3角度测量ppt课件(全).ppt

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1、建筑工程测量建筑工程测量普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材郭玉珍郭玉珍 制作制作周建郑 审核教育部高职高专规划教材教育部高职高专规划教材第一节第一节 角度测量的基本概念角度测量的基本概念第二节第二节 DJ6DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪第五节第五节 竖直角测量竖直角测量第六节第六节 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正第三节第三节 经纬仪的使用经纬仪的使用第四节第四节 水平角观测水平角观测第三章第三章 角度测量角度测量第七节第七节 水平角观测误差来源及消减措施水平角观测误差来源及消减措施第八节第八节 电子经纬仪简介电子经纬仪简介第一节第一节 角度测量的基本概念

2、角度测量的基本概念 测量的三项基本工作：角度、距离和高程测量 角度测量目的：确定地面点的位置。角度测量包括水平角测量和竖直角测量。水平角测量作用：确定地面点的平面位置 竖直角测量作用：间接测定地面点的高程。常用仪器:经纬仪ACBA1C1B1Onm水平面一、水平角的测量原理1、水平角：相交的两条直线在同一水平面上的 投影所夹的角度。2、原理：BA投影在水平度盘上读数为n，BC投影在水平度盘上读数为m。角值范围：0-360Oo=右目标读数m-左目标读数n二二.竖直角测量原理竖直角测量原理水平角：测站点到目标点的视线与水平线间的夹角。用表示，角值范围：090角值从水平视线算起向上为正，称仰角；视线向

3、下为负，称俯角。=90-Z=目标视线读数-水平视线读数天顶距：视线与测站点天顶方向之间的夹角，以Z表示，角值范围：0 180 第二节第二节 DJ6 DJ6光学经纬仪光学经纬仪按精度分为：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6等。D大地测量 J经纬仪数字测角精度（一测回方向观测中误差，单位为秒）分类：按测量方式分：方向经纬仪和复测经纬仪按度盘的性质分：金属度盘经纬仪、光学度盘经纬仪、编码度盘经纬仪和全站仪。光学经纬仪DJ6使用较多。按读数读数装置分测微尺读数装置和单平板玻璃测微器读数装置。DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。垂直制动水平微动读数目镜水平度盘转换轮垂直微动光学对点器补偿器转换

4、钮望远镜圆水准器一、测微尺读数装置的光学经纬仪(一）基本构造1.照准部主要由望远镜、照准部水准管、竖直度盘（竖盘）、光学对中器、读数显微镜及竖轴等组成。望远镜 用于瞄准目标照准部水准管 用于精确整平仪器竖直度盘 测量竖直角光学对点器 使仪器中心中心过测站点的铅垂线上读数显微镜精确读取水平度盘和竖直度盘读数2.水平度盘由光学玻璃制成。由光学玻璃制成。注记：注记：0 0-360360 分划：分划：2020、30 30 、1 1 三种三种注：注：水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随 望远镜转动；望远镜转动；水平度盘有水平度盘有度盘变换水轮度盘变换水轮，用于变换

5、到需要的用于变换到需要的 读数上读数上；竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随望远镜一起转动。定，随望远镜一起转动。3.3.基座基座组成组成：轴座、脚螺旋、底板、三角压板等。轴座、脚螺旋、底板、三角压板等。作用作用：用于连接和整平。：用于连接和整平。(二二)光路系统及读数方法光路系统及读数方法1.光路系统 分：水平度盘光路和竖直度盘光路作用：用于读取度盘读数2.测微装置水平读数：215 0718 竖直读数：78 48120 1 2 3 4 5 6二、单平板玻璃测微装置的光学经纬仪二、单平板玻璃测微装置的光学经纬仪测回间度盘变换使用：离合器（复

