角度测量的原理及其方法
第3章 角度测量

第3章经纬仪及其角度测量3.1 角度测量原理角度测量是测量工作的重要内容之一。
角度测量的目的是测定地面点连线之间的空间位置关系,以此来确定点的平面坐标和高程,它包括水平角测量和竖直角测量,所采用的仪器为光学经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。
本章重点介绍光学经纬仪及其角度测量方法。
3.1.1 水平角测量原理图3-1 水平角测量原理从一点到两个目标的方向线在水平面上的垂直投影所构成的角度,称为水平角。
或者说,空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影,称为水平角。
如图3-1所示,A、B、C为三个高度不同的地面点。
根据水平角的定义,将A、B、C三点分别沿铅垂方向投影到水平面上,其投影线ab和ac∠所构成的角∠cab,即为方向线AC、AB所夹的水平角。
注意:两直线AC、AB的空间夹角CAB 并不是水平角。
为了测定水平角值的大小,可以在过顶点A的铅垂线上任意点安置一个有刻度的水平圆盘,称之为水平度盘。
度盘中心O位于过A点的铅垂线上。
则方向线AC、AB在水平度盘上的垂直投影On、Om,在水平度盘上的读数分别为n和m,若将水平度盘按顺时针刻划,则所求的水平角β就是两个读数之差,即:β(3-1)=nm-经纬仪就是根据上述测角原理来设计的。
在仪器上设置一个带有刻划的水平圆盘和在圆盘上读数的指针,将度盘中心与经纬仪的竖轴处于同一铅垂线上。
观测水平角时,安置仪器在测点正上方,使水平度盘中心处在过测点的铅垂线上,通过装置在经纬仪上的望远镜瞄准目标,提供两方向线;当望远镜高低变化时,其视准轴在同一铅垂面内变动,从而提供上述两条方向线在水平读盘上的垂直投影,通过经纬仪中的读数装置读取两投影线在度盘上的方向值,两者之差即为所测的水平角。
这就是经纬仪水平角测量的基本原理。
3.1.2 竖直角测量原理竖直角是指同一铅垂面内某方向线与指标线(包括水平线或铅垂线)之间的夹角。
当指标线为水平线时称其为倾角;指标线为铅垂线的天顶方向时称其为天顶距。
测量学课件角度测量
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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 。
(2)竖直角的观测与计算
盘左 270
盘右 90
180
0
0
180
90
270
• 竖直角观测
仪器对中整平后,盘左位置,十字丝横丝精确切准目标顶部。
转动竖盘水准管微动螺旋,使竖盘水准管气泡居中。
读取盘左读数 L,得上半测回竖角:L 90 L
741924 741915
741906
第2方向
K
B 测站
起始方向第一个读数应调成0或180/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。
三、水平角测量
1.测回法
(1)上半测回(盘左又称正镜) 左 b1 a1
(2)下半测回(盘右又称倒镜)右 b2 a2
C
A
对中、整平、瞄准、 读数
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。
B
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:对准、调平、整平、对中
(3)照准部
DJ6光学经纬仪 DJ6光学经纬仪外观图
3.2.1 DJ6光学经纬 仪 1.DJ6光学经纬
仪外观图
2. 主要轴线和几何条件
• 主要轴线 (1)望远镜视准轴CC (2)仪器横轴HH (3)照准部水准管轴LL (4)仪器竖轴VV • 几何条件 (1)LL垂直于VV (2)VV垂直于HH (3)HH垂直于CC (4)十字丝竖丝垂直于HH
03第三章角度测量
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能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计
制造的测角仪器。
二、竖直角测量原理
• 1、竖直角的概念 • 观测目标的方向(视线)与同一竖直
面内的水平线之间的夹角,称为该方 向线的竖直角,又称垂直角、倾角。 通常用δ表示。其角值范围为0˚~ ±90˚。 • 仰角:其角值为正;俯角:其角值为负。
•
盘左时,δ=90º-L
•
盘右时,δ=R-270º
• 5、记录与计算
竖直角记录计算表
测 站
目 标
竖盘 位置
竖盘读数 °′″
半测回垂直角 °′″
指标 差
″
一测回垂直角 °′″
备注
12 3
4
5
6
7
8
OA OB
左 95 22 00 -5 22 00
-36 -5 22 36
右
264 36 48
-5 23 12
返回
经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具有测钎、 标杆和觇牌等。
返回
A
O B 返回
A
o o o
B
返回
三、竖直角观测
• 1、瞄准
B
+α –α
图3-16 垂直角测量瞄准
O A
图3-11 垂直角测量原理
竖直角观测
• 2、指标水准管气泡居中
• (现在的仪器都有竖盘自动归零装置)
• 3、读数L、R
• 4、竖直角计算公式
2.水平角测量原理
• 如图3-1所示,可在O点的上方任意高度处,水平安置一 个带有刻度的圆盘,并使圆盘中心在过O点的铅垂线上; 通过OA和OB各作一铅垂面,设这两个铅垂面在刻度盘 上截取的读数分别为a和b,则水平角β的角值为:
