测量学水准仪的使用.pptx

本章学习要点本章学习要点n角度测量原理角度测量原理nDJ6级光学经纬仪的构造和使用级光学经纬仪的构造和使用nDJ6级光学经纬仪的读数方法级光学经纬仪的读数方法nDJ6级光学经纬仪的测量方法级光学经纬仪的测量方法A3.1 水平角的测量原理水平角的测量原理n水平角概念水平角概念：相交的两条空间直线之间：相交的两条空间直线之间的夹角在水平面上的投影。的夹角在水平面上的投影。n水平角的范围：水平角的范围：(0o，360o)n原理：原理：OA投影在水平度盘上读数为投影在水平度盘上读数为a，OB投影在水平度盘上读数为投影在水平度盘上读数为b。则：。则：3.2 竖直角的测量原理竖直角的测量原理n竖直角概念竖直角概念：同一竖直面内倾斜视线与：同一竖直面内倾斜视线与水平线之间的夹角水平线之间的夹角n竖直角的范围：竖直角的范围：(0o,90o)n视线上仰竖直角为正，下俯为负。视线上仰竖直角为正，下俯为负。n原理：原理：同一竖直面内倾斜视线与水平线同一竖直面内倾斜视线与水平线在竖直度盘上读数之差。在竖直度盘上读数之差。水平角水平角竖角竖角3.2 竖直角的测量原理竖直角的测量原理n竖直角概念竖直角概念：同一竖直面内倾斜视线与：同一竖直面内倾斜视线与水平线之间的夹角水平线之间的夹角n竖直角的范围：竖直角的范围：(0o,90o)n视线上仰竖直角为正，下俯为负。视线上仰竖直角为正，下俯为负。n原理：原理：同一竖直面内倾斜视线与水平线同一竖直面内倾斜视线与水平线在竖直度盘上读数之差。在竖直度盘上读数之差。技术项目技术项目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DJDJ1 1 DJDJ2 2 DJDJ6 6 1 1 2 2 6 6 60mm 40mm 40mm60mm 40mm 40mm30 28 26 30 28 26 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 经纬仪系列的技术参数和用途经纬仪系列的技术参数和用途9二等平面控制二等平面控制测量及精密工测量及精密工程测量程测量三、四等平面三、四等平面控制测量及控制测量及一般工程测量一般工程测量图根控制测量图根控制测量 及及一般工程测量一般工程测量一测回水平一测回水平方向中误差方向中误差主要用途主要用途经纬仪等级经纬仪等级提要二光学经纬仪的构造及度盘读数7410 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7411DJ2 经纬仪（2级）光学经纬仪电子经纬仪电子经纬仪n基本结构与光学经纬基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也仪相同；操作方法也基本相同。基本相同。n用微电子技术自动显用微电子技术自动显示度盘的读数。示度盘的读数。1274 苏州光学仪器厂苏州光学仪器厂DJD系列电子经纬仪系列电子经纬仪（2级和级和6级）级）3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造n三大组成部分三大组成部分照准部照准部水平度盘水平度盘 基座基座照准部照准部水平度盘水平度盘基座基座n三大组成部分三大组成部分三大组成部分三大组成部分3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造n构造：如图构造：如图n作用：承载照准部作用：承载照准部n使用：与脚架相接，用脚螺旋整平经纬仪使用：与脚架相接，用脚螺旋整平经纬仪基座基座基座基座脚螺旋脚螺旋 3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造n组成部分组成部分：望远镜望远镜 横轴、竖直度盘、读数显微镜横轴、竖直度盘、读数显微镜 照准部水准器照准部水准器 竖轴竖轴 光路系统光路系统照准部照准部水平度盘水平度盘 3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造n水平度盘的构造水平度盘的构造顺时针，顺时针，0360的刻划。的刻划。