1、第四章 角 度 測 量4-1水平角與垂直角觀測原理 兩種角度兩種角度 水平角水平角 用于確定點的平面位置（計算坐標(biāo)） 豎直角豎直角 用于兩點間高差計算、斜距改正成平距測角儀器測角儀器 經(jīng)緯儀、電子全站儀經(jīng)緯儀、電子全站儀一、水平角觀測原理一、水平角觀測原理水平角水平角過一點到兩個目標(biāo)的方向線垂直投影 到水平面上所成的夾角。0360。水平面abcABC也可看成是包含BA、BC視線 的兩個鉛垂面之間的兩面角。0ca水平度盤水平度盤 =c-a=c-a二、垂直角觀測原理二、垂直角觀測原理天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視線與 水平視線的夾

2、角(也叫豎直角)。 =0 90 ，仰角為正，俯角為負(fù)。經(jīng)緯儀的等級和用途 DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造 DJ2經(jīng)緯儀4-2經(jīng)緯儀的構(gòu)造及度盤讀數(shù)技術(shù)項目一測回水平方向中誤差望遠(yuǎn)鏡有效孔徑不小于望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)不小于水準(zhǔn)管分劃值水平度盤垂直度盤主要用途經(jīng)緯儀等級DJ1 DJ2 DJ6 1 2 6二等平面控制測量及精密工程測量60mm 40mm 40mm30倍 28倍 26倍 6/2mm 20/2mm 30/2mm 10/2mm 20/2mm 30/2mm 三、四等平面控制測量及一般工程測量圖根控制測量 及一般工程測量經(jīng)緯儀系列經(jīng)緯儀系列技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)和用途和用途 DJ6經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 T2經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯

3、儀i三、三、DJ6DJ6經(jīng)緯儀的構(gòu)造經(jīng)緯儀的構(gòu)造基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座、照準(zhǔn)部、水平度盤、讀數(shù)裝置基座基座照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部( (一一) )基座基座腳螺旋用于整平儀器基座基座水平度盤水平度盤照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部( (二二) )照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部(水平)制動、微動望遠(yuǎn)鏡(豎直)制動、微動圓水準(zhǔn)器 8/2mm； 管水準(zhǔn)器30 /2mm望遠(yuǎn)鏡：倒像，2630倍， 目鏡調(diào)焦，物鏡調(diào)焦， 粗瞄準(zhǔn)器，十字絲讀數(shù)顯微鏡豎盤部分光學(xué)對點器復(fù)測扳手或度盤變換器 望遠(yuǎn)鏡十字絲( (三三) )水平度盤水平度盤水平度盤由光學(xué)玻璃制成水平度盤由光學(xué)玻璃制成 順時針0 360 刻度； 儀器整平，水平度盤水平； 水平度盤與

4、照準(zhǔn)部相互脫離； 改變度盤位置，要使用復(fù)測 扳手或度盤變換手輪。090180270090180270( (四四)J6)J6經(jīng)緯儀的經(jīng)緯儀的 讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置圖3-5 J6經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)光路水平度盤垂直度盤讀數(shù)光路J6J6光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)兩種讀數(shù)測微裝置兩種讀數(shù)測微裝置：分微尺測微和平行玻璃板測微度盤上1度分劃的間隔 經(jīng)放大后，與分微尺全 長相等。分微尺全長分60格，因 此其最小格值為最小格值為1 1 = =60 60 。讀數(shù)時，秒數(shù)必須估讀。 估讀至0.1格，因此， 估讀的秒數(shù)都應(yīng)是6的 倍數(shù)。水平度盤讀數(shù)：73 04 241.1.分微尺測微分微尺測微利用度盤刻度線，在分微尺上讀數(shù)

5、。0173732.2.平行玻璃板測微平行玻璃板測微利用測微手輪，用指標(biāo)線讀數(shù)平行玻璃板與分微尺由測微手 輪控制。轉(zhuǎn)動測微手輪，使度 盤像移動，則移動量可在 分微尺上讀出。平行玻璃板最大調(diào)節(jié)范圍為30分， 分微尺全長刻度也等于30分。操作時，調(diào)節(jié)測微手輪，使度盤 某度(或某30分)的刻度線居中于 雙線讀數(shù)指標(biāo)，雙指標(biāo)線所夾刻 度的度數(shù) (或30分)加上分微尺 讀數(shù)，即為該方向的讀數(shù)。圖3-8 平行玻璃板測微器水平度盤讀數(shù)： 92 1728主要特點主要特點（1）采用度盤對徑重合讀數(shù)法，以消除度盤偏心 誤差影響。（2）通過轉(zhuǎn)動測微手輪，操縱測微裝置，使度盤上 相差180度的刻度線一一對應(yīng)重合，而對應(yīng)

