第4章 角度测量

0°
270°
ZC
ZA
AC水平线Fra bibliotek90 ° 180°
B
铅 垂 线
C
4.2 DJ6光学经纬仪

经纬仪的种类 1. 按构造原理和读数系统分为: 游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪
2. 按精度高低分为： DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60
3. 一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪
经纬仪外观
第4章 角度测量
4.1 水平角和竖直角测量原理 4.2 DJ6光学经纬仪 4.3 经纬仪的使用 4.4 水平角测量 4.5 竖直角测量 4.6 经纬仪的检验和校正 4.7 角度测量误差与注意事项

测量三项基本工作之一：角度测量 角度测量的仪器： 经纬仪 角度测量分为：水平角测量和竖直角测量 水平角测量目的：用于求算地面点的平面 位置 竖直角测量目的： 1. 测定地面两点的高差 2. 将地面两点的倾斜距离改化成水平距离
竖直度盘
DJ6经纬仪光路图
水平度
读数方法
1.分微尺测微——利用度盘刻度线，在分微尺上读数。 度盘上1度分划的间隔 经放大后，与分微尺全 长相等。 分微尺全长分60格，因 此其最小格值为1=60 。 读数时，秒数必须估读。 估读至0.1格，因此， 估读的秒数都应是6″的 倍数。 73
2 2
要求：
x 25
竖直角观测记录手簿
测 测 站 点 M M O 竖盘 位置 左 右 竖盘读数 °′″ 竖直角 °′″ 竖直角平均 指标差 ″ 值 °′″ 备注 竖盘为 顺时针 注记
72 23 30 +17 36 30 287 36 00 +17 36 00 +17 36 15 -15
N N
第2方向
A
C

2142312
B
2142303
2143342
A 第1方向
表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。 起始方向第一个读数应调成0⁰（或180⁰/N，N为测回数）； 分、秒数写足二位； 一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。
4.4.2 方向法(全圆测回法)
三、竖直度盘指标差
竖盘指标差——竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的 夹角 270 ⁰
0⁰
180 ⁰
x
90 ⁰
竖 盘 指 标 差
如果水准管气泡居中后指标线偏离标准位置x，则
竖直度盘“盘左读数”+“盘右读数”≠360°；其差 数=2x。X称为竖直度盘的“指标差”

盘左: α =(90°+x)-L= αL +x 盘右: α =R-(270°+x)= αR -x 有： (90°+x)-L = R-(270°+x) 即指标差x: x R L 1 ( R L 360 )
0 02 00 180 02 12
0 00 00
0 00 00
52 33 40 91 21 25
52 31 34 91 19 19
52 31 37 91 19 22
D 138 42 30 318 42 50 A A
2 O B 142 33 00 322 33 00
-20 -12 -10
0
138 42 40


1.对中——将仪器中心安置在过测
站点的铅垂线上。对中 误差3mm。 垂球对中步骤： 粗略对中：移动三脚架，使垂球尖 离测 站中心12cm内； 精确对中：稍微松开中心螺丝，在 脚架 头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖 精 确对中测站标志中心，旋紧中心螺 丝。





光学对中步骤

水平度盘读数： 73 04 24″
0
1

光学 经纬 仪的 读数测微 系统

测微尺的0分划线是“指标线” 测微尺60格的长度=度盘相邻分划线象间隔的宽度



2.平行玻璃板测微 ——利用测微手轮，用指标线读数
平行玻璃板与分微尺由测微手 轮控制。转动测微手轮，使度 盘像移动，则移动量可在 分微尺上读出。 平行玻璃板最大调节范围为30分， 分微尺全长刻度也等于30分。 操作时，调节测微手轮，使度盘 某度(或某30分)的刻度线居中于 双线读数指标，双指标线所夹刻 度的度数 (或30分)加上分微尺 读数，即为该方向的读数。
计算步骤：
（1）两倍照准差2c，有 2c = 盘左读数-( 盘右读数±180°） （2）各方向的平均读数有 平均读数=1/2［盘左读数+(盘右读数±180°)] （3）归零后方向值有 归零方向值=方向平均读数- 起始方向平均读数 （4）各测回归零后方向值的平均值 （5）将相邻两方向值相减，得到水平角值
水平角观测记录（测回法）
测 目 竖盘 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均角值 站 标 位置 ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ A 1 O B 左 右 左 右 0 12 12 72 08 48 71 56 36 71 56 33 71 56 30 71 56 42 71 56 36 备 注
竖直度盘与读数指标
盘左 盘右 270 0
90
180
180 180
0
90
270

