《测量学》第3章 角度测量

水平
分微尺全长分60格，
73
72
因此其最小格值为：
0 1234 56
1′= 60″
读数时，估读至0.1格
(6″)，因此，估读的
秒数应是6″的倍数。
如图所示
73
水平度盘读数： 0 1
73°04 24″
75
0 1234 56
87
86
竖直
读数镜视场
16
2.平行玻璃板测微
b).平行玻璃板测微
利用测微手轮，移动度盘分划像使与指标线重合，
75
21
电子经纬仪的显示屏度盘读数和控制键
竖盘读数 (天顶距) 水平度盘
读数 操作按钮
电源开关
75
22
§3-3 水平角观测
水平角观测
一、经纬仪的安置 对中 — 整平 — 瞄准 — 读数
掌握对中、整平、瞄准、读数的方法与要求。 对中整平经纬仪后，用纵丝和(或)横丝对准竖 立于地面点上方标志；粗瞄,制动,微动精确瞄 准，然后进行度盘读数。
到第2方向所成的角度，观测时必须首先确定起始
方向，然后按照“测回法”的次序观测。
75 水平角β总是右方向读数减去左方向读数而得29。
测回法水平角观测记录
测站
竖盘 位置
目标
水平度盘 读数
半测回角
一测回 平均角
水平角观测记 录
第1方向 第2方向
J
K
J 左
0°0418 74°1924
K 74°2342 B
(a) 92°17′35″ (b)
度盘窗口读数 ＋ 测微窗口读数
75
17
四、DJ2光学经纬仪及其读数
1
8
9
2
18
10
3
11
12
19
4
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5
wk.baidu.com
5 6
16
7
17
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18
提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数
DJ2级光学经纬仪
T2经纬仪
（2秒级）
75
19
、DJ2光学经纬仪的读数 四
DJ2光学经纬仪的 读数
与水平视线的夹角(也称竖直角),水平线方向为0°
α = 0°～ ±90°，仰角为正，俯角为负。
天顶距—
天顶
视线与铅垂线 垂直度盘
ZA
的夹角 Z，以
ZC
天顶方向为0°
ba
Z = 0°～ 180°
Bc
A
αA（＋） 水平线 αC（－）
垂直角与天顶距的关系： 铅
α = 90°- Z
垂 线
75
C
4
§3-2 经纬仪的构造及度盘读数提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数
二、水平角观测
要求掌握“测回法”和“方向观测法”观测水 平角的仪器操作方法、观测程序、记录和计算 方法。
75
23
一、经纬仪的安置 C
A
（一）对中—
将仪器中心安置在通过地面点
b
标志中心的铅垂线上。
1.用垂球对中
B
粗略对中：移动三脚架，使垂球尖
离标志中心1～2cm内，踩实脚架； 连接螺旋
精确对中：稍微松开中心连接螺旋，
水准管(分划值30″/ 2mm) 基座
纵轴(插入水平度盘轴套) 脚螺旋
75
望远镜内 十字丝像
望远镜
照准部
13
(三) 水平度盘和垂直度盘 3.水平度盘
度盘由光学玻璃高精度刻制分划而成
水平度盘
纵轴套
顺时针0°～ 360°刻度；
仪器整平，水平度盘水平。
水平度盘套于纵轴套外围，
改变度盘位置，要使用复
测扳手或度盘变换手轮。
A
C
E
测站
盘右(逆时针方向)
A- E- D- B- A
75
全圆方向法 32
表3-3 全圆方向法水平角观测记录
测 站
测 回 数
目 标
水平度盘读数
盘左
盘右
° ′ ″°′ ″
盘左盘右 2C 平均读数 ″ °′ ″
归零方向值 °′ ″
各测回归零 方向平均值
°′ ″
1
A0 B 51 D 131 E 182 A0
74°1915
右
K
254°2406 74°1906
J 180°0500
b
B
测站
第一个方向读数应设置在0°、180°附近；分数和
秒数的整数应写足二位，例如 04′、06″等。
计算水平角，第二方向减第一方向，如果不够减则加
360°。
一测回中,不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。
75
30
测回法水平角观测记录
度盘变换轮使其交替出现。取分秒数 对径分划线重合
水平读盘度数：
75
142°47′15.7″ 20
五、电子经纬仪的度盘读数
基本结构与光学经纬仪 相同，操作方法也基本 相同。
用编码度盘及光电扫描 技术在显示屏自动显示 度盘的读数。