第三章 角度测量
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备注
测站
目标
竖盘 位置
水平度盘读数 (°′″)
半测回角值 (°′″)
一测回平均角值 (°′″)
A 一测回 C
左
0 06 24 111 46 18
111 39 54
111 39 51
B
A右 C
180 06 48 291 46 36
111 39 48
测站 竖盘位 目标 水平度盘读数( 半测回角值( 一测回平均值 各测回平均角
B
258 49 06
测站
目标
竖盘 位置
水平度盘读数 (°′″)
半测回角值 (°′″)
一测回平均角值 (°′″)
各测回平均值 (°′″)
A 左
0 01 24
112 56 48
B
112 58 12
一测回1
112 57 03
A
180 01 48
右
112 57 18
B
292 59 06
A
90 03 48
3、物镜对光:调节物镜对光螺旋使目标影像清晰可见, 并注意消除视差
4、精确照准目标:单丝平分目标,双丝夹准目标
(三)读数:分微尺测微器读数(6秒的正倍数)
二、水平角的观测方法 水平角的观测方法有:测回法 (两个方向的单角)、
方向观测法(多方向)、复测法(提高测角精 度),在建筑工程测量中多采用测回法。
竖直角的角值
1 2
左
右
工程测量》竖直角测量的记录
盘左半测回角值:αL= 90º- L αL= 90º- 84°12′24″
竖盘为顺时=针5°刻4划7′ 如36右″ 图:
竖角测回值,即
第3章 角度测量(水平角测量)讲解
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1. 测回法(Method of Observation Set)
在测站点B安置经纬仪,按下列顺序进行观测:
(1)盘左位置精确瞄准左方目标C,并读数;
(2)松开照准部制动螺旋,顺时针旋转照准部,精 确瞄准右方目标A,并读数。此为上半测回观测 (即盘左观测)。
三、电子经纬仪(Electronic Theodolite)-自己去看看
电子经纬仪的轴系、望远镜和制动、微动构件 与光学经纬仪类似,不同之处在于电子经纬仪 用微处理机控制的电子测角系统代替光学读数 系统,能自动显示测量数据并存储。
2. 编码度盘测角系统
将度盘均匀分成16个区间,从里到外有四道环 (码道)。每个区间的码道分为白色透光区(或 导电区)和黑色非透光区(或非导电区)。设透 光为0,非透光为1,则区间的状态可用二进制编 码表示,见下表。
间的夹角越小,条纹越
粗,即相邻明条纹
(或暗条纹)之间的间
隔越大。条纹亮度按正
弦周期性变化。
设d是光栅度盘相对于固定光栅的移动量,ω是莫尔条纹在 径向的移动量,两光栅间的夹角为θ,则其关系式为:
d cot
由上式可见,只要两光栅之间的夹角较小,很小的光栅 移动量就会产生很大的条纹移动量。
光栅度盘下面是一个发光管,上面是一个可与光栅度盘 形成莫尔条纹的指示光栅,指示光栅上面为光电管。若发光 管、指示光栅和光电管的位置固定,当度盘随照准部转动时, 由发光管发出的光信号通过莫尔条纹落到光电管上。度盘每 转动一条光栅,莫尔条纹就移动一周期。通过莫尔条纹的光 信号强度也变化一周期,所以光电管输出的电流就变化一周 期。
角度测量原理及方法
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适用于无法直接测量角度,但可以测量与角度相关的物理量的场合,如地形测量、空间定 位等。
组合测量法
定义
组合测量法是将直接测量法和间 接测量法结合起来,通过多种方 式共同完成角度测量的方法。
描述
组合测量法综合了直接测量法和 间接测量法的优点,既可以提高 测量精度,又可以简化计算过程。 这种方法通常需要使用多种测量 工具和计算方法,对使用者的技 能要求较高。
缺点是结构复杂、成本较高,需要专业操作和维护。
电子测角仪
电子测角仪是一种新型的角度测量工具,利用电子传 感器和计算机技术来实现角度测量。
输标02入题
电子测角仪通常由电子传感器、信号处理电路和显示 器等组成,通过电子传感器获取角度信号,再经过信 号处理电路处理后显示测量结果。
01
03
缺点是成本较高,需要专业操作和维护,同时对工作 环境和操作人员的技术水平有一定的要求。
在物理学中,角度测量是研究物体运动和力的方向和大小的基础,对于理解物理规 律和解决实际问题具有重要意义。
在工程学中,角度测量是实现各种机械、电子、光学等设备精确控制和测量的关键 技术之一,对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
02
角度测量原理
角度测量的基本概念
01
02
03
角度测量的定义
角度测量是测量两个方向 之间夹角大小的测量方法。
角度的单位
角度的单位是度(°),还 有分(')和秒(''),常 用于表示角的大小。
角度的表示方法
角度可以用十进制度数表 示,也可以用弧度表示。
角度测量的几何原理
三角形法则
正弦定理
通过三个方向上的测量,利用三角形 法则可以计算出两个方向之间的夹角。
建筑工程测量-第三章-角度测量
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❖ 其目的是使仪器的竖轴铅垂于控制点,其误差不 大于2mm。经纬仪中有用专用垂球来实现对中,也 有用光学对中器来实现的。
❖ (二)整平;
❖ 光学经纬仪的粗平与水准仪完全相同。但精平却 不同,它使用单根水准管来通过相互垂直调平来实 现。如下好仪器后,松开照准部和望远镜的制动螺
