第三章 角度测量.ppt

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1、 第三章 角度测量 第一节 角度测量原理第二节 光学经纬仪 第三节 经纬仪的使用 第四节 水平角测量第五节 竖直角测量第六节 三角高程测量 第七节 经纬仪的检验第八节 水平角测量误差 第九节 电子经纬仪简介练习题3-1 3-1 角度测量原理角度测量原理内容：内容：包括水平角测量和竖直角测量包括水平角测量和竖直角测量 作用：作用：1 1、水平角测量用于求算点的平面位置，、水平角测量用于求算点的平面位置，2 2、竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离、竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。改化成水平距离。一、水平角测量原理 1、水平角的定义：水平角系指相交于一点的两方向线在水平面上的竖直投

2、影所形成的夹角。也是竖直面M与N之间的二面角。BACabc0ac2、水平角的计算：=c-a （0360）HMN二、水平角测量应满足的条件1、仪器中心与测点应位于同一铅垂线上；2、观测水平角的度盘应处于水平位置；3、望远镜上下转动时，视准轴所扫的面应是铅垂面。BACabc0acHMN 3-2 光学经纬仪的基本构造 一、经纬仪的种类 二、经纬仪的型号光学经纬仪电子经纬仪 以“DJ”或“J”表示，下标为等级。例如某经纬仪为“DJ6”型，即该经纬仪每测回的测角精度为6”。主要分为光学经纬仪和电子经纬仪两种。1、照准部 照准部是指位于水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的部分的总称。照准部由望远镜、竖盘装置、

3、读数显微镜、水准管、光学对中器、照准部制动螺旋和微动螺旋、望远镜制动螺旋和微动螺旋等部分组成。三、经纬仪的构成 由照准部、水平度盘和基座三部分构成 水平度盘照准部基座望远镜竖盘读数显微镜对中器水平制动螺旋水平微动螺旋水平制动板手水平微动螺旋竖直制动板手竖直微动螺旋竖直制动螺旋竖直微动螺旋水平微动螺旋水平制动螺旋竖盘指标水准管调整螺旋光学对中器竖盘水准管气泡反射镜水平度盘配置手轮水平度盘配置手轮 2、水平度盘 水平度盘是一个刻有分划线的光学玻璃圆盘，其分划值一般为1，30，20，并按顺时针方向顺时针方向注有数字。在水平角测量时，水平度盘不随照准部一起转动。3、基座 水平度盘3-3 经纬仪的使用

4、一、安置仪器（包括对中与整平两项内容一、安置仪器（包括对中与整平两项内容 P41）二、照准 三、读数 实验：经纬仪的认识3-4 水平角观测 一、测回法：适用范围：当一个测站只需观测2个（最多3个）方向之间的水平角时，一般采用测回法。水平角观测常用的方法有：测回法和方向观测法。两种方法都要求用盘左和盘右两个位置进行角度观测。所谓 是指角度观测时，竖直度盘位于望远镜的左侧；所谓 是指角度观测时，竖直度盘位于望远镜的右侧；盘左又称为正镜，或称为上半测回；盘右又称为倒镜，或称为下半测回；盘左盘左盘右盘右ABO测回法的观测顺序为:ABBAABO测回法的观测步骤：1、经纬仪置于盘左位置，照准起始目标A，读

5、取水平度盘读数a左（=00218 P46）2、松开制动螺旋，顺时针旋转顺时针旋转照准部，照准目标B，读取水平度盘读数b左（=483524）；3、计算上半测回角值：左b左a左，本例中，左 483306（注意：当左0时，应加上360）以上三个步骤称为上半测回观测。4、盘 右 照 准 目 标 ，读 取 水 平 度 盘 读 数 b右（=2283554）；5、松开制动螺旋，逆时针旋转照准部，照准目标A，读取度盘读数a右（=1800230）以上4、5、6三个步骤为下半测回观测，上半测回和下半测回合称为一个测回。6、计算下半测回角值 右b右a右，本例中 右=483324（注意：当右x ax0-x （即竖直角

