工程测量 第四章 角度与距离测量

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第四章 角度与距离测量 25
(一)测回法
l 测回法适用于观测两个方向的单角。 l 一测回观测步骤如下: 1、在1,3点设置观测标志,在2点安置仪器,欲测量 2-1,2-3两条方向间的水平角。 2、以盘左位置瞄准目标1,读取度盘读数aL , 顺时针转动照准部瞄准目标3,读取度盘读数bL ,计 算上半测回角值β L= bL-aL;图4-17 3、以盘右位置瞄准目标2,读取度盘读数bR ,逆时针 转动照准部瞄准目标1,读取度盘读数aR ,计算下 半测回角值β R= bR - aR 4、 β L - β R <限值时, 一测回角值β =( β L + β R )÷2 (见表4-2)
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1. 对中装置:
对中的目的:使仪器中心位于测站点的铅垂线上。
用垂球或光学对中器使仪器竖轴轴线与测站点的 铅垂线重合。

垂球对中:垂球悬挂于中心连结螺旋上,当垂球 尖对准测站点标志时说明两者重合。
光学对中器

l 光学对中器有的装在照准部上,有的装在基座上。 l它是一个小型外调焦望远镜。(见原理图)
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l当照准部水准管气泡 居中时,对中器的视线 经棱镜折射后的一段成 铅垂方向,且应与竖轴 中心线重合。 当地面标志中心与光 学对中器分化板十字中 心重合时,说明仪器中 心(水平度盘中心)已 位于测站点的铅垂线上。
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2. 整平装置——水准器
l目的:使水平度盘水平,仪器竖轴竖直. l整平装置 管水准器:位于照准部,用于精平。 用脚螺旋升降基座以使气泡居中。 (二)照准装置 包括望远镜、支架、转动控制装置。 l 望远镜 照准目标。与水准仪的区别在于: w经纬仪的调焦筒代替了水准仪的调焦螺旋; w十字丝分化板有单、双丝,以适应瞄准不同形式的 地面目标。
工程测量
第四章
角 度 与 距 离 测 量
本 章 要 点
1、水平角和竖直角的概念 2、J6经纬仪的构造及使用 3、水平角和竖直角的观测方法及有关计算(难点) 4、 距离测量的常用方法 5、全站仪的基本功能
无论是地形图的测绘或建筑物的定 位,还是道路、管线中心位置的测设都需 要进行角度测量。
w 角度是确定点位的基本要素之一
第四章 角度与距离测量 12
w 为照准不同高度的目标点,望远镜既可 随照准部在水平面内转动,也可在竖直面 内自由旋转。
l 转动控制装置(用于瞄准) 两套制微动螺旋 ①照准部水平转动的制动和微动螺旋; ②望远镜竖直面内转动的制动和微动螺旋。 (三)读数装置
第四章 角度与距离测量 13
l
作用:在照准某方向时读取水平度盘和竖直度盘 的读数。 l 组成:包括水平度盘、水平度盘配盘装置、竖直 度盘、光路系统、读数显微镜、测微器。 水平度盘配盘装置(根据不同仪器而不同) w 水平度盘变换手轮 转动手轮即拨动了水平度盘,用于配置度盘 , 使之 转到所需位置 w 复测扳手
i-仪器高, v---目标高
HB=HA+hab=HA +D· tanα +i–v
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§4-2
经纬仪的原理与构造
一、经纬仪的分类
l 按读数分:光学经纬仪和电子经纬仪。 l 按精度分: DJ07 、DJ1、DJ2、DJ6等 “D‖——大地测量 “J‖——经纬仪
“2‖、“6‖ ——仪器所能达到的精度指标。 DJ6:表示一测回方向值的中误差为±6。
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1.分微尺测微器及读数方法 l DJ6型光学经纬仪的度盘分划值为1° l 读数窗上的分微尺:见书图4-8 将度盘 1 间隔分成 60 个小格,成像后度盘的最小 间隔 1 正好与分微尺 60 格的全长相等。分微尺的最 小读数为1,可估度到0.1格值=0.1=6。 w 上面:水平度盘及分微尺的影像,故水平度盘读数: (H)应为2144436 w下面:竖直度盘及其分微尺的影像。竖直度盘读数: (V)为902848 2.单、双平板玻璃测微器及读数方法(略)
第四章 角度与距离测量 4
二、竖直角的测量原理
l