❖ 2、利用竖盘水准管微动螺旋,使竖盘指标水准管 气泡居中。
❖ 3、读取竖盘的读数L,并记录; ❖ 竖角a左=L—90°(其正负之别应符合实际情况) ❖ 4、望远镜处于盘右,读竖盘读数R;
❖ a右=270 °-R
❖ 竖盘的起始读数是个整数(90°或270°), 但由于安装、搬运震动等,竖盘指标不一定 在正确位置,而产生指标差。
❖ (一)测回法; ❖ 如下图所示,用测回法测∠AOC:
❖ 1、盘左位置(即正镜):观测者面对望远镜,竖直度盘在 望远镜的左侧。
❖ 测量目标点A,瞄准——读数,得a左A,并记录。同理, 测得a左C;并记录。
❖ β左=a左C—a左A ❖ 2、盘右位置(即倒镜):竖直度盘在望远镜的右侧; ❖ 同理测得a右C、a右A,并记录。 ❖ β右=a右C—a右A ❖ 注:计算水平角时,总是右目标的读数减左目标读数,因
❖ 1、水平度盘度盘;
❖ 水平度盘是在圆盘上刻在一周0度~360度顺时针 注记的分划线。每格为1度或0.5度,用来测量水平 角。
❖ 2、竖直度盘;
❖ 竖直度盘用来测竖直角。在圆盘上有一圈 顺时针向(或逆时针向)的注记的分划线, 每格为10'、 30'或20' 。
❖ 竖直度盘在仪器横轴一端,随望远镜一 起转动,而用来进行竖盘读数的指标则 不动,它只能通过竖盘水准管微动螺旋 作微小转动,以竖盘水准管气泡居中为 正确位置。
角度测量的原理及其方法讲解
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角度测量的原理及其方法角度测量原理一、水平角测量原理地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。
如图3-1所示,A、B、O为地面上的任意点,通OA和OB直线各作一垂直面,并把OA和OB分别投影到水平投影面上,其投影线Oa和Ob的夹角∠aOb,就是∠AOB的水平角β。
如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器,其度盘中心O′在通过测站O点的铅垂线上,设OA和OB两条方向线在水平刻度盘上的投影读数为a1和b1,则水平角β为:β= b1 - a1(3-1)二、竖直角测量原理在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。
如图3-2所示,视线在水平线之上称为仰角,符号为正;视线在水平线之下称为俯角,符号为负。
图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测量原理图如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器,其竖盘中心通过水平视线,设照准目标点A时视线的读数为n,水平视线的读数为m,则竖直角α为:α= n - m (3-2)光学经纬仪一、DJ6级光学经纬仪的构造它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。
现将各组成部分分别介绍如下:1.望远镜望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同,是用来照准远方目标。
它和横轴固连在一起放在支架上,并要求望远镜视准轴垂直于横轴,当横轴水平时,望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。
为了控制望远镜的俯仰程度,在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和微动螺旋。
在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋,以控制水平方向的转动。
当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后,转动微动螺旋,望远镜或照准部才能作微小的转动。
2.水平度盘水平度盘是用光学玻璃制成圆盘,在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。
相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。
度盘固定在轴套上,轴套套在轴座上。
水平度盘和照准部两者之间的转动关系,由离合器扳手或度盘变换手轮控制。
利用三角测量法进行角度测量
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利用三角测量法进行角度测量在测量学中,角度测量是一项重要的技术,具有广泛的应用领域。
而三角测量法作为一种常用的角度测量方法,其原理和应用备受关注。
本文将介绍三角测量法的原理、测量仪器以及实际应用,以及在不同领域的一些案例。
一、三角测量法的原理三角测量法是以三个已知边长的三角形为基础,通过测量其三个内角的大小,来计算出未知角度的一种方法。
这种方法基于三角形内角和等于180度的定律,可以通过简单的几何运算和三角函数来计算未知角度的大小。
三角测量法的原理可以归纳为以下几点:1. 选择基准线:在进行三角测量时,首先需要选择一个基准线,作为计算角度的参考。
通常选择两条直线之间的夹角作为基准线。
2. 测量边长:接下来,需要测量三角形的各个边长,这些边长可以使用直尺等测量仪器进行测量。
3. 计算角度:根据三角形内角和等于180度的定律,可以通过余弦定理、正弦定理等三角函数关系来计算未知角度的大小。
