竖直角测量.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,2-5,竖直角观测,竖直角观测原理,竖盘构造特点,竖直角计算公式,竖盘指标差,垂直角观测原理,竖直角观测原理,天顶,铅垂线,水平线,A,C,B,0,90,180,270,竖直角,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。,竖盘构造,l,与水平度盘一样,竖盘也是全圆,360,分划,不同之处在于其注字方式有顺、逆时针之分。在正常情况下,视线水平时竖盘读数应为,90,或,270,。,l,竖盘安装在望远镜横轴一端,随望远镜一起绕横轴转动,读数指标不动,且竖盘平面与横轴相垂直，竖盘刻划中心位于横轴中心上。,180,270,0,90,盘左,竖直度盘与读数指标,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。,竖盘气泡居中，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,L,0,=90,，盘右时一般,R,0,=,270,。,竖盘装置,270,90,0,180,盘右,竖盘指标自动补偿装置,采用竖盘指标自动补偿器代替竖盘指标水准管，简化了操作程序。使仪器在一定的倾斜范围内，都能读得相当于水准管气泡居中时的竖盘读数。,自动补偿装置的原理是借助重力作用。,竖直角观测方法,l,竖直角观测与水平角一样,都是依据度盘上两个方向读数之差来实现,但其中一个方向读数不变。,l,两方向中必有一个是水平线方向,视线水平时其竖盘读数是一固定值,(,如,90,或,270,),。,l,竖直角观测只需照准目标,读取竖直度盘读数,即可根据相应公式计算出竖直角,。,竖直角计算公式的确定方法,l,竖直角的计算公式，因竖盘注记方式的不同而异,首先看一下视线水平时的竖盘读数，,然后望远镜上仰看竖盘读数变化：,（,1,）读数增大时,竖直角,=,瞄准目标时读数视线水平时读数；,（,2,）读数减小时,竖直角,=,视线水平时读数瞄准目标时读数；,若盘左属第,(1),种情况,则盘右必属第,(2),情况；,反之亦然。,根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，,保证仰角为,正、俯角为负。,盘左,盘右,竖盘读数与竖直角计算,L,=90-L,R,=R-270,竖盘指标差,竖盘水准管气泡居中时，读数指,标线与铅垂线的夹角,竖盘指标差,盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。,指标差的计算公式：,竖盘读数的正确值,:(,设指标偏向注字增加的方向,),：,L,正,=,L,x,R,正,=,R,x,盘左、盘右取均值可消除指标差,正确的竖直角：,=90,（,L,x,）,=,左,+x,或,=,（,R,x,）,270=,右,x,一测回竖直角,目 标,竖盘,位,置,指 标 差,一 测 回 角 值,M,左,7,3 44 12,+16 15 48,+12,+16 16 00,右,2,86 16 12,+16 16 12,N,左,1,14 03 42,-24 03 42,+18,-24 03 24,右,2,45 56 54,-24 03 06,竖 盘 读 数,半测回角值,经纬仪的检验与校正,五条主要轴线：,l,水准管轴（,LL,）：通过水准管零点的内壁纵向弧线的切线；,l,竖轴（,VV,）：经纬仪在水平面内的旋转轴；,l,视准轴（,CC,）：望远镜十字丝交点与物镜光心的连线；,l,横轴（,HH,）：望远镜的旋转轴（又称水平轴）。,l,十字丝竖丝。,此外还有竖盘指标、对中器视准轴、圆水准轴。,经纬仪应满足的主要条件,应 满 足,条 件,目 的,备 注,LL,VV,当气泡居中时，,LL,水平，,VV,铅垂，水平度盘水平。,VV,铅垂是前提,CC,HH,望远镜绕,HH,纵转时，,CC,移动轨迹为一平面。,否则是一圆锥面,HH,VV,LL,水平时，,HH,也水平，使,CC,移动轨迹为一铅垂面。