6、等于始读数减测点方向的读数）x水平方向x0 x0顺时针注记仪器测点方向 三、竖直角计算的一般公式 竖直角的计算与度盘的刻划方向有关。1、顺时针注记仪器的计算公式（以仰角为例）：竖直角系观测竖直角系观测视线与水平线在同视线与水平线在同一竖直面内的夹角。一竖直面内的夹角。xx0 ax-x0 即竖直角等于测点方向的读数减去始读数x水平视线x0 x0逆时针注记仪器观测视线 2、逆时针注记仪器的计算公式（以仰角为例）：=x0-x 顺时针注记x-x0 逆时针注记综上所述，竖直角的计算公式为：四、判断始读数和竖盘刻划方向的方法：1、判断始读数的方法：将望远镜置大致水平，其读数则为始读数（90 的整倍数）。2

7、、刻划方向的判断 将望远镜物镜由下向上转动，若竖盘读数由大变小，则竖盘读数的刻划方向为顺时针刻划，否则为逆时针刻划。X0为90的整倍速数x0当x0 x时，顺时针刻划当x0 x时，逆时针刻划xx0竖直角计算的特点：（1）当仪器在盘左为顺时针刻划时，盘右必为逆时针刻划，反之亦然。（2）盘左始读数与盘右始读数互差180，即xo左=xo右 180。五、常用仪器的竖直角计算公式 目前绝大多数经纬仪属于盘左为顺时针刻划、始读数x0=90的仪器。若目标的盘左、盘右的读数分别为L、R，竖直角一测回的计算公式为：盘 左 左=90-L 盘 右 右=R-270 一测回角值 =（左+右）=X0-X(顺）X x0(逆）

8、六、竖盘指标差的计算 当视线水平时，指标所指的实际读数可能为x0=x0+i,与x0相差一个i角,该角称为竖盘指标差。即：竖盘指标差的存在，将对盘左及盘右观测值有影响；但对一测回观测值没有影响。=左=右 当竖盘存在指标差时，竖直角的计算公式为 盘左的正确值：左=x0左L=90-L+i=左+i盘右的正确值：右=R x0右=R-270-i=右-i 一测回角值 =（左+右)=（左+右）左=90-L 右=R-2701、指标差的概念及影响2、指标差的计算及作用 （1）指标差的计算公式由左=右，可得指标差的计算公式为：i=（右-左）DJ6经纬仪：i6012（2）计算指标差的作用 1）通过观察指标差的变化，可

9、以确定竖直角的观测是否稳定。指标差的变化范围越小，说明竖直角的观测越稳定，其测量精度也越高；反之，则说明观测不稳定，竖直角的测量精度也越低 2）在精确测出指标差后，可以用两个上半测回代替一测回观测。上半测回竖直角的计算公式为 左=90-L+i七、竖直角的观测与计算AO1、在测站盘左位置瞄准目标A；2、调整指标水准管，使气泡居中，读数L；计算左3、纵转望远镜变成盘右位置，再瞄准目标A4、再次调整指标水准管，使气泡居中，读数；计算左 一测回角值 指标差 半测回角值 竖盘读数 竖盘位置目标测站竖直角计算表左 86 23 423 36 18右 273 36 063 36 06-63 36 12OA5、

10、计算指标差 i 及一测回角值 3-6 三角高程测量 HB=HA+i+DAB tanAB-vhAB=HB-HA =DAB tanAB+i-vhAB=DAB tanAB+i-v+f 式中，f称为球气差二、对向观测（又称为往返观测）一、测量原理 先在A点直觇观测B点，再在B点反觇观测A点，由于在直觇和反觇中，f值的符号和大小相同，因此将hBA反号后与hAB取平均值，可消除地球曲率和大气折光对高差的影响。HBHA高程基准面BAiDABvf例3-1 如图3-19所示，设A、B两点的水平距离为DAB=224.346m,A点的高程为HA=40.48m。A点设站照准B点测得竖直角为AB=42516，仪器高为i