二、三角测量法的仪器在进行角度测量时,需要使用一些专门的测量仪器来进行观测和计算。
以下是一些常用的三角测量仪器:1. 三角板:三角板是一种用于测量角度的仪器,通常由透明塑料或金属制成。
它上面刻有一系列角度刻度,可以通过对齐需要测量的角度来确定角度的大小。
2. 光学角度测量仪:光学角度测量仪是一种利用光学原理进行角度测量的仪器。
它通常包括一个光源、一个准直器和一个角度测量尺,通过测量光尺上的刻度来确定角度的大小。
3. 全站仪:全站仪是一种现代化的角度测量仪器,利用激光技术和电子测量原理来进行测量。
它可以实现高精度的角度测量,并能够自动记录和计算测量结果。
三、三角测量法的应用三角测量法在各个领域都有广泛的应用,它不仅可以用于测量建筑物的角度和方位,还可以用于地质勘探、地图测绘、航海导航等领域。
以下是三角测量法在不同领域的一些实际应用案例。
1. 建筑测量:在建筑施工过程中,需要对各个构件的角度和位置进行测量,以保证施工的精确度和稳定性。
角度测量原理及操作步骤
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测回
上半测回/下半测回 一个测回/多个测回
配盘
度盘变换手轮
二、水平角测量方法
一、经纬仪的整置 1、对中:使水平度盘中心与地面点标志中心在同一铅垂线上。 (1)垂球法 (2)光学对点器法 2、整平:使经纬仪竖轴处于铅垂线方向。
经纬仪置平
3、用脚螺旋使经纬仪精确整平; 4、在架头上平移仪器,使仪器精确对中; 5、重复第3、4步,达到精确对中和整平。
大花杆、小花杆和觇标
经纬仪的十字丝分划板
瞄 准
瞄 准
瞄 准
二、水平角测量方法
1、测回法
适用于观测两个方向之间的单角
2、方向法(全圆测回法)
适用于观测两个以上的方向
基本概念
盘左和盘右
平均读数
=[左+(右 ±180)]/2
(0 01 15) 0 01 09 71 52 03
145 30 48 210 12 09
0 01 21 (90 01 26)
90 01 21 161 52 03 235 30 51 300 12 21 90 01 30
归零后方 向值
0 00 00 71 50 48 145 29 33 210 10 54
3、观测步骤 一测回 (1)上半测回(盘左):1、2、3、4、1 (2)下半测回(盘右):1、4、3、2、1
4、记录与计算
三、测回法测量水平角
(1)测回法的步骤
1、盘左位置,瞄准左边的目标A点。配置度盘 在0度或稍大于0度,读数 记于手簿。 2、顺时针旋转望远镜,瞄准右边的目标B点, 读数 记于手簿。
竖盘指标差
盘左
α左=90°-(L -i)
测量学第三章 角度测量1

测水平角 用双丝夹 粗目标
测竖直角 用横丝切 目标顶部
三、读数
方法: ①打开采光反光镜,使 读数窗光线均匀; ②调焦使读数窗分划清晰 (注意消除视差); ③按不同的测微器直接 读取水平、竖直度盘 读数(度、分、秒,秒为估读且为6的倍数)。
水平角:215˚06' 48 " 竖直角: 78˚52' 00 "
一测回竖直角:
逆时针注记竖盘
刻划:目镜180° ,物镜0°
盘左: 盘右: αL= L- 90° (上半测回) αR= 270°-R(下半测回) α =(αL+αR)/2 =(L-R+180°)/2 (L、R分别为盘左、盘右竖盘读数)
一测回竖直角:
竖直角计算的通用公式:
(1)当望远镜视线往上仰,竖盘读数增加时: α=瞄准目标时的读数 - 视线水平时的常数 (2)当望远镜视线往上仰,竖盘读数减小时: α=视线水平时的常数-瞄准目标时的读数 对不同注记形式的度盘 ,首先应正确判读 视线水平时的常数,且同一仪器盘左、盘右 的常数差为180˚。
测回法观测手簿 目 水平度盘读数 半测回角值一测回角值 各测回角值 备 测站 竖盘 标 ˚ ' " ˚ ' " ˚ ' " ˚ ' " 注 表3.1
左 第一 测回 O
M 0
00
36 48
N 68 42 右 M 180 00 N 248 42 M 90 10
68 42 12 68 42 09 68 42 06 68 42 15 68 42 18 68 42 21 68 42 24
表3.2
测 站
1
方向观测法观测手簿
水平度盘读数 盘左 盘右
2c
5
测绘技术中的角度测量与计算方法

测绘技术中的角度测量与计算方法导言测绘技术作为一门应用科学,广泛应用于地理测量、城市规划、土地开发等领域,并为我们提供了宝贵的地理信息资源。
其中,角度测量是测绘工作中必不可少的环节,本文将就测绘技术中的角度测量与计算方法进行探讨。
一、角度测量的基本原理角度测量是通过测量目标点与测量基线两个方向上的夹角来实现的。
测绘领域常用的角度测量设备有经纬仪、全站仪、自动平距仪等。
这些仪器利用了光学、电子等原理,能够精确测量目标点之间或目标点与测控点之间的角度。
二、经纬仪角度测量方法经纬仪是角度测量的传统仪器之一,采用的是光学原理。
它通过观测目标点与天球上某一恒星的夹角,进而计算目标点的经度和纬度。
经纬仪的精度主要取决于仪器本身的精度和操作员的水平。
三、全站仪角度测量方法随着科技的发展,全站仪逐渐取代了传统的经纬仪。
全站仪结合了测角、测距、测高等功能,具有更高的测量精度和更广泛的应用范围。
在角度测量方面,全站仪利用电子元件进行观测和计算,能够消除仪器非水平性、非垂直性等误差,提高了测量的准确性。
四、自动平距仪角度测量方法自动平距仪是一种先进的角度测量仪器,广泛应用于公路测量、隧道工程等领域。
它采用了摄影测量的原理,通过观测目标点与像片上控制点的像点坐标,计算出目标点的坐标和角度。
