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1、 第四节第四节 水平角观测水平角观测 如图所示，欲测量2-1与2-3两个方向之间的水平夹角，一般采用测回法测回法，其操作步骤如下：1.在测站点2上安置经纬仪，在1、3两目标点上设置观测标志。2.盘左位置（竖盘在望远镜的左边，又称正镜）精确瞄准左方左方目标点1，读取水平度盘读数（如），记入观测手簿。3.松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部，精确瞄准右方右方目标点3，读取水平度盘读数（如），记入观测手簿。2、3两步合起来称为上半测回。上半测回水平角值为：L=并记入观测手簿。123 4.松开望远镜制动螺旋，纵转望远镜成盘右位置（竖盘在望远镜的右边，亦称倒镜），瞄准右方目标点3，读取水平度盘读数（如），
2、记入观测手簿。5.松开水平制动螺旋，逆时针转动照准部瞄准左方目标点1，读取水平度盘读数（如），记入观测手簿。4、5两步合起来称为下半测回。下半测回水平角值为：R=2711813=3 并记入观测手簿。上、下半测回合称为一测回。如果上、下两个半测回的角值不超过40，则上、下两个半测回一测回，其角值为：=（L+R）/2=15 当测量精度要求较高时，往往要观测几个测回。为了减少度盘分划误差度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n，按n变换水平度盘的位置。123 配置水平度盘的方法，因仪器的构造不同而异。现介绍J6级经纬仪常见的两种情况：将复测器的半圆转开，按下复测器旋钮，转动即可带动水平度盘转动到要
3、配置的度数，松手后再将半圆复位。松开水平制动螺旋，转动照准部并在读数显微镜中对到所需的度盘读数，扳下复测器扳手（此时，度盘将随照准部转动，读数不变），瞄准目标后扳上复测器扳手即可。测回法观测手簿测回法观测手簿 测站 竖盘位置 目标 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回角值 备注 1 00 12 00 第一 左 91 33 00 测回 3 91 45 00 91 33 15 2 1 180 11 30 右 91 33 30 3 271 45 00 91 33 12 1 90 11 24 第二 左 91 33 06 测回 3 181 44 30 91 33 09 2 1 270 11 48
4、 右 91 33 12 3 01 45 00 四、方向观测法四、方向观测法1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2步骤：（有四个观测方向）步骤：（有四个观测方向）ABOCD（1 1）上半测回）上半测回）上半测回）上半测回选择一明显目标选择一明显目标选择一明显目标选择一明显目标A A A A作为起始方作为起始方作为起始方作为起始方向（零方向），用盘左瞄准向（零方向），用盘左瞄准向（零方向），用盘左瞄准向（零方向），用盘左瞄准A A A A，配置度盘，顺时针依次观，配置度盘，顺时针依次观，配置度盘，顺时针依次观，配置度盘，顺时针依次观测测测测A A A
5、A、B B B B，C C C C，D D D D，A A A A。盘盘左左零方向零方向（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测倒镜成盘右，逆时针依次观测A A，D D，C C，B B，A A。同理各测回间按同理各测回间按1801800 0/N/N的差值，来配置水平度盘。的差值，来配置水平度盘。ABOCD盘盘右右零方向零方向3计算、记录（1）半测回归零差）半测回归零差:J2 12 ；J6 18 。（2）2C值（两倍照准误差）值（两倍照准误差）:2C=盘左读数（盘右读数盘左读数（盘右读数180）。）。一测回内一测回内2C互差：互差：J218 ；J6不作要求。不作要求。（3）各方向盘左、盘右读数的
6、平均值：）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值平均值=盘左读数盘左读数+（盘右读数（盘右读数180180）/2/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值）归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值）各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差同一方向值各测回间互差:J2 12:J2 12 ；J6 24J6 24 。图形：方向观测法记录手薄方向观测法记录计算的实例讲解：1 1、上半测回归零差、上半测回归零差=0=0
7、0 0020212-12-0 00 0020206=606=6。2 2、OAOA方向方向2C2C值值=0 00 0020212-1812-180 00 0020206=606=6。ODOD方向方向2C2C值值=1821820 0020224-224-20 0020224=024=0。这两个方向的这两个方向的2C2C互差互差=6=63 3、OAOA方向方向盘左、盘右读数的平均值：盘左、盘右读数的平均值：(0 00 0020212+(1812+(180 00 0020206-1806-180 00 0)/2)/2=0 00 002020909。再取平均得：再取平均得：(0 00 0020209+0