构造特点 竖盘随望远镜一起转动。 竖盘与读数指标相互脱离。 读数指标与竖盘水准管固定在一起，气泡居中， 指标铅垂。 视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数： 盘左时一般 L0=90 ，盘右时一般 R0=270 。
方向法-记录计算
测 站 目 标 A 水平度盘读数 盘 左 ° ′ ″ 0 02 00 盘 右 ° ′ ″ 2C ″ 平均方向值 ° ′ ″ (0 02 06) 0 02 05 归零 方向值 ° ′ ″ 各测回平均 备 方向值 ° ′ ″ 注
180 02 10
-10 0 -10
1
O B C 52 33 40 232 33 40 91 21 20 271 21 30
βL -βR <=40
A
B A 2 O
180 12 00
252 08 30 90 08 42
B
A B
162 05 24
270 08 30 342 05 06
71 56 39
71 56 36
水平角观测记录（测回法）
C
竖盘 测站 目标 位置 左 B 右 A C 1801118 2142254 343412 水平度盘 读 数 01030 半测回角 一测回 平均角
2.整平——使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水
平， 竖盘位于铅垂面内。整平误差1格。
用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调 节水准管气 泡居中(反复)。

4.4 水平角测量


3.4.1测回法 用于测量两个目标所构成的水平角 3.4.2方向法 用于测量三个及其以上目标所构成的水平 角
4.4.1 测回法

4.1 水平角和竖直角测量原理
水平角是指相交的两条直 线在同一水平面上的投影 所夹的角度,或者说分别过 两条直线所作的竖直面所 夹的二面角。一般用β表示。 其值范围：0～360°。 水平角值为两个方向值之差。 β =a-b

竖直角

在同一竖直面内，倾斜视线与水平方向线之间的夹角。 一般用α表示。其值范围：0～±90°。仰角时为正，俯 角为负。 竖直角值也为两个方向值之差，但其中水平方向是固 定的，为常数。 α=目标读数-水平读数 A 天顶
DJ6光学经纬仪的构造
DJ6光学经纬仪的构造
1. 主要部件及作用
(1)基座 用于支承仪器,连接三脚 架,悬挂垂球或光学对中, 利用三个脚螺旋可整平 仪器。 (2)水平度盘 0~360度顺时针刻划， 最小分划值为1度 (3)照准部
.ＤJ6光学经纬仪外观图



基座——用于支撑仪器上部，连接三角架。 照准部——包括望远镜、水准器、照准部旋转轴、横轴、支架、光 学读数装置及水平和竖直制动和微动螺旋等。 1. 望远镜、水准器——同水准仪。 2. 光学读数显微镜——从中可以看到水平和竖直度盘成像，读出 读数。 3. 照准部旋转轴、横轴——望远镜可以随照准部在水平方向 360°旋转、绕横轴在竖直方向360°旋转。水平、竖直制动和微 动螺旋可以控制其旋转。 度盘——有水平度盘和竖直度盘，皆由光学玻璃制成。 水平度盘水平放置，照准部旋转时固定不动，可用度盘变换手轮 配置其起始读数。竖直度盘竖直固定在横轴上，随望远镜一起转 动。 读数装置——分微尺测微器，可直接由读数显微镜中看到水平和竖 直度盘及分微尺的成像，并可直接读数，最小读数为0.1‘ 或 6“。
二、竖直角观测与计算
根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，保证仰角为 正、俯角为负。
左 L 90
右 270 R
αL = L －90°
左 L 90
αR = 270－ R



①在角顶O上安置经纬仪，对中整平后，盘左位置 照准目标顶端，调竖盘指标水准管气泡居中，读数L； ②盘右照准目标，调竖盘指标水准管气泡居中，读 数R ；以上读数记入手簿中。 以上为一个测回观测，为提高精度，可按上述方法 观测n个测回。 ③ 计算竖直角： αL = L －90° αR = 270°－ R α =(αL﹢ αR) / 2
左 右
95 21 48 -5 21 48 264 37 42 -5 22 18
-5 22 06
-15
4.6 经纬仪的检验和校正

一、经纬仪应满足的轴线条件 二、经纬仪的检验与校正
4.6.1.经纬仪的轴线及其应满足的条件




在角顶O上安置经纬仪，对中整平 盘左测回 先用盘左位置照准起始目标A，配度盘： 转动度盘变换手轮配置读数为0°04′左右，然后读出读数aL； 顺时针转动照准部瞄准目标B，读数bL； 盘右测回 B A 倒镜逆时针盘右照准目标B，读数bR ； 逆时针转动照准部瞄准目标A读数aL； 以上读数记入手簿中。 数据计算： βL = bL－aL βR = bR－aR o 若βL -βR <=40 ,则β =(βL﹢ βR) / 2 以上为一个测回观测，为提高精度，可按上述方法观测n个测回， 但每测回盘左起始方向应按180°/n 配置度盘起始读数。