自动平距仪具有快速、精度高、适用于大范围测量等特点,受到了广大测绘工作者的欢迎。
五、角度计算方法角度的计算通常采用三角形求解、圆弧法、导线延长法等方法。
在三角形求解法中,常用的方法有正弦定理、余弦定理、正切定理等。
而圆弧法则是利用方位角差和弧长的关系,通过测量出的观测角度和弧长,计算出目标点的坐标。
导线延长法则是利用同一级的观测角度和已知的基线长度,计算出测站坐标。
结语角度测量在测绘技术中占据着重要的地位,它直接影响到测绘结果的精度和可靠性。
随着科技的进步,测绘仪器的精度不断提高,测量方法也变得更加简便和准确。
在今后的工作中,我们需要不断学习和掌握新的测量技术,提高自己的专业水平,为测绘事业做出更大的贡献。
测量学第3章-角度测量
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2.照准部
望远镜十字丝
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划而制成
水平度盘
顺时针0°~ 360°刻度;
仪器整平,水平度盘水平;
水平度盘与照准部脱离;
改变度盘位置,要使用
复测扳手或
度盘变换手轮。
水平度盘
垂直度盘和水平度盘类似,
0B
270B
位置垂直于水平度盘。
180B
74
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 13 读数光路:
由反光镜采光,经
过一系列棱镜反射,
19
20
12
穿越垂直度盘、水平
9
10
11
18
17 15
度盘和光学分微尺,
14 1 2 16
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
最终到达读数显微镜
8
成像,进行度盘读数。
7 4
6
22 23
24
25
盘左 瞄准J,读数j左 b左=k左-j左
瞄准K,读数k左
b
盘右 瞄准K,读数k右 b右=k右-j右
瞄准J,读数j右
B
精度要求:β左-β右 < ±40"
测站
取: b=(b左+b右)/2
水平角β是从起始方向(即第1方向)顺时针转
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。
DJ1 ≤ ±1
60mm
30× 6/2mm 10/2mm
经纬仪等级
DJ2
DJ6
≤ ±2
园林测量_第三章_角度测量
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技巧:气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致。
用光学对点器对中时,对 中和整平会相互影响,应 反复调整,直至两者都满 足。
二、经纬仪的基本基本操作及注意事项
3.瞄准 松开水平制动扳手和垂直制动扳手,将望远镜 转向明亮的背景,转动目镜对光螺旋,使十字 丝清晰;旋转仪器,通过粗瞄器对准目标,拧 紧水平制动扳手;转动物镜对光螺旋,使目标 成像清晰,并消除视差;转动望远镜,瞄准标 杆的底部,拧紧垂直制动扳手。旋转水平微动 和垂直微动螺旋,用十字丝单竖丝精确瞄准标 杆底部的中央。如果看不到标杆的底部,可用 双竖丝夹住直立的标杆。 4.读数 读数前应熟悉仪器的读数装置和读数方法,分 清水平度盘和竖直度盘。用分微尺测微器读数 时,估读至0.1'(6")。
一、水平角测量 (一)测回法
水平角(测回法)观测手簿
测站 目标 A 左 竖直度 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 º ' " º ' " º ' " º ' " 盘位置 0º 01'10" 147º 11'20" 备注
B
O A 右 B A
147º 12'30"
147º 11'13" 180º 01'50" 147º 11'05" 327º 12'55" 147º 11'11" 90º 02'35"
基座锁紧 望远镜围绕横轴可垂直翻转。 轮(固定螺旋)
一、TDJ6E型光学经纬仪的基本构造
粗瞄器 (三)读数装置 包括水平度盘及控制装置、竖直度盘、 光路系统、读数显微镜和测微器。 1.水平度盘及控制装置 水平度盘是由光学玻璃制成的圆盘, 垂直制动 扳手 边缘按顺时针刻有0~360º 分划。 压下转盘手轮的压杆,将转盘手轮推 望远镜 进,转动手轮,可改变水平度盘读数。 物镜 2.竖直度盘及控制装置 垂直微动 螺旋 竖度盘用于观测竖直角,盘体垂直固 定在横轴一端,与望远镜同步转动。 照准部 观测竖直角时,整平仪器,将补偿器 水准管 锁紧轮转到ON,即可进行观测。观测 水平微动 完毕,要转到OFF,防止损坏补偿器。 螺旋
角度测量原理及方法资料
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角度测量原理及方法资料角度测量是测量物体之间或物体内部的角度大小的技术方法。
角度测量在许多领域中都有应用,如工程、建筑、地理测量、天文学、航空航天等。
本文将介绍角度测量的原理和方法,并给出一些常用的角度测量工具和技术。
一、角度测量的原理角度测量的原理基于几何学中的角度定义和角度大小的计算公式。
根据几何学的定义,角度是由两个射线或线段围成的空间中的两个点。
角度的大小可以用度、弧度或百分度来表示。
度是最常用的角度单位。
一个圆的一周共分为360度,每度又可分为60分,每分可细分为60秒。
因此,度可表示为度、分、秒的形式。
弧度是另一种常用的角度单位。
弧度是以一个半径等于一个圆心角所对应的弧长作为单位。
