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1、测量学课件测量学课件南京工业大学南京工业大学地理信息与测绘工程系地理信息与测绘工程系第三章第三章 角度测量角度测量主要内容：主要内容：水平角和垂直角测量原理，DJ6型光学经纬仪的使用，水平角和垂直角的观测、计算方法，角度测量的误差分析、DJ6的检校。主要目的：主要目的：使学生了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和垂直角的方法。了解经纬仪各轴线间应满足的几何条件。重点内容：重点内容：测回法施测水平角、中丝法施测垂直角的观测方法、经纬仪各轴线间应满足的几何条件。角度测量仪器是光学经纬仪，它能测量水平角和垂直角。水平角用于求算地面点的坐标和两点间的坐标方位角，垂直角用于求算高差或将倾斜距离换算成水平距
2、离。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-1.3-1.角度测量原理角度测量原理1、水平角测量原理、水平角测量原理水平角水平角过一点到两个目标的方向线垂直投影到水平面上所成的夹角。0360。也可看成是包含 BA、BC视线 的 两个铅垂面之间 的两面角。0ca水平度盘水平度盘 =c-a=c-a水平面abc A BC1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-1.3-1.角度测量原理角度测量原理2、垂直角测量原理
3、、垂直角测量原理垂直角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(也叫竖直角)。=090，仰角为正，俯角为负。天顶铅垂线水平线ACB090 1802701.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-2.3-2.DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作1 1、分类：、分类：按其精度等级划分:DJDJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2（精密光学经纬仪）DJDJ6 6（普通光学经纬仪）等 下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平
4、角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作l-基座；2-脚螺旋；3-轴套制动螺旋；4-脚螺旋压板5-水平度盘外罩；6-水平方向制动螺旋；7-水平方向微动螺旋；8-照准部水准管；9物镜；l0-目镜调焦螺旋；11-瞄准用的准星；12-物镜调焦螺旋；l3-望远镜制动螺旋；l4-望远镜微动螺旋；l5-反光照明镜；l6-度盘读数测微轮；l7-复测机钮；18-竖直度盘水准管；19-竖直度盘水准管微动螺旋；20-度盘读数显微镜1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检
5、验与校正6.角度测量的误差及注意事项2 2、基本构造、基本构造DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作(1)(1)基座基座基座是支承整个仪器的底座。脚螺旋用于整平仪器。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部DJDJ6 6型光学经纬仪型光学经纬仪(2)(2)照准部照准部照准部(水平)制动、微动 望远镜(竖直)制动、微动 圆水准器 8/2mm；管水准器30/2mm 望远镜：倒像,2630倍 目镜调焦，物镜调焦，粗瞄准器，十字丝 读数显微镜,竖盘部分 光学对点器
6、 复测扳手或度盘变换器1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作(3)(3)水平度盘水平度盘水平度盘由光学玻璃制成 顺时针0360刻度；仪器整平，水平度盘水平；水平度盘与照准部相互脱离；当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。0 90 180 270 0901802701.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6
7、型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作3 3、读数设备及方法、读数设备及方法DJ6型光学经纬仪的读数设备包括：度盘、光路系统及测微器。（1 1）分微尺读数装置及其读数方法）分微尺读数装置及其读数方法例如：水平度盘整个读数 为1780+05.=l7800554，竖直度盘整个读数 为8600618 。DJ6型经纬仪读数窗1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项J J6 6光学经纬仪读数光学经纬仪读数J6光学经纬仪读数度盘上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，因此其最小格值为最小格值为
8、1 1=60=60。读数估读至0.1格，因此，估读的秒数都应是6的倍数。a).a).分微尺分微尺测微微利用度盘刻度线，在分微尺上读数。水平度盘读数：水平度盘读数：730424 0173731.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作（2 2）单平板玻璃测微器装置及其读数方法）单平板玻璃测微器装置及其读数方法水平度盘整个读数为l5l50 012001200，竖直度盘整个读数为91910 0181806 06 DJ6型经纬仪读数窗1.角度测量原理2.DJ6型光学
9、经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作4 4、DJ6DJ6型光学经纬仪的基本操作型光学经纬仪的基本操作（1 1）经纬仪安置：）经纬仪安置：对中对中将仪器中心安置在过测 站点的铅垂线上。对中误差3mm。可用垂球对中和光学对中器对中BCA 对中对中1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作垂球对中步骤：垂球对中步骤：粗略对中：粗略对中：移动三脚架，使