水平读盘水平读盘0ba水平度盘水平度盘0 09090180180270270水平面abAoBc水平面abAOB0a水平度盘水平度盘=终边终边b-b-始边始边a a当当baba时时 =b=b a a 当当ba ba 时时 =b+360=b+3600 0 a a n 计算公式计算公式 3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造n位置变动手轮位置变动手轮n复测装置复测装置 3.3 DJ6级光学经纬仪的构造级光学经纬仪的构造水平读盘水平读盘水平度盘转动的控制装置水平度盘转动的控制装置作用：作用：为了设置为了设置某一方向的特殊某一方向的特殊度数，即控制水度数，即控制水平度盘水平转动。平度盘水平转动。ba=b+360=b+3600 0 a aba设设定方向读数：设设定方向读数：000000那么下一个读那么下一个读数即可马上求数即可马上求解水平角。解水平角。3.4 DJ6级光学经纬仪的读数方法级光学经纬仪的读数方法n分微尺测微器分微尺测微器 光路系统光路系统 读数方法读数方法度盘刻划成像度盘刻划成像到读数显微镜到读数显微镜光路图反射镜反射镜水平度盘水平度盘竖直度盘竖直度盘读数显微镜读数显微镜分微尺指标镜分微尺指标镜 度盘的分划线和分微尺成像度盘的分划线和分微尺成像3.4 DJ6级光学经纬仪的读数方法级光学经纬仪的读数方法 1）找到居于）找到居于分微尺刻划部分微尺刻划部分的度盘的分分的度盘的分划线；划线；4）读出分微尺的刻划线的读读出分微尺的刻划线的读数，并估读一位；数，并估读一位；5*1+12 =5 12 5)读数相加读数相加,为为1800 5 12 2）读出该度）读出该度盘分划线读数盘分划线读数1800；3）分微尺）分微尺0刻刻划线到该划线到该度盘度盘分划线之间的分划线之间的分微尺的刻划分微尺的刻划线的数目线的数目5；读数方法：读数方法：竖盘读数方法竖盘读数方法与水平度盘读与水平度盘读数方法一致。数方法一致。750 56 18 3.4 DJ6级光学经纬仪的读数方法级光学经纬仪的读数方法3.5 水平角测角方法水平角测角方法n经纬仪的安置经纬仪的安置 对中对中 整平整平 瞄准瞄准3.5 水平角测角方法水平角测角方法n经纬仪的安置经纬仪的安置 第一步对中（大致对中）第一步对中（大致对中）1）垂球对中）垂球对中偏差大，平移三角架，否偏差大，平移三角架，否则，平移仪器。则，平移仪器。OoAB 垂球对中7432三三脚脚架架和和垂垂球球3.5 水平角测角方法水平角测角方法n第一步对中（大致对中）第一步对中（大致对中）n2）光学对中）光学对中 眼睛看着光学对中器，两手抓住两个脚眼睛看着光学对中器，两手抓住两个脚架进行拖动，使仪器大致对中，并保架进行拖动，使仪器大致对中，并保持脚架头大致水平。持脚架头大致水平。两只脚离地，前后左右移动两只脚离地，前后左右移动3.5 水平角测角方法水平角测角方法n经纬仪的安置经纬仪的安置第二步：整平对中第二步：整平对中（1）伸缩脚架粗平）伸缩脚架粗平根据气泡位置，升高或降低脚架（注：根据气泡位置，升高或降低脚架（注：气泡总位于高处）气泡总位于高处）,使圆水准气泡居中。使圆水准气泡居中。两只脚不离地，沿脚架上下伸缩两只脚不离地，沿脚架上下伸缩3.5 水平角测角方法水平角测角方法n经纬仪的安置经纬仪的安置整平对中整平对中2）使照准部水准管与一对脚螺旋连线平行）使照准部水准管与一对脚螺旋连线平行3）调节这一对脚螺旋使气泡居中调节这一对脚螺旋使气泡居中4）旋转）旋转900，调节第三个脚螺旋，使气泡居中，调节第三个脚螺旋，使气泡居中5）平移经纬仪，严格对中平移经纬仪，严格对中6）再转动照准部，重复）再转动照准部，重复15的步骤几次。的步骤几次。3.5 水平角测角方法水平角测角方法气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高1233.5 水平角测角方法水平角测角方法n瞄准瞄准瞄准3974二二、瞄准瞄准（各种不同形式的测量标志各种不同形式的测量标志）操作步骤：操作步骤：粗瞄、制动、水平微动精确瞄准。粗瞄、制动、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，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。减少由于目标不铅垂而引起的方向误差。3.5 水平角测角方法水平角测角方法n 水平角测量水平角测量 1）测回法）测回法 2）方向观测法）方向观测法3.5 水平角测角方法水平角测角方法n盘左盘右的概念盘左盘右的概念盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘3.5 水平角测角方法水平角测角方法n 水平角测量水平角测量 测回法测回法使用对象：使用对象：两个方向的单角测量。