一个圆的一周的弧长等于2π倍半径,因此一个圆的一周等于2π弧度。
百分度是一种介于度和弧度之间的单位。
一个圆的一周等于400百分度,每百分度又可分为100分。
在实际测量中,常用的角度测量方法包括直接测量法、比较测量法和间接测量法。
二、角度测量的方法1.直接测量法直接测量法是通过角度测量仪器直接测量角度大小。
常见的直接测量仪器有经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。
经纬仪是一种用来测量水平和垂直方向角度的仪器。
使用经纬仪时,需要调整仪器的水平和垂直仪器,使其指针与目标物体保持水平或垂直,然后读取指针上的角度刻度来得到角度大小。
电子经纬仪是一种基于电子技术的角度测量仪器。
它通过激光射线和电子传感器测量角度大小,并显示在仪器的数码显示屏上。
全站仪是一种多功能的测量仪器,可以同时进行距离、角度和高度的测量。
使用全站仪时,需要在目标物体上放置一个反射棱镜,仪器通过发送和接收激光射线的方式测量角度大小。
2.比较测量法比较测量法是通过将要测量的角度与已知角度进行比较,从而得到未知角度的测量方法。
常用的比较测量方法有光学比较测量法和机械比较测量法。
光学比较测量法是利用光束的干涉或衍射原理进行角度测量的方法。
这种方法常用于高精度的角度测量,如光学仪器的制造中。
三坐标角度测量方法
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三坐标角度测量方法三坐标角度测量是指使用三坐标测量仪测量物体的角度。
三坐标测量仪是一种高精度的测量仪器,可通过测量物体的三维坐标来确定其位置和形状。
角度测量在工程、制造和科学研究中具有重要的应用价值。
本文将介绍三坐标角度测量的原理、方法以及一些注意事项。
一、原理1.空间直角坐标系:三坐标测量仪中包含三个测量轴,分别对应于空间直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴。
通过测量物体在这三个轴上的坐标值,可以确定物体在空间中的位置。
2.测量仪的旋转:三坐标测量仪可以通过水平旋转和垂直旋转来改变测量仪的工作方向。
在测量过程中,可以通过控制测量仪的旋转角度来获取物体的角度信息。
3.数学计算:通过测量物体在不同方向上的坐标值,可以利用三角学和向量运算等数学方法计算出物体的角度信息。
二、方法1.基于旋转轴的角度测量:这是一种直接测量物体旋转角度的方法。
首先,固定一个参考点,将测量仪的旋转轴与物体的旋转轴对齐。
然后,通过旋转测量仪,记录测量仪的旋转角度。
测量仪的旋转角度即为物体的角度。
这种方法适用于旋转轴明确的物体,如转轴、角度测量仪等。
2.基于坐标变换的角度测量:这是一种间接测量物体角度的方法。
首先,测量物体在坐标系上的一系列点。
然后,通过坐标变换和数学计算,将物体的点云数据转换为一组面片或曲线。
最后,通过计算面片或曲线的法线向量,可以确定物体的角度信息。
这种方法适用于各种形状的物体,如复杂曲面、三维模型等。
三、注意事项在进行三坐标角度测量时1.测量环境:三坐标测量仪对测量环境有一定要求。
应在稳定、无振动的环境中进行测量,以确保测量结果的准确性。
2.测量精度:三坐标测量的精度受到多种因素的影响,如仪器本身的精度、测量过程中的误差等。
在进行测量时,应尽量采取措施减小误差,如适当延长测量时间、加大测量点数等。
3.选取测量方案:根据实际情况选择合适的测量方案。
不同的物体形状和测量需求可能需要不同的测量方案,应根据具体情况进行选择。
《测量学》第三章角度测量
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换像手轮
水平读盘 反光镜
(二) 经纬仪的操作
1、光学对中
要求:3mm (1)大致水平大致对中 眼睛看着对中器,拖动三脚架两个脚,使仪器 大致对中,并保持“架头”大致水平。 (2)伸缩脚架粗平 根据气泡位置,伸缩三脚架两个脚,使圆水 准气泡居中。
B
2、整平(leveling) 要求:1格
C
H L C V
H L
L’
L’
V
一、经纬仪轴线应满足的条件
1、VV⊥LL ——照准部水准
C
管轴的检校。
2、HH⊥十字丝竖丝——十字 H
H C V L
丝竖丝的检校
3、HH⊥CC ——视准轴的检
L
校
V
L’
L’
4.HH⊥VV
——横轴
C
的检校
5.竖盘指标差应为零 — —指标差的检校 6.光学垂线与VV重合 — —光学对中器的检校 7. LL∥VV——圆水 准器的检验与校正(次 要)
水平角(horizontal
竖直角(vertical
angle)测量
angle)测量
(一)水平角(horizontal angle) 定义
水平度盘(horizontal circle)
地面一点至两目标方
向线在水平面上投影 的夹角,称为水平角。 范围:顺时针00~3600
O
a
A b
B
β=b-a
a o b
270 0
180
x
90
2、计算公式
1 (1)指标差: x ( L R 360) 2 1 或 x ( 右 左) 2
对于顺时针注记的:
正确的竖直角α=(90°+x) -L=α左+x
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角度测量的原理及其方法角度测量原理一、水平角测量原理地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。
如图3-1所示,A、B、O为地面上的任意点,通OA和OB直线各作一垂直面,并把OA和OB分别投影到水平投影面上,其投影线Oa和Ob的夹角∠aOb,就是∠AOB的水平角β。
