煤礦測量學

主講:付智華1標題添加點擊此處輸入相關文本內容點擊此處輸入相關文本內容總體概述點擊此處輸入相關文本內容標題添加點擊此處輸入相關文本內容2

第三章

經緯儀及角度測量3

本章知識點角度測量的原理豎直角觀測比例尺水平角觀測經緯儀的檢驗與校正光學經緯儀全站儀測量系統4第一節角度測量原理3.1.1概述

角度測量是確定地面點位的基本工作之一；包括水平角測量和豎直角測量。經緯儀測量儀器全站儀5第一節角度測量的原理角度測量：測定水平角和豎直角。水平角:地面上兩相交直線間的夾角在水平面上的投影。范圍：β=0~360豎直角：在同一豎直面內傾斜視線與水平線的夾角。范圍：=090，仰角為正，俯角為負。

水平面aocAOC0ca水平度盤測量的原理：

兩個方向的讀數差β=c-a范圍：順時針0°~360°天頂鉛垂線水平線ACB0°90°180°270°測量的原理：

兩個方向的讀數差豎直角的大小：

以水平方向為基準指向兩側目標。仰角為正，俯角為負其范圍：=0~90°63.2.1光學經緯儀類型

第二節光學經緯儀按其精度等級劃分:

DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等。

D:大地測量

J：經緯儀

下標數字：該儀器的精度指標（單位為秒，表示該儀器一測回方向觀測中誤差的秒數）。

一般工程測量最常用:DJ6級光學經緯儀（普通經緯儀）7DJ6級光學經緯儀

8

第二節光學經緯儀

DJ6級光學經緯儀經緯儀一般由基座、水平度盤、照準部三部分組成。3.2.2經緯儀的結構基座水平度盤照準部9（一）基座

基座是支承整個儀器的底座；三個腳螺旋用于整平儀器。（三）照準部

照準部是基座上方能夠轉動的部分的總稱。主要由望遠鏡、豎直度盤、水準器以及讀數設備等組成。（二）度盤

度盤是由光學玻璃制成的精密刻度盤，分劃從0°至360°，按順時針注記，每格1°或30′，用以測量水平角。0

90

180

270

09018027010照準部

水平度盤

基座讀數顯微鏡照準部水準管經緯儀111

望遠鏡制動螺旋望遠鏡微動螺旋

豎直度盤豎直指標水準管微動螺旋水平制動、微動螺旋光學對中器經緯儀212

光學望遠鏡主要由物鏡、目鏡、調焦透鏡和十字絲分劃板四部分組成。望遠鏡十字絲橫絲

縱絲

望遠鏡13經緯儀的兩水準氣泡

水準器：圓水準器、管水準器。圓水準器用于粗略整平儀器，管水準器用于精確整平儀器14經緯儀的兩水準氣泡

水準器：圓水準器、管水準器。圓水準器用于粗略整平儀器，管水準器用于精確整平儀器圓水準器作用：指示儀器豎軸是否豎直。圓水準器軸：

連接零點與球面球心的直線管水準器

作用：指示水平度盤是否水平。管水準器軸：

過零點與圓弧縱向相切的切線。15經緯儀的三軸：視準軸、水平軸、垂直軸

視準軸垂直于水平軸水平軸垂直于豎直軸16

第二節光學經緯儀3.2.3經緯儀的基本操作17

第二節光學經緯儀3.2.3經緯儀的基本操作B對中整平經緯儀的操作步驟有對中、整平、照準、讀數四大步。18氣泡居中，1、2等高123平行高氣泡居中，3與1、2等高123氣泡運動的方向與右手旋轉的方向相同19瞄準方法(4點)①目鏡對光使十字絲清晰②用準星粗瞄目標③物鏡對光，使目標像清晰④用水平微動精確瞄準目標TDJ2ETDJ2（北光）準星目鏡水平微動物鏡照準瞄準時，盡量用縱絲瞄準目標下部。20DJ6采用分微尺測微器讀書方法“H”——水平度盤讀數“V”——豎直度盤讀數方法：1、先讀取度盤讀數；1°2、再以度盤分化線為準讀取測微尺上的整分數；分微尺的分劃值為1ˊ3、最后估讀估讀到秒。秒數至測微器一格的十分之(6")。017373°04′24″讀數21兩個基本概念：盤左盤右盤左觀測盤右觀測豎直度盤豎直度盤22

