第3章角度测量

《土建工程测量》
3.2 DJ6光学经纬仪构造与读数
1. 经纬仪的分类 (1)按精度分： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等5个级。 D表示：大地‘Dadi’，J表示：经纬仪‘Jingweiyi’
下标07表示：观测一个方向的中误差为±0.7
下标6表示：观测一个方向的中误差为±6
(2)按构造分：
起始方向安置某一度数的方法，依不同类型仪器 而异。例如北光TDJ6，起始方向对0°00′00″的步骤 是：
①望远镜精确瞄准起始目标,先用瞄准器粗瞄准后，固定制动 螺旋，转微动螺旋精确瞄准。 ②拨盘螺旋的杠杆按下并同时推进拨盘螺旋，旋转拨盘螺旋 （水平度盘随之转动），使度盘的0°刻划线与分微尺的0分 划线对齐。
整平操作演示
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(3)瞄准
目标类型有：
瞄准步骤：1.用瞄准器粗瞄准； 2.精瞄准。
瞄准目标是用十字丝的竖丝，单丝平分 目标，双丝夹住目标。
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瞄准操作演示
1.旋转目镜螺旋使十字丝成象清晰。 2.转动照准部，用粗瞄准器瞄准目标，瞄 准后，固定制动螺旋。 3.用望远镜十字丝瞄准，转对光螺旋消除 视差。 4.用水平微动螺旋精确瞄准目标。
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光学对中器对中原理图示
对中器物镜 对中器 瞄准视线 对中器目镜 分划板 支架 直角棱镜
水平度盘 脚螺旋 中心螺旋
垂球
(a)未粗平
(b) 粗平后
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粗平：调脚螺旋使圆水准器气泡居中
(2)整平
精平：调脚螺旋使水准管气泡居中
一
照准部旋转90º 左手大拇指的运动的方向 与气泡运动的方向一致。
脚螺旋
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3 .光学经纬仪的读数法
(1)分微尺测微器（TDJ6型）
H 257
0 1 2 3 4 5
水平度盘
256
6
0
1
2
3
4
5
6
128 V
127
竖直度盘
(2)单平板玻璃测微器（DJ6－1型） 水平度盘从 0°～360°，每 度一注记，1° 分成2格每格为 30′。 测微盘1格20″， 可估读至5″
A B
盘
盘
左
右
O
C D
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观测步骤：
① 将经纬仪安置在测站点 O 上，进行对中和整平。 ② 盘左位置，瞄准起始目标 A ，用拨盘螺旋转水平度盘对准
0°或比0°大点，得读数为a 。顺转照准部，依次瞄准目标B、C等，
分别读数得b，c等，最后又回到 A 点，读数 a’。 盘左从 瞄准目标A 到又回到 A 的过 程，称为归零。两次瞄准目标 A 的读数
3.1 水平角测量的原理 ‴ 水平角（horizontal angle)的概念
顺 时 针 注 记
a
b β
A
β= b - a
O
B
o’
β b
a
水平角：两条相交直线在水平面上的投影之间的夹角。
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经纬仪必须具备三个条件：
①有一个能够置于水平位置带刻度的圆盘，圆盘
必须安置在角顶点的铅垂线上。 ②有一个能够在上、下、左、右旋转的望远镜。 ③应有一个能指示读数的指标。

0 02 06

上、下半测回角度之 差应小于 40″
一测回角值
各测回角 值
O (1)
68 47 12 左 为了减少度盘的刻划误差，各个测回的起始读数应 68 49 18
右 248 49 30 180°/ n 。 该改变 68 47 06 180 02 24 90 01 36 158 48 42 338 48 48 68 47 09
(2)精对中：
使用光学对中器精确对中，可使对中误差达到1mm，具体步 骤如下： (a)粗平：
光学对中器对准地面测站点时，仪器的竖轴必须竖直，因此 应调脚螺旋使圆水准器气泡居中。
(b)操作光学对中器： ①旋转光学对中器的目镜使分划板的刻划圈清晰，再推进或拉 出对中器的目镜管，使地面点标志成象清晰。 ②稍微松开中心连接螺旋，在架头上平移仪器（尽量做到不转 动仪器），直到地面标志中心与刻划中心重合，最后旋紧连接螺旋。 检查圆水准器是否居中，检查对中情况，反复进行调整，从而保证 对中误差不超过１mm。
68 47 06 68 47 06 68 47 03
左
O (2)
B B
A
各测回角度之差，不大于24″
右
o
A68 47 00270 01 48B☆水平角角值的计算应注意☆
(1)
A 0 270 β 90 B β B
(2)
A
180
β=第2个目标读数b － 第1个目标读数a
当b<a时，b应加360°后再减
β
右=
b’ – a’
完成下半测回观测。
A 0 B
上半测回：盘左：A→B（顺时针） β
左= 右=
b- a
一个测回
下半测回：盘右：B→A（逆时针）
β
b’ – a’
上、下半测回角度之差应小于 40″。 此法适用于只有两个目标时的测角。 为了减少度盘的刻划误差的影响，各个测回的起始方向读 数 应该改变180°/ n （n为测回数） 各测回角度之差，不大于 24″。
C B
O
下半测回：盘右：A→C→B→A
全圆测回法记录表
水平度盘读数 测 目 站 标
盘左

