3保证保证第50页，共88页，编辑于2022年，星期二一、LL VV的检验与校正u 目的：目的：使仪器满足照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的几何使仪器满足照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的几何条件，使仪器整平后，保证竖轴铅
27、直，水平度盘保持水平。条件，使仪器整平后，保证竖轴铅直，水平度盘保持水平。u LL LL不竖直，偏离小角不竖直，偏离小角，称为竖轴误差称为竖轴误差u 检校方法同水准仪圆水准器的检校检校方法同水准仪圆水准器的检校第51页，共88页，编辑于2022年，星期二二、CC HH的检校1 1、目的：当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，其视准、目的：当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转，其视准 面应是与横轴面应是与横轴正交的铅垂面。正交的铅垂面。q 视准误差：视准轴于横轴之间夹的小角视准误差：视准轴于横轴之间夹的小角C C。对水平方向目标，正倒镜读数之差即为对水平方向目标，正倒镜读数之差即为2 2C C第52页，共8
28、8页，编辑于2022年，星期二平地选平地选ABAB两点，使两点，使D DABAB8080100100米。取中点米。取中点O O置经纬仪。置经纬仪。A A点点立目标，立目标，B B点置一水平尺，使三者高程相同。点置一水平尺，使三者高程相同。1 1）盘左，瞄）盘左，瞄A A，纵转望远镜，在纵转望远镜，在B B尺上读数为尺上读数为B B1 12、检验第53页，共88页，编辑于2022年，星期二其中，其中，D D仪器到仪器到B B尺距离尺距离 两读数之差两读数之差 3 3）若若B B1 1 B B2 2 ，则，则CC HHCC HH 若若B B1 1B B2 2 ，则存在，则存在C C角，计算公式角，
29、计算公式2 2）盘右，瞄盘右，瞄A A，纵转望远镜，纵转望远镜，在在B B尺上读数为尺上读数为B B2 2第54页，共88页，编辑于2022年，星期二q 对于对于DJ6DJ6，|C|C|6060 若若 0.0500.050米，米，D D4040米，则米，则C C 64 64 1 1）在盘右位置，保持在盘右位置，保持B B尺不动，在尺不动，在B B尺上定出尺上定出B B3 3点点，使使2 2）OBOB3 3便与横轴垂直。用十字丝校正螺旋校正，直到读数由便与横轴垂直。用十字丝校正螺旋校正，直到读数由B B2 2 B B3 3，最后旋紧螺丝。，最后旋紧螺丝。2、校正第55页，共88页，编辑于2022
30、年，星期二3.5.3 横轴垂直于竖轴的检校1 1、目的：保证当竖轴铅直时，横轴应水平；否则，视准、目的：保证当竖轴铅直时，横轴应水平；否则，视准 轴轴绕横轴旋转轨迹不是铅垂面，而是一个倾斜面。绕横轴旋转轨迹不是铅垂面，而是一个倾斜面。q 横轴不垂直于竖轴时，所夹小角横轴不垂直于竖轴时，所夹小角i i 称为横轴误差称为横轴误差 第56页，共88页，编辑于2022年，星期二 在距墙在距墙3030M M处安置经纬仪，高处选处安置经纬仪，高处选P P点，使仰角应大于点，使仰角应大于3030。1 1）盘左，瞄）盘左，瞄P P，将望远将望远镜大致放平。在墙上镜大致放平。在墙上标出十字丝中点所对标出十字丝中
31、点所对应位置应位置P P1 1点。点。2 2）盘右，瞄）盘右，瞄P P，同法同法在墙上标出在墙上标出P P2 2点。点。2、检验第57页，共88页，编辑于2022年，星期二q 对于对于DJ6DJ6型经纬仪，当型经纬仪，当i2i200时必须校正。时必须校正。若若 0.0050.005米，米，D D2020米，米，则则3 3）若若P P1 1与与P P2 2 不重合，则存在不重合，则存在i i角，计算公式角，计算公式第58页，共88页，编辑于2022年，星期二3、校正 1 1）取）取P P1 1P P2 2的中点的中点P PM M 2 2）望远镜瞄准望远镜瞄准P PM M，再抬高望远镜，再抬高望远
