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1、第三章第三章 角度测量角度测量学习目标学习目标：在学习角度测量基本概念的基在学习角度测量基本概念的基础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬础上，明确经纬仪的结构原理，掌握经纬仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角仪应用的基本方法，掌握水平角、竖直角测量基本技术。测量基本技术。3.1 3.1 角度测量原理角度测量原理一、一、水平角水平角：水平面上二条相交直线的夹角，或者说，二个相交竖直面的二面角。如何理解地面点之间的水平角？水平度盘设站 观测 投影 方向值 角度一、基本原理一、基本原理设在观测的设在观测的NM NM 天顶距为天顶距为Z Z，竖直角为的竖直角为的 天顶距天顶距与竖直角的关系为与竖直角的
2、关系为 =90=90-Z Z 二、二、竖直角竖直角:竖直角竖直角：在同一竖直面内观测视线与水在同一竖直面内观测视线与水平线的夹角平线的夹角，称为，称为竖直角竖直角。仰角仰角:竖直面内观测视线在水平线之上的竖直角。竖直面内观测视线在水平线之上的竖直角。俯角俯角:竖直面内观测视线在水平线之下的竖直角。竖直面内观测视线在水平线之下的竖直角。俯角为负值。俯角为负值。天顶距天顶距:地面点的垂线上方向至观测视地面点的垂线上方向至观测视线的夹角线的夹角。3.2 3.2 光学光学经纬仪经纬仪一、经纬仪种类一、经纬仪种类：光学经纬仪、光电经纬仪光学经纬仪、光电经纬仪。DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ10光
3、学经纬仪DJ6二、基本构造二、基本构造照准部、度盘、基座等照准部、度盘、基座等。1照准部1)望远镜望远镜2)水准器水准器3)基本轴系基本轴系望远镜的结构望远镜的结构：物镜、凹透镜、十字丝：物镜、凹透镜、十字丝板和目镜板和目镜操作部件操作部件：望远对光螺旋、目镜调焦轮望远对光螺旋、目镜调焦轮望远镜的成象过程望远镜的成象过程：(1)物镜前的物象物镜前的物象A 经物镜成为缩小的倒经物镜成为缩小的倒立实象，并经凹透镜的调焦作用落在十立实象，并经凹透镜的调焦作用落在十字丝板的焦面上。字丝板的焦面上。(2)目镜将倒实象和十字丝象一起放大成目镜将倒实象和十字丝象一起放大成虚象虚象B。1)望远镜实现成象过程的
4、实现成象过程的对光操作对光操作(1)转动目镜调焦轮转动目镜调焦轮，眼睛，眼睛看清看清楚十字丝象；楚十字丝象；(2)转动望远物镜对光螺旋转动望远物镜对光螺旋，眼睛，眼睛看清看清楚物象楚物象A。(3)消除视差。消除视差。视差，即移动眼睛可发现十字丝象与虚象视差，即移动眼睛可发现十字丝象与虚象B的相的相对变动现象。视差的存在表明物象对变动现象。视差的存在表明物象 A可能没有落可能没有落在十字丝板焦面上。操作人员正确重复在十字丝板焦面上。操作人员正确重复(1)(2)对对光动作可消除视差。光动作可消除视差。2)水准器作用作用：测量仪器整平指示装置：测量仪器整平指示装置种类：管水准器和圆水准器种类：管水准
5、器和圆水准器管水准器：管水准器：结构，结构，管水准轴，管水准轴，格值。格值。管水准器的整平灵敏度较高。管水准器的整平灵敏度较高。圆水准器圆水准器结构，结构，圆水准轴，圆水准轴，格值。格值。圆水准器的整平灵敏度较低。圆水准器的整平灵敏度较低。CC，望远镜视准轴;HH，横轴;VV，竖轴;LL，管水准轴。必须满足:CCHH；HHVV；LLVV。此外,十字丝板的纵丝平行于竖轴VV。3)基本轴系2度盘及其读数机构1)度盘的结构形式度盘的结构形式。水平度盘、竖直度盘，度盘全周刻度 0360，按顺时针顺序注记。水平度盘套在套在竖轴中可以自由转动。竖直度盘固定在固定在横轴的一端与望远镜一起转动。2)度盘读数光
