测量工程.pptx

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,3-1,角度测量原理,1、水平角测量原理,水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为,0,360。空间两直线,OA,和,OB,相交于点,O,，,将点,A,，,O,，,B,沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点,A,，,O,，,B,，,水平线,O,A,和,OB,的夹角,就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，即水平角。,测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：,（1）能给出一个水平放置的，且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘,水平度盘；,（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，以便通过望远镜瞄准高低不同的目标,A,和,B,。,图中水平角,为,A,和,B,两个方向读数之差：,=b-a,2、竖直角测量原理,垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角,，,也称竖直角或高度角；垂直角的角值为090。,视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距,z,的角值范围为0180。,当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负，如图所示。,由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘,垂直度盘，或称竖盘。,竖直角测量示意图,3-2经纬仪的结构,1、光学经纬仪,2、光学经纬仪的种类,光学经纬仪的种类有：,DJ,1,、DJ,2,、,DJ,6,等,。,DJ,为,“,大地,”,、,“,经纬仪,”,的汉语拼音缩写。,经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪。主要由、照准部和基座两大部分组成。,3、经纬仪图解,1-望远镜；2-物镜；3-望远镜微动螺旋；4-望远镜制动螺旋；5-水平微动螺旋；6-脚螺旋；7-反光镜；8-反光镜；9-照准器；10-对光螺旋；11-目镜；12-读数显微镜；13-竖直指标水准管微动螺旋；14-光学对点器；15-圆水准器；16-基座；17-竖直度盘；18-反光镜；19-长水准管；20-归零器；21-连接板,4、经纬仪结构,（1）,基座部分,用于支撑基照准部，上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器,（2）,照准部,照准部是经纬仪的主要部件，照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度盘、望远镜、度盘读数系统等。,（3）,度盘部分,DJ,6,光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘，均由光学玻璃制成。水平度盘沿着全圆从,0,360顺时针刻画，最小格值一般为,1,或30。,（4）,度盘读数装置及读数方法,光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、测微装置、读数显微镜等几个部分。水平度盘和垂直度盘上的度盘刻划的最小格值一般为,1,或30，在读取不足一个格值的角值时，必须借助测微装置，,DJ,6,级光学经纬仪的读数测微器装置有测微尺和平行玻璃测微器两种。,（5）、,水准器,光学经纬仪上有,23,个水准器，其作用是使处于工作状态的经纬仪垂直轴铅垂、水平度盘水平，水准器分管水准器和园水准器两种。,1）管水准器,管水准器安装在照准部上，其作用是仪器正确整平。,2）圆水准器,圆水准器用于粗略整平仪器。它的灵敏度低，其格值为,8,2,mm,。,5、读数,测角时，当目标瞄准后转动测微轮，用双指标线夹住度盘分划线影像后读数。整度数根据被夹住的度盘分划线读出，不足整度数部分从测微分划尺读出。