如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器,其度盘中心O′在通过测站O点的铅垂线上,设OA和OB两条方向线在水平刻度盘上的投影读数为a1和b1,则水平角β为:β= b1 - a1(3-1)二、竖直角测量原理在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。
如图3-2所示,视线在水平线之上称为仰角,符号为正;视线在水平线之下称为俯角,符号为负。
图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测量原理图如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器,其竖盘中心通过水平视线,设照准目标点A时视线的读数为n,水平视线的读数为m,则竖直角α为:α= n - m (3-2)光学经纬仪一、DJ6级光学经纬仪的构造它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。
现将各组成部分分别介绍如下:1.望远镜望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同,是用来照准远方目标。
它和横轴固连在一起放在支架上,并要求望远镜视准轴垂直于横轴,当横轴水平时,望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。
为了控制望远镜的俯仰程度,在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和微动螺旋。
在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋,以控制水平方向的转动。
当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后,转动微动螺旋,望远镜或照准部才能作微小的转动。
2.水平度盘水平度盘是用光学玻璃制成圆盘,在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。
相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。
度盘固定在轴套上,轴套套在轴座上。
水平度盘和照准部两者之间的转动关系,由离合器扳手或度盘变换手轮控制。
3.读数设备我国制造的DJ6型光学经纬仪采用分微尺读数设备,它把度盘和分微尺的影像,通过一系列透镜的放大和棱镜的折射,反映到读数显微镜内进行读数。
在读数显微镜内就能看到水平度盘和分微尺影像,如图3-4所示。
度盘上两分划线所对的圆心角,称为度盘分划值。
在读数显微镜内所见到的长刻划线和大号数字是度盘分划线及其注记,短刻划线和小号数字是分微尺的分划线及其注记。
分微尺的长度等于度盘1°的分划长度,分微尺分成6大格,每大格又分成10,每小格格值为1′,可估读到0.1′。
分微尺的0°分划线是其指标线,它所指度盘上的位置与度盘分划线所截的分微尺长度就是分微尺读数值。
为了直接读出小数值,使分微尺注数增大方向与度盘注数方向相反。
读数时,以在分微尺上的度盘分划线为准读取度数,而后读取该度盘分划线与分微尺指标线之间的分微尺读数的分数,并估读到0.1′,即得整个读数值。
在图3-5中水平度盘读数为180°06.4′,竖直度盘读数为75°57.2′。
4.竖直度盘竖直度盘固定在横轴的一端,当望远镜转动时,竖盘也随之转动,用以观测竖直角。
另外在竖直度盘的构造中还设有竖盘指标水准管,它由竖盘水准管的微动螺旋控制。
每次读数前,都必须首先使竖盘水准管气泡居中,以使竖盘指标处于正确位置。
目前光学经纬仪普遍采用竖盘自动归零装置来代替竖盘指标水准管。
即提高了观测速度又提高了观测精度。
5.水准器照准部上的管水准器用于精确整平仪器,圆水准器用于概略整平仪器。
6.基座部分基座是支撑仪器的底座。
基座上有三个脚螺旋,转动脚螺旋可使照准部水准管气泡居中,从而使水平度盘水平。
基座和三脚架头用中心螺旋连接,可将仪器固定在三脚架上,中心螺旋下有一小钩可挂垂球,测角时用于仪器对中。
光学经纬仪还装有直角棱镜光学对中器,如图3-5所示。
光学对中器比垂球对中具有精确度高和不受风吹摇动干扰的优点。
二、DJ2级光学经纬仪DJ2级光学经纬仪的构造,除轴系和读数设备外基本上和DJ6级光学经纬仪相同。
我国某光学仪器厂生产的DJ2型光学经纬仪外形,如图3-6所示。
下面着重介绍它和DJ6级光学经纬仪的不同之处。
1.水平度盘变换手轮水平度盘变换手轮的作用是变换水平度盘的初始位置。
水平角观测中,根据测角需要,对起始方向观测时,可先拨开手轮的护盖,再转动该手轮,把水平度盘的读数值配置为所规定的读数。
2.换像手轮在读数显微镜内一次只能看到水平度盘或竖直度盘的影像,若要读取水平度盘读数时,要转动换像手轮10,使轮上指标红线成水平状态,并打开水平度盘反光镜5,此时显微镜呈水平度盘的影像。
若打开竖直度盘反光镜1时,转动换像手轮,使轮上指标线竖直时,则可看到竖盘影像。
3.测微手轮测微手轮是DJ2级光学经纬仪的读数装置。
对于DJ2级经纬仪,其水平度盘(或竖直度盘)的刻划形式是把每度分划线间又等分刻成三格,格值等于20′。
通过光学系统,将度盘直径两端分划的影像同时反映到同一平面上,并被一横线分成正、倒像,一般正字注记为正像,倒字注记为倒像。