第二節光學經緯儀（一）測回法：適用于：2個方向的單角（∠AOB）（二）方向觀測法：適用于：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。常用方法有測回法和方向觀測法3.2.4水平角觀測23步驟：（1）安置儀器于測站O點，對中、整平。盤左瞄準左邊A，配度盤至000X′，讀取a1。（2）順時針旋轉瞄準右邊B，讀取b1。

則上半測回角值:β1=b1-a1（3）盤右，瞄準右邊B，讀取b2。（4）逆時針旋轉瞄準左邊A，讀取a2。則下半測回角值:β2=b2-a2（5）計算角值

若：β1-β2≤±40"（圖根級）

則有：β=（β1+β2）/2（一）測回法24測回法記錄格式254

24

06180

05

0074

1906右ABO左AB00

04

1874

234274

192474

19

15ABO測站豎盤位置目標水平度盤讀數半測回角值一測回角值示意圖若觀測N個測回，各測回間按180°/N的差值來配置度盤。

測回法小結:左右（順）右左（逆）25（二）方向觀測法1．適用：在一個測站上需要觀測兩個以上方向。2．步驟：（有四個觀測方向）ABOCD（1）上半測回選擇一明顯目標A作為起始方向（零方向），用盤左瞄準A，配置度盤，順時針依次觀測A、B，C，D，A。盤左零方向26（2）下半測回

倒鏡成盤右，逆時針依次觀測A，D，C，B，A。

同理各測回間按1800/N的差值，來配置水平度盤。

ABOCD盤右零方向273．計算、記錄（1）半測回歸零差:J2≤

12"；J6≤

18"。

（2）2C值（兩倍照準誤差）:

2C=盤左讀數－（盤右讀數±180°）。一測回內2C互差：J2≤18"；J6不作要求。28（3）各方向盤左、盤右讀數的平均值：

平均值=[盤左讀數+（盤右讀數±180o）]/2注意：零方向觀測兩次，應將平均值再取平均。（4）歸零方向值將各方向平均值分別減去零方向平均值，即得各方向歸零方向值。（5）各測回歸零方向值的平均值

同一方向值各測回間互差:J2≤

12"；J6≤

24"。29圖形：方向觀測法記錄手薄30方向觀測法記錄計算的實例講解：1、上半測回歸零差=0002'12"-0002'06"=6"。2、OA方向2C值=0002'12"-180002'06"=6"。OD方向2C值=182002'24"-2002'24"=0"。這兩個方向的2C互差=6"3、OA方向盤左、盤右讀數的平均值：(0002'12"+(180002'06"-1800))/2=0002'09"。再取平均得：(0002'09"+0002'03")/2=0002'06"OD方向盤左、盤右讀數的平均值：(182002'24"+(2002'24"+1800))/2=182002'24"。314、OB方向的歸零方向值：51015'36"-0002'06"=51013'30"。

OD方向的歸零方向值：182002'24"-0002'06"=182000'18"。5、OB方向各測回歸零方向值的平均值：(51013'30"+51013'25")/2=51013'28"。OB方向值各測回間互差:51013'30"-51013'25"=5"。方向觀測法小結:32

第四節豎直角觀測3.4.2豎直度盤的構造豎盤指標水準管微動螺旋豎盤33豎盤的注記形式：有順時針與逆時針兩種。

（1）順時針注記180°270°

0°90°盤左指標線270°90°0°180°盤右指標線34（2）逆時針注記

0°270°

180°90°盤左指標線270°90°180°0°盤右指標線353.4.2豎直角的計算公式1、順時針注記

α左=90°-L

α右=R-270°故一測回豎直角α=（α左+α右）/2362、逆時針注記問題：α左=？

α右=？故有:α左=L

-90°

α右=270°-

R一測回豎直角:

α=（α左+α右）/2

373.4.3豎盤指標差1、定義由于指標線偏移，當視線水平時，豎盤讀數不是恰好等于90°或270°上，而是與90°或270°相差一個x角，稱為豎盤指標差。當偏移方向與豎盤注記增加方向一致時，x為正，反之為負。

180270090盤左38（2）結論：取盤左盤右平均值，可消除指標差的影響。一般規范規定，指標差變動范圍，J6≤25"、J2≤15"。

2、計算公式（1）指標差:對于順時針注記的：正確的豎直角α=(90°+x)-L=α左+xα=R-(270°+x)=α右-x39電子經緯儀在結構及外觀上和光學經緯儀相類似。主要不同點在于讀數系統，它采用光電掃描和電子元件進行自動讀數和液晶顯示。

第六節全站儀3.2.3經緯儀的基本操作40全站儀的結構41日本索佳SET230RK全站儀日本索佳SET1130R全站儀42日本拓普康GPT-3002N/LN全站儀