32、镜，3 3）若）若P P不在竖丝上，用横轴校正螺旋校正，使不在竖丝上，用横轴校正螺旋校正，使P P点落在竖丝点落在竖丝上上第59页，共88页，编辑于2022年，星期二3.6.4 十字丝竖丝垂直于横丝的检验与校正1 1、目的：使十字丝竖丝铅直，保证精确瞄准目标。、目的：使十字丝竖丝铅直，保证精确瞄准目标。2 2、检验与校正：、检验与校正：方法同水准仪十字丝横丝垂直于竖轴检校相似方法同水准仪十字丝横丝垂直于竖轴检校相似第60页，共88页，编辑于2022年，星期二3.5.5 竖盘指标差及其检校1 1、检验、检验 离观测目标约离观测目标约2020米处置经纬仪，米处置经纬仪，使目标与仪器同高。使目标与仪
33、器同高。1 1）盘左，测竖直角）盘左，测竖直角=90-L 2 2）盘右，测竖直角）盘右，测竖直角=R-270 3 3）计算竖盘指标差）计算竖盘指标差q DJ6DJ6型经纬仪型经纬仪 60 60，否则，否则要进行校正要进行校正第61页，共88页，编辑于2022年，星期二1 1）计算盘右时正确读数）计算盘右时正确读数R R0 0 R R0 0 R R-2 2）用竖盘水准管微动螺旋，使读数由用竖盘水准管微动螺旋，使读数由 R R R R0 03 3）用竖盘水准管校正螺丝，使竖盘水准管气泡居中。用竖盘水准管校正螺丝，使竖盘水准管气泡居中。2、校正第62页，共88页，编辑于2022年，星期二1、仪器误差
34、(1).(1).竖盘指标差竖盘指标差;(2).(2).度盘偏心差：是指照准部旋转中心与水平度盘的分划中度盘偏心差：是指照准部旋转中心与水平度盘的分划中心心 不一致，引起角度误差不一致，引起角度误差;(3).(3).视准轴误差：测水平角时，对观测值有影响视准轴误差：测水平角时，对观测值有影响;(4).(4).横轴误差横轴误差;以上四种误差消除方法是盘左盘右进行观测。以上四种误差消除方法是盘左盘右进行观测。33.6.6 角度测量误差分析及注意事项角度测量误差分析及注意事项一、一、角度测量误差源角度测量误差源-仪器误差、人、外界环境仪器误差、人、外界环境第63页，共88页，编辑于2022年，星期二（
35、5 5）竖轴倾斜误差竖轴倾斜误差：测量前应严格检校仪器，观测时仔细整：测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平，并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格。平，并始终保持照准部水准管气泡居中，气泡不可偏离一格。（6 6）度盘刻划不均匀误差度盘刻划不均匀误差：由于仪器加工不完善引起的：由于仪器加工不完善引起的减若方法：改变每测回起始方向的读数，即配置度盘。减若方法：改变每测回起始方向的读数，即配置度盘。第64页，共88页，编辑于2022年，星期二 1 1、对中误差、对中误差 正确角度正确角度AOBAOB，不正确角度不正确角度AOAO B B，e e是偏心距，是偏心距，是偏心角是偏心角 二、观测
36、误差第65页，共88页，编辑于2022年，星期二其中，其中，D D1 1、D D2 2角的两边的边长角的两边的边长第66页，共88页，编辑于2022年，星期二q 当当 180180，9090时，时，有最大值有最大值q 设设D D1 1D D2 260m60m，e e1 13mm3mm，则则maxmax2121 【分析】【分析】q 与与e e1 1成正比成正比q 与与D D1 1、D D2 2成反比。因此，短边测角要注意仪器对中成反比。因此，短边测角要注意仪器对中第67页，共88页，编辑于2022年，星期二O O为测站，为测站，A A为地面目标，为地面目标，AAAA为标杆，杆长为标杆，杆长d d
37、，杆倾角杆倾角 。目标偏心差。目标偏心差为为从上式可见，目标偏心误差对水平方向影响与从上式可见，目标偏心误差对水平方向影响与e e成正比，与边长成反比。成正比，与边长成反比。目标偏斜对观测方向影响为：目标偏斜对观测方向影响为：为了减少这项误差，测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部。为了减少这项误差，测角时标杆应竖直，并尽可能瞄准底部。2、目标偏心差第68页，共88页，编辑于2022年，星期二通常以人眼最小分辨视角（通常以人眼最小分辨视角（6060）和望远镜放大率）和望远镜放大率v v来衡量仪来衡量仪器的照准精度，为：器的照准精度，为：对于对于DJ6DJ6型经纬仪，型经纬仪，v=28v=28，3、
