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,第二级,第三级,第四级,第五级,74,*,第三章第四章,74,1,测量学,第三章,角 度 测 量,提要一水平角与垂直角观测原理,74,2,3-1,水平角与垂直角观测原理,一、,水平角观测原理,二、,垂直角观测原理,两种角度：,水平角,用于确定点的平面位置、计算坐标,竖直角,用于两点间高差计算、斜距改成平距,测角仪器：,经纬仪、电子全站仪,1.,水平角观测原理,74,3,一、,水平角观测原理,水平角,过一点到两个目标的方向线，垂直投影,到水平面上所成的夹角，,0,360,水平面,a,b,c,b,A,B,C,也可看成是包含,BA,、,BC,视线,的两个铅垂面之间的两面角。,0,c,a,水平度盘,b,=,c,-,a,2.,垂直角观测原理,74,4,二、,垂直角观测原理,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,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,(,也称竖直角,),。,=,0,90,，仰角为正，俯角为负。,天顶距,视线与铅垂线,的夹角,Z,Z,=,0,180,B,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,74,5,3-2,经纬仪的构造及度盘读数,一、经纬仪的,等级和用途,技术项目,一测回水平,方向中误差,望远镜有效,孔径不小于,望远镜放大,倍数不小于,水准管,分划值,水平度盘,垂直度盘,主要用途,经纬仪等级,DJ,1,DJ,2,DJ,6,1,2,6,二等平面控制,测量及精密,工程测量,60mm 40mm 40mm,30,28,26,6,/2mm 20,/2mm 30,/2mm,10,/2mm 20,/2mm 30,/2mm,三、四等平面,控制测量及,一般工程测量,图根控制测量,及,一般工程测量,经纬仪系列的技术参数和用途,74,6,二、经纬仪的构造,支架上有横轴和望远镜，望远镜可以在竖直,面内转动。,望远镜,+,竖盘,+,水平度盘指针,=,照准部,水平度盘,安,置在,基座,上,基座有水准器和,脚螺旋,用于置平仪器,7,74,基座,水平度盘,照准部,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,74,8,DJ6,经纬仪,（,6,级）,光学经纬仪,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,74,9,T2,经纬仪,（,2,级）,光学经纬仪,电子经纬仪,基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。,用微电子技术自动显示度盘的读数。,10,74,苏州光学仪器厂,DJD,系列电子经纬仪,（,2,级和,6,级）,三、,DJ6,经纬仪的构造,二,.DJ6,经纬仪的构造,11,74,基座、照准部、度盘、读数装置、水准器,基座,照准部,1.,基座,74,12,(,一,),基座,水平度盘旋转轴,(,纵轴,),插于基座轴套内，基座脚螺旋用于整平仪器；,基座底板上有,螺孔，用连接,螺丝与三脚架,固连。,基 座,水平度盘,照准部,脚螺旋,平盘水准管,2.,照准部,74,13,(,二,),照准部,照准部,(,水平,),制、微动螺旋,望远镜,(,竖直,),制、微动螺旋,管水准器,30/,2mm,望远镜：倒像，,26,30,倍,目镜调焦，物镜调焦,粗瞄准器，十字丝,读数显微镜,(,望远镜旁,),竖盘,(,与望远镜固连,),光学对点器,(,安装在纵轴内,),复测扳手或度盘变换器,望远镜十字丝,3.,水平度盘,74,14,(,三,),水平度盘和垂直度盘,度盘由光学玻璃高精度刻划而制成,水平度盘,顺时针,0,360,刻度；,仪器整平，水平度盘水平；,水平度盘与照准部脱离；,改变度盘位置，要使用,复测扳手或,度盘变换手轮。,垂直度盘,和水平度盘类似，,位置垂直于水平度盘。,0,B,90,B,180,B,270,B,0,90,180,270,水平度盘,4.J6,经纬仪的 读数装置,74,15,(,四,),度盘读数装置和读数方法,读数光路：,由反光镜采光，经,过一系列棱镜反射，,穿越垂直度盘、水平,度盘和光学分微尺，,最终到达读数显微镜,成像，进行度盘读数。,J6,经纬仪的读数装置,J6,光学经纬仪读数,74,16,J6,光学经纬仪读数,两种,读数,测微装置：分微尺与平行玻璃板测微,度盘上,1,度分划的间隔经放大后，,与分微尺全长相等。