第3章经纬仪与角度测量.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,3,章 角度测量,路桥工程测量,教学课件,角度测量是三大基本工作之一,角度测量包括,水平角测量,和,竖直角测量,。,水平角测量用于确定点的,平面位置,(,计算坐标,),。,竖直角测量用于,测定高差,或,将倾斜距离改化成水平距离。,常用,经纬仪,仪器,学习内容：,3.1,角度测量,原理,3.2 DJ6,经纬仪的,结构,3.3,经纬仪的使用,3.4,水平角观测,3.5,竖直角观测,3.6,角度测量的误差及消除,办法,3.7,电子经纬仪简介,3.1,角度测量原理,角度测量,(angle observation),包括：,水平角,(horizontal angle),测量,竖直角,(vertical angle),测量,3.1,角度测量,原理,一、水平角,(horizontal angle),定义,从空间一点出发的两条空间直线在水平投影面上的夹角。,范围：,顺时针,0,0,360,0,水平面,a,b,c,A,B,C,0,c,a,水平度盘,(horizontal circle),二,.,竖直角,(vertical angle),定义,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,0,90,180,270,在同一竖直面内，瞄准目标的视线与水平视线的夹角。,其范围：,=0,90,，仰角为正，俯角为负。,经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。,观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平。,为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。,当望远镜高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。,水平度盘与读数系统,对中,装置,瞄准系统,整平系统,由此可见，进行水平角和竖直角测量的仪器，必须具备以下几个基本装置：,3.2,光学经纬仪的构造,经纬仪是测角的仪器，按精度，,有：,DJ6,、,DJ2,。,一、,DJ6,经纬仪的构造,1,、照准部,(alidade),2,、水平度盘,(horizontal circle),3,、基座,(,tribrach,),DJ6,经纬仪结构图,DJ6,经纬仪结构图,基座,水平度盘,照准部,基座,0,90,180,270,度盘,l-,基座；,2-,脚螺旋；,3-,轴套制动螺旋；,4-,脚螺旋压板,5-,水平度盘外罩；,6-,水平方向制动螺旋；,7-,水平方向微动螺旋；,8-,照准部水准管；,9,物镜；,l0-,目镜调焦螺旋；,11-,瞄准用的准星；,12-,物镜调焦螺旋；,l3-,望远镜制动螺旋；,l4-,望远镜微动螺旋；,l5-,反光照明镜；,l6-,度盘读数测微轮；,l7-,复测机钮；,18-,竖直度盘水准管；,19-,竖直度盘水准管微动螺旋；,20-,度盘读数显微镜,各组成部分,1.,照准部,(alidade),照准部,(,水平,),制动、微动,望远镜,(,竖直,),制动、微动,圆水准器,水准管,望远镜,目镜调焦，物镜调焦，,粗瞄准器，十字丝,读数显微镜,竖直度盘,光学对点器,复测扳手或度盘变换器,望远镜十字丝,2.,水平度盘,(horizontal circle),水平度盘由光学玻璃制成,顺时针,0,360,刻度；,水平度盘与照准部相互脱离；,改变度盘位置，要使用度盘变换手轮或复测,扳手。,0,90,180,270,0,90,180,270,3.,基座,(,tribrach,),脚螺旋用于整平仪器,二、,J6,经纬仪读数方法,水平度盘读数：,73,04,24,0,1,73,（,1,）分微尺的分划值为,1,，估读到,0.1(6),。,（,2,）“,H”,水平度盘读数，“,V”,竖直度盘读数。,（,2,）单平板玻璃测微器装置及其读数方法,水平度盘整个读数为,15,0,1200,，竖直度盘整个读数为,91,0,1806,3.3 J2,光学经纬仪的构造,如图与,J6,相比，增加了：,1,、测微轮,读数时，对径分划线影像符合。,2,、换像手轮,水平读数和竖直读数间的互换。,3,、竖直读盘反光镜,竖直读数时反光。,测微轮,换像手轮,竖直读盘反光镜,2,、,DJ2,的读数方法,一般采用对径重合读数法,转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。,DJ2,经纬仪读数方法图,DJ,2,的读数方法,一般采用对径重合读数法,转动测微轮，使上下分划线精确重合后读数。,经纬仪的安置,对中：,整平：,B,B,C,A,3.3,经纬仪的使用,经纬仪的使用，主要包括安置仪器、,瞄准目标和读数,1,、,垂球,(plumb bob),法,（,1,）脚架头上移动仪器进行对中。,（,2,）旋转脚螺旋进行整平。,（,3,）反复（,1,）、（,2,）两步。,B,经纬仪的安置,内容及要求：,对中,(centering),3mm,整平,(leveling),1,格,B,C,A,对中：使仪器的水平度盘中心与测站点标志中心在同一铅垂线上。,整平：使仪器的竖轴竖直，水平度盘水平,。,2,、光学对中器法,(,边讲边现场示范,),（,1,）大致水平大致对中,眼睛看着对中器，,拖动,三脚架两个脚,使仪器大致对中,并保持,“架头”,大致水平,。,（,2,）伸缩脚架粗平,根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。,（,3,）脚螺旋,精平,左手大拇指法则,气泡居中，,1,、,2,等高,1,2,3,气泡居中，,3,与,1,、,2,等高,1,2,3,1,）转动仪器，使水准管与脚螺旋,1,、,2,连线,平行,。