6、刻 度線相對移動過的量，可在分微尺上讀取。（3）水平度盤讀數(shù)和豎直度盤讀數(shù)由換像手輪控 制，分別單獨顯示。四、四、DJ2DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)水平度盤讀數(shù)： 425202.0水平度盤讀數(shù)： 174 02 02.04-3 水平角觀測一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置 對中對中整平整平瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)讀數(shù)讀數(shù)掌握對中、整平的目的、方法與要求。瞄準(zhǔn)方法：用豎絲對準(zhǔn)豎立于測點的標(biāo)志中心。 操作：粗瞄，制動，然后用微動螺旋完成 精確瞄準(zhǔn)。二、水平角觀測二、水平角觀測掌握測回法觀測水平角的儀器操作方法、觀測 程序和記錄。了解“方向觀測法”的使用場合、作業(yè)程序與 記錄。BCA( (一一) )對中對中將

7、儀器中心安置在過測站點的鉛垂線上。對中誤差3mm。1.垂球?qū)χ胁襟E：垂球?qū)χ胁襟E：粗略對中：粗略對中：移動三腳架，使垂球尖離測 站中心12cm內(nèi)；精確對中：精確對中：稍微松開中心螺絲，在腳架 頭上移動(不能旋轉(zhuǎn))儀器，使垂球尖精 確對中測站標(biāo)志中心，旋緊中心螺絲。 注意注意腳架頭首先要放平，三個腳螺旋 基本等高； 腳架適當(dāng)踩實； 垂球尖盡量接近標(biāo)志，便于判斷。一、經(jīng)緯儀的安置一、經(jīng)緯儀的安置123氣泡居中，3與1、2等高( (二二) )整平整平使儀器縱軸鉛垂，水平度盤與橫 軸水平，豎盤位于鉛垂面內(nèi)。整平誤差1格。用左手大拇指法則，轉(zhuǎn)動腳螺旋，調(diào)節(jié)水準(zhǔn) 管氣泡居中(反復(fù))。一測回觀測過程中，不得

8、再調(diào)氣泡。氣泡居中，1、2等高123圖3-14光學(xué)對中步驟：光學(xué)對中步驟：對準(zhǔn)、調(diào)平、整平、對中( (三三) ) 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn)用望遠(yuǎn)鏡豎絲精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)志中心。 操作步驟操作步驟 粗瞄、制動、調(diào)焦消除視差、水平微動精確瞄準(zhǔn)。 用水平微動完成瞄準(zhǔn)。 盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)下部，減少由于目標(biāo)不垂直引起的 方向誤差。水平角觀測方法水平角觀測方法( (一一) )測回法測回法觀測程序： 盤左盤左 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j左 瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k左 盤右盤右 瞄準(zhǔn)K，讀數(shù)k右 瞄準(zhǔn)J，讀數(shù)j右第1方向第2方向測站測站JKB 左左= =k k左左-j-j左左 右右= =k k右右-j-j右右精度要求精度要求： 左-右40 取: =(左

9、+右)/2 角是從起始方向(即第1方向)順時針轉(zhuǎn)到第2 方向所成的角度，觀測時，必須首先確定起始 方向，然后按照“測回法”的次序觀測。 水平角總是第2方向讀數(shù)減去第1方向讀數(shù)而得。起始方向第一個讀數(shù)應(yīng)調(diào)成0（或180/N，N為測回數(shù)）；分、秒數(shù)寫足二位；改數(shù)時按有關(guān)規(guī)則。一測回過程中，不得再調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡或改變度盤位置。水平角觀測記錄（測回法）第1方向第2方向測站測站JKB右KJ25424061800500741906B左JK 00418742342741924741915測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角第第2方向方向ACB第第1方向方向水平角觀測記錄（測回法）表中盤右C讀

10、數(shù)小于A讀數(shù)，不夠減時，應(yīng) 加360后再減。B左AC 01030 2143342右AC214231221422542142303測站豎盤位置目標(biāo)水平度盤 讀 數(shù)半測回角一測回平均角1801118343412( (二二) )方向觀測法方向觀測法 一個測站觀測4個或4個以上方向時，采用方向觀測法，也稱“全圓測回法”。ABCDE方向觀測法零方向盤左盤右4-4 垂直角觀測垂直角觀測原理垂直角觀測原理豎盤構(gòu)造特點豎盤構(gòu)造特點垂直角計算公式垂直角計算公式豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差垂直角觀測原理垂直角觀測原理天頂天頂鉛垂線水平線ACAZCZACB090 180270垂直角垂直角在同一鉛垂面內(nèi)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)的傾斜視 線