11、A=1.52m，觇标高为vB=1.10m，B点设站照准A点测得竖直角为BA=-43540，仪器高为iB=1.50m，觇标高为vA=1.20m。求B点的高程HB？解：正觇测得的高差为：hAB=DABtan AB+iA-vB=17.77m 反觇测得的高差为：hBA=DABtan BA+iB-vA=-17.73m 取平均值得：hAB(平均）=（hAB-hBA)/2=17.75m B点的高程为：HB=HA+hAB(平均）=58.23m3-7 经纬仪的检验和校正 此外，经纬仪望远镜十字丝竖丝应垂直于横轴，竖盘指标应处于正确位置，光学对中器的光轴应与仪器竖轴重合。根根据据经经纬纬仪仪的的测测角角原原理理，

12、经经纬纬仪仪的的各轴线间应满足以下几何条件各轴线间应满足以下几何条件(P53):1、照准部水准管轴LL应垂直于仪器竖轴V V；2、视准轴CC应垂直于仪器横轴HH；3、仪器横轴HH应垂直于仪器竖轴V V。VVLLCCHH 3-8 水平角测量误差 一、仪器误差 仪器误差主要包括三轴误差,即 1、视准轴误差：视准轴与横轴不垂直。该项误差通过盘左、盘右观测可以消除；2、横轴误差：横轴与竖轴不垂直。该项误差通过盘左、盘右观测可以消除；3、竖轴误差：竖轴与水准管轴不垂直。该项误差不能通过盘左、盘右观测消除。另外，仪器误差还包括度盘偏心差（通过盘左、盘右观测可以减弱）及度盘刻划误差（通过度盘配置可以减弱）等

13、。二、仪器及目标安置误差 三、观测误差：主要包括瞄准误差和读数误差。四、外界条件的影响 OBAOe1、仪器及目标的对中误差：对中误差对测角的影响与三个因素有关。（1）与对中误差（又称为偏心距e）成正比；（2）与观测边的距离成反比；（3）还与偏心角有关。因此，当边长较短时，该项误差特别大，因此当边长较短时，应认真做好对中工作；2、整平误差 角度测量误差超限的原因分析序号现 象原 因1同一方向盘左盘右读数差超限，各方向超限值的变化较大1、目标照准不准确，读数不准2、仪器的视准轴误差较大2同一方向盘左盘右读数差超限，各方向超限值的变化较小1、仪器的视准轴误差较大3盘左盘右角值超限1、仪器整平没做好2

14、、观测时，水准管气泡已偏离中心3、目标照准不准确，读数不准4各测回角值互差超限1、目标照准不准确，读数不准5角度闭合差超限1、对中不准确2、目标照准错误3、测站检验时，接近限差的误差较多3-9 电子经纬仪简介 电子经纬仪与光学经纬仪主要区别在于读数系统。光学经纬仪采用带有数字注记刻划的光学度盘，以及由度盘和一系列光学棱镜、透镜所构成的光学读数系统。电子经纬仪的读数系统由电子度盘和一些机、电、光器件组成。电子经纬仪一般安装了两个以上的光电转换器（相当于读数指标），而且这些光电转换器安装在度盘的不同的部位，从而消除了度盘的刻划误差，因此，用电子经纬仪测角时，不必进行度盘配置。但为了观测时便于计算，

15、电子经纬仪上一般设置有“置零”的按键（即：将一方向规定为00000）=b-a 目前，新型的电子经纬仪还能自动校正和消除仪器的三轴误差。第三章经纬仪及其操作竖直角测量返 回水平角测量测量误差及其它经纬仪及其操作练习题B C E 根据水平角测量原理，经纬仪在测角时应满足的条件有（）A 照准部左右转动时，望远镜视准轴所划的面应是一个水平面；B 望远镜上下转动时，其视准轴所划的面应是一个竖直面；C 测量水平角时，水平度盘中心应与测站点位于同一铅垂线上；D 测量竖直角时，竖直度盘中心应与测站点位于同一铅垂线上；E 测量水平角时，水平度盘应处于水平状态；难度系数 BC下列关于经纬仪构造的叙述中，正确的叙述

