第三章 角度测量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,角度测量原理,内容：,包括水平角测量和竖直角测量,作用：,1,、水平角测量用于求算点的平面位置，,2,、竖直角测量用于测定高差或将倾斜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影所形成的夹角。也是竖直面,M,与,N,之间的二面角。,B,A,C,a,b,c,0,a,c,2,、水平角,的计算：,=c-a,（,0,360,）,H,M,N,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。,B,A,C,a,b,c,0,a,c,H,M,N,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、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,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,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,盘右,A,B,O,测回法的观测顺序为,:,ABBA,A,B,O,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,，,读取水平度盘读数,a,左,（,=0,0218,P,46,）,2,、松开制动螺旋，,顺时针旋转,照准部，照准目标,B,，,读取水平度盘读数,b,左,（,=,48,3524,）；,3,、计算上半测回角值：,左,b,左,a,左,，本例中，,左,48,3306,（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,（,=,228,3554,）；,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,（,=,180,0230,）,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,=,48,3324,（注意：当,右,x,a,x,0,-x,（,即竖直角等于始读数减测点方向的读数）,x,水平方向,x,0,x,0,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）：,竖直角系观测视线与水平线在同一竖直面内的夹角。,xx,0,a,x-x,0,即竖直角等于测点方向的读数减去始读数,x,水平视线,x,0,x,0,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）：,=,x,0,-x,顺时针注记,x-x,0,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,、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,x,0,当,x0 x,时，顺时针刻划,当,x0 x,时，逆时针刻划,x,x,0,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,x,o,左,=x,o,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,x,0,=9,0,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）,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,x,0,=,x,0,+i,与,x,0,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,=x,0,左,L=90,-L+i,=,左,+i,盘右的正确值：,右,=R,x,0,右,=R-270-i,=,右,-i,一测回角值 ,=,（,左,+,右,)=,（,左,+,右,）,左,=90,-L,右,=,R-270,1,、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,）,DJ,6,经纬仪：,i60,1,2,（,2,）计算指标差的作用,1,）通过观察指标差的变化，可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,A,O,1,、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,A,4,、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 42,3 36 18,右,273 36 06,3 36 06,-6,3 36 12,O,A,5,、计算指标差,i,及一测回角值,3-6,三角高程测量,H,B,=,H,A,+,i,+,D,AB,tan,AB,-v,h,AB,=H,B,-H,A,=D,AB,tan,AB,+,i,-v,h,AB,=D,AB,tan,AB,+,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,h,BA,反号后与,h,AB,取平均值，可消除地球曲率和大气折光对高差的影响。,H,B,H,A,高程基准面,B,A,i,D,AB,v,f,例,3-1,如图,3-19,所示，设,A,、,B,两点的水平距离为,D,AB,=224.346m,A,点的高程为,H,A,=40.48m,。,A,点设站照准,B,点测得竖直角为,AB,=42516,，,仪器高为,i,A,=1.52m,，,觇标高为,v,B,=1.10m,，,B,点设站照准,A,点测得竖直角为,BA,=-43540,，,仪器高为,i,B,=1.50m,，,觇标高为,v,A,=1.20m,。求,B,点的高程,HB,？,解：,正觇测得的高差为：,h,AB,=D,AB,tan,AB,+i,A,-v,B,=17.77m,反,觇测得的高差为：,h,BA,=D,AB,tan,BA,+i,B,-v,A,=-17.73m,取,平均值得：,h,AB,(,平均）,=,（,h,AB,-h,BA,)/2=17.75m,B,点的,高程为：,H,B,=,H,A,+h,AB,(,平均）,=58.23m,3-7,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。,根据经纬仪的测角原理，经纬仪的各轴线间应满足以下几何条件,(P,53,):,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,。,V,V,L,L,C,C,H,H,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。,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,O,B,A,O,e,1,、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,、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，电子经纬仪上一般设置有“置零”的按键（即：将一方向规定为,0,00,00,）,=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,B,C,下列关于经纬仪构造的叙述中，正确的叙述是（,）,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,B,B 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,B,A 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,D,观测某水平角时，若盘左先瞄准目标,A,读数为,0,00,00,，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,B,C,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,B,C,经纬仪在测站,O,观测了,A,、,B,两个目标，观测值为：,目标,A 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,B,C,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,B,C,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,10,33 6,竖直度盘为,90,06 10,B,水平度盘为,10,33,10,竖直度盘为,90,06 06,C,水平度盘为,10,33,0,6,竖直度盘为,90,06 06,D,水平度盘为,10,33,06,竖直度盘为,90,06 05,HZ,V,90,10,0 1 2 3 4 5 6,0 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,C,A,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,0,180,之间；,难度系数,B,B,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,12,36,，乙观测时，经纬仪指标差的变化范围为,36,48,，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 E,D,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-90,右,=270,-R,D,左,=L-270,右,=90,-R,难度系数,B,C 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,0,90,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,B,A 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,B,A C,用,盘左为,顺时针刻划、始读数,x,0,=9,0,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,24724,C,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,-24724,E,盘右竖直角为,24718,，盘左竖直角为,24724,C E,难度系数,B,三角高程测量中，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,C,ABD,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,B,C 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,B,D,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,