第3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,第三章 角度测量,3.1,角度测量,主要内容,3.1,角度测量原理,3.2,经纬仪结构,3.3,水平角测量方法,3.4,竖直角测量方法,3.5,经纬仪检验校正,3.6,角度测量误差分析,3.1,角度测量原理,3.1,角度测量原理,1.,水平角测量原理,水平角定义,1),地面上,O,点至,A,和,B,两目标方向线在水平面,P,上投影的夹角,，称为,水平角,。,2),两方向线所作两竖直面间的二面角。,3.1,角度测量原理,1.,水平角测量原理,1),圆盘中心处于角顶点的铅垂线上；,2),有一个水平位置带刻线的圆盘；,3),望远镜能在水平方向和竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标；,4),具有一个读数设备。,O,B,A,n,m,3.1,角度测量原理,2.,竖直角测量原理,竖直角定义,竖直角是同一竖直面内倾斜视线与水平线之间的夹角，其角值,|,|90.,仰角,0,=90,俯角,-90=,精平,3,）整置检查,4,）瞄准,5,）读数,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置对中,B,C,A,对中：,使得仪器位于观测点的正上方,要求：,误差,3mm,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置对中,(1),垂球对中：,粗略对中：,移动三脚架，使垂球尖离测,站中心,1,2cm,内；,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。,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置对中,(2),光学对中,打开三脚架，装上经纬仪；,固定三脚架一脚，双手持脚架另二脚并不断调整其位置，同时观测光学对点器十字分划，使其基本对准测站标志，踩实脚架；,稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动仪器进行精确对中。,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置整平,整平：,使仪器竖直，分,粗平,/,精平,两步,(1),粗平,伸缩三脚架，调平仪器，使圆气泡居中。,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置整平,1,2,3,气泡居中，,3,与,1,、,2,等高,测回观测过程中，不得再调气泡。,气泡居中，,1,、,2,等高,1,2,3,（,2,）精平,3.3,水平角测量方法,1.,经纬仪整置瞄准目标,大花杆 小花杆 觇标,3.3,水平角测量方法,经纬仪的十字丝分划板,3.3,水平角测量方法,瞄准目标,3.3,水平角测量方法,瞄准目标,3.3,水平角测量方法,瞄准目标,3.3,水平角测量方法,2.,测回法,观测两方向角度,盘左正镜,盘右倒镜,3.3,水平角测量方法,2.,测回法,测回,竖盘位置,目标,读数,半测回角,一测回均值,均值,左,右,左,右,水平角观测记录,1,A,B,A,B,0 01 06,85 36 18,180 01 24,265 36 30,90 00 36,175 35 42,270 00 48,355 35 48,A,B,A,B,2,85 35 12,85 35 06,85 35 06,85 35 00,85 35 09,85 35 03,85 35 06,3.3,水平角测量方法,2.,测回法,限差检核：,1),半测回差,(,上下半测回角值之差,),DJ,6,36,秒,DJ,2,12,秒,2),测回差,(,两个测回之间的差,),DJ,6,24,秒,DJ,2,9,秒,3.3,水平角测量方法,测回,竖盘位置,目标,读数,半测回角,一测回均值,均值,左,右,左,右,1,A,B,A,B,0 01 06,85 36 18,180 01 24,265 36 30,90 00 36,175 35 42,270 00 48,355 35 48,A,B,A,B,2,85 35 12,85 35 06,85 35 06,85 35 00,85 35 09,85 35 03,85 35 