第四章 角度测量(2010)

第二节 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
（二）水平度盘部分
水平度盘用来测量水平角，它是一个圆环形的 水平度盘用来测量水平角， 光学玻璃盘，圆盘的边缘上刻有分划。分划从 光学玻璃盘，圆盘的边缘上刻有分划。 按顺时针注记。水平度盘的转动通过复测扳手
或水平度盘转换手轮来控制。 或水平度盘转换手轮来控制。 DJ6光学经纬仪使用的是度盘转换手轮，在转 换手轮的外面有一个护盖。 换手轮的外面有一个护盖。要使用转换手轮的 时候先把护盖打开， 时候先把护盖打开，然后再拨动转换手轮将水 平度盘的读数配置成我们想要的数值。 平度盘的读数配置成我们想要的数值。不用的
第二节 光学经纬仪
二、 DJ6读数方法
J6 经纬仪采用“分微 尺测微器读数法”， 尺测微器读数法” 分微尺的分划值为 1ˊ， ˊ 估读到获 0.1ˊ ( 即： ˊ 6") 。如图，水平度盘 如图， 读数为： ° ˊ 读数为：73°04ˊ24"。 “ H ”——水平度盘读 水平度盘读 数， “ V ”——竖直度 竖直度 盘读数。 盘读数。
差。
第二节 光学经纬仪
一、经纬仪概述
世界上的第一台光学经纬仪是瑞士Wild生产的 世界上的第一台光学经纬仪是瑞士Wild生产的， 生产的， 目前Leica(原Wild厂 目前Leica(原Wild厂)生产的经纬仪按其精度划 分的型号为： 分的型号为：
T —Theodolite（经纬仪）。以秒为单位的一 Theodolite（经纬仪）。 ）。以秒为单位的一 测回方向观测中误差分别为±0.5″、 1″、 测回方向观测中误差分别为±0.5″、±1″、 2″、 6″、 16″。 ±2″、±6″、±16″。
第二节 DJ6光学经纬仪及其安置
四、经纬仪的安置
内容及要求： 内容及要求： 对中 (centering) ±小于 3mm 整平 (leveling) 小于 1 格
第二节 光学经纬仪
四、经纬仪的安置
（一）架设仪器： 架设仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平， 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋 紧连接螺旋。 紧连接螺旋。
四、经纬仪的安置
（三）整平： 整平： 目的：使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。 目的：使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据 水平角的定义， 水平角的定义，水平角是两条方向线的夹角在 水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。 水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。 粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 检查并精确对中：检查对中标志是否偏离地面 如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋， 点。如果偏离了，旋松三角架上的连接螺旋， 平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中 拧紧连接螺旋。 心，拧紧连接螺旋。 精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。
第一节 角度测量原理
如图， 角就是从地面点O 如图，β角就是从地面点O到 目标点A 目标点A、B所形成水平角， O点也称为测站点。当望远 镜瞄准B点的时候， 镜瞄准B点的时候，指标就 指向水平圆盘上的分划b 指向水平圆盘上的分划b， 当望远镜瞄准C点的时候， 当望远镜瞄准C点的时候， 指标就指向水平圆盘上的分 划a，假如圆盘的分划是顺 时针的， 时针的，则水平角
一、水平角测量
（二）方向观测法 1、适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。 适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。 2、观测步骤：（如下图，有四个观测方向） 观测步骤：（如下图，有四个观测方向） ：（如下图 上半测回： （1）上半测回：选择一明显目标 A 作为起始方 零方向）， ），用盘左瞄准 配置度盘， 向（零方向），用盘左瞄准 A ，配置度盘， 顺时针依次观测 A 、 B 、 C 、 D 、 A 。 下半测回：倒镜成盘右， （2）下半测回：倒镜成盘右， 逆时针依次观测 A 、 D 、 C 、 B、A。 180° 同理各测回间按 180°/n 的差 来配置水平度盘。 值，来配置水平度盘。