38、照准误差4 4、读数误差、读数误差主要取决于仪器读数设备。对于采用分微尺读数系统的主要取决于仪器读数设备。对于采用分微尺读数系统的经纬仪，读数中误差为测微器最小分划值的经纬仪，读数中误差为测微器最小分划值的1/101/10，即，即0.10.166。第69页，共88页，编辑于2022年，星期二 外界环境对测角精度有直接影响，如大风、日晒、土质情外界环境对测角精度有直接影响，如大风、日晒、土质情况对仪器稳定性的影响及对气泡居中的影响，大气热辐射、大况对仪器稳定性的影响及对气泡居中的影响，大气热辐射、大气折光对瞄准目标影响等。所以应选择微风多云、空气清晰度气折光对瞄准目标影响等。所以应选择微风多云、
39、空气清晰度好，大气流不严重的条件下进行。好，大气流不严重的条件下进行。三、外界条件的影响第70页，共88页，编辑于2022年，星期二q 盘左盘右观测水平角时，可以消除视准轴误差，横轴误差，盘左盘右观测水平角时，可以消除视准轴误差，横轴误差，度盘偏心差，但不能消除竖轴误差度盘偏心差，但不能消除竖轴误差q在普通测量中，仪器对中误差、目标偏心误差是主要的误差在普通测量中，仪器对中误差、目标偏心误差是主要的误差来源。特别是短边测角，更要注意来源。特别是短边测角，更要注意四、小结第71页，共88页，编辑于2022年，星期二五、水平角观测注意事项1 1、仪器安置的高度应合适，脚架应踏实，中心螺旋拧紧，观测
40、时、仪器安置的高度应合适，脚架应踏实，中心螺旋拧紧，观测时手不扶脚架，转动照准部及使用各种螺旋时，用力要轻；手不扶脚架，转动照准部及使用各种螺旋时，用力要轻；2 2、若观测目标的高度相差较大，特别要注意仪器整平；、若观测目标的高度相差较大，特别要注意仪器整平；3 3、对中要准确。测角精度要求越高，或边长越短，则对中要、对中要准确。测角精度要求越高，或边长越短，则对中要求越严格；求越严格；4 4、观测时要消除视差，尽量用十字丝交点照准目标底部或、观测时要消除视差，尽量用十字丝交点照准目标底部或桩上小钉；桩上小钉；第72页，共88页，编辑于2022年，星期二5 5、按观测顺序记录水平度盘读数，注意
41、检查限差。发现错误，立、按观测顺序记录水平度盘读数，注意检查限差。发现错误，立即重测；即重测；6 6、水准管气泡应在观测前调好，一测回过程中不允许再调，、水准管气泡应在观测前调好，一测回过程中不允许再调，如气泡偏离中心超过两格时，应再次整平重测该测回。如气泡偏离中心超过两格时，应再次整平重测该测回。返回第73页，共88页，编辑于2022年，星期二3.7 电子经纬仪一、一、电子经纬仪的主要性能电子经纬仪的主要性能1 1、自动显示角度测量数据自动显示角度测量数据2 2、自动记录角度测量数据、自动记录角度测量数据3 3、自动传输角度测量数据、自动传输角度测量数据第74页，共88页，编辑于2022年，
42、星期二1 1、几种电子经纬仪测角系统、几种电子经纬仪测角系统二、电子经纬仪测角原理第75页，共88页，编辑于2022年，星期二名词：光栅、度盘、栅距名词：光栅、度盘、栅距2、光栅度盘测角系统第76页，共88页，编辑于2022年，星期二第77页，共88页，编辑于2022年，星期二莫尔条纹特点：莫尔条纹特点：（1 1）两光栅之间的倾角越小，条纹间距）两光栅之间的倾角越小，条纹间距越宽，则相邻明条纹或越宽，则相邻明条纹或暗条纹之间的距离越大。暗条纹之间的距离越大。（2 2）在垂直于光栅构成的平面方向上，条纹亮度按正弦规律周期）在垂直于光栅构成的平面方向上，条纹亮度按正弦规律周期性变化。性变化。（3
43、3）当光栅在垂直于刻线的方向上移动时，条纹顺着刻线方向）当光栅在垂直于刻线的方向上移动时，条纹顺着刻线方向移动。移动。（4 4）纹距）纹距与栅距与栅距d d之间满足如下关系：之间满足如下关系：莫尔条纹：将两块密度相同的光栅重叠，并使它们的刻划线莫尔条纹：将两块密度相同的光栅重叠，并使它们的刻划线 相互倾斜一格很小的角度，此时便会出现明暗相相互倾斜一格很小的角度，此时便会出现明暗相 间的条纹，该条纹称为莫尔条纹。间的条纹，该条纹称为莫尔条纹。第78页，共88页，编辑于2022年，星期二例如，当例如，当=20=20时，纹距时，纹距=172=172d d，即纹距比栅距放大了即纹距比栅距放大了 172
44、172倍。这样，就可以对纹距进一步细分，已达倍。这样，就可以对纹距进一步细分，已达 到提高测角精度到提高测角精度的目的。的目的。式中：式中：-3438-3438-两光栅之间的倾角两光栅之间的倾角第79页，共88页，编辑于2022年，星期二 名词：活动光阑、固定光阑名词：活动光阑、固定光阑3、动态测角原理第80页，共88页，编辑于2022年，星期二（1 1）光阑结构）光阑结构 光阑上装有发光二极管和光电二极管，分别处于度盘上、光阑上装有发光二极管和光电二极管，分别处于度盘上、下侧。发光二极管发射红外光线，通过光阑孔隙照到度盘上。下侧。发光二极管发射红外光线，通过光阑孔隙照到度盘上。当微型马达带动