6、测扳手）装置。使用方法:关上开离合器（复测扳手下扳）DJ6型单平板玻璃测微装置的读数方法型单平板玻璃测微装置的读数方法水平度盘读数水平度盘读数1071070 00 0+0202 3030=10701401070140竖直度盘读数竖直度盘读数494930+2230+222020=495220495220基本工作:1.安置经纬仪2.照准目标3.调焦4.水平度盘配置5.读数第三节 经纬仪的使用一、安置经纬仪对中和整平对中的目的:使仪器中心（或水平度盘中心）与测站点的标志中心位于同一铅垂线上；整平的目的:则是为了使水平度盘处于水平位置。方法:用垂球对中 用光学对中器对中（一）用垂球对中的安置方法1.对

7、中(1)架三角架张开三脚架高度适中架头大致水平并目估使架顶中心大致对准测站点标志中心。（2 2）整平整平1.仪器放在架头上，并随手拧紧连接仪器和三脚架的中心连接螺旋，2.挂上垂球，调整垂球线长度。3.垂球尖端对准测站点:vv平移三脚架平移三脚架vv放松放松中心连接螺旋，在三脚架头上缓缓移动仪器中心连接螺旋，在三脚架头上缓缓移动仪器4.拧紧中心连接螺旋。5.如果偏离量过大，重新整置三脚架，2.2.整平整平气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高123（二）用光学对中器对中的安置方法 安置仪器：高度适中，使测点在视场内；强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器 中

8、心与测点重合；粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中；精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中；精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、左右移动，不能旋转）；重复、两步，直到完全对中、整平。二、照准目标二、照准目标步骤步骤:v 松开水平和望远镜制动螺旋松开水平和望远镜制动螺旋v 使十字丝清晰使十字丝清晰v 粗略照准目标并拧紧制动螺旋粗略照准目标并拧紧制动螺旋v 调焦使目标清晰并消除视差调焦使目标清晰并消除视差v 精确照准目标精确照准目标注意注意事项事项：v 水平角观测时要照准目标底部水平角观测时要照准目标底部v 目标离仪器较近时，成像较大，可用单丝平分目标目标离仪器较近时，成像较大，可用单丝平分

9、目标v 目标离仪器较远时，可用双丝夹住目标或用单丝和目标重合目标离仪器较远时，可用双丝夹住目标或用单丝和目标重合v 竖直角观测时应照准目标顶部或某一预定部位竖直角观测时应照准目标顶部或某一预定部位三、读数或置数三、读数或置数（1 1）读数读数注意注意：一是应打开度盘照明反光镜，并调节反光镜：一是应打开度盘照明反光镜，并调节反光镜方向使读数窗内亮度最大方向使读数窗内亮度最大。二是应调节读数显微镜目镜使度盘影像清晰。二是应调节读数显微镜目镜使度盘影像清晰。（2 2）置数置数：照准某一方向时，使度盘读数为某一预：照准某一方向时，使度盘读数为某一预定值的工作定值的工作。度盘变换器置数方法度盘变换器置数

10、方法：先照准后置数先照准后置数测水平角用双丝夹粗目标测竖直角用横丝切目标顶部第四节水平角观测第四节水平角观测水平角观测方法：测回法：适用于观测两个照准目标的单角。方向观测法：当一个测站上有三个或三个以上方向，需要观测多个角度时。一、测回法（只有两个方向）OAB1、操作步骤安置仪器于O点，对中整平；正镜（盘左）瞄准A点，配度盘；顺时针转动仪器，瞄准B点读数；倒镜（盘右），瞄准B点读数；逆时针转动仪器，瞄准A点读数。2、记录与计算 盘左（正镜）观测 瞄A，记录 a左=00218 瞄B，记录 b左=792442 上半测回的角值：左=b左-a左=792224 盘右（倒镜）观测 瞄B，记录 b右=259