,否则为一倾斜面,“,”,HH,望远镜绕,HH,纵转时，,“,”,位于上述铅垂面内；可检查目标是否倾斜或用其任意位置照准目标。,“,”,指十字丝竖丝,光学对中器的视线与,VV,重合,使竖轴旋转中心（水平度盘中心）位于过测站的铅垂线上。,一、,LL,VV,的检校,1.,检验,粗平经纬仪,:,转动照准部使水准管平行于任意两个脚螺旋，调节脚螺旋使水准管气泡居中。,旋转照准部,180,，检查水准管气泡是否居中：,若气泡仍居中（或,0.5,格），则,LL,VV,；,否则，说明两者不垂直，需校正。,2.,校正,目前状态下，调节与水准管平行的两脚螺旋，使气泡回移总偏移量之半；,l,用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，使气泡居中；,l,反复检校几次，直至满足要求。,l,说明：若,LL,不垂直于,VV,，则气泡居中（,LL,水平）时，,VV,不铅垂，它与铅垂线有一夹角,；,当绕倾斜的,VV,旋转,180,后，,LL,便与水平线形成,2,的夹角，它反映为气泡的总偏移量。,当用脚螺旋调回总偏移量之半时，,VV,已铅垂，另一半则是由水准管轴不水平所致，可调整水准管一端的校正螺丝使水准管水平。,二、“”,HH,的检校,1,检验,整平仪器，使竖丝清晰地照准远处点状目标，使其与竖丝上端相切；,旋转望远镜微动螺旋，将目标点向竖丝下端移动，若目标点与竖丝的位置不变，说明竖丝与横轴垂直；若明显偏离，则需校正。,2,校正,拧开望远镜目镜端十字丝分划板的护盖，松开十字丝分划板固定螺丝，微微转动十字丝分划板，使竖丝下端与点状目标相切，拧紧分划板固定螺丝。反复检验，反复校正，达到要求后上好护盖。,说明：若,“,”,HH,，则竖丝的移动轨迹在视准轴所扫过的平面内。,三、,CC,HH,的检校,设,HH,为横轴的实际位置，视准轴（,OA,方向）与横轴方向（,HH,）的交角为（,90,c,），,c,称为视准轴误差。,若有,c,存在，盘左盘右瞄准同一点时，水平度盘读数相差,180,2,c,。,1,检验,选择一平坦场地，安置仪器于,A,、,B,中点,O,，在,B,点与,AB,方向垂直地横放一刻有毫米分划的直尺,M,，并使目标,A,、直尺,M,与仪器同高。,l,整平仪器后,先以盘左位置照准远处目标,A,保持照准部不动,纵转望远镜,于,M,尺上读得,B,；,l,以盘右位置仍照准目标,A,，同法在,M,尺上读取读数,B,；,l,若,B,=,B,，则,CC,HH,；若,B,B,，则需校正。,2,校正,l,在,M,尺上定出,B,1,点，,B,1,B,=,B,B,/4,。,l,拧开十字丝分划板护盖，用校正针微微拨动十字丝分划板的左右校正螺丝，一松一紧,使十字丝中心对准目标,B,1,即可。,四、,HH,VV,的检校,1,检验,选择距墙面约,20,50,米处安置仪器，整平仪器后，盘左瞄准墙面高处目标点,A,（仰角,30,）；,固定照准部，纵转望远镜，使视线水平在墙上定出,B,点，并标记；,盘右位置同法在墙上作点,C,。,如果,B,与,C,重合，则,HH,VV,，否则，横轴不水平。,2,校正,l,横轴不水平是由于支承横轴的两侧支架不等高而引起。,l,由于横轴是密封的，因此横轴与支架之间的几何关系由制造装配时给予保证，测量人员只需进行此项检验；,如需校正，应送仪器维修部门。,五、竖盘指标正确性检校,1,检验,l,用盘左、盘右观测同一目标，计算出仪器的指标差,x,。,2,校正（带竖盘指标水准管经纬仪）,l,保持盘右位置瞄准原目标，转动竖盘指标水准管调节螺旋，使竖盘读数为,R,x,，这时竖直度盘指标水准管气泡不居中；,l,用校正针拨动竖盘指标水准管上、下校正螺丝，使气泡居中；,l,重复上述操作，直至满足要求为止。,六、光学对中器的视准轴与竖轴重合性检验,若关系不满足，仪器对中整平后，转动照准部时光学对点器的对中标志会偏离测站点标志。