第四章 角度、距离测量与全站仪

左 右
1 左 右 2 40
用盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消仪器误差对测角 的影响，同时可作为观测过程中有无错误的检核。
测回法水平角观测记录
测 站 目 标 C B A C A 竖盘 位置 左 水平度盘读数 º 0 125 180 305 ' 20 35 21 35 " 42 00 12 36 半测回角值 º 125 ' 14 " 18 125 125 14 24 14 21 一测回平均角值 º ' " 备 注
3.竖直角观测 竖直角是在同一竖直面内目标方向与水平方向间的夹角。
• 无论水平角还是竖直角都是两个方向的读数差。 • 所不同的是：竖直角的两个方向中，有一个方向是指定的，即水平方向。 •所以测定竖角时只需对视线指向的目标进行读数。 当视线水平时，不论是盘左还是 盘右，其读数是个定值，正常状 态应该是90°倍数。
180 270
A
A
0
O
90
水平线方向
哪个读数减哪个读数？ 竖盘是如何标定？
B
判定竖直度盘标定的方法——以仰角为例
180 270 90 180 90
0º<a<90º
270
0
0 a
先将望远镜放在大致水平位置观察竖盘读数；
然后使望远镜逐渐上倾，观察读数是增加还是减少。
增加：逆时针标注；竖角＝瞄准目标时竖盘读数 - 视线水平时竖盘读数
通过水平度盘的刻划中心。
水平度盘的读数设备安置在仪器的照 准部上，当望远镜旋转照准目标时， 视准轴由一目标转到另一目标，这时 读数指标所指示的水平度盘数值的变
化就是两目标间的水平角值。
“DJ6”，“D”大地测量；“J”经 纬仪；“6”一测回方向观测中误差” 为6″。
1.光学经纬仪的主要部件 望远镜 测量望远镜是用于精确瞄准远处测量目标，与水准仪上的望 远镜一样，经纬仪上的望远镜也是由物镜、调焦透镜、十字 丝分划板和目镜等组成。
称为“盘右”，或“倒镜”。
竖直度盘的注记 盘左
180 270 90 180
盘左
270
0
0
逆时针注记
90
顺时针注记
盘右
0
90 180 270
盘右
90
0
270
180
2.读数设备
2.读数设备——读数方法 一般J6光学经纬仪的度盘格值为1° 每个读数窗内的分微尺分成 60小格，每小格代表1′，
每10小格注有数字，表示
第四章 角度、距离测量与全站仪
一、角度测量原理
1.水平角测量原理
水平角：就是相交的两直 线之间的夹角在水平面上 的投影，角值0°～360°。
全圆量角器 （度盘）
OA与OC之间的水平角为:∠A1B1C1 全圆量角器： • 水平放置；（整平） • 圆心O与B点位于同一铅垂线上。 （对中）
2.竖直角测量原理 竖直角：同一竖直面内目标方 向与一特定方向之间的夹角。 水平方向 高度角（竖角）
右
左 右 左
300 40 00
71 44 12 288 16 12 124 03 42
30 40 00
18 15 48 18 16 12 -34 03 42
右
235 56 54
-34 03 06
例题：如图所示竖盘，观测高处目 标，盘左时读数为82°47′36″， 盘右读数为277°12′24″，试计 算竖直角。若观测某低处一目标， 盘左时读数为97°25′42″，盘右 时读数为262°34′18″，试计算 竖直角。
A
站点 1 第一 测回 A B C D A 读 数 半测回方向 5 ′ 6 ° ′ ″ 一测回平均 方向 7
盘左
2 ° ′ 3 ″ °
盘右
4 ″
B
12
18
° ′ ″
O
0 01 06
180 01 18
0 00 00
91 52 54 42
0 00 00
91 52 48
D
C
91 54 06 271 54 00
竖
盘
指
标
差
270 180
盘左
0
90
1 1 （ 左 右） （ [ R L) 180 ] 2 2
四、水平角观测误差及经纬仪的检验校正
度 盘 偏 心 误 差 度 盘 刻 划 误 差 仪 水 平 角 观 测 误 差 外界条件影响 人 为 误 差 器 误 差 视 准 轴 误 差
横 轴 倾 斜 误 差 竖 轴 倾 斜 误 差
一测回观测步骤： （1）在B点安置经纬仪；
C
（2）盘左，瞄准目标C，读数c左；
（3）盘左，瞄准目标A，读数a左； （4）盘右，瞄准目标A，读数a右；