竖直角 :同一铅垂面内, 视线与水平线间的夹角称为竖 直角“α ” (又称高度角、垂直角)。 仰角:视线在水平线之上,α 为正; 俯角:视线在水平线之下,α 为负; 其角值范围为:―-90 °~ +90 °‖ α =90 °-ZA
天顶距:目标方向与天顶方向(铅垂线的反方向)之间的夹角。
二、水平角观测方法
观测方法:测回法、方向观测法。
l 正镜 :是指观测者正对望远镜目镜时,竖直度 盘位于望远镜的左侧叫正镜,也称作盘左位置;
l 倒镜:是指观测者正对望远镜目镜时,竖直度盘 位于望远镜的右侧叫倒镜,也称作盘右位置。 l 一测回中观测——正、倒镜两个盘位观测。
理论上,正、倒镜瞄准同一目标时水平度盘读数相 差 180 ,正、倒镜观测可削弱仪器误差影响 , 还可 检核测角精度。
第四章 角Байду номын сангаас与距离测量 7
经纬仪系列的技术参数
经 纬 仪 等 级 项 目 DJ2
水平方向测量一测回方向中误差 不大于()
DJ6 ±6
±2
物镜有效孔径不小于(mm) 望远镜放大倍率不小于(倍)
水准管分划 值不大于 水平度盘 竖直度盘
40 30
20/2mm 20/2mm
35 25
30/2mm 30/2mm
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(二)目标设置及瞄准
1.设置目标
测角时,一般应在目标点上设置照准标志。
l 距离较近时,
目标标志可为目标点(如钉子)、垂球线,
也可竖立测钎; l 距离较远时, 目标标志可为垂直竖立标杆或觇标。
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2.瞄准目标
(1)松开照准部和望远镜制动螺旋(或扳手); (2)调节目镜——将望远镜瞄准远处天空,转动目 镜,使十字丝刻划清晰; (3)粗略瞄准目标:转动照准部,用望远镜粗瞄器十字 线竖线瞄准目标,固定照准部和望远镜; (4)望远镜调焦(对光):转动物镜调焦筒使目标成像 最清晰.(要注意消除视差) (5)精确瞄准:用照准部和望远镜微动螺旋精确瞄准 目标。 观测水平角时用竖丝:当目标较大时用单丝平分目标; 当目标较小时用目标平分双丝。 观测竖直角时用中丝(横丝)切目标的觇标顶部。 3.读数 24 先符合后读数。 第四章 角度与距离测量
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§4-3
水平角观测方法
一、基本操作 包括经纬仪的安置、目标设置、瞄准及读数。 (一).安置经纬仪(对中、整平) 1.仪器安置 安置中注意三点: l 三角架架头尽可能水平、仪器中心尽可能地处于 测站点正上方; l 将三角架腿的固定螺旋适度拧紧,以防架腿滑落; l 较大坡度处置镜时宜将三角架两条腿置于下坡方 向。
w 角度测量是测量三项基本工作之一
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§4-1 角度测量原理
角度的概念
测量中使用的角度分为水平角和竖直角。 水平角测量用于求算点的平面位置,竖直角测量 用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。 l 水平角 地面上某点到两目标方向在水平面上 垂直投影的夹角。或由地面上一点发出的两方向 线所在竖直平面间的二面角。其角值范围为0 °~ 360 °见 图4-1
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(2)利用脚螺旋强制对中: 安置仪器至架头上,固连连接螺旋;调节经纬 仪的三个脚螺旋使光学对中器分划圈中心对准测
站点标志。
注:光学对中器的使用:
旋转镜筒,目镜调焦,看清对中器分划线;
拉伸镜筒,物镜调焦,看清地面测站点标志;
要使对中器分划和测站标志周围同时清晰。
第四章 角度与距离测量
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2.对中:使仪器中心位于测站点的铅垂线上。
l垂球法 (对中误差一般可小于3mm)
垂球尖对准测站点标志中心。 l光学对中器法(对中误差一般不大于1mm) 光学对中器圆心与测站点标志中心重合。 方法 :(1)三脚架对中(粗略对中):
调整三脚架架腿使架头至适当高度,使架头中心 位于地面点正上方。(在架头中心自由落下小石子, 偏差3cm)。
扳上:水平度盘与照准部分离,照准部转动度盘不动; 扳下:水平度盘与照准部合在一起,度盘随照准部一起转动。
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经纬仪度盘 水平度盘和竖直度盘。
它们分别装在仪器纵、横旋转轴