如图水平度盘的读数为,8,4208垂直度盘读数为884724。,3-3 水平角测量方法,水平角观测的工作环节包括：安置经纬仪、照准目标、读数、记录。,1、经纬仪安置,对中：,将仪器的纵轴安置到与过测站的铅垂线重合的位置。,整平：,整平指使仪器的纵轴铅垂，垂直度盘位于铅垂平面，水平度盘和横轴水平的过程。精确整平前应使脚架头大致水平，调节基座上的三个脚螺旋，使照准部水准管在任何方向上气泡都居中；方法如下：,“,左手螺旋法则,”,。,整平时气泡运动的方向,注意上述整平、对中应交替进行，最终既使仪器垂直轴铅垂，又使铅垂的垂直轴与过地面测站点标志中心的铅垂线重合。,2、水平角测量,（1）,测回法,适用于观测两个方向形成的单角,盘左位置,(,竖盘在望远镜左边又称正镜,),：,1,）顺时针旋转照准部瞄准起始目标,A,（,又称观测的零方向），读水平度盘读数,A,左,；,2,）松开水平制动螺旋，顺时针转照准部瞄准目标,B,，,读水平度盘读数,B,左,；得盘左位置时上半测回角值：,左,=,B,左,A,左,盘右位置,(,竖盘在望远镜右边又称倒镜,),：,3,）倒转望远镜，逆时针旋转照准点瞄目标,B,，,读水平度盘读数,B,右,。,4,）逆时地针转动照准部瞄准目标,A,，,读水平度盘读数,A,右,；得盘右位置下半测回观测得角值：,右,=,B,右,A,右,上、下半测回称一测回,，对,DJ6,级光学经纬仪，如果上、下半测回角值差的限差不大于,40,时，则取盘左盘右水平角的均值作一测回的角值：,=,（,左+,右）/2,用盘左、盘右观测水平角,B,取其中值，可以抵消大部分仪器误差对测角的影响。,（2）全圆测回法,（3）复测法,3-4 经纬仪的检验与校正方法,经纬仪是测角仪器，从测角原理可知，它必须满足下面两个条件：,（1）照准面必须铅垂，才能形成正确的两面角；,（2）水平度盘必须水平，才能正确量度两面角。,为保证经纬仪的正常使用，上述各轴线间必须满足测角一定几何关系，包括：,(1),水准管轴垂直于纵轴,(,LL,VV),；,当,LL,水平时，可保证,VV,的铅垂,（,2,）圆水准轴平行于纵轴,(,OO,VV,),；,（,3,）,视准轴垂直于横轴,(,ZZ,HH,),；,当,HH,水平时，只要,ZZ,HH，,就保证了视准面是铅垂的,（,4,）横轴垂直于纵轴HH,上,VV),；,当,VV,铅垂，只要保证,HH,上,VV,，,就保证了,HH,的水平，也就保证了,ZZ,扫出来的视准面是铅垂的,(5),十字丝纵丝垂直于横轴；,(6),竖盘指标应处于正确位置；,（,7,）光学对点器视准轴位置正确。,1、,水准管轴垂直于纵轴的检验校正,(,LL,VV),（,1,）检验,大致整平仪器，并转照准部，使水准管轴与仪器任两脚螺旋连线平行，调节这对脚螺旋使水准仪管气泡居中。再转照准部,180,，若气泡仍居中，说明该几何条件满足，否则应校正仪器。,（,2,）校正,调节平行于水准管的一对脚螺旋使气泡向中央移动偏离值的一半，用校正针拨水准管的校正螺旋，升高或降低一端的水准管的一端至气泡居中，反复进行几次，直到在任何位置气泡偏离值都在一格以内止。,2、圆水准器的检验和校正,（,1,）检验：水准管轴校正的基础上，整平经纬仪，若圆水准器气泡不居中，则需校正。,（,2,）校正：用改正针拨动圆水准器下面的校正螺丝，使圆水准器气泡居中即可,3、,十字丝竖丝垂直于仪器水平轴的检验校正,（,1,）检验方法,整平仪器并瞄准一个明显目标点（图,2-36,），制动照准部和望远镜，转望远镜的微动螺旋使望远镜视线在竖直面内作上下均匀旋转，若点成像始终在竖丝上，无需校正。如果点的轨迹偏离竖丝，则应校正。,（,2,）校正方法,卸下目镜的外罩，可见到十字丝环，先松开四个固定螺丝，微转目镜筒，此时十字丝板也转动同样的角度，调节至望远镜视线上下转动时点的成像始终在竖丝上移动止，校正后装好外罩。,4、,视准轴垂直于水平轴的检验校正,(,ZZ,HH,),（,1,）检验原理,视准轴与水平轴不垂直之差称为视准误差。视准误差,C,对水平角观测值的影响，正倒镜值绝对值相等、符号相反。检验时，选一水平位置目标，盘左、盘右观测读数差即为两倍视准误差称为,2,C,值：,2,C,盘左读数一,(,盘右读数土,180,),（,2,）校正方法,若,|2,C|20,应校正。计算盘左盘右瞄准同一目标的水平盘读数的盘右（或盘左）正确读数,a=,（,a,右,+,（,a,左,180,）/2,旋水平微动螺旋，使盘右的水平度盘读数为,a,。