11、2436 瞄A，记录 a右=1800224 下半测回角值：右=b右-a右=792227 4、一测回角值 3、检核对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足：，否则，应重测。注：当测角精度要求较高时，需观测多个测回 第一测回度盘归零；其他各测回间按180/n（n为测回数）的差值，变换度盘；各测回角值之差不得超过36；取各测回平均值作为最后结果。水平角观测手薄（测回法）水平角观测手薄（测回法）测站测站测站测站测测测测回回回回竖盘竖盘竖盘竖盘位置位置位置位置目标目标目标目标水平度盘水平度盘水平度盘水平度盘读数读数读数读数（）半测回角值半测回角值半测回角值半测回角值（）一测回角值一测回角值一测回角值一

12、测回角值（）各测回平均各测回平均各测回平均各测回平均角值角值角值角值（）备备备备注注注注OO1 1左左左左A A0 03 180 03 1889 30 1289 30 1289 30 1589 30 1589 30 2189 30 21B B89 33 3089 33 30右右右右A A180 03 24180 03 2489 30 1889 30 18B B269 33 42269 33 42OO2 2左左左左A A90 03 3090 03 3089 30 3089 30 3089 30 2789 30 27B B179 34 00179 34 00右右右右A A270 03 24270

13、03 2489 30 2489 30 24B B359 33 48359 33 48二、方向观测法二、方向观测法（三个或三个以上方向三个或三个以上方向三个或三个以上方向三个或三个以上方向）零方向：选定起始方向观测其余各个方向相对于起始方向的方向值两方向线之间的水平角=任意两个方向的方向值之差任意两个方向的方向值之差归零：若方向数超过三个，则须在每个半测回末尾再观测一次零方向归零差：两次观测零方向的读数全圆方向法或全圆测回法1.观测程序 安置仪器于测站点安置仪器于测站点O O，对中、整平；，对中、整平；正镜（正镜（盘左盘左），选择零方向），选择零方向A A，顺时针依次照准目标顺时针依次照准目标B

14、 B、C C、D D、A A（归零），读数；（归零），读数；倒镜（倒镜（盘右盘右），），瞄准零方向瞄准零方向A A，逆时针依次照准目标逆时针依次照准目标D D、C C、B B、A A（归零），读数；（归零），读数；CBDAO测测测测站站站站测测测测回回回回目标目标目标目标水平度盘读数水平度盘读数水平度盘读数水平度盘读数平均读数平均读数平均读数平均读数（）一测回归一测回归一测回归一测回归零方向值零方向值零方向值零方向值（）各测回归各测回归各测回归各测回归零方向值零方向值零方向值零方向值（）水平角水平角水平角水平角（）备备备备注注注注盘左盘左盘左盘左（）盘右盘右盘右盘右（）1 12 23 34 4

15、5 56 67 78 89 9O O1 1A A0 01 180 01 18180 01 06180 01 06(0 01 15)(0 01 15)0 01 120 01 120 00 000 00 000 00 000 00 0039 32 1839 32 1866 12 1066 12 1065 33 3865 33 38B B39 33 3639 33 36219 33 24219 33 2439 33 3039 33 3039 32 1539 32 1539 32 1839 32 18C C105 45 48105 45 48285 45 36285 45 36105 45 42105

16、 45 42105 44 27105 44 27105 44 28105 44 28D D171 19 30171 19 30351 19 24351 19 24171 19 27171 19 27171 18 12171 18 12171 18 06171 18 06A A0 01 240 01 24180 01 12180 01 120 01 180 01 18左左=+6=+6右右=+6=+6O O2 2A A90 02 2490 02 24270 02 18270 02 18(9002 18)(9002 18)90 02 1890 02 180 00 000 00 00B B12934

17、4812934 48309 34 30309 34 3039 34 3939 34 3939 32 2139 32 21C C19546 5419546 5415 46 4215 46 42195 46 48195 46 48105 44 30105 44 30D D26120 2426120 2481 20 1281 20 12261 20 18261 20 18171 18 00171 18 00A A90 02 1890 02 18270 02 18270 02 1890 02 1890 02 18左左=-6=-6右右=0=02.外业手薄计算(1)半测回归零差的计算:半测回零方向两个读数