盘右

2C
盘左、盘 右平均值
归零方 向 值
各测回归 零方向平 均 值
水平角值
(0 01 12)
A 0 01 06 O B 62 48 36 242 48 30 +6 (1) C 151 20 24 331 20 24 0 A 0 01 12 180 01 18 180 01 12 -6 0 01 09 62 48 33 151 20 24 0 01 15 (90 01 10) 0 00 00 62 47 21 0 00 00 62 47 19 62 47 19 88 31 54 208 40 47
B O C 《土建工程测量》
各测回同一方向归零后的方向值不相等，其差不
得大于 24″。符合要求，则取平均值作为各测回归零 方向的最后结果。
若一个测站上观测的方向不多于三个，观测时可
不作归零校核，即照准部依次瞄各方向后，不再瞄准 起始方向，这样的观测方法称为方向观测法。
3.水平角观测注意事项
(1)脚架高度要调合适，目估架面大致水平，调脚螺旋高度大致等 高，脚架踩实，中心螺旋拧紧，观测时，手不要扶脚架，转动照 准部及使用各种螺旋，用力要轻。 (2)对中时，先粗对中(用垂球)，然后再精对中(用光学对中器)。测 角精度要求越高，或边长越短，则对中要求越严。
(a）光学经纬仪
(b）电子经纬仪
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☆光学经纬仪☆ 苏光J2型 北光TDJ6型
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☆电子经纬仪☆
北光DJD2型
2. J6级经纬仪的构造
(1)照准部 指经纬仪上部可转动照准目标部 分，主要包括下列部件:
①望远镜及其相连的横轴 ②竖盘 ③光学读数装置 ⑤水平制、微动螺旋 ⑥望远镜制、微动螺旋 ⑦光学对中器 ⑧竖轴 ④水准管
β= 115º 12 22 － 32º 38 42
= 82º 33 40
β= （55º 12 25 ＋360º ）－
332º 38 45 =82º 33 40
2.方向观测法(全圆测回法)
测回法适用2个方向观测，当一个测站上测量的方向多于2 个方向时，应采用方向观测法。例如，O测站有4方向，盘左， 选定的起始方向A开始观测，顺时针依次观测， 盘右逆时针观 测。 观测各个目标后，最后再次观测 起始方向A，起始方向A称为零方向， 此项操作称为归零，归零含义是回归 至零方向，以检查水平度盘是否有变 动以及控制瞄准误差等观测误差。这 种观测法称为全圆方向观测法（或称 全圆测回法）。但是，当测站上仅3 个方向数，也可以不归零。
度盘分划 0
0 1
度盘配置 0°0′
2 3 4 5
359
6
拨盘螺旋杠杆 分微尺 0
0 1
拨盘螺旋 脚螺旋
度盘配置0°2′
2 3 4 5 6
359
③再按一下杠杆，此时拨盘螺旋弹出，以便使拨盘螺旋与度盘 脱离齿合关系。
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测回法测角记录表
测 站 目 标 A B B A A 竖盘 位置 水平度盘 读 数 半测回角值
3.4 经纬仪的操作
1.经纬仪的测站安置工作：对中、整平
(1)对中：
目的：使度盘的中心与测站点在同一条铅垂线上。
对中步骤是先用垂球进行初步对中（或称粗对中）， 然后用光学对中器进行精确对中（精对中）。
对中操 作演示
(1)粗对中：
(a)将三脚架张开，拉出伸缩腿，把蝶形螺丝旋紧，架在 测站上，使其高度适中，注意架头应大致水平，这不仅是仪器 对中的需要，也是整平的基础。 (b) 打开仪器箱，手握住仪器支架，将仪器取出，置于架 头上，并使基座中心对齐三脚架头中心，一手紧握支架，一手 拧紧连接螺旋。在连接螺旋下方挂一垂球，两手握住脚架移动 (保持架头大致水平)，使垂球尖基本对准测站，将三脚三腿踩 紧，使其稳定。 检查对中情况。若相差较大，则稍松开连接螺旋，双手 扶基座，在架头 上移动仪器，使垂球尖对准测站误差在1cm以 内，由于粗对中后还做精对中，所以粗对中时误差1cm也没有 关系。悬挂垂球的线长要调节合适。正确使用垂球线调节板， 调节垂球线长以使垂球尽量接近测站点。
测微盘
55
1010
`
15 15
竖盘
8989
8888