可使水平度盘读数置零、 垂直角测量模式转换。
度盘读数显示屏
电源开关和操作按钮
一、经纬仪的等级和用途
DJ1级—
高级控制和精密工程 测量
DJ2级—
一般控制和工程测量
DJ6级—
图根控制、工程测量 和地形测量
75
5
经纬仪系列的技术参数和用途
技术项目
一测回水平 方向中误差
望远镜有效 孔径不小于 望远镜放大 倍数不小于 水准管 水平度盘 分划值 垂直度盘
DJ1 ±1 60mm
30× 6/2mm 10/2mm
于基座轴套内，基座脚螺旋
用于整平仪器； 照准部
基座底板上有 平盘水准管
螺孔，用连接 螺丝与三脚架
水平度盘 基座轴套
基座
固连。
脚螺旋
底板
75
1.基座
连接螺孔 12
(二) 照准部
左右支架，支承横轴 横轴与垂直度盘(竖盘)和 望远镜固连 照准部(水平)制微动螺旋 垂直度盘 望远镜(竖直)制微动螺旋 横轴 望远镜：倒像或正像，放 支架 大物读率镜数2调 显6焦 微～，镜30倍十(望字，远丝目镜镜旁调)焦水，水平纵准度轴管盘
15
14
1
2 16
度盘和光学分微尺，
3 8
最终到达读数显微镜 成像，进行度盘读数。
7 4 6
5
22
23
24
25
水平度盘
21
75
15
J6光学经纬仪读数
J6光学经纬仪读数
两种读数测微装置：分微尺与平行玻璃板测微
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。
垂直度盘和水平度盘类似， 水平度盘
0B
装于横轴一端，位置垂直于
270B
水平度盘。
180B
75
90B
14
(四) 度盘读数装置和读数方法 4.J6经纬仪的 读数装置
J6经纬仪的读数装置 水平度盘读数
竖盘读数
13
读数光路：
垂直度盘
由反光镜采光，经
19
20
12
过一系列棱镜反射，
9
10
11
18
穿越垂直度盘、水平 17
(1)安置三脚架，目估对中，
4
架头大致水平；
5 6
(2)对中器目镜调焦， 1
使十字丝清晰;物镜调 2
7
焦,使地面标志清晰；
8
(3)旋转脚螺旋使对 3
准地面标志,伸缩三脚
对准地面标志
架腿,使圆水准泡居中； (4)按水准管气泡精
确置平仪器； (5)在三脚架头平移
仪器,使对中误差<±1mm。
1.反射棱镜 2.水平度盘 3.仪器纵轴 4.物镜
第三章第四章
《测量学》
第三章
角度测量
75
1
§3-1 水平角与垂直角观测原理提要一水平角与 垂直角观测原理
两种角度：
水平角 用于确定点的平面位置,计算坐标; 竖直角 用于两点间高差计算,斜距改算成
平距。
测角仪器： 经纬仪、电子全站仪
一、水平角观测原理
二、垂直角观测原理
75
2
一、水平角观测原理
1.水平角观 测原理
在脚架头上移动(不要旋转)仪器，
使垂球尖精确对准地面标志中心，
旋紧连接螺旋。对中误差<±2 mm。
注意:脚架头首先要放平,三个脚螺旋
基本等高,脚架适当踩实,调节垂球尖
垂球
高度，使尽量接近标志，便于判断。 地面标志
B
75
24
三 脚 架 和 垂 球
75
垂球对中
25
2.用光学对中器对中
光学对中器的结构： 操作步骤：
在度盘窗口和测微窗口读数。
平行玻璃测微器： 平行玻璃板与
分划与指标 线重合前
分划与指标 线重合后
分微尺由测微
10
15
15
20
手轮控制。转 动测微手轮，
94 93 91 90
94 93 92 91 90
使度盘像移动，
而与指标线重
7 65 43
65 43
合, 移动量可 在测微器上读出。
水平度盘读数：
读数方法为：
0 00 51 13 131 52 182 00
00 25 04 25
0 00 00 51 13 28 131 52 02 182 00 22
75 33
全圆方向法观测的计算和限差(R—方向值)
(1)半测回归零差
盘左或盘右半测回中,开始和结束两次瞄准起始方向 的读数之差,称为归零差。对于J2级应<8″,J6级应<18″
主要特点：
（1）采用度盘对径分划重合法读数，相当于取度盘
直径两端相差180°处两个读数的平均值，可以抵消照
准部偏心误差的影响。 （2）设置双光楔测微器，
可使度盘对径的分划线像重
度盘读取 度数及十分数
合；可以从测微分划尺上读
142
143
出分秒数。
4
71
（3）在读数显微镜中
只能看到水平度盘或垂直
72
度盘一种影像，但可以用 测微器读 旋转测微器使度盘
第2方向 C 水平角观测记录大 角
测站
竖盘 目标 位置
水平度盘 读数
半测回 一测回 角 值 平均角值
A 0°1030
B
左
C 214°3342 214°2312 214°2303
A 180°1118
右