18、差值称归零差 第一测回上半测回归零差为上2418=+06 下半测回归零差为：下=1206=+06 项项目目DJDJ2 2型型DJDJ6 6型型半测回归零差半测回归零差12122424同一测回同一测回2C2C变动范围变动范围1818各测回同一归零方向值较差各测回同一归零方向值较差12122424水平角观测水平角观测限差限差(2)平均读数的计算平均读数的计算注：零方向有两个平均值，取这两个平均值的中数记在平均读数栏上方，并加上括号。(3)归零方向值的计算 各方向平均读数分别减起始方向平均读数各测回归零后平均方向值的计算：各测回归零后方向值的平均值。水平角的计算：相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水

19、平角。一、一、竖直度盘结构竖直度盘结构竖直度盘固定在望远镜的竖直度盘固定在望远镜的旋转轴（横轴）上。主要旋转轴（横轴）上。主要由由竖直度盘竖直度盘、竖盘指标竖盘指标、（竖盘指标水准管、竖盘（竖盘指标水准管、竖盘指标水准管微动螺旋），指标水准管微动螺旋），目前很多仪器用自动目前很多仪器用自动补偿器代替了水准管。补偿器代替了水准管。第五节第五节 竖直角测量竖直角测量 二、竖直角的计算二、竖直角的计算竖直角定义：测站点到目标点的倾斜视线和水平视线之间的夹角。竖直角是两个方向线的竖盘读数之差竖直角测量：读取目标方向的竖盘读数根据度盘的刻划顺序不同，分为顺时针注记和逆时针注记两种。顺时针注记逆时针注记竖

20、盘读数盘左为竖盘读数盘左为L L，盘右为，盘右为R R视线水平竖盘读数视线水平竖盘读数L L0 0=90=90 （1 1）当望远镜视线往）当望远镜视线往上上仰仰，竖盘，竖盘读数增加读数增加时：时：=瞄准目标时的读数瞄准目标时的读数 视线水平时的常数视线水平时的常数 （2 2）当望远镜视线往）当望远镜视线往上仰上仰，竖盘竖盘读数减小读数减小时：时：=视线水平时的常数瞄准目标时的读数视线水平时的常数瞄准目标时的读数对不同注记形式的度盘对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读，首先应正确判读视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右的常数视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右的常数差为差为180180。顺

21、时针顺时针注记竖盘注记竖盘盘左盘左:L L=90=90L L（上半测回）（上半测回）盘右盘右:R R=R=R270270（下半测回）（下半测回）一测回竖直角：一测回竖直角：=（L L+R R）/2 =/2 =（R RL L180180）/2/2计算结果为计算结果为+时时，为仰角；为仰角；为为-时时，为俯角。为俯角。竖直角计算公式的通用判别法竖直角计算公式的通用判别法（1 1）仪器在盘左位置，使望远镜大致水平，确定）仪器在盘左位置，使望远镜大致水平，确定视线水平时的读数视线水平时的读数L L。（2 2）将望远镜缓慢上仰，观察读数变化情况）将望远镜缓慢上仰，观察读数变化情况 若读数减小，则若读数减

22、小，则 若读数增大，则若读数增大，则 。（3 3）同法确定盘右读数和竖直角的关系。）同法确定盘右读数和竖直角的关系。（4 4）取盘左、盘右的平均值即可得出竖直角计算公式取盘左、盘右的平均值即可得出竖直角计算公式 。三、竖盘指标差三、竖盘指标差 读数指标与正确位置之间的读数指标与正确位置之间的小夹角小夹角x x，称为竖，称为竖盘盘指标差指标差。XX盘左位置望远镜上仰，读数减小，竖盘读数为L。则正确的竖直角为：90LxLx （1）指标差计算盘右位置望远镜上仰，读数增大，竖盘读数为R。则正确的竖直角为：R 270 x=Rx（2）（1）、（2）两式联立得：（1）用盘左、盘右观测取平均值可消除指标差的影