11、與水平視線的夾角(也叫豎直角)。 =090 ，仰角為正，俯角為負(fù)。垂直角的主要用途垂直角的主要用途D=Scos (2-4-1)將斜距化為平距將斜距化為平距 已知斜距S、豎直角， 計算平距D：圖3-20 斜距化為平距l(xiāng)ihhDhABtan(2-4-2)三角高程測量三角高程測量 已知平距D、豎直角 ， 計算A、B高差h：圖3-21 三角高程測量ABhl一、垂直度盤構(gòu)造一、垂直度盤構(gòu)造構(gòu)造特點構(gòu)造特點豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。9018002701234567891011121. 1.鉛垂線；2.豎盤；3.望遠(yuǎn)鏡物鏡；4. 橫軸；5. 豎盤水準(zhǔn)管微動螺旋；6

12、.支架外殼；7.水準(zhǔn)管觀察鏡；8.豎盤水準(zhǔn)管；9. 望遠(yuǎn)鏡目鏡；10. 豎盤水準(zhǔn)管支架；11.豎盤讀數(shù)棱鏡；12.豎盤讀數(shù)透鏡. 構(gòu)造特點構(gòu)造特點豎盤隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動。豎盤與讀數(shù)指標(biāo)相互脫離。豎盤氣泡居中，指標(biāo)鉛垂。視線水平、指標(biāo)鉛垂時，豎盤讀數(shù)為常數(shù)： 盤左時一般 L0=90 ，盤右時一般 R0=270 。27027090901801800 0盤右盤右0 02702701801809090盤左盤左垂直度盤與讀數(shù)指標(biāo)二、垂直角的計算二、垂直角的計算圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負(fù)正、俯角為負(fù)。R 270右90L左確定垂直角

13、的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負(fù)。正、俯角為負(fù)。)90(L左90L90L左90L左確定垂直角的計算公式確定垂直角的計算公式圖3-28 豎盤讀數(shù)與垂直角計算根據(jù)度盤刻度形式，確定豎直角計算公式，保證仰角為保證仰角為 正、俯角為負(fù)。正、俯角為負(fù)。R 270右270900180270901800豎直角觀測計算逆時針注記順時針注記抬高望遠(yuǎn)鏡時，讀數(shù)增大R27090L右左抬高望遠(yuǎn)鏡時，讀數(shù)減小270RL90右左 0 0270 270 180 180 90 90 x豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時

14、，讀數(shù)指 標(biāo)線與鉛垂線的夾角三、豎盤指標(biāo)差三、豎盤指標(biāo)差270901800三、豎盤指標(biāo)差三、豎盤指標(biāo)差xxxL左)90(豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指 標(biāo)線與鉛垂線的夾角標(biāo)線與鉛垂線的夾角902700180豎盤指標(biāo)差計算xxRxxxL右左)270()90(）（右左21）（右左(2136021RLx0 02702701801809090 x豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中時，讀數(shù)指 標(biāo)線與鉛垂線的夾角豎盤指標(biāo)差豎盤指標(biāo)差盤左盤右觀測豎直角取平均，可消除指標(biāo)差的影響。指標(biāo)差計算公式：指標(biāo)差計算公式：）或右左(21)360(21xRLx）（右左21

15、 270 0 90 180 盤左計算公式左=L-90 右=270 -R測站目標(biāo)豎盤位置豎盤讀數(shù) 半 測 回垂 直 角 一 測 回垂 直 角 2x 備 注I左右J112 15 00 +22 15 00247 44 38 +22 15 22-22 +22 15 11左右K118 37 36 +28 37 36241 22 02 +28 37 58-22 +28 37 47左右H 84 06 10 - 5 53 50275 53 30 - 5 53 30 -20 - 5 53 40垂直角必須帶“ 、”號。垂直角觀測記錄垂直角觀測記錄4-5經(jīng)緯儀的檢驗與校正一、經(jīng)緯儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件經(jīng)緯儀的軸線

16、及其應(yīng)滿足的條件目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的目的：使經(jīng)緯儀各軸線間保持正確的 幾何關(guān)系幾何關(guān)系 橫軸 HH 視準(zhǔn)軸 CC 水準(zhǔn)管軸 LL 豎軸 VV 圓水準(zhǔn)軸 LLLLHHCCVVL L 經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線圖圖3-30 3-30 經(jīng)緯儀的軸線經(jīng)緯儀的軸線 水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸 LLVV 圓水準(zhǔn)軸平行于豎軸 LLVV 十字豎絲垂直于橫軸 豎絲HH 視準(zhǔn)軸垂直于橫軸 CCHH 橫軸垂直于豎軸 HHVV 軸線間應(yīng)滿足的條件軸線間應(yīng)滿足的條件LLHHCCVVLL二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正二、經(jīng)緯儀的檢驗與校正 校正項目 校正目的 1.1.平盤水準(zhǔn)管的檢驗與校正 LLVV 2.2.圓水準(zhǔn)器的檢驗與校