,分微尺全长分,60,格，,因此其,最小格值为,：,1=,60,读数时，估读至,0.1,格,(6),，因此，估读的,秒数应是,6,的倍数。,如图所示,水平度盘读数,：,73,04,24,1.,分微尺测微,利用度盘刻度线，在分微尺上读数。,0,1,73,b).,平行玻璃板测微,17,74,2.,平行玻璃板测微,利用测微手轮，移动度盘分划像使与指标线重合，,在度盘窗口和测微窗口读数。,平行玻璃测微器：,平行玻璃板与,分微尺由测微,手轮控制。转,动测微手轮，,使度盘像移动，,移动量可在分,微尺上读出。,读数方法为：,度盘窗口读数,测微窗口读数,水平度盘读数：,92,1735,四,、,DJ2,光学经纬仪及其读数,74,18,提要二光学经纬仪的构造及度盘读数,74,19,T2,经纬仪,（,2,秒级,）,光学经纬仪,DJ2,光学经纬仪的读数,74,20,主要特点：,（,1,）采用度盘对径分划重合法读数，相当于取度盘直径两端相差,180,处两个读数的平均值，可以抵消照准部偏心误差的影响，提高了读数精度。,（,2,）设置双光楔测微器，分为固定光楔和活动光楔两组楔形玻璃，,活动光楔与测微分划尺相连。活动光楔与固定光楔的两个斜面接触时，,合并成为一块平行玻璃，光线不产生平移；活动光楔移动后，两个光楔斜面,拉开距离，两组光线产生相反方向的平移，可使度盘对径的分划线像重合；,平移量以角值表示，可以从测微分划尺上度出。,（,3,）在读数显微镜中只能看到水平度盘或垂直度盘一种影像，但可以用度盘变换轮使其交替出现，而测微器对于水平度盘和垂直度盘可以公用。,四,、,DJ2,光学经纬仪的读数,水平读盘度数：,14247,15.7,五,、电子经纬仪,基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。,用微电子技术,自动显示度盘的读数,，并可作,观测模式改变。,21,74,度盘读数显示屏,电源开关和控制键,电子经纬仪的显示屏度盘读数和控制键,22,74,竖盘读数,(,天顶距,),平盘读数,控制键,水平角观测,74,23,3-3,水平角观测,一、经纬仪的安置,对中,整平,瞄准,读数,掌握对中、整平的方法与要求。,瞄准方法：用竖丝对准竖立于测点的标志中心。,操作：粗瞄，制动，然后用微动螺旋完成,精确瞄准。,二、水平角观测,掌握,“,测回法,”,观测水平角的仪器操作方法、,观测程序和记录。,了解,“,方向观测法,”,的使用场合、作业程序与,记录计算方法。,B,C,A,b,(,一,),对中,将仪器中心安置在,通过测站点的铅垂线上,对中误差,3,mm,1.,垂球对中,粗略对中,：,移动三脚架，使垂球尖,离站中心,1,2cm,内，踩实脚架；,精确对中,：,稍微松开中心连接螺旋，,在脚架头上移动,(,不要旋转,),仪器，,使垂球尖精确对中测站标志中心，,旋紧中心连接螺旋。,注意,:,脚架头首先要放平,三个脚螺旋,基本等高,脚架适当踩实,调节垂球尖,高度，使尽量接近标志，便于判断。,一、经纬仪的安置,74,24,连接螺旋,垂球,垂球对中,74,25,三脚架和垂球,2.,用光学对中对中,光学对中器的结构：,74,26,4.,对中器物镜,5.,调焦透镜,6.,调焦环,7.,对中器目镜,8.,对中器分划板,1.,反射棱镜,2.,水平度盘,3.,仪器纵轴,整平,74,27,1,2,3,气泡向后移动居中,(,二,),整平,使仪器纵轴铅垂，水平度盘与,横轴水平，竖盘位于铅垂面内,整平误差气泡,1,格。,用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准,管气泡居中。,一测回观测中，不得再调气泡。,气泡向右移动居中,1,2,3,瞄准,28,74,二,、,瞄准,用望远镜竖丝精确瞄准目标的 标志中心,操作步骤：,粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。,用水平微动螺旋完成瞄准，垂直标志尽量瞄准目标下部，,减少由于目标不铅垂而引起的方向误差,。,（,各种不同形式的测量标志,）,测回法观测水平角,74,29,水平角观测方法,(,一,),测回法,观测程序：,盘左,瞄准,J,，读数,j,左,瞄准,K,，读数,k,左,盘右,瞄准,K,，读数,k,右,瞄准,J,，读数,j,右,第,1,方向,第,2,方向,测站,J,K,B,b,b,左,=k,左,-j,左,b,右,=k,右,-j,右,精度要求,：,左,-,右,20,则需要校正。,（三）十字丝的检验和校正之二,校正：,盘右，水平度盘应有读数：,转动水平微动螺旋,使读数为,R,转动,十字丝左右一对校,正螺丝，对准,P,点。