,2,）根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋,1,、,2,。,3,）转动仪器,90,0,，运用法则，旋转脚螺旋,3,。,气泡居中，,1,、,2,等高,1,2,3,气泡居中，,3,与,1,、,2,等高,1,2,3,（,4,）,架头上移动,仪器，精确对中,(5),脚螺旋精平,(6),反复（,4,）、（,5,）两步。,3.5,水平角测量,水平角测量预备知识,水平角测量测回法,水平角测量方向观测法,复习,:,水平角测量,(horizontal angle observation),原理,1,、水平角定义,2,、特点：顺时针,0,0,360,0,水平面,a,c,A,B,C,0,c,a,水平度盘,0,90,180,270,0,90,180,270,3,、计算公式,c,水平面,a,c,A,B,C,0,a,水平度盘,=,右,(,终,),边,c-,左,(,始,),边,a,当,c,a,时,=c,a,当,c60,；,J2,经纬仪,2c30,时，则需校正。,（,2,）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。,3,视准轴的检校,（,1,）检验：,在平坦地面上选择一直线,AB,，约,60m,100m,，在,AB,中点,O,架仪，并在,B,点垂直横置一把尺。盘左瞄准,A,，倒镜在,B,点的尺上读取,B1,；再用盘右瞄准,A,，倒镜在,B,点的尺上读取,B2,，相减得距离,B1B2,，再用皮尺量得距离,OB,，经计算若,J6,经纬仪,2c60,；,J2,经纬仪,2c30,时，则需校正。,（,2,）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。,视准轴的检校检验示意图,盘左瞄准,A,，倒镜读取,B1,盘右瞄准,A,，倒镜读取,B2,视准轴的检校录像,3.7,经纬仪的检验与校正,检验,此项检验是保证当竖轴铅直时，横轴应水平；否则，视准轴绕横轴旋转轨迹不是铅垂面，而是一个倾斜面。,3.7.4,横轴垂直于竖轴的检验与校正,在距墙,30m,处安置经纬仪，在盘左位置瞄准墙上一个明显高点,P,，见图,3-25,。要求仰角应大于,30,。固定照准部，将望远镜大致水平。在墙上标出十字丝中点对应位置,P,1,。,再用盘右瞄准,P,点，同法在墙上标出,P,2,点。若,P,1,与,P,2,重合，表示横轴垂直于竖轴。不重合，则条件不满足，对水平角测量影响为,i,角，可用下式计算：,(3-12),对于,DJ6,型经纬仪，若,I20,则需校正。,（,2,）校正：,此项校正一般由仪器检修人员进行。,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。,5,指标差的检校,(1),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,。,J6,：,x1,；,J2,：,x30,时，要进行校正。,(2),校正：,用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（,R-x,）位置，再有拨针使指标气泡居中。,6,光学对中器的检校,（,1,）检验：,安置仪器后，精确对中地面上一点，再旋转照准部,180,看是否还精确对中，否则需校正。（或旋转照准部，每隔,120,投下一点，若三点不重合，则需校正。）,（,2,）校正：,用拨针使刻划中心向三点的外接圆心移动一半。,7,圆水准器的检校,(,次,要,),（,1,）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,）校正：,用圆水准气泡校正螺丝使其居中。,3.8,水平角观测的误差分析,一、物的误差,仪器误差：,仪器校正的残余误差,视准轴误差（,CC,HH,）,盘左盘右观测取平均消除,横轴误差 （,HH,VV,）,盘左盘右观测取平均消除,竖轴误差 （,LL,VV,）,盘左盘右观测取平均不能,抵消，仔细整平。,二、人的误差,1.,仪器安置误差：,对中误差,整平误差,2.,标杆倾斜误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部,3.,观测误差：瞄准误差，估读数误差,三,.,环境,外界因素,选择有利观测时间，设法避开不利条件；,尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与,时间成正比的误差。,3.9,电子经纬仪测角系统简介,电子经纬仪测角系统有下列几种：编码度盘测角系统、光栅度盘测角系统和动态测角系统。,电子经纬仪,六、电子经纬仪使用简介,苏光,DT202,电子经纬仪,苏光,DT202,电子经纬仪测回法测水平角方法,本章小结,1.,角度测量的目的,2.,经纬仪的操作及使用,3.,水平角和竖直角的观测,4.,经纬仪的检验和校正,5.,角度测量的误差来源及消减方法,作业,:,思考题与习题,:,习 题,例一、经纬仪由,_,、,_,、,_,三大部分组成。,照准部,水平度盘,基座,例二、用一竖直度盘为顺时针注记的经纬仪观测某一竖直角，其盘左读数为,75,30,04,，盘右读数为,284,30,17,，那么一测回竖直角为,_,。,153006,例三、水平角是指,_,_,。,地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上的夹角,实习,:,经纬仪的检校及竖直角测量,实习目的,:,使学生掌握竖直角观测方法，并知道经纬仪检校的常规项目及方法。,仪器设备,:,每组,J6,光学经纬仪或电子经纬仪,1,台、测钎,2,个、皮尺,1,把、直尺,1,个、记录板,1,个。,实习任务,:,每组完成经纬仪的检验（照准部水准管轴、十字丝竖丝、视准轴、横轴、光学对中器、竖盘指标差、圆水准器）及,1,个方向的竖直角观测任务。,说明,:,经纬仪检验时，要以高精度要求观测。,返回目录,作业,:,思考题与习题,:,学习真好,