10、垂球尖离测 站中心12cm内；精确对中：精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架 头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精 确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。注意注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋 基本等高；脚架适当踩实；垂球尖尽量接近标志，便于判断。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作光学对中步骤：光学对中步骤：对准、调平、整平、对中对准、调平、整平、对中打开三脚架，装上经纬仪；打开三脚架，装上经纬仪；固定三脚架一脚，双手持脚架另固定三脚架一脚，双手持脚架另
11、二脚并不断调整其位置，同时观二脚并不断调整其位置，同时观 测光学对点器十字分划，使其基测光学对点器十字分划，使其基 本本对准对准对准对准测站标志，踩实脚架；调测站标志，踩实脚架；调 节脚螺旋，使光学对点器精确节脚螺旋，使光学对点器精确对对对对 准准准准测站标志；测站标志；伸缩三脚架伸缩三脚架(二脚二脚)，调平调平调平调平仪器，仪器，使圆气泡居中；使圆气泡居中；调脚螺旋，精确调脚螺旋，精确整平整平整平整平仪器，并通仪器，并通 过在脚架头上移动仪器，精确过在脚架头上移动仪器，精确对对对对 中中中中。有时必须反复上述三步的操作。有时必须反复上述三步的操作。图3-141.角度测量原理2.DJ6型光学经
12、纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作整平整平使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差1格。气泡居中，1、2等高 1 23123气泡居中，3与1、2等高 用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。一测回观测过程中，不得再调气泡。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验
13、与校正6.角度测量的误差及注意事项DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作（2 2）瞄准目标：）瞄准目标：瞄准瞄准用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。DJDJ6 6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作操作步骤：操作步骤：粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精 确瞄准。用水平微动完成瞄准。尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的方向误差。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-3.3-3.水平角观测水平角观测1 1、测回法：、测回法：用于两个目标方向之间的水平角观测。步骤：1.角度测量原理2
14、.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项(1)(1)安置仪器于测站安置仪器于测站O O点，对中、整平点，对中、整平(2)(2)上半测回：盘左，上半测回：盘左，L LA A L LB B (3)(3)下半测回：盘右，下半测回：盘右，R RB B R RA A 上半测回和下半测回构成一测回。上半测回和下半测回构成一测回。(4)(4)若若左左-右右4040，认为观测合格。此时可取，认为观测合格。此时可取测回法观测水平角记录手簿测回法观测水平角记录手簿测测站站目目标标竖竖盘盘位位置置水平度水平度盘读盘读数数半半测测回角回角值值一
15、一测测回平均角回平均角值值备备注注 A左左 0 20 12 42 25 18 42 25 15 附附图图B 42 45 30A右右 180 20 30 42 25 12B 222 45 421.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-3.3-3.水平角观测水平角观测2 2、方向观测法：、方向观测法：用于两个以上目标方向的用于两个以上目标方向的水平角观测水平角观测(1)(1)操作步骤：操作步骤：盘左位置：盘左位置：瞄准零方向A，按顺时针旋转照准部，依次照准B、C、D各目标方向，分别读取水平度盘读数，最后再
16、观测零方向A，称为上半测回归零，以上称为上半测回。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项零方向 盘左盘右ABCDE 3-3.3-3.水平角观测水平角观测盘右位置：盘右位置：先照准零方向A，按逆时针方向依次照准D、C、B 各目标方向，分别读取水平度盘读数，最后再照准零方向A，称为下半测回归零，此为下半测回。零方向 盘左 盘右 ABCDE 1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-3.3-3.水平角观测水平角观测
17、(2)(2)方向观测法的计算：方向观测法的计算：a.计算上下半测回归零差(即两次瞄准零方 向A的读数之差).b.计算两倍视准轴误差2c 值c.计算各方向的平均读数d.计算各方面归零后的方向值e.计算各测回归零方向值的平均值1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项方向观测法记录手簿方向观测法记录手簿测站测回目标水平度盘读数2C平均读数归零后的方向值测回归零方向值平均值简 图与角值盘 左（L）盘 右（R）0 /0 /0 /0 /0 /12345678910O1A0 00 06180 00 0600 00 0
18、90 00 000 00 00附图B31 45 18211 45 06+1231 45 1231 45 0331 45 04C92 26 12272 26 06+692 26 0992 26 0092 25 58D145 17 39325 17 36+3145 17 38145 17 29145 17 30A0 00 18180 00 06+120 00 122A90 02 30270 02 24+690 02 240 00 00B121 47 36301 47 24+12121 47 3031 45 06C182 28 242 28 18+6182 28 2192 25 57D235 20