23、响。（2）当只用盘左或盘右观测时，应在计算竖直角时加入指标差改正。求得x后，计算竖直角。计算时x应带号。（3）指标差x的值有+有，当指标线沿度盘注记方向偏移时，造成读数偏大，则x为+，反之x为。安置仪器，对中、整平；盘左瞄准目标某一位置，读取竖盘读数L；盘右瞄准原目标位置，读取竖盘读数R。（以上盘左、盘右观测构成一个测回）记录与计算 分别计算盘左、盘右半测回竖直角，计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。四、竖直角观测四、竖直角观测例1例如观测一高处目标，盘左时读数为例如观测一高处目标，盘左时读数为81478147 3636，盘右时读数为盘右时读数为2781127811 3030 =81157=

24、00027其指标差 计算计算例2例如观测一低处目标，盘左时读数为例如观测一低处目标，盘左时读数为962642962642，盘右时读数为，盘右时读数为26334062633406 =62618 =00024其指标差 计算竖直角观测手薄测测站站目目标标竖竖盘盘位位置置竖盘读数竖盘读数（）半测回竖直半测回竖直角角（）指标指标差差（）一测回竖一测回竖直角直角（）仪器仪器高高觇标觇标高高照准照准部位部位O OA A左左81 47 3681 47 368 12248 122427278 118 11 57571.531.531.781.78花杆花杆顶部顶部右右278 11 30278 11 308 8 1

25、111 3030C C左左9696 2626 42426 6 2626 424224246 266 26 18181.531.532.222.22旗杆旗杆顶部顶部右右263263 3434 06066 6 2525 5454DJ6DJ6型经纬仪限差型经纬仪限差同一测回中，各方向指标差互差不超过24。同一方向各测回竖直角互差不超过24。若指标差互差和竖直角互差符合要求各方向竖直角各方向竖直角=各测回同一方向竖直角的平均值各测回同一方向竖直角的平均值。五、竖盘指标自动归零补偿器五、竖盘指标自动归零补偿器 1-竖直度盘；2-弹簧片；3-垂直吊架；4-转像棱镜5-透镜组；6-竖直度盘棱镜；7-阻尼盒；

26、8-阻尼器第六节第六节 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正一、经纬仪应满足的几何条件二、经纬仪的检验与校正（一）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴（二）十字丝的竖丝应垂直于横轴（三）视准轴应垂直于横轴（四）横轴应垂直于竖轴（五）竖盘指标差的检验校正（六）光学对中器的检验校正一、经纬仪应满足的几何条件 主要轴线：（1）竖轴应垂直于水平度盘且过其中心。（2）照准部管水准管轴应垂直于仪器竖轴（LLVV）。（3）视准轴应垂直于横轴（CCHH）。（4）横轴应垂直于竖轴（HHVV）。（5）横轴应垂直于竖盘且过其中心。二、检验与校正（一）照准部水准管轴应一）照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴垂直于仪器竖轴1、检验

27、 仪器粗平：圆水准器气泡居中。水准管平行某两个脚螺旋，使水准管气泡居中。照准部旋转180，若气泡仍居中，则满足要求，若气泡偏离，则需校正。2、校正 用脚螺旋调一半；用水准管校正螺旋调一半。此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中。校正螺丝3 3、检校原理检校原理（二）十字丝竖丝的检验校正 1、检验方法 仪器整平用十字丝竖丝照准适当距离处悬挂的稳定不动的垂球线，如果竖丝与垂球线完全重合，则条件满足，否则应进行校正。竖丝瞄准大致水平方向的P点，竖直方向移动望远镜，看P点是否在竖丝上移动。2、校正 用十字丝的交点瞄准P点。用十字丝的校正螺旋调整。P十字丝校正螺丝十字丝校正螺丝十字丝固定螺