B
A
（5）盘右，瞄准目标C，读数c右；
盘左半测： 右 a右 c右 一测回观测结果： 限差值：
上式说明用盘左、盘右观测取平均值计算竖角不受竖盘指标差的影响
1 2
1 2
右 - 左 R - x - 270 - 90 L x R L - 360 2 x
指标差计算公式： x [(L R) 360 ]
1 2



竖直角观测方法 • 竖角观测是用十字丝横丝横切目标于某一位置。 • 竖角观测方法有两种：中丝法和三丝法 中丝法：测竖角时仅用十字丝的中丝照准目标。观测步骤如下： ①在测站上安置仪器，对中、整平； ②盘左位置瞄准目标点，使十字丝的中丝准确的切于目标顶端； ③转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中。
1 1 （ 左 右） （ [ R L) 180 ] 2 2
0 时，为仰角； 0 时，为俯角。
由于竖盘指标偏离了正确位置，使视线水平时的竖盘读数大 了或小了一个数值x，称这个偏离值 x为竖盘指标差。
270 180 90
• 当指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，
分： 直读测微尺标示数字（2位）
H
214
6 5
4
215
3
2
1
0
6
5
4
3
2
1
0
63
V
64
3. 经纬仪的使用——整平、对中
整平的目的：使仪器的竖轴竖直，并
使水平度盘居于水平位置。
对中的目的：使仪器的水平度盘中心 与测站点标志中心在同一铅垂线上；
使用光学对中器安置经纬仪
竖轴中心
棱镜
物镜 分划板 目镜
一测回平均方向值 盘 左 盘 右 180 2


站点 1 第一 测回 A B C D A
读 盘左 2 ° ′ 3 ″
数 盘右 4 ° ′ 5 ″
同一方向上半测回与下半测回的方向
值之差称为两倍照准差（也称2C值）
2C 盘左读数 (盘右读数 1800 )
2C值产生的原因：
横轴 照准差C 实际视准轴位置 理论视准轴位置
C
C
1.光学经纬仪的主要部件 水准器
L
O
零点
调节方法与水准仪相同；
O
长水准管在两个相互垂直的方向水平，
L1
代表仪器精平。
1.光学经纬仪的主要部件 度盘：水平读盘和竖直度盘
光学经纬仪的水平度盘和竖直度盘用玻璃制成，在度盘平面的
圆周边缘刻有等间隔的分划线，两相邻分划线间距所对的圆心 角称为度盘的格值，又称度盘的最小分格值。 一般J6光学经纬仪的度盘格值为1°。 不足一个分格值的角值采用光学测微器测定。
水平度盘
保护玻璃 光学垂线
仪器对中
1.调节架腿位置，使对中器 对准测站标志中心。(采实)
仪器整平
2.伸缩三脚架的架腿高度， 使照准部大致水平。
3.平移(不可旋转)基座，精 确对中。
4.通过脚螺旋，调整照准部 的水平状态。
三、角度观测方法 1.水平角观测——测回法
仅适用于观测两个方向形成的单角
目的：测量BA、BC两方向间的水平角
对同一台仪器，竖盘指标差在同一段时间内的变化应该很少，故可视为定 值。当用仪器向各个方向以盘左盘右位置观测竖角后，则同一测回观测结 果的指标差应该相等。但由于仪器误差、观测误差和外界条件的影响，使 计算出的指标差发生变化。通常规范规定了指标差变化的容许范围，如J6 经纬仪指标差变化容许值为25秒，如果超限，则应重测。
竖角观测记录
测站 点 仪器 高/m 觇点 九峰 山 No4 1.43 葛岭 王家 湾 觇标 高/m 4.10 4.40 3.82 竖盘 位置 左 竖盘读数 º ' " 59 20 30 指标差 " 15 12 18 半测回竖角 º ' " 30 39 30 一测回竖角 º ' " 30 39 45 18 16 00 -34 03 24 照准觇标 位置图 觇标顶 觇标顶 觇标顶
读取竖盘读数，并记录；
④盘右位置照准目标同一部位，步骤同②、③，读取竖盘读数R，
并记录。
三丝法 测竖角时，盘左及盘右一律按上、中、下丝的次序照准目标 进行读数，这种测法称三丝法。 三丝法可减弱竖盘分划误差的影响。 由于上、下丝与中丝间所夹视角大约为17'，所以由上、下丝 观测值算得的指标差分别约为-17'和+17'。
153 32 48 214 06 12 0 01 18 333 32 48 34 06 06 180 01 18
153 31 36 30
214 05 00 04 48
153 31 33
214 04 54
半测回归零差 限差
盘左 01 12 6 盘右 01 18 6
10′的倍数。因此在分微尺 上可直接读到，估读到 0.1′，即6″