45、度盘旋转时，因度盘上明暗条纹而形成透光当微型马达带动度盘旋转时，因度盘上明暗条纹而形成透光亮的不断变化，这些光信号被设置在度盘另一侧的光电二极亮的不断变化，这些光信号被设置在度盘另一侧的光电二极管接收，转换成正弦波的电信号输出，用以测角。管接收，转换成正弦波的电信号输出，用以测角。（2 2）测量角度）测量角度 测量角度，首先要测出各方向的方向值，有了方向值，角测量角度，首先要测出各方向的方向值，有了方向值，角度也就可以得到。方向值表现为度也就可以得到。方向值表现为L LR R与与L LS S间的夹角间的夹角。第81页，共88页，编辑于2022年，星期二设一对明暗条纹（即一个分划）相应的角值即栅
46、距为设一对明暗条纹（即一个分划）相应的角值即栅距为0 0 ，其其值为：值为：0 0 由图可知，角度由图可知，角度为为n n个整周期个整周期0 0 和不足整周期和不足整周期的分划值的分划值之和。它们分别由粗测和精测求得，即之和。它们分别由粗测和精测求得，即（3 3）粗测）粗测-求出求出0 0 的个数的个数n n 为进行粗测，度盘上设有特殊标志（标志分划），每为进行粗测，度盘上设有特殊标志（标志分划），每 90 90一个，一个，共共4 4个。个。（4 4）精测）精测-测算测算第82页，共88页，编辑于2022年，星期二用垂球对中时，先在测站点安放三脚架，使其高度适中，架用垂球对中时，先在测站点安放
47、三脚架，使其高度适中，架头大致水平，架腿与地面约成头大致水平，架腿与地面约成7575角。在连接螺旋的下方悬挂垂球，角。在连接螺旋的下方悬挂垂球，移动脚移动脚架架，使垂球尖基本对准站点，并使脚，使垂球尖基本对准站点，并使脚架架稳固地架在地面上。稳固地架在地面上。然后装上经纬仪，旋上连接螺旋（不要放紧），双手扶基座在然后装上经纬仪，旋上连接螺旋（不要放紧），双手扶基座在架架头上平移，使垂球尖精确对准测站点，最后将连接螺旋拧紧。头上平移，使垂球尖精确对准测站点，最后将连接螺旋拧紧。垂球对中：返回返回第83页，共88页，编辑于2022年，星期二 光学对点器是由一组折射棱镜组成。使用时先用对点器调焦光学
48、对点器是由一组折射棱镜组成。使用时先用对点器调焦螺旋，看清分划板刻划圈，再移动对点器目镜看清地面标志。若螺旋，看清分划板刻划圈，再移动对点器目镜看清地面标志。若照准部水准管气泡居中，即可旋松连接螺旋，手扶基座平移照准照准部水准管气泡居中，即可旋松连接螺旋，手扶基座平移照准部，使对点器分划圈对准地面标志。如果刻划圈偏离地面标志太部，使对点器分划圈对准地面标志。如果刻划圈偏离地面标志太远，可旋转基座上的脚螺旋使其对中，此时水准管气泡会偏移，远，可旋转基座上的脚螺旋使其对中，此时水准管气泡会偏移，再根据气泡偏移方向，调整相应三脚架的架腿，使气泡居中。对再根据气泡偏移方向，调整相应三脚架的架腿，使气泡
49、居中。对中工作应与整平工作穿插进行，直到既对中又整平为止。中工作应与整平工作穿插进行，直到既对中又整平为止。光学对中：返回返回第84页，共88页，编辑于2022年，星期二 首先转动照准部，使水准管与任意两个脚螺旋连线平行。首先转动照准部，使水准管与任意两个脚螺旋连线平行。双手相向转动这两个脚螺旋使气泡居中。再将照准部旋转双手相向转动这两个脚螺旋使气泡居中。再将照准部旋转9090，调整第三个脚螺旋使气泡居中。按上述方法反复操作，直到仪，调整第三个脚螺旋使气泡居中。按上述方法反复操作，直到仪器旋至任意位置气泡均居中为止。注意气泡移动方向与左手大拇器旋至任意位置气泡均居中为止。注意气泡移动方向与左手
50、大拇指移动方向一致。指移动方向一致。整平方法：第85页，共88页，编辑于2022年，星期二 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（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。该法也称为全圆方向法或全圆测回法。测起始方向，称为归零。该法也称为全圆方向法或全圆测回法。方向观测法第86页，共88页，编辑于2022年，星期二（1 1）首先安置经纬仪于）首先安置经纬仪于O O点，成盘左点，成盘左位置，将度盘设置成略大于位置，将度盘设置成略大于0