两个方向的单角测量。ABO操作步骤：操作步骤：1）测站）测站O安置经纬仪，对中，整平；安置经纬仪，对中，整平；2）望远镜盘左瞄准目标）望远镜盘左瞄准目标A，读数，读数a,或者设置读数接近或者设置读数接近00，将读数将读数a记录在表中；记录在表中；3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量 测回法测回法ABO =（1 1+2 2）/2/24）倒转望远镜，盘右瞄准目标）倒转望远镜，盘右瞄准目标B，读数，逆时，读数，逆时针瞄准针瞄准A读数，此为下半测回，求半测回角读数，此为下半测回，求半测回角2 2；操作步骤：操作步骤：3）顺时针旋转照准部，瞄准目标）顺时针旋转照准部，瞄准目标B，读数，读数b，将读数将读数b记录在表中，此为上半测回，计算上记录在表中，此为上半测回，计算上半测回角值半测回角值1 1=b-a;5）取两个半测回角度平均值为一测回的观测值。）取两个半测回角度平均值为一测回的观测值。测回法记录格式测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度盘水平度盘读数读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量 测回法测回法精度要求：精度要求：ABO1）两个半测回角值之差不大于）两个半测回角值之差不大于36 ；2）各测回角值之差即测回差不大于）各测回角值之差即测回差不大于24 ；3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量 方向观测法方向观测法使用对象：使用对象：观测方向多于两个观测方向多于两个ACOB操作步骤：操作步骤：1）测站）测站O安置经纬仪，对中，整平；安置经纬仪，对中，整平；2）望远镜盘左瞄准目标）望远镜盘左瞄准目标A，读数，读数a,或者设置读数接近或者设置读数接近00，将读数将读数a记录在表中；记录在表中；3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量方向观测法方向观测法ACOB操作步骤：操作步骤：3）顺时针旋转照准部，依次瞄准目标顺时针旋转照准部，依次瞄准目标B、C，读，读数，将读数数，将读数b、c记录在表中，最后再瞄准记录在表中，最后再瞄准A点点归零，此为归零，此为上半测回上半测回；4）倒转望远镜，盘右瞄准目标）倒转望远镜，盘右瞄准目标A，读数，逆时，读数，逆时针依次瞄准针依次瞄准C、B、A读数，将读数读数，将读数b、c、a 记录在表中，此为记录在表中，此为下半测回下半测回；5）取两个半测回方向平均值为）取两个半测回方向平均值为方向观测值方向观测值；3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量方向观测法方向观测法操作步骤：操作步骤：ACOB6）计算各测回方向的归零方向观测值。即方向）计算各测回方向的归零方向观测值。即方向 观测值与起始方向差；观测值与起始方向差；8）计算两方向水平角。）计算两方向水平角。7）计算各测回归零方向观测值的平均值，作为）计算各测回归零方向观测值的平均值，作为 方向的归零方向观测值；方向的归零方向观测值；3.5 水平角测角方法水平角测角方法ABOCD盘盘左左零方向零方向ABOCD盘盘右右零方零方向向n水平角测量水平角测量方向观测法方向观测法3.5 水平角测角方法水平角测角方法n水平角测量水平角测量方向观测法方向观测法精度要求：精度要求：1）归零误差，即半测回中两次瞄准起始方向）归零误差，即半测回中两次瞄准起始方向A 的读数差，不大于的读数差，不大于18 ；2）照准误差，即同一目标盘左盘右两半测回中）照准误差，即同一目标盘左盘右两半测回中 读数差的绝对值，应该在读数差的绝对值，应该在180060 内内；3）各测回同一方向的归零方向观测值之差，不）各测回同一方向的归零方向观测值之差，不 大于大于24 。方向观测法记录手薄方向观测法记录手薄3.6 竖直角测量竖直角测量n竖直角竖直角：在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与水平视线的夹角线与水平视线的夹角(也叫垂直角也叫垂直角)。仰角为正，仰角为正，俯角为负。俯角为负。