214°2254
C 34°3412
b
B
测站
A 第1方向
表中盘右C读数小于A读数，不够减，则C读 数应加360°后再减A读数，而得盘右角值。
00 13 52 00
00 30 00 18
C
2
A 90 B 141 D 221 E 272 A 90
03 17 55 04 03
30 00 42 00 36
270 321 41 92 270
03 16 55 03 03
24 54 30 54 36
+6 +6 +12 +6 0
(90 03 32) 90 03 27 141 16 57 221 55 36 272 03 57 90 03 36
盘左、盘右测得角值之差小于±40″，则取
其平均值。
75
31
(二) 方向观测法
方向观测法
一个测站观测3个或3个以上方向时，采用方向
观测法。观测从零方向开始，最后再回到零方向
(水平方向旋转一圆周)。
因此,方向法也称为：
B
“全圆方向法”
D
例：观测A,B,D,E 四方
向的瞄准读数次序：
盘左(顺时针方向)
A- B- D- E- A
1.基座—
包括脚螺旋
和底板
2.水平度盘— 照准部
包括玻璃度盘 和纵轴套
3.照准部—
包括水准管,支架,
水平 度盘
基座
横轴，竖盘和望远镜
75
10
三、DJ6级光学经纬仪 二.DJ6经纬仪的 构造
垂直度盘 望远镜 照准部
水平度盘 基座
基座、照准部、望远镜、水平度盘
垂直度盘、读数装置
75
11
(一) 基座
水平度盘旋转轴(纵轴)插
75
7
提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数
光学经纬仪
T2 经纬仪 （2″级）
75
8
电子经纬仪
苏州光学仪器厂 DJD系列电子经纬仪 （2″级和6″级）
基本结构与光学经纬仪 相同；操作方法也基本 相同。
用微电子技术自动显示 度盘的读数。
75
9
二、经纬仪的构造
经纬仪的构造分为三大部分（由下而上）：
02 15 54 02 02
06 42 12 24 12
180 231 311
2 180
02 15 54 02 02
00 30 00 24 06
+6 +12 +12
0 +6
(0 02 06) 0 02 03 0 51 15 36 51 131 54 06 131 182 02 24 182 0 02 09
水平角— 从一点A到两个目标B,C的方向线,
垂直投影到水平面上所成的夹角,顺时针计算
b= c - a
0°< β < 360°
β也是包含 BA、BC
视线的两个铅垂面之 间的两面角。
水平度盘
oa
b
b
c
A
B
铅
铅
C垂
垂
线
线
B1
水平面
b
A1
C1
75
3
二、垂直角观测原理
2.垂直角观测原理
垂直角— 在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线
气泡居中。容许的居中偏差应小于一格。
75
27
二、照准标志及瞄准方法
瞄准
用望远镜的纵丝和(或)横丝精确瞄准目标
标杆
瞄测准钎目标的标志觇牌中心 挂垂球线
（地面点之上安置各种不同形式的测量标志）
操作步骤：
粗瞄、制动、调焦消除视差、水平和(或)垂直微动精确 瞄准。垂直竖立的标志尽量瞄准目标下部，减少由于目 标不铅垂而引起的方向误差。
75
28
三、水平角观测方法 第1方向
(一) 测回法
J
第2方向 测回法观测水平角
K
观测程序：
盘左： 瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左
b左=k左-j左
盘右： 瞄准K，读数k右 瞄准J，读数j右
b右=k右-j右
精度要求：β左-β右 < ±40" 取: b = (b左+b右)/2
b
B
测站
水平角β是从起始方向(即第1方向)顺时针转
经纬仪等级 DJ2
±2
40mm
DJ6 ±6 40mm
28×
20/2mm 20/2mm
26×
30/2mm 30/2mm
主要用途
二等平面控制 测量及精密 工程测量
三、四等平面 控制测量及 一般工程测量
图根控制测量 一般工程测量 及地形测量
75
6
光学经纬仪
提要二光学经纬仪 的构造 及度盘读数
DJ6经纬仪 （6″级）
5.调焦透镜 6.调焦环 7.目镜 8.对中分划板
75
26
(二) 整平 — 使仪器纵轴铅垂，水平度盘水整平 平，
横轴水平，竖盘位于铅垂面内。
3
3
1
2
1
2
转动照准部使水准管 平行一对脚螺1、2,相对 旋转使气泡左右移动而居中
转动照准部90°旋转另 一脚螺旋3,使气泡前后移
动而居中
按左手大拇指法则，转动脚螺旋，使水准管