16、是（）A 经纬仪大体上由照准部、水准管和基座三部分组成；B 经纬仪大体上由望远镜、水准管和基座三部分组成；C 经纬仪大体上由照准部、水平度盘和基座三部分组成；D 经纬仪大体上由照准部、望远镜和基座三部分组成；难度系数 C下列关于经纬仪构造的叙述中，正确的叙述有（）A 望远镜、水准管都属于照准部部分；B 照准部、水准管都属于望远镜部分；C 竖直度盘属于水平度盘部分；D 竖盘装置的构成包括竖直度盘、指标水准管等；E 竖盘装置属于照准部部分；A D E难度系数 BB E下列关于水平度盘和竖直度盘的叙述中，正确的叙述有（）A 水平度盘的刻划，分顺时针和逆时针方向注记两种，而竖直度盘只有顺时针方向注记一

17、种；B 竖直度盘的刻划，分顺时针注记和逆时针方向注记两种，而水平度盘只有顺时针注记一种；C 水平度盘的刻划，分顺时针和逆时针方向注记两种，而竖直度盘的刻划注记方向则不一定；D 水平角观测时，水平度盘随照准部一起转动；E 竖直角观测时，竖直度盘随望远镜一起转动；难度系数 B经纬仪的主要轴线应满足几何条件有（）A 照准部水准管轴应垂直仪器竖轴B 视准轴应垂直仪器竖轴C 照准部水准管轴应垂直仪器横轴D 视准轴应垂直仪器横轴E 仪器横轴应垂直仪器竖轴难度系数 BA D E水平角测量水平角测量时，包括哪些基本操作（）A 整平 B 对中 C 读数 D 配置度盘 E 调整指标水准管气泡ABCD 难度系数 C

18、D 观测某水平角时，若盘左先瞄准目标A读数为00000，再逆时针旋转30瞄准目标B，这时经纬仪水平度盘读数应为多少？盘右观测时应怎样旋转仪器（）A 30 逆时针旋转仪器 B 30 顺时针旋转仪器 C 330 逆时针旋转仪器 D 330 顺时针旋转仪器 难度系数 BC 180/n 某水平角总共需观测6测回，则第3测回观测时，其度盘读数应配置在（）A 30 B 45 C 60 D 90 难度系数 C 在水平角观测中，瞄准目标时应（）。A 应尽量瞄准目标顶部 B 应尽量瞄准目标中间 C 应尽量瞄准目标底部 D 可瞄准目标的任何位置难度系数 BC经纬仪在测站O观测了A、B两个目标，观测值为：目标 A

19、0 00 12 （盘左）180 00 30（盘右）目标 B 258 46 42 （盘左）78 46 36（盘右）下列计算中，正确的结果有（）A AOB（左）=180 00 18 AOB（右）=-179 59 54 B AOB（左）=258 46 30 AOB（右）=-101 13 54 C BOA（左）=258 46 30 BOA（右）=258 45 54 D BOA（左）=101 13 30 AOB（右）=101 13 54 E AOB（左）=258 46 30 AOB（右）=258 46 06 D E难度系数 BC 水平角AOB共需观测3测回。在第2测回观测时，盘左观测过程中水准管的气泡是

20、居中的，但在盘右观测完B目标后，发现水准管气泡偏离中心已超过1格，这时正确的做法是（）A 重新整平对中仪器，然后继续观测A目标；B 重新整平对中仪器，然后重新观测下半测回；C 重新整平对中仪器，然后重新观测第2测回；D 重新整平对中仪器，然后重新所有测回；难度系数 BC 右图为某经纬仪的读数窗，其水平度盘及竖直度盘读数应记录为（）A 水平度盘为 1033 6 竖直度盘为 90 06 10 B 水平度盘为 103310 竖直度盘为 90 06 06 C 水平度盘为 103306 竖直度盘为 90 06 06 D 水平度盘为 103306 竖直度盘为 90 06 05 HZV90100 1 2 3

21、 4 5 60 1 2 3 4 5 6难度系数 B竖直角测量ABCE竖直角测量时，包括哪些基本操作（）：A 整平 B 对中 C 读数 D 配置度盘 E 调整指标水准管气泡难度系数 CA 下列关于竖直角的叙述中，正确的叙述是（）A 竖直角是指观测线与水平线在同一竖直面内的夹角；B 当观测线在水平线下方时，竖直角为正；C 竖直角均为正；D 竖直角的角值（即绝对值）应在0180之间；难度系数 BB竖直角测量中，若仪器存在竖盘指标差，正确的结论是（）A 对盘左及盘右观测值和一测回观测值都有影响；B 对盘左及盘右观测值有影响；但不影响一测回观测值；C 只对盘左观测值和一测回观测值有影响；D 只对盘右观测