06,半测回差,:1,测回,6,秒,2,测回,6,秒,测回差,:6,秒,3.3,水平角测量方法,3.,全圆测回法,零方向,盘左,盘右,A,B,C,D,E,方向观测法,上半测回,盘左：,A-B-D-E-A,下半测回,盘右：,A-E-D-B-A,3.3,水平角测量方法,3.,全圆测回法,几个名词,归零,半测回归零差,同一测回,2C,互差,=,盘左盘右,180,视准轴与水平轴不垂直产生的误差,各测回同一方向值较差,零方向,盘左,盘右,A,B,C,D,E,方向观测法,3.3,水平角测量方法,3.,全圆测回法,3.3,水平角测量方法,3.,全圆测回法,计算步骤,：,（,1,）,2c=,盘左读数,-(,盘右读数,180,）,（,2,）各方向的平均读数,平均读数,=1/2,盘左读数,+,(,盘右读数,180,),（,3,）归零后方向值有,归零方向值,=,方向平均读数,-,起始方向平均读数,（,4,）各测回归零后方向值的平均值,（,5,）将相邻两方向值相减，得到水平角值,全圆,测回法记录,测站,目标,盘左L,盘右R,平均读数,归零后,方向值,各,测回归零方向平均值,水平角值,O,A,B,C,D,A,0 01 06,71 52 06,145 30 48,210 12,12,0 01 24,180 01 18,30 12 06,325 30 48,251 52 00,180 01 12,O,A,B,C,D,A,90 01 24,161 52 06,235 30 54,300 12 24,90 01 36,270 01 24,120 12 18,55 30 48,341 52 00,270 01 18,0 01 09,71 52 03,145 30 48,210 12 09,0 01 21,90 01 21,161 52 03,235 30 51,300 12 21,90 01 30,(0 01 15),0 00,00,71 50 48,145 29 33,210 10 54,(90 01 26,),0 00,00,71 50 37,145 29 25,210 10 55,0 00,00,71 50 42,145 29,29,210 10 54,71 50 42,73 38 47,64 41 25,3.3,水平角测量方法,3.,全圆测回法,作业,教材,P225,第三章第,2,题,实验,4,经纬仪的认识及使用,实验,4,经纬仪的认识及使用,目的：,了解经纬仪构造，掌握其使用方法。,实验内容：,（,1,）了解经纬仪各部件的构造及其作用,（,2,）进行经纬仪安置,(,对中、整平,),、瞄准与读数,（,3,）练习测回法测角,（,4,）每人进行一个测回，每组上交一份观测表,教材,p234,实验,3,、,4,3.4,竖直角测量方法,3.4,竖直角测量方法,1.,竖直角测量原理,竖直角,(,也称,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。,=0,90,。,仰角为,正,，俯角为,负,。,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,0,90,180,270,Z,A,Z,C,A,C,3.4,竖直角测量方法,1.,竖直角测量原理,3.4,竖直角测量方法,2.,竖盘构造,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。,读数指标与竖盘水准管固定在一起，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,。,270,90,0,180,盘右,180,270,0,90,盘左,3.4,竖直角测量方法,竖盘指标差,x,当视线水平时，盘左竖盘读数为,90,，盘右为,270,。但指标不恰好指在,90,或,270,，而与正确位置相差一个角度,x,，称为竖盘指标差。,3.4,竖直角测量方法,3.,观测步骤,安置仪器，对中整平,置望远镜于盘左位置，照准目标，固定照准部,.,调节水平微动和望远镜微动螺旋，使十字丝横丝精确切准目标。,调节竖盘水准管微动螺旋，使,竖盘水准管气泡居中,(,测水平角没有该步骤,),3.4,竖直角测量方法,3.,观测步骤,读取盘左读数,L,，记录入表,松开制动螺旋，置望远镜于盘右位置，精确照准同一目标,调节竖盘水准管微动螺旋,，使,竖盘水准管气泡居中，读取,盘右读数,R,记录入表,3.4,竖直角测量方法,上半测回竖角（盘左）：,下半测回竖角（盘右）：,一测回竖角：,4.,竖角计算,3.4,竖直角测量方法,竖直角观测记录,测站,目标,竖盘位置,竖盘读数,半,测回角值,一,测回角值,A,B,盘左,87 52 18,2 07 42,盘右,272 07 30,2 07 30,2 07 36,A,C,盘左,93 16 54,3 16 54,盘右,266 43 24,3 16 36,3 16 45,3.4,竖直角测量方法,盘左,:,=(90,+x)-,L=,L,+x,盘右,:,=,R-(270+x)=,R,-x,有：,(90,+x),-L=,R-(270+x),即指标差,x:,要求：,5.,指标差计算,3.4,竖直角测量方法,盘左,:,=(90,+x)-,L=,L,+x,盘右,:,=,R-(270+x)=,R,-x,指标差,x:,要求：,5.,指标差计算,3.4,竖直角测量方法,用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为,714524,，盘右读数为,2881622,，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为,921236,，求其竖直角？