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1、第三章 角度测量,第一节 水平角观测第二节 竖直角观测第三节 经纬仪的使用第四节 水平角观测误差,第一节 水平角观测,一、水平角的测量原理 水平角是指地面上一点到两个目标的方向线在同一水平面上的垂直投影间的夹角，或是经过两条方向线的竖直面所夹的两面角。如图3-1所示。 用于测量水平角的仪器，必须具备如下要求: (1)能安置成水平位置且全圆顺时针注记的刻度盘(称水平度盘)，并且圆盘的中心一定要位于所测角顶点A的铅垂线上。 (2)有一个不仅能在水平方向转动，而且能在竖直方向转动的照准设备，使之能在过A.、AC的竖直面内照准目标。 (3)应有读取读数的指标线。,下一页,返回,第一节 水平角观测,二、
2、测回法与方向观测法 (一)测回法 测回法适用于观测两个照准目标的单角。 如图3-2所示，先将经纬仪安置在O处，并在AB两点上分别设置照准标志。 (二)方向观测法 方向观测法，适用于3个以上方向所形成的多个角度测量。如图3-3所示，在测站O上，用方向观测法观测A、B、C、D各方向之间的水平角。,上一页,下一页,返回,第一节 水平角观测,三、左、右角观测法 在导线测量中，如果只有两个方向时，可采用左、右角法，这样有利于消除测角中的系统误差。此方法是在总测回数中以奇数测回和偶数测回分别观测导线前进方向的左角和右角。左、右角的观测测回数各为总测回数的一半，度盘配置仍按原来的测回法的顺序，左、右角分别取
3、中数后，取和与360的不符值不应大于限差要求。最后统一换算成左角或右角。这里只做了解，不做重点练习。,上一页,返回,第二节 竖直角观测,一、观测原理 竖直角(垂直角) -观测目标的方向线与水平面间在同一竖直面内的夹角，通常用表示，如图3-4所示。 (1)视线方向在水平线之上，竖直角为仰角，用+表示。 (2)视线方向在水平线之下，竖直角为俯角，用-表示。 竖直角值范围在-90+90 之间。,下一页,返回,第二节 竖直角观测,二、竖直度盘 在竖直角的观测过程中要用到竖直度盘。这里我们对竖直度盘作一下简单的介绍。 竖盘固定在望远镜横轴的一端，垂直于横轴，竖盘随望远镜的上下转动而转动。,上一页,下一页
4、,返回,第二节 竖直角观测,竖盘读数指标线不随望远镜的转动而变化。为使竖盘指标线在读数时处于正确位置，竖盘读数指标线与竖盘水准管固连在一起，由指标水准管微动螺旋控制。转动指标水准管微动螺旋可使竖盘水准管气泡居中，达到指标线处于正确位置的目的。 通常情况下，水平方向(指标线处于正确位置的方向)都是一个已知的固定值。,上一页,下一页,返回,第二节 竖直角观测,三、竖直角的观测 竖直角的观测按下列步骤进行。 (1)将经纬仪安置在测站点上，经对中整平后，量取仪器高。 (2)用盘左位置瞄准目标点，使十字丝中横丝切准目标的顶端或指定位置，调节竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡严格居中，并读取盘左
5、读数五并记入手簿，为上半测回。 (3)纵转望远镜，用盘右位置再瞄准目标点相同位置，调节竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取盘右读数R。,上一页,下一页,返回,第二节 竖直角观测,四、竖直角的计算 在对竖直角的计算过程中按下面步骤依次进行。 (1)计算平均竖直角。 (2)竖直角左与右的计算。,上一页,下一页,返回,第二节 竖直角观测,五、竖盘指标差 当视线水平且指标水准管气泡居中时，指标所指读数不是90或270，而是与90或270相差一个角值x，如图3-5。六、竖直角的应用 1.用视距法测定平距和高差 2.间接求高程,上一页,返回,第三节 经纬仪的使用,一、经纬仪的检验和校正
6、(一)一般性检验 一般性检验包括的内容有: (1)质量和照准部旋转是否灵活、各部位螺旋的有效性是否完好。 (2)望远镜视物是否清晰。 (3)度盘有无损伤，分划线的清晰度是否完好。 (4)分微尺的分划是否清晰。 (5)仪器及各种附部件的齐全与否。,下一页,返回,第三节 经纬仪的使用,(二)应满足的几何条件 经纬仪各主要轴线应满足下列条件。 (1)竖轴应垂直于水平度盘且过其中心; (2)照准部管水准器轴应垂直于仪器竖轴; (3)视准轴应垂直于横轴; (4)横轴应垂直于竖轴; (5)横轴应垂直于竖盘且过其中心。,上一页,下一页,返回,第三节 经纬仪的使用,(三)轴几何条件的检验与校正 由于是目估1/
7、 2气泡偏移量，因此，检验校正需反复进行，直至照准部旋转到任何位气泡偏离中央不超过一格为止，最后勿忘将旋松的校正螺丝旋紧。 1.照准部水准管轴垂直于竖轴 2.十字丝的竖丝垂直于横轴 3.望远镜视准轴垂直于横轴 4.横轴垂直于竖轴,上一页,下一页,返回,第三节 经纬仪的使用,二、经纬仪使用的基本操作 经纬仪使用的操作应按以下步骤进行: 1.对中 对中的目的是使仪器的中心(竖轴)与测站点位于同一铅垂线上。 对中时，应先把三脚架张开，架设在测站点上，要求高度适宜，架头大致水平。然后挂上垂球，平移三脚架使垂球尖大致对准测站点。再将三脚架踏实，装上仪器，同时应把连接螺旋稍微松开，在架头上移动仪器精确对中
8、，误差小于2mm，旋紧连接螺旋即可。,上一页,下一页,返回,第三节 经纬仪的使用,2.整平 整平的目的是使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。 3.使用光学对中器对中和整平 4.读数 (1)分微尺测微器及其读数方法 (2)单平板玻璃测微器及其读数方法。,上一页,返回,第四节 水平角观测误差,一、误差来源 1.仪器误差 (1)仪器制造加工不完善而引起的误差，主要有度盘刻划不均匀误差、照准部偏心差(照准部旋转中心与度盘刻划中心不一致)和水平度盘偏心差(度盘旋转中心与度盘刻划中心不一致)，此类误差一般都很小，并且大多数都可以在观测过程中采取相应的措施消除或减弱它们的影响。 (2)仪器检验校正后的残
9、余误差。,下一页,返回,第四节 水平角观测误差,2.观测误差 (1)仪器对中误差。 (2)整平误差。 (3)目标偏心误差。 (4)瞄准误差。 (5)读数误差。,上一页,下一页,返回,第四节 水平角观测误差,二、水平角观测误差的影响 角度观测是在外界中进行的，外界中各种因素都会对观测的精度产生影响。如，地面不坚实或刮风会使仪器不稳定;大气能见度的好坏和光线的强弱会影响照准和读数;温度变化使仪器各轴线儿何关系发生变化等。要完全消除这些影响儿乎是不可能的，只能采取一些措施，例如选择成像清晰、稳定的天气条件和时间段观测，观测中给仪器打伞，避免阳光对仪器直接照射等，以减弱外界不利因素的影响。,上一页,返回,图3一1 水平角的测量原理,返回,图3一2 测回法,返回,图3一3 方向观测法,返回,图3一4 竖直角观测原理,返回,图3一5 竖盘指标差,返回,