22、值和一测回观测值有影响；难度系数 B 甲、乙两人用两台不同的DJ6型经纬仪对某一竖直角进行观测，甲观测时，经纬仪指标差的变化范围为1236，乙观测时，经纬仪指标差的变化范围为3648，这说明（）A 甲所用经纬仪的指标差比乙所用经纬仪的指标差大；B 两人所用经纬仪的指标差相同；C 两人所用的经纬仪，其指标差均满足要求；D 甲观测竖直角时，其稳定性比乙好；E 乙观测竖直角时，其稳定性比甲好；C ED 某经纬仪在盘左位置时，望远镜水平时的读数为270，当物镜由下向上转动时，竖盘读数由小变大，则该仪器的竖直角计算式为（）A 左=90-L 右=R-270 B 左=270-L 右=R-90 C 左=L-9

23、0 右=270-R D 左=L-270 右=90-R 难度系数 BC D E下列关于竖直角的叙述中，正确的叙述有（）A 竖直角是指观测目标上、下两点的观测线在同一竖直面内的夹角；B 当观测线在水平线下方时，竖直角为正；C 当观测线在水平线下方时，竖直角为负；D 竖直角角值的绝对值应在090之间；E 竖直角是指观测线与水平线在同一竖直面内的夹角；难度系数 BA D E下列数据中，可以作为竖盘始读数的有（）A 0 B 45 C 135 D 180 E 270 难度系数 C 下列描述中，正确的描述有（）A、水平角测量时，应配置水平度盘读数；B、竖直角测量时，应配置竖直度盘读数；C、竖直角测量时，读数

24、前应使指标水准管气泡居中；D、水平角测量时，读数前应使指标水准管气泡居中；E、半测回中，水平角和竖直角都需观测两个目标后才能计算角值。难度系数 BA C 用盘左为顺时针刻划、始读数x0=90的仪器观测某点的竖直角，盘左读数为 871236，盘右读数为 2724718，则正确结果为（）A 盘左竖直角为-24724 ，盘右竖直角为 -24718 B 盘右竖直角为 24718 ，一测回竖直角为 24724C 盘左竖直角为 24724 ，一测回竖直角为 24721 D 盘左竖直角为-24724 ，一测回竖直角为-24724E 盘右竖直角为 24718 ，盘左竖直角为 24724 C E难度系数 B三角

25、高程测量中，要求对向观测的目的是为了（）A 消除或减弱对中误差对高差的影响B 消除或减弱地球曲率对高差的影响C 消除或减弱读数误差对高差的影响D 消除或减弱外界条件变化对高差的影响E 消除或减弱大气折光对高差的影响B E难度系数 B测量误差及其它练习题B D E经纬仪的三轴误差指的是（）A 度盘刻划误差 B 横轴误差 C 水准管轴误差 D 竖轴误差 E 视准轴误差难度系数 C 水平角测量中，一测回采用盘左盘右观测取平均数可消除的误差有（）A 视准轴误差 B 横轴误差 C 竖轴误差 D 读数误差 E 对中误差 A B难度系数 CABD对中误差对水平角的影响规律是（）A 其影响与所测水平角的大小无关；B 其影响与测站至观测目标的水平距离成反比，C 其影响与偏心角成反比；D 其影响与偏心距成正比，E 其影响与偏心角成正比；难度系数 BC D 水平角测量中，一测回观测时，若=左-右超限，导致超限的主要误差可能是（）A 视准轴误差 B 横轴误差 C 竖轴误差 D 读数错误 E 对中误差难度系数 BD电子经纬仪与光学经纬仪的根本区别是（）A 两者外形不同；B 两者的观测方法不同；C 两者的大体构造不同；D 两者的读数系统不同.难度系数 C