天顶天顶铅铅垂垂线线水平线水平线ACB090 1802703.6.1 竖直度盘和读数系统竖直度盘和读数系统n竖直度盘组成竖直度盘组成结构结构 包括：竖盘、包括：竖盘、竖盘指标水准竖盘指标水准管管和竖盘指标和竖盘指标水准管微动螺水准管微动螺旋旋。后两部分，多采用竖盘指标自动归零补后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器来替代。偿器来替代。特点：特点：读数指标线固定不动读数指标线固定不动，而整个，而整个 竖盘随望远镜一起转动。竖盘随望远镜一起转动。3.6.1 竖直度盘和读数系统竖直度盘和读数系统n竖盘的注记形式竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。：有顺时针与逆时针两种。（1）顺时针注记）顺时针注记180180270270 0 09090盘左盘左指标线指标线27027090900 0180180盘右盘右指标线指标线3.6.1 竖直度盘和读数系统竖直度盘和读数系统n竖盘的注记形式竖盘的注记形式（2）逆时针注记）逆时针注记1、顺时针注记、顺时针注记左左=90-L 右右=R-270 故一测回竖直角故一测回竖直角=(左左+右右)/2 =(R-L-1800)/23.6.2 竖直角的计算公式竖直角的计算公式3.6.2 竖直角的计算公式竖直角的计算公式问题：问题：左左=？右右=？左左=L-90 右右=270-R一测回竖直角一测回竖直角:=(L-R+1800)/2 2、逆时针注记、逆时针注记3.6 竖直角测量竖直角测量n约定约定：仰角为正，俯角为负；：仰角为正，俯角为负；n计算竖直角的法则：计算竖直角的法则：1）当物镜）当物镜上仰上仰时，若读数逐渐增加，则时，若读数逐渐增加，则 a=读数起始读数读数起始读数 若读数逐渐减小，则若读数逐渐减小，则a=起始读数读数起始读数读数2）当物镜）当物镜下俯下俯时，若读数逐渐增加，则时，若读数逐渐增加，则 a=起始读数读数起始读数读数 若读数逐渐减小，则若读数逐渐减小，则a=读数起始读数读数起始读数3.6 竖直角测量竖直角测量n竖直角的观测竖直角的观测 1）安置仪器）安置仪器 2）盘左观测）盘左观测 3）盘右观测）盘右观测 4）计算结果）计算结果3.6 竖直角测量竖直角测量n竖直角观测的记录手簿竖直角观测的记录手簿3.6 竖直角测量竖直角测量n 竖盘指标差竖盘指标差当当竖竖盘盘指指标标水水准准管管气气泡泡居居中中时时，指指标标并并不不恰恰好好指指向向9090或或270270，而而与与正正确确位位置置相差一个小角度相差一个小角度x,xx,x称为称为竖盘指标差竖盘指标差。指指标标差差产产生生的的原原因因，是是指指标标水水准准管管未未校校正完善，这可以进行校正。正完善，这可以进行校正。3.6 竖直角测量竖直角测量n 竖盘指标差竖盘指标差当视准轴水平、指标水准管气泡居中时，由当视准轴水平、指标水准管气泡居中时，由于指标差于指标差x x的存在，竖盘盘左读数为的存在，竖盘盘左读数为90+x90+x，则正确的竖直角应为：则正确的竖直角应为：a （x)-Lx)-L同样，盘右时正确的竖直角应为：同样，盘右时正确的竖直角应为：a（x)x)将上两式相加并除以将上两式相加并除以2 2，得，得 x=(L+R-360)/23.8 水平角观测的误差分析水平角观测的误差分析n仪器误差仪器误差 检校仪器，盘左、盘右观测方法，多测回变换检校仪器，盘左、盘右观测方法，多测回变换起始读数的方法减弱及消除误差起始读数的方法减弱及消除误差 视准轴误差（视准轴误差（CCHHCCHH）盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 横轴误差横轴误差 （HHVVHHVV）盘左盘右观测取平均消除盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差竖轴误差 （LLVVLLVV）盘左盘右观测取平均不能盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平。抵消，仔细整平。3.8 水平角观测的误差分析水平角观测的误差分析n观测误差观测误差 严格对中、整平仪器，瞄准目标，认真严格对中、整平仪器，瞄准目标，认真读数，选择适合的仪器进行测量读数，选择适合的仪器进行测量n外界条件的影响外界条件的影响 阴天、无风、远离障碍物、视线尽可能阴天、无风、远离障碍物、视线尽可能离地高一点。离地高一点。