8、9+0 00 0020203)/2=03)/2=0 00 0020206 06 OD OD方向方向盘左、盘右读数的平均值：盘左、盘右读数的平均值：(18200224+(200224+1800)/2=18200224(18200224+(200224+1800)/2=18200224。4 4、OBOB方向方向的的归零方向值：归零方向值：51510 0151536-36-0 00 0020206=06=51510 013133030。ODOD方向方向的的归零方向值：归零方向值：18200224-000206=1820001818200224-000206=18200018。5 5、OBOB方向各测
9、回归零方向值的平均值：方向各测回归零方向值的平均值：(5101330+5101325)/2=5101328(5101330+5101325)/2=5101328。OBOB方向值各测回间互差方向值各测回间互差:5101330-5101330-5101325=55101325=5。u方向观测法小结:一、竖直角的定义一、竖直角的定义 在同一竖直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角，称为竖直角，又叫高度角，常用表示。如下图所示，视线向上倾斜，竖直角为正，称为仰角；视线向下倾斜，竖直角为负，称为俯角。因此，竖直角的角值在之间。第五节第五节 竖直角观测竖直角观测水平线水平线二、竖直角测量原理二、竖直角测量原理
10、180270900ba水平线 三、竖直度盘的构造特点三、竖直度盘的构造特点 根据竖直角测量原理，安装在水平轴一端的竖直度盘要与水平轴相垂直，且两者的中心要重合。竖盘刻划按进行注记，其形式有顺时针和逆时针两种；指标为可动式。如图所示为竖盘部分的构造示意图，其构造特点是：1.竖盘、望远镜、水平轴三者连成一 体，竖盘随望远镜一起转动。2.读数指标、指标水准管、指标水准 管微动螺旋及框架连成一体，指标的方 向与指标水准管轴垂直。当转动指标水 准管微动螺旋时，通过框架使指标水准 管和指标绕水平轴一起转动；当水准管 气泡居中时，指标水准管轴则处于水平 状态，指标才处于其正确位置并竖直向 下。3.视准轴水平
11、，指标水准管气泡居中 时，竖盘读数应为或的整倍数。2718指标水准管读数指标指标水准管微动四、竖直角计算公式的确定四、竖直角计算公式的确定盘左 LL 270 180090180270900LL盘右 RR-27 902700180180270900RR1、安置仪器于测站点。2、判断竖直角计算公式。3、盘左，用十字丝横丝瞄准目标。4、转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数（如），记入观测手簿。5、代入盘左竖直角计算公式，计算竖直角L。6、盘右，用十字丝横丝瞄准目标。7、转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数（如2784130），记入观测手簿。8、代入
12、盘右竖直角计算公式，计算竖直角R。9、若盘左、盘右竖直角之差小于限差（一般为0）时，取其平均值作为一测回的角值；否则应进行重测。当精度要求较高时，可重复39步进行多个测回的观测。各测回角值之差均小于限差时，取其平均值作为最后结果。五、竖直角的观测五、竖直角的观测OA 六、竖盘指标差六、竖盘指标差 上述竖直角的观测和计算是建立在竖盘指标处于正确的位置上，即当视线水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数为90或90的整倍数。如果指标位置发生了变化，势必会在读取竖盘读数中包含一个误差，这个误差称为指标差指标差，一般用x来表示。指标差在盘左、盘右的平均值中可以相互抵消。当只观测半个测回时，可按下式 x
13、=（R-L）/2 计算出指标差，然后在竖直角计算公式加以改正。（2 2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，一般规范规定，指标差变动范围，J6J62525、J2J215 15 。2、计算公式（1）指标差）指标差:对于顺时针注记的：对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90=(90+x)-L=+x)-L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x)=+x)=右右-x-x第六节第六节 角度测量的误差分析及注意事项角度测量的误差分析及注意事项一、仪器误差一、仪器误差 1、水平度盘偏心、视准轴不垂直于横轴
14、、横轴不、水平度盘偏心、视准轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴等对水平角的影响，可以采用盘左、盘右垂直于竖轴等对水平角的影响，可以采用盘左、盘右进行观测取平均值的方法加以消除；进行观测取平均值的方法加以消除；2、水平度盘刻划不均匀的误差，可通过改变各测、水平度盘刻划不均匀的误差，可通过改变各测回间度盘起始位置的办法消弱其影响；回间度盘起始位置的办法消弱其影响；3、竖盘指标差对竖直角的影响，可以采用盘左、竖盘指标差对竖直角的影响，可以采用盘左、盘右进行观测取平均值的方法加以消除盘右进行观测取平均值的方法加以消除。二、观测误差二、观测误差1、对中误差精确对中2、整平误差精确整平3、瞄准误差精确瞄准4