时候一定要注意要把护盖盖上，避免不小心碰 时候一定要注意要把护盖盖上， 动转换手轮而导致我们的读数错误。 动转换手轮而导致我们的读数错误。
第二节 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
（三）基座部分 基座上有三个脚螺旋、圆水准器、支座、 基座上有三个脚螺旋、圆水准器、支座、连接 螺旋等。 螺旋等。圆水准器用来粗平仪器。
第三节 水平角测量以及竖直角测量
一、水平角测量
（一）测回法 2、观测步骤： 观测步骤： （4）逆时针旋转瞄准左边 A ，读取 a2 。 则下 半测回角值： 半测回角值： β2 =b2 -a2 计算角值。 ≤± 40“ （5）计算角值。若 β1 - β2 ≤± 40“ （图根级） 则有： 则有：
β = （β1 + β2）/2 β2）
备注
第三节 水平角测量以及竖直角测量
一、水平角测量 （一）测回法 3、记录格式 个测回，为减少度盘分划误差， 若要观测 n 个测回，为减少度盘分划误差， 180° 各测回间应按 180°/n 的差值来配置水平度 盘。 测回法测水平角方法，可小结如下： 测回法测水平角方法，可小结如下：
第三节 水平角测量以及竖直角测量
第三节 水平角测量以及竖直角测量
一、水平角测量
（二）方向观测法 3、记录、计算 记录、 两倍照准误差）： （1）2C 值（两倍照准误差）：
第二节 光学经纬仪
四、经纬仪的安置
（二）对中： 对中： 目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。 目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。 可以移动脚架、 可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对 准测站点的中心。 垂球对中、光学对中） 准测站点的中心。（垂球对中、光学对中）
第二节 光学经纬仪
第四章
角度测量
第一节 角度测量原理 第二节 光学经纬仪 第三节 水平角测量以及竖直角测量
要求： 要求：
掌握水平角观测的方法与成果整理； 理解水平角和垂直角观测原理。
第一节 角度测量原理
一、水平角测量原理 水平角测量原理 （一）定义：相交的两直线之间的夹角在水 定义： 平面上的投影。即地面上一点到两目标 平面上的投影。 的方向线投影到水平面上的夹角， 的方向线投影到水平面上的夹角，也就 是过这两方向线所作两竖直面间的二面 角。 水平角的取值范围： 水平角的取值范围：
第二节 光学经纬仪
① 转动仪器，使水准管与 1 、2 脚螺旋连线平行。 转动仪器， 脚螺旋连线平行。 ② 根据气泡位置运用法则，对向旋转 1 、2 脚螺 根据气泡位置运用法则， 旋。 ③ 转动仪器 90°，运用法则，旋转 3 脚螺旋。 90° 运用法则， 脚螺旋。 架头上移动仪器， ④ 架头上移动仪器，精确对中 脚螺旋精平。 ⑤ 脚螺旋精平。 反复④ 两步。 ⑥ 反复④、⑤两步。 旋转三个脚螺旋 进行精平的示意图
第一节 角度测量原理
（二 ）测量原理
当望远镜视线水平的时候， 当望远镜视线水平的时候，指标会指向竖直圆 盘上某一个固定的分划， 90° 如小图）。 盘上某一个固定的分划，如90°（如小图）。 当望远镜瞄准目标时，竖直圆盘随望远镜一起 当望远镜瞄准目标时， 转动， 转动，指标指 向圆盘上的另 一个分划。 一个分划。则 这两个分划之 间的差值就是 我们要测量的 竖直角。 竖直角。
β＝a-b
第一节 角度测量原理
二、竖直角测量原理 竖直角测量原理 （一）定义：在同一竖直平面内，目标方向线 定义：在同一竖直平面内，
与水平方向线之间的夹角成为竖直角（高 与水平方向线之间的夹角成为竖直角（ 度角）。当目标方向线高于水平方向线时， 度角）。当目标方向线高于水平方向线时，
称仰角，取正号，反之为俯角，取负号。 称仰角，取正号，反之为俯角，取负号。 竖角（高度角）取值范围： 竖角（高度角）取值范围：
经纬仪就是能同时满足以上必要条件的用于角度 测量的仪器。 测量的仪器。
第二节 光学经纬仪
一、经纬仪概述
经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。 经纬仪分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。 光学经纬仪在我国的系列为
D、J分别取大地测量仪器、经纬仪的汉语拼 分别取大地测量仪器、 音字头；数字为一个方向、 音字头；数字为一个方向、一测回的方向中误