6、学系统度盘读数光学系统。把水平度盘和竖直度盘的刻划影像传送到一个读数窗中。注意A、B光路。轴套、脚螺旋、连接板、固定旋钮等。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，一般应用不得松开不得松开。3基座4.其他辅助机构1)光学对中器2)旋钮机构：(1)水平制动、微动旋钮，控制照准部水平转动；(2)垂直制动、微动旋钮，控制望远镜纵向转动；(3)微倾旋钮，调整竖直度盘水准器气泡居中，使指标线处于垂线方向上。一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置二、瞄准二、瞄准三、读数三、读数四、水平度盘的配置四、水平度盘的配置3.3 3.3 光学光学经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作一、经纬仪的安
7、置一、经纬仪的安置1.三脚架对中。要求：高度适当，架头概平，大致对中，稳固可靠。2.经纬仪对中。1)安置经纬仪。2)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。3.三脚架整平。1)转动照准部使管水准轴与所选二个脚腿地面支点连线平行，升降一脚腿使管水准器气泡居中。2)转动照准部使管水准轴转动90，升降第三脚腿使管水准器气泡居中。应重复一二次。4.精确整平。1)转动照准部使管水准轴与所选二个脚螺旋中心连线平行，相对转动二个脚螺旋使管水准器气泡居中。管水
8、准器气泡气泡在整平中的移动方移动方向向与转动脚螺旋左手大拇指运动方向一致。2)转动照准部90，转动第三脚螺旋使管水准器气泡居中。重复1)2)使水准器气泡精确居中。二、瞄准二、瞄准瞄准的实质：安置在地面点上的经纬仪的望远镜视准轴对准另一地面点的中心位置。一般地，被瞄准的地面点上设有观测目标，目标中心在地面点的垂线上，目标是瞄准的主要对象。瞄准的步骤：大致瞄准、对光、精确瞄准。三、读数三、读数在经纬仪瞄准目标之后从读数窗中读水平方向值。读数与记录有呼有应，有错即纠。纠错的原则“只能划改，不能涂改”。最后的读数值应化为度、分、秒的单位。3.4 3.4 水平角测量水平角测量一、方向法。一、方向法。或称
9、测回法，用于测量二个方向或三个方向构成的角度。1准备工作：1)选定起始方向。2)在地面点安置经纬仪和树立目标。3)做好望远镜的对光。4)根据需要进行水平度盘配置。选定测量的角度是AOB()。1)盘左观测：经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线左侧的位置，该盘位称为盘左。观测基本方法:(1)按顺时针转动照准部的方向瞄准目标；(按顺时针转动照准部先瞄准A目标，后瞄准B)。(2)在分别瞄准目标后立即读数，记录。2观测方法：2)盘右观测：经纬仪的竖直度盘在望远镜瞄准视线右侧的位置，该盘位称为盘右。盘左观测变盘右观测的基本方法：(1)沿横轴纵转望远镜180，转动照准部使仪器处于盘右位置;(2)按逆时针转动照准
10、部的方向瞄准目标;(按逆时针转动照准部先瞄准B目标，后瞄准A)。(3)在分别瞄准目标后立即读数，记录。方向法观测水平角的记录3计算与检核(上半测回，下半测回，一个测回)1)计算半测回角度观测值。盘左：左=49501200118=494854，盘右：右=22950181800148=494830。2)检核计算=左右，与容比较。3)计算一测回平。(检核结果容)消除消除减少误差减少误差方法：方法：1)认真安置仪器，对中准确。2)多测回测量。3)盘左盘右观测。4)精确整平仪器。一测回不平重测。5)看清目标，瞄准准确。6)认真读数。7)好天气，避烈日。8)认真检查。9)认真设点位，目标好。3.5 3.5 竖直角测量竖直角测量3.盘右观测观测步骤同上述盘左观测。1.准备工作 1)确定始读数（0 or 90 or 180 or 270）；2)确定竖直角的计算公式（=目标读数-始读数 or=始读数-目标读数）2.盘左观测1)瞄准目标。望远镜视场目标象的顶面与十字丝象靠近中间的中横丝相切；或目标象的顶面平分十字丝象靠近中间部分的双横丝；或十字丝的单横丝平分目标象的中间位置。2)精平，即转动微倾旋钮，使竖直度盘的水准器气泡居中。3)读数。二、竖直角的观测与计算二、竖直角的观测与计算1)盘左观测的竖直角：左=90-(L+x)2)盘右观测的竖直角：右=R+x-2703)角度计算：