图3-7为读数窗示意图,测微尺上刻有600格,其分划影像见图中小窗。
当转动测微手轮使分微尺由零分划移动到600分划时,度盘正、倒对径分划影像等量相对移动一格,故测微尺上600格相应的角值为10′,一格的格值等于1″。
因此,用测微尺可以直接测定1″的读数,从而起到了测微作用。
图3-9中的读数值为30°20′+8′00″=30°28′00″。
图3-7 DJ2级光学经纬仪读数窗具体读数方法如下;1)转动测微手轮,使度盘正、倒像分划线精密重合。
2)由靠近视场中央读出上排正像左边分划线的度数,即30°。
3)数出上排的正像30°与下排倒像210°之间的格数再乘以10′,就是整十分的数值,即20′。
4)在旁边小窗中读出小于10′的分、秒数。
测微尺分划影像左侧的注记数字是分数,右侧的注记数字1、2、3、4、5是秒的十位数,即分别为10″、20″、30″、40″、50″。
将以上数值相加就得到整个读数。
故其读数为:度盘上的度数30°度盘上整十分数20′测微尺上分、秒数8′00″全部读数为30°28′00″4.半数字化读数方法我国生产的新型TDJ2级光学经纬仪采用了半数字化的读数方法,使读数更为方便,不易出错,如图3-8所示。
中间窗口为度盘对径分划影像,没有注记,上面窗口为度和整10′的注记,用小方框“ ”标记欲读的整10′数,下面窗口的上边大字为分,下边小字为“10秒”。
读数时,转动测微手轮使中间窗口的分划线上下重合,从上窗口读得5°10′,下窗口读得2′34″,全部读数为5°12′34″。
水平角测量一、经纬仪的技术操作经纬仪的技术操作包括:对中——整平——瞄准——读数。
1.对中对中的目的是使仪器的中心与测站的标志中心位于同一铅垂线上。
2.整平整平的目的是使仪器的竖轴铅垂,水平度盘水平。
进行整平时,首先使水准管平行于两脚螺旋的连线,如图3-9a)所示。
操作时,两手同时向内(或向外)旋转两个脚螺旋使气泡居中。
气泡移动方向和左手大拇指转动的方向相同;然后将仪器绕竖轴旋转90°,如图3-9b)所示,旋转另一个脚螺旋使气泡居中。
按上述方法反复进行,直至仪器旋转到任何位置时,水准管气泡都居中为止。
上述两步技术操作称为经纬仪的安置。
目前生产的光学经纬仪均装置有光学对中器,若采用光学对中器进行对中,应与整平仪器结合进行,其操作步骤如下:(1)将仪器置于测站点上,三个脚螺旋调至中间位置,架头大致水平。
使光学对中器大致位于测站上,将三脚架踩牢。
(2)旋转光学对中器的目镜,看清分划板上的圆圈,拉或推动目镜使测站点影像清晰。
(3)旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。
(4)伸缩三脚架腿,使圆水准气泡居中。
(5)用脚螺旋精确整平管水准管转动照准部90゜,水准管气泡均居中。
(6)如果光学对中器分划圈不在测站点上,应松开连接螺旋,在架头上平移仪器,使分划圈对准测站点。
(7)重新再整平仪器,依此反复进行直至仪器整平后,光学对中器分划圈对准测站点为止。
3.瞄准经纬仪安置好后。
用望远镜瞄准目标,首先将望远镜照准远处,调节对光螺旋使十字丝清晰;然后旋松望远镜和照准部制动螺旋,用望远镜的光学瞄准器照准目标。
转动物镜对光螺旋使目标影像清晰;而后旋紧望远镜和照准部的制动螺旋,通过旋转望远镜和照准部的微动螺旋,使十字丝交点对准目标,并观察有无视差,如有视差,应重新对光,予以消除。
4.读数打开读数反光镜,调节视场亮度,转动读数显微镜对光螺旋,使读数窗影像清晰可见。
读数时,除分微尺型直接读数外,凡在支架上装有测微轮的,均需先转动测微轮,使双指标线或对径分划线重合后方能读数,最后将度盘读数加分微尺读数或测微尺读数,才是整个读数值。
二、水平角观测方法在水平角观测中,为发现错误并提高测角精度,一般要用盘左和盘右两个位置进行观测。
当观测者对着望远镜的目镜。
竖盘在望远镜的左边时称为盘左位置,又称正镜;若竖盘在望远镜的右图3-10 测回法观测水平角示意图边时称为盘右位置,又称倒镜。
水平角观测方法,一般有测回法和方向观测法两种。
1.测回法设O为测站点,A、B为观测目标,∠AOB为观测角,见图3-10所示。
先在O点安置仪器,进行整平、对中,然后按以下步骤进行观测:(1)盘左位置:先照准左方目标,即后视点A,读取水平度盘读数为a左,并记入测回法测角记录表中,见表3-1。
然后顺时针转动照准部照准右方目标,即前视点B,读取水平度盘读数为b左,并记入记录表中。
以上称为上半测回,其观测角值为左=b左-a左测回法测角记录表表3-1 测站盘位目标水平度盘读数水平角备注半测回角测回角左A0゜01′24″60゜49′06″60゜49′03″B60゜50′30″右C180゜01′30″60゜49′00″D240゜50′30″(2)盘右位置:先照准右方目标,即前视点B,读取水平度盘读数为b左,并记入记录表中,再逆时针转动照准部照准左方目标,即后视点A ,读取水平度盘读数为a 右,并记入记录表中,则得下半测回角值为:右β=b 右-a 左(3)上、下半测回合起来称为一测回。
一般规定,用J 6级光学经纬仪进行观测,上、下半测回角值之差不超过40″时,可取其平均值作为一测回的角值,即:β=21(左β+右β)(3-3) 2.方向观测法上面介绍的测回法是对两个方向的单角观测。
如要观测三个以上的方向,则采用方向观测法(又称为全圆测回法)进行观测。
方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向。
如图3-11所示,设A 方向为零方向。
要求零方向应选择距离适中、通视良好、呈像清晰稳定、俯仰角和折光影响较小的方向。