19、0055 19 48+12235 19 54145 17 30A90 02 24270 02 18+690 02 21作业：作业：1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项1.何谓水平角?何谓垂直角?它们取值范多少?2.DJ6型光学经纬仪由哪几个部分组成?3.经纬仪安置包括哪两个内容?怎样进行?4.试述测回法操作步骤、记录计算及限差规定?5.测量水平角时，为什么要用盘左、盘右两个位置观测?3-4.3-4.垂直角观测垂直角观测1 1、竖直度盘及垂直角计算竖直度盘及垂直角计算(1)(1)竖直度盘的构造特点竖直
20、度盘的构造特点 a.竖盘随望远镜一起转动。竖盘指标不随望远镜转动而转动。b.竖盘与读数指标相互脱离。c.竖盘气泡居中，指标铅垂。d.视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：e.盘左时一般 L0=90，盘右时一般 R0=270。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项垂直度盘与读数指标垂直度盘与读数指标构造特点构造特点 竖盘随望远镜一起转动。竖盘与读数指标相互脱离。竖盘气泡居中，指标铅垂。视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：盘左时一般 L0=90，盘右时一般 R0=270。270270 9090 1801
21、80 0 0 盘右盘右0 0 270270 180180 9090 盘左盘左1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-4.3-4.垂直角观测垂直角观测(2)(2)垂直角计算垂直角计算=90-L=R-2701.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项图图6 竖盘读数与垂直角计算竖盘读数与垂直角计算1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差
22、及注意事项3-4.3-4.垂直角观测垂直角观测3-4.3-4.垂直角观测垂直角观测(3)(3)竖盘指标差：竖盘指标差：竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的 夹角。指标差计算公式：盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项竖盘指标差竖盘指标差竖盘指标差0 0 270270 180180 9090 竖盘指标差竖盘指标差竖盘水准管气泡居中时，读数指标线与铅垂线的夹角盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。指标差计算公式：指标差计算公式：1.角度测量原理2
23、.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-4.3-4.垂直角观测垂直角观测(4)(4)垂直角观测的方法垂直角观测的方法 a.在测站点P 安置仪器，对中、整平。b.盘左位置：用望远镜十字丝的中丝切于目标 A 某一位置，转动竖盘水准管微动螺旋使竖盘 水准管气泡居中，读取竖盘读数L。c.盘右位置：读取竖盘读数R。d.根据竖盘注记型式，确定垂直角和指标差的 计算公式。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项垂直角观测记录手簿垂直角观测记
24、录手簿(中丝法中丝法)测站目标竖盘位置竖盘读数竖 直 角竖 盘指标差备 注半 测 回半 测 回1 2 3 4 5 6 7 8P A左 85 43 424 16 184 16 03 -15附图右274 15 484 15 48 B左 96 23 36-6 23 36-6 23 54-18右263 35 48-6 24 121.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-5.3-5.DJDJ6 6型光学经纬仪检验与校正型光学经纬仪检验与校正 经纬仪的轴线 （参照书3-14）竖轴VVVV 横轴HHHH 望远镜视准
25、轴CCCC 照准部水准管轴LLLLLLHHCCVVL L 1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项轴线间应满足的条件(l)水准管轴垂直于竖轴 LLVV(2)十字竖丝垂直于横轴 竖丝HH(3)视准轴垂直于横轴 CCHH(4)横轴垂直于竖轴 HHVV(5)竖盘指标差应为零LLHHCCVVL L 1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项(6)光学对点器的视准轴应与竖轴重合。3-5.3-5.DJDJ6 6型光学经纬仪检验
26、与校正型光学经纬仪检验与校正 校正项目 校正目的 1.平盘水准管的检验与校正 LLVV 2.圆水准器的检验与校正 LLVV 3.3.视准轴的检验与校正 CCHH 4.4.横轴的检验与校正 HHVV 5.5.竖盘指标差的检验与校正1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-5.3-5.DJDJ6 6型光学经纬仪检验与校正型光学经纬仪检验与校正3-6.3-6.角度测量的误差及注意事项角度测量的误差及注意事项误差来源及处理方法 1.仪器误差:仪器校正的残余误差、仪器制造加工不 完善引起的误差。视准轴误差（CC
27、HH）盘左盘右观测取平均消除 横轴误差 （HHVV）盘左盘右观测取平均消除 照准部偏心差 盘左盘右观测取平均消除 其他仪器误差 2.仪器对中误差 对中误差：边长较短时采用光学对中 3.目标偏心误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部 1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项3-6.3-6.角度测量的误差及注意事项角度测量的误差及注意事项 4.观测误差：照准误差和读数误差 仔细照准目标、仔细操作、准确估读。5.外界条件的影响：温度引起仪器轴线变化，大风使仪器和目标不稳定，热辐射引起视线跳动，土壤松软使仪器安置不稳定，大气折光导致视线改变方向。选择有利观测时间，避开不利外界条件，采取相应措施。1.角度测量原理2.DJ6型光学经纬仪及操作3.水平角观测4.垂直角观测5.DJ6型光学经纬仪检验与校正6.角度测量的误差及注意事项第三章第三章 教学内容回顾教学内容回顾1.1.角度测量原理角度测量原理2.2.DJ6DJ6型光学经纬仪及操作型光学经纬仪及操作3.3.水平角观测水平角观测4.4.垂直角观测垂直角观测5.5.DJ6DJ6型光学经纬仪检验与校正型光学经纬仪检验与校正6.6.角度测量的误差及注意事项角度测量的误差及注意事项