调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读 调整照明反光镜，使读数窗亮度适中， 数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。 数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。
第三节 水平角测量以及竖直角测量
一、水平角测量
（一）测回法 1、适用：两个方向的单角（∠ AOB ）。 适用：两个方向的单角（ 2、观测步骤： 观测步骤： （1） 盘左瞄准左边 A ，配度盘 至 0°0X ′，读取 a1 。 （2）顺时针旋转瞄准右边 B ，读 则上半测回角值： 取 b1 。则上半测回角值： β1 =b1 -a1 。 倒镜成盘右， （3）倒镜成盘右，瞄准右边 B ，读取 b2 。
第一节 角度测量原理
根据水平角和竖直角测量原理， 根据水平角和竖直角测量原理，要制造一台既能够观 测水平角又能观测竖直角的仪器， 测水平角又能观测竖直角的仪器，它必须要满足几个 必要条件： 必要条件： 1.仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。 1.仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上。 仪器的中心必须位于过测站点的铅垂线上 2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上 2.照准部设备 望远镜）要能上下、左右转动， 照准部设备（ 下转动时所形成的是竖直面。 下转动时所形成的是竖直面。 3.要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划的 3.要具有能安置成水平位置和竖直位置并有刻划的 圆盘。 圆盘。 4.要有能指示度盘上读数的指标。 4.要有能指示度盘上读数的指标。 要有能指示度盘上读数的指标
第三节 水平角测量以及竖直角测量
一、水平角测量 （一）测回法 3、记录格式
测 盘 目 站 位 标 左 O 右 A B A B 水平度盘读数 °′″ 00 01 12 70 13 48 180 01 24 250 13 54 半测回角 一测回角 值 值 °′″ °′″ 70 12 36 70 12 33 70 12 30
第二节 光学经纬仪
四、经纬仪的安置
（四）瞄准与读数： 瞄准与读数： 1、目镜对光： 目镜对光：
目镜调焦使十字丝清晰。 目镜调焦使十字丝清晰。
2、 瞄准和物镜对光： 瞄准和物镜对光：
粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视 粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。 差。精瞄目标。 精瞄目标。
3、 读数： 读数：
第二节 光学经纬仪
四、经纬仪的安置
（三）整平 以光学对中整平法为例，其步骤如下： 以光学对中整平法为例，其步骤如下：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、大致水平大致对中：眼睛看着对中器，拖动 大致水平大致对中：眼睛看着对中器， 三脚架 2 个脚，使仪器大致对中，并保持 个脚，使仪器大致对中， “ 架头 ” 大致水平。 大致水平。 2、伸缩脚架粗平 ：根据气泡位置，伸缩三脚架 根据气泡位置， 2 个脚，使圆水准气泡居中。 个脚，使圆水准气泡居中。 3、旋转三个脚螺旋精平 ：按“左手大拇指法则” 左手大拇指法则” 旋转三个脚螺旋，使水准管气泡居中。 旋转三个脚螺旋，使水准管气泡居中。
第二节 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
DJ6光学经纬仪主要由照准部、 DJ6光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基 座构成。 构成。
第二节 光学经纬仪
一、DJ6光学经纬仪的构造
（一）照准部部分 包括： 用于瞄准目标，与水准仪类似， 包括：望远镜（用于瞄准目标，与水准仪类似， 也由物镜、目镜、调焦透镜、 也由物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板组 望远镜的旋转轴）、 形支架 成）、横轴（望远镜的旋转轴）、 U形支架 用于支撑望远镜）、 （用于支撑望远镜）、竖轴（照准部旋转轴的 几何中心）、 用于测量竖直角， 几何中心）、竖直度盘（用于测量竖直角，顺 时针或逆时针刻划）、 时针或逆时针刻划）、竖盘指标水准管（用于 指示竖盘指标是否处于正确位置）、 指示竖盘指标是否处于正确位置）、管水准器 用于整平仪器）、 （用于整平仪器）、读数显微镜（用来读取水 平度盘和竖直度盘的读数）、 平度盘和竖直度盘的读数）、调节螺旋等。