,练习题,3.5,经纬仪检验校正,3.5,经纬仪检验校正,1.,经纬仪的轴线及其应满足的条件,1,）,经纬仪的轴线,横轴,HH,视准轴,CC,水准管轴,LL,竖轴,VV,圆水准轴,L,L,3.5,经纬仪检验校正,2,）,应满足的条件,(1),水准管轴垂直于竖轴,LL,VV,(2),视准轴垂直于横轴,CC,HH,(3),横轴垂直于竖轴,HH,VV,(4),竖丝,HH,(5),圆水准轴平行于竖轴,L,L,VV(,次要条件,),1.,经纬仪的轴线及其应满足的条件,3.5,经纬仪检验校正,2.,照准部水准管垂直于垂直轴的检校,1),检验：整平仪器，气泡居中后旋转,180,是否仍居中？,2),校正：用水准管校正螺旋使气泡返回一半，用脚螺旋纠正一半。,3.5,经纬仪检验校正,3.,十字丝竖丝垂直于水平轴的检校,1,）,检验：,用十字丝交点精确照准远处一清晰目标点,A,。,旋紧水平制动螺旋与望远镜制动螺旋，慢慢转动望远镜微动螺旋，如点,A,不离开竖丝，则条件满足（图,a,），,否则需要校正（图,b,）,3.5,经纬仪检验校正,3.,十字丝竖丝垂直于水平轴的检校,2,）校正：,旋下目镜分划板护盖，松开,4,个压环螺丝（图,c,），,慢慢转动十字丝分划板座，然后再作检验，待条件满足后再拧紧压环螺丝，旋上护盖。,3.5,经纬仪检验校正,4.,视准轴垂直于水平轴的检校,1),检验：,盘左，先照准,A,点，倒转望远镜得,B,1,盘右，先照准,A,点，倒转望远镜得,B,2,若,B,1,，,B,2,不重合则有此误差,3.5,经纬仪检验校正,4.,视准轴垂直于水平轴的检校,2),校正：,在,B,2,附近标出扣除,c,影响后的,B,点，平移十字丝使视准轴照准,B,点,3.5,经纬仪检验校正,5.,水平轴垂直于垂直轴的检校,1),检验：,盘左，先照准高点,P,，,再投影至仪器高度得,A,点；,盘右，先照准同一点,P,，,再投影至仪器高度得,B,点；,如果,AB,不重合，则有此误差,3.5,经纬仪检验校正,5.,水平轴垂直于垂直轴的检校,2),校正：,标明,AB,的中点,M,照准,M,点，抬高望远镜至,P,附近,升降横轴的一端使照准,P,点。,3.5,经纬仪检验校正,6.,指标差检校,一般指标差的绝对值超过,1,时，应予以校正。,180,270,0,90,i,180,270,0,90,i,3.6,角度测量误差分析,3.6,角度测量误差分析,误差来源,仪器误差,观测误差,外界条件的影响,3.6,角度测量误差分析,1.,仪器误差,1),检校不完善的残留误差,2),仪器制造不完善的误差,3.6,角度测量误差分析,1.,仪器误差,1),检校不完善的残留误差,误差类型,处理方法,视准轴误差,正倒镜平均,(,消除,),水平轴误差,正倒镜平均,(,消除,),照准部水准管不垂直于垂直轴,无法消除影响，注意整平,3.6,角度测量误差分析,1.,仪器误差,2,),仪器制造不完善的误差,误差类型,处理方法,度盘刻划误差,变换度盘位置,(,减弱,),度盘偏心误差,正倒镜平均,(,消除,),照准部偏心差,正倒镜平均,(,消除,),3.6,角度测量误差分析,2.,观测误差,1,）仪器对中误差,产生：,仪器中心与测站点不在同一铅垂线上,规律：,偏心越大、边越大，误差越大,消除与减弱措施：,精确对中,3.6,角度测量误差分析,2.,观测误差,2,）目标偏心误差,产生情况：,觇标中心偏离目标标石中心,规律：,与偏心距与正比，与边长成反比，垂直于视线方向的目标偏心误差最大,消除与减弱措施：,觇标铅垂，,照准底部,3.6,角度测量误差分析,2.,观测误差,3,）照准误差,产生原因：,未精确瞄准目标的几何中心,消除与减弱措施：,选择较好的观测环境,3.6,角度测量误差分析,2.,观测误差,4,）读数误差,产生原因：,估读导致,5,）视差和十字丝不清晰的影响,视差：目标成象不在十字丝板上引起的误差,消除措施：观测时认真调焦,3.6,角度测量误差分析,3.,外界条件引起的误差,1,）大气折光,旁折光和垂直折光,措施：,避免长边,选择有利的观测时间,视线离障碍物,1,米以上,3.6,角度测量误差分析,3.,外界条件引起的误差,2,）天气影响,空气抖动、温度、湿度、风力等,措施：打伞遮阳，选择有利的观测时间,阴天，晚上，,上午,9,11,点,下午,3,5,点,小结,1),经纬仪测角原理,2),经纬仪测角步骤：,对中，整平，整置检查，瞄准，读数，记录,3),水平角观测法,测回法，全圆测回法,4),垂直角观测,指标差,5),误差来源及消除方法,本章,完！,作业,教材,p225,第三章 题,2,3,实验,-5,6,1.,每组两台经纬仪,2.,选,3,个目标点，每人进行一个完整测回,填表记录、计算,3.,每人在起始点时观测竖直角,填表记录、计算,4.,准备记录表格，上交成果,