15、、读数误差精确读数5、目标偏心及标杆倾斜误差把标杆精确对准测点并竖直，尽量瞄准标杆的底部以减小其影响。三、外部环境的影响三、外部环境的影响 选择有利于观测的时间和条件，设法克服不利因素，以提高测量成果的精度。一、经纬仪轴线应满足的条件一、经纬仪轴线应满足的条件1 1、VVLL VVLL 照准部水准管照准部水准管轴的检校。轴的检校。2 2、HHHH十字丝竖丝十字丝竖丝十字十字丝竖丝的检校丝竖丝的检校3 3、HHCC HHCC 视准轴的检校视准轴的检校LLHHCCVVLL4HHVV横轴的检校5竖盘指标差应为零指标差的检校6光学垂线与VV重合 光学对中器的检校7.LLVV圆水准器的检验与校正(次 要
16、)LLHHCCVVLL二、经纬仪的检验与校正1 1照准部水准管轴的检校照准部水准管轴的检校（1 1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转中，然后将照准部旋转180180，若气泡偏离，若气泡偏离1 1格，则需校正。格，则需校正。（2 2）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。准器校正螺丝。2十字丝竖丝的检校（1 1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再）
17、检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终在竖丝上移动。在竖丝上移动。（2 2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。3视准轴的检校（1 1）检验：在平坦地面上）检验：在平坦地面上选择一直线选择一直线ABAB，约，约60m60m100m100m，在，在ABAB中点中点OO架架仪，并在仪，并在B B点垂直横置点垂直横置一小尺。盘左瞄准一小尺。盘左瞄准A A，倒镜在倒镜在B B点小尺上读取点小尺上读取B1B1；再用盘右瞄准；再用
18、盘右瞄准A A，倒镜在倒镜在B B点小尺上读取点小尺上读取B2B2。有：J6 J6：2c602c60；J2 J2：2c302c30时，时，时，时，则需校正。则需校正。则需校正。则需校正。（2）校正：方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由B2B2点移至点移至BB2BB2中点中点B3B3。4横轴的检验与校正（1 1）检验：在）检验：在2030m2030m处的墙上选一仰角大于处的墙上选一仰角大于3030的目标点的目标点P P，先用盘左瞄准，先用盘左瞄准P P点，放平望点，放平望远镜，在墙上定出远镜，在墙上定出P1P1点；再用盘右瞄准点；再用盘
19、右瞄准P P点，点，放平望远镜，在墙上定出放平望远镜，在墙上定出P2P2点。点。有：J6 J6：i20i20，则需校正。，则需校正。，则需校正。，则需校正。（2）校正：方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。5指标差的检校(1)(1)检验：检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360)/2。J6J6：x1x1；J2J2：x30 x30时，要进行校正。时，要进行校正。(2)(2)校正：校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R-x）位置，再有拨针
20、使指标气泡居中。6光学对中器的检校（1 1）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地面上投下一点，再旋转照准部，每隔面上投下一点，再旋转照准部，每隔120120投投下一点，若三点不重合，则需校正。下一点，若三点不重合，则需校正。（2 2）校正：用拨针使刻划中心向三点的外接圆）校正：用拨针使刻划中心向三点的外接圆心移动一半。心移动一半。7圆水准器的检校(次 要)（1 1）检验：）检验：精平（水准管气泡居中）后，若圆水准气泡不居中，则需校正。（2 2）校正：）校正：用圆水准气泡校正螺丝使其居中。第七节第七节 电子经纬仪电子经纬仪 电子经纬仪在结构及外观上与光学经纬
21、仪相似，主要不同在于其读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示，减少了读数误差。较先进的电子经纬仪还具有自动进行轴系误差的测定和改正，自动进行度盘归零，可方便地进行度盘的配置等功能。实验四实验四 角度观测角度观测 v目的目的1、进一步熟悉经纬仪的结构和使用；2、练习水平角和竖直角的观测方法。v要求要求1、不论是水平角，还是竖直角，每人观测一个测回；2、观测水平角时，要配置水平度盘；3、上、下半测回角值之差及各测回角值之差均应不超过40。思考题和习题思考题和习题1、简述测回法观测水平角一测回的方法步骤。2、何谓竖直角?它的观测原理与水平角观测原理主要区别是什么?3、竖盘的构造有何特点?4、如何判断竖直角的计算公式?5、观测水平角和竖直角时，为什么要采用盘左、盘右观测取平均的方法?