17、正 LLVV(次要) 3.3.視準(zhǔn)軸的檢驗與校正 CCHH 4.4.橫軸的檢驗與校正 HHVV 5.5.十字豎絲垂直于橫軸 6.豎盤指標(biāo)差的檢驗與校正 7.光學(xué)對中器的檢驗與校正掌握各項目的校正原理與方法經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準(zhǔn)管的檢驗與校正 檢驗：初步整平儀器，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使水準(zhǔn)管平行于一對腳螺旋，相對轉(zhuǎn)動這對腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。目的：使平盤水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸。LLVV然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，如果氣泡仍居中，說明水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸。如果氣泡偏離中心，應(yīng)進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準(zhǔn)管的檢驗與校正 檢驗：初步整平儀器，轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)

18、部使水準(zhǔn)管平行于一對腳螺旋，相對轉(zhuǎn)動這對腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。目的：使平盤水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸。LLVV然后將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180，如果氣泡仍居中，說明水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸。如果氣泡偏離中心，應(yīng)進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準(zhǔn)管的檢驗與校正 校正：相對地轉(zhuǎn)動平行于水準(zhǔn)管的一對腳螺旋，使氣泡向中央移動偏歪格數(shù)的一半；目的：使平盤水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸。LLVV經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正 1.1.平盤水準(zhǔn)管的檢驗與校正 校正：然后用校正針撥動水準(zhǔn)管一端的校正螺絲，使氣泡完全居中。這項檢驗校正需反復(fù)進行幾次，直到照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180后水準(zhǔn)管氣泡的偏歪在一格以內(nèi)。 目的：

19、使平盤水準(zhǔn)管軸垂直于縱軸:LLVV經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正2.2.圓水準(zhǔn)器的檢驗與校正目的：使圓水準(zhǔn)管軸平行于縱軸。LL VV 檢驗：根據(jù)校正后的平盤水準(zhǔn)管整平儀器，使縱軸鉛垂；此時圓水準(zhǔn)器的氣泡如果不居中，則需要校正。 校正：用校正針撥動圓水準(zhǔn)器底下的校正螺絲，使氣泡居中。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3.十字絲縱絲垂直于橫軸的檢驗和校正目的：儀器整平后，十字絲的縱絲在鉛垂平面內(nèi)，橫絲水平。 檢驗：以十字絲的交點瞄準(zhǔn)目標(biāo)點P，旋轉(zhuǎn)垂直微動螺旋，如果P點相對于十字絲上下移動的軌跡離開縱絲，則需要校正。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3-1十字絲縱絲垂直于橫軸的檢驗和校

20、正校正：旋下目鏡處的十字絲環(huán)外罩，松開十字絲環(huán)固定螺絲，轉(zhuǎn)動十字絲環(huán)，直至旋轉(zhuǎn)垂直微動螺旋時P點始終在縱絲上移動為止。最后轉(zhuǎn)緊十字絲環(huán)固定螺絲。 經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正3-2視準(zhǔn)軸垂直于橫軸的檢驗和校正目的：視準(zhǔn)軸垂直于橫軸。檢驗：選擇AB兩點盤左，先照準(zhǔn)A點，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡得B1盤右，先照準(zhǔn)A點，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡得B2 若B1，B2不重合則有此誤差校正： 在B2附近標(biāo)出扣除c影響后的B點，平移十字絲使視準(zhǔn)軸照準(zhǔn)B3點41232BBBB經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正4.橫軸的檢驗和校正目的：使橫軸垂直于縱軸 檢驗在離墻面1020m處安置經(jīng)緯儀，整平儀器后，瞄準(zhǔn)墻面高處一點P（其仰角宜在30左右），制動照準(zhǔn)部，然后大致放平望遠(yuǎn)鏡，在墻面定出一點A，再以盤右瞄準(zhǔn)P點，放平望遠(yuǎn)鏡，在墻面定出一點B，如果A點與B點重合，則橫軸垂直于縱軸；若A，B相距大于5mm，則需要進行校正。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正目的：使橫軸垂直于縱軸 需要進行校正。由于橫軸校正設(shè)備密封在儀器內(nèi)部，該項校正應(yīng)由儀器維修人員進行。經(jīng)緯儀的檢驗與校正經(jīng)緯儀的檢驗與校正5.指標(biāo)差的檢驗與校正指標(biāo)差的檢驗與校正 目的：消除指標(biāo)差