,1.,检验,l,安置仪器于平坦之地，严格整平，在三脚架所在地面中央固定一张白纸,；,l,光学对中器调焦，用对中标志在纸上标记出一点；,l,转动照准部,180,，若光学对中器的对中标志离开原来位置且偏离超限,则需进行校正,(,专业人员进行,),。,检校说明,：,l,上述各项校正，一般都需反复进行几次，直至在允许范围之内。其中视准轴的检校是主要一项；,l,校正时，应遵循先松后紧的原则；,l,一般地，若前一项未校正会影响到下一项的检验时,校正次序不宜颠倒；,水平角观测的误差分析,水平角观测误差的来源：,仪器误差、,观测误差、外界条件的影响。,一、仪器误差,仪器经校正后,残余误差总会存在,.,主要仪器误差有以下几项：,w,视准轴误差,w,横轴误差,w,竖轴误差,w,度盘偏心误差,w,光学对中器视准轴与竖轴不重合误差,1,视准轴误差,l,由视准轴不垂直于横轴引起，仪器整平后望远镜绕横轴转动，视准轴扫出的是一锥面，而非竖直平面。,l,一个测回中，盘左、盘右观测取平均值，消除视准轴误差的影响。,2,横轴误差,l,横轴不垂直于竖轴引起,.,此时仪器整平后竖轴处于铅垂，而横轴必然倾斜，视线绕横轴旋转时形成一垂直于横轴的倾斜面，而非铅垂面。,l,一个测回中，盘左、盘右观测取平均值，也可消除横轴误差的影响。,3,竖轴误差,l,水准管轴与竖轴不垂直引起,则即使,CC,HH,，,HH,VV,，当水准气泡居中,(LL,水平,),时，,VV,并不垂直，,HH,也不水平。,l,它与横轴误差的区别在于：因,VV,不垂直,盘左、盘右观测水平角时，,HH,总是向一个方向倾斜，,盘左、盘右观测取平均值并不能消除其误差。,l,消减措施：关键是保证竖轴铅垂。在某方向上使水准管气泡居中，然后使照准部旋转,180,记录偏移量。用经纬仪整平的方法，使照准部在任何位置气泡偏移量总是总偏移量的,1/2,，这时,VV,即处于铅垂状态。,4,度盘偏心误差,度盘偏心是指水平度盘中心与照准部旋转中心不重合。,照准部偏心对读数影响的大小及符号随偏心方向与视线间的位置不同而变化。若两者方向重合，则影响为零；若两者互相垂直，则影响最大。,盘左、盘右取平均值可消除度盘的偏心误差。,5,光学对中器视线与竖轴不重合误差,该误差导致测站偏心，其影响在观测误差中详述。,二、观测误差,产生原因,:,由于操作仪器不够细心以及眼睛分辨率及仪器性能的客观限制，不可避免地在观测中会带有误差。,主要观测误差：,测站偏心误差,目标偏心误差,照准及读数误差,1,测站偏心误差,观测水平角时，对中不准确使得仪器中心,O,与测站点的标志中心,O,不在同一铅垂线上，造成测站偏心。,2,目标偏心误差,l,原因,:,是观测标志与地面点未在同一铅垂线上，致使视线偏移。其影响类似于测站偏心。,l,目标偏心距,e,愈大，误差也愈大。,l,在目标点较近时,:,观测标志应尽可能使用垂球线，并仔细瞄准，尽量瞄准目标底部。,3,照准及读数误差,l,用十字丝竖丝瞄准目标时应仔细操作,l,读数时应认真测微，仔细估读。,三、外界条件的影响,l,松软的地面会使仪器下沉,l,曝晒会使水准管气泡变形,l,大风会使仪器抖动,l,旁折光会使视线变弯等等。,观测时尽量选择较好的条件,.,（阴天无风）。,1,经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应该相差（）,A 180 B 0 C 90 D 270,2,用经纬仪测水平角和竖直角，采用正倒镜方法可以消除一些误差，下面哪个仪器误差不能用正倒镜法消除（）,A,视准轴不垂直于横轴,B,竖盘指标差,C,横轴不水平,D,竖轴不竖直,3,测回法测水平角时，如果测,4,个测回，则第二测回起始读数为（）,A 150000 B 300000,C 450000 D 600000,4,测回法适用于（）,A,单角,B,测站上有三个方向,C,测站上有三个方向以上,D,所有情况,5,用经纬仪测竖直角，盘左读数为,811218,，盘右读数为,2784554,。则该仪器的指标差为 （）,A 54 B-54 C 6 D-6,6,设已测得从经纬仪中心到铁塔中心的距离为,45.20m,，塔顶的仰角为,2251,，塔底中心俯角为,130,，求铁塔高,H,。,