,观测十字丝纵丝偏离目标情况，用校正针旋转左、右一对十字丝校正螺丝至十字丝纵丝与目标成像几何中心重合。,5、,水平轴垂直于竖轴的检验,(,HH,上,VV),（1）检验方法：,在距高墙,1020,m,处安置经纬仪，整平仪器盘左瞄准墙面高处的一点,A,（,仰角在,30,左右,),，固定照准部后大致放平望远镜，在墙面上定出一点,A,1,，,如图,2-37,所示，同法盘右瞄准,A,点，放平望远镜，在墙面上定出另一点,A,2,，,A,1,、,A,2,重合，关系满足，否则需校正。纵轴铅垂而横轴不水平，与水平线的交角,i,称为横轴误差。由图可知：,tani=A,1,M/AM,（,2,校正方法：当,i,30,应校正。取,A,1,A,2,的中点,M,，,以盘右,(,或盘左,),位置瞄准,M,点，抬高望远镜至,A,位置，视线必偏离,A,点，可拨动仪器支架上的偏心轴承，使横轴的右端升高或降低，使十字丝中心与,A,点的几何中心重合，这时，横轴误差,i,已消除，横轴水平。,6、指标差的检验与校正,（,1,）检验,置平仪器，以盘左、盘右分别瞄准一水平目标，读取竖盘读数，计算垂直角,左,和,右,，两者相等则无竖盘指标差存在，否则应计算指标差,i，,当其大于30时应进行校正。,（2）校正,校正时可在盘左盘右任一位置进行，如在盘右时令望远镜照准原目标不动，转竖盘水准仪管微动螺旋，将竖盘读数对到盘右的正确读数:,R,右,=,R,右,-,i，,此时指标水准仪管气泡必然偏移，用校正针使气泡居中即可。,7、,光学对点器的检验校正,（1）检验,选一平地安置仪器严格整平，在脚架的中央地面放置一张画有一十字形的标志,O,的白纸，并使对点器标志中心与标志,O,重合，在水平方向旋照准部,180,，如对点器标志中心偏离标志,O,，,而至另一点,O,处，则对点器的视淮轴和仪器的纵轴不重合，应校正。,（2）校正,定出,O,，,O,的中点，调节对点器的校正螺丝使对点器中心标志对该点，校正完成。应指出，经纬仪的各项检验、校正需反复进行多次，直至稳定地满足条件为止。,3-5,全站仪简介,全站仪是一种集光、机电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离,(,斜距、平距,),、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。全站仪的发展经历了从组合式即光电测距仪与光学经纬仪组合，或光电测距仪与电子经纬仪组合，到整体式即将光电测距仪的光波发射接收系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴的整体式全站仪等几个阶段。,全站仪的种类,电子全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处,理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。,1,同轴望远镜,全站仪的望远镜实现了视准轴、测距光波的发射、接收光轴同轴化。,2,双轴自动补偿,在仪器的检验校正中已介绍了双轴自动补偿原理，作业时若全站仪纵轴倾斜，会引起角度观测的误差，盘左、盘右观测值取中不能使之抵消。,3,键盘,键盘是全站仪在测量时输入操作指令或数据的硬件，全站型仪器的健盘和显示屏均为双面式，便于正、倒镜作业时操作。,4,存储器,全站仪存储器的作用是将实时采集的测量数据存储起来，再根据需要传送到其它设备如计算机等中，供进一步的处理或利用，全站仪的存储器有内存储器和存储卡两种。,5,通讯接口,全站仪可以通过,BS,232C,通讯接口和通讯电缆将内存中存储的数据输入计算机，或将计算机中的数据和信息经通讯电缆传输给全站仪，实现双向信息传输。,3-6角度观测的误差及注意事项,1、,仪器,误差,（1）.,经纬仪照准部偏心误差的影响,（2）.,度盘刻划误差,光学度盘的刻划误差在度盘制造时产生，采用观测时变换度盘位置的方法可减小此误差的影响。,（,3）.,视准误差,视准误差,C,是指在仪器校正不完善，视准轴未能真正垂直于水平轴而致其偏离正确位置的小角值。,（4）.,横轴倾斜误差的影响,（5）.,纵轴倾斜误差的影响,2、,仪器对中误差与目标偏心误差,（1）仪器的对中误差对测角的影响,（2,）目标偏心误差对测角的影响,（3,）照准误差与读数误差,（4,）视差和十字丝不清晰的影响,3、,外界条件的影响,气温变化、大气折光、阳光、风力、大气能见度、湿度等，也会引起误差。,第三章结束,