28、丝十字丝固定螺丝1、检验 平地选DAB=20m左右,安置仪器于中点O；A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标尺（注意标志、标尺与仪器同高）。盘左：瞄A，倒镜，读数为B1 盘右：瞄A，倒镜，读数为B2 若B1=B2，则满足要求 若B1 B2，则存在c角，当c超过1时，需校正。（三）视准轴应垂直于横轴（三）视准轴应垂直于横轴2、校正 在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B；定出B、B2两点连线的中点B；调节十字丝校正螺丝，使十字丝交点对准B；AB1BH1H22cc90-c90-c(a)AB1BH1H290-c90-cOB2(b)（四）横轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验距墙壁D=30m安置仪器，墙壁上选

29、一明显目标P，30；盘左：瞄P，望远镜水平，读数P1，标出P1；盘右：瞄P，望远镜水平，读数P2，标出P2；若P1=P2,则满足要求，若P1P2,则存在i角，需校正。D/2P2P1Pi墙墙面面2、校正 墙上定出P1、P2的中点PM；调节水平微动，瞄准PM，将望远镜上仰（十字丝交 点必偏离P点，至P点；校正横轴一端支架上的 偏心环，使横轴一端升高 或降低，移动十字丝，精确瞄准P ；反复检校，直至i角小于1；（五）竖盘指标差的检验与矫正（五）竖盘指标差的检验与矫正 1、检验 仪器整平，用盘左、盘右分别瞄准大致水 平方向的 P点，读数为L，R。计算竖直角和指标差 =（RL180）/2 X=(LR36

30、0)/2DJ6:若 X60，满足要求，若 X60，需要校正。2、校正 盘右瞄准P点；调节指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为：Rx270 调节指标水准管校正螺丝，使气泡居中。（六）光学对点器的检验与校正（六）光学对点器的检验与校正1、检验安置仪器精确整平，在仪器正下方放一白色纸板；将对点器中心投影到纸板上，并做标志P1；旋转照准部180，将对点器中心投影到纸板上，并做标志P2；若 P1、P2重合，满足要求，否则需校正。2、校正取P1、P2的中点 P；调节对点器校正螺丝，使对点器中心投影与P重合。P1P2P 水平角观测的误差来源大致可归纳为三水平角观测的误差来源大致可归纳为三种：种：仪器误差、观测误

31、差和外界条件仪器误差、观测误差和外界条件的影响。的影响。一、仪器误差一、仪器误差 仪器制造加工不完善而引起的误差；仪器制造加工不完善而引起的误差；检验与校正后的残余误差。检验与校正后的残余误差。第七节第七节 水平角观测误差来源及消减措施水平角观测误差来源及消减措施二、观测误差二、观测误差1.1.仪器对中误差仪器对中误差2.2.目标偏心误差目标偏心误差3.3.整平误差整平误差4.4.照准误差照准误差5.5.读数误差读数误差三、外界条件的影响三、外界条件的影响电子经纬仪特点是：1）采用电子测角系统，能自动显示测量结果，减轻了外业劳动强度，提高工作效率。2）可与电磁波测距仪组合成全站型电子速测仪，配合适当的接口，可将观测的数据输入计算机，实现数据处理和绘图自动化。第八节第八节 电子经纬仪简介电子经纬仪简介一、电子经纬仪的测角系统一、电子经纬仪的测角系统电子经纬仪的测角系统：编码度盘测角系统 光栅度盘测角系统 动态测角系统二、电子经纬仪简介二、电子经纬仪简介1.1.苏州一光仪器有限公司的苏州一光仪器有限公司的DT200DT200系列电子经系列电子经纬仪纬仪2.2.宾得宾得ETH300ETH300系列电子经纬仪系列电子经纬仪3 3 3 3.南方测绘仪器公司南方测绘仪器公司ET02ET02系列电子经纬仪系列电子经纬仪