,74,58,卸去目镜处的十字丝环,外罩，可以看到十字丝,校正螺丝。,用校正针拨转左右一对,校正螺丝，使纵丝对准,目标,P,，使,C,CH,H,经纬仪的检验与校正,74,59,经纬仪的检验和校正,（四）横轴的检验和校正,目的,：,使横轴垂直于纵轴,检验：,在离墙面,10,20m,处安置经纬仪,整平仪器后，瞄准墙面高处一点,P,，制动照准部，然后大致放平望远镜,在墙面定出一点,A,再以盘右瞄准,P,点，放平望远镜,在墙面定出一点,B,，如果,A,点与,B,点重合，则横轴垂直于纵轴；若,A,B,不重合，则需要进行校正。,H,HV,V,经纬仪的检验与校正,74,60,经纬仪的检验和正,（四）横轴的检验和校正,(,续,),校正：,由于横轴校正设备密封在仪器内部，该项校正应由仪器维修人员进行。,仪器置平后,横轴的角：,i,角,大于,15,20,应进行校正。,74,61,卸去经纬仪支架一侧的密封板，可以看到横轴一端、轴承和横轴校正偏心轮,(,黄铜,),。,经纬仪的检验与校正,74,62,经纬仪的检验和校正,（五）竖盘指标差的检验和校正,目的：,消除,指标差,检验：,盘左、盘右观测竖直角，计算竖盘指标差,x,，,如果,x,的绝对值大于,30,则需要进行指标差的校正。,校正：,以盘右瞄准原目标，转动竖盘水准管微动螺旋，将原垂直度盘读数调整到指标差校正后的读数（原读数加或减指标差）,拨动竖盘水准管校正螺丝,使气泡居中；反复检校，直至指标差小于规定的数值为止。,对于有垂直补偿器的经纬仪，则需要校正竖盘补偿器,(,由仪器维修专业人员做,),。,74,63,旋开竖盘水准管一端的护盖,可看到竖盘水准管校正螺丝,74,64,转动竖盘水准管,微动螺旋，对准,竖盘应有读数，,用校正针拨转水,准管校正螺丝，,使水准管气泡居,中。,经纬仪的检验与校正,74,65,经纬仪的检验和校正,（六）光学对中器的检验和校正,目的：,使,光学对中器的视准轴,与纵轴重合,4.,对中器物镜,5.,调焦透镜,6.,调焦环,7.,对中器目镜,8.,对中器分划板,检验：,地面放一画,十字标志,A,的白纸，,用光学对中器十字,丝对准,A,将照准部,旋转,180,得另一点,A,则需要校正。,校正：,定出,AA,的中点,M,，,用对中器校正螺丝使对准,M,。，,3-6,水平角观测的,误差分析,度盘刻度中心,C,与照准部旋转中心,C,不重合称为照准部,偏心差。照准部在度盘不同的方向时，,此误差对读数的影响也不同。,66,74,一、经纬仪照准部偏心差的影响,取度盘对径读数的平均数，或用盘左和盘右测量水平角或垂直角，取其平均数，均可以抵消此误差的影响。,度盘对径读数,盘左盘右观测,二,、经纬仪轴系误差的影响,经纬仪的视准轴,横轴,纵轴之间的几何关系,不正确对水平角观测的影响。,(,一,),视准轴误差的影响,(,二,),横轴误差的影响,(,三,),纵轴误差的影响,67,74,（一）,视准轴误差的影响,视准轴不垂直于横轴，,在绕横轴旋转时视准轴画,出圆锥面。从而给方向带,来误差为：,68,74,C,不垂直,H,的误差，垂直角越大，影响水平方向也越大。用盘左和盘右测量水平角取平均数可抵消影响。两个目标高度相等亦可抵消影响。,（二）,横轴误差的影响,如果存在横轴误差,i,对水平方向,读数的影响为：,69,74,H,不垂直,V,对水平方向的影响随垂直角的增大而增大；,用盘左和盘右观测取平均值,其影响得到抵消。观测水平角的两个目标高度相等影响也抵消。,对水平角的影响为：,（三）,纵轴误差的影响,70,74,0,B,90,B,180,B,270,B,0,90,180,270,纵轴不铅垂对水平角观测产生影响。,产生原因是水准管轴不垂直于纵轴，,或仪器未严格置平。称为纵轴误差。,V,V,纵轴倾角,横轴误差的影响,71,74,纵轴误差使横轴的倾角,i,随水平方向而改变：,为纵轴的倾角，,为水平方向角。,按横轴倾斜对水平度盘读数的影响，纵轴倾斜对水平方向的影响随方向而改变：,且这种影响不会因盘左、盘右而改变其符号,。,因此，纵轴误差对水平角的影响无法用盘左盘右观测的操作方法消除。,角度观测时必须精确置平仪器！,三,、仪器对中误差和目标偏心误差的影响,72,74,（一）,仪器对中误差的影响,偏心距,e,偏心角,仪器对中误差对水平角观测的影响与偏心距成正比，与角度的两边长成反比。,（二）目标偏心差的影响,设,A,为测站点，,B,为目标点，照准标志在,B,点。,e,1,为,目标偏心距，,1,为偏心角。对水平角观测的影响为：,73,74,目标偏心误差误差对水平角观测的影响与偏心距成正比，与角度的边长成反比。垂直于瞄准方向的偏心影响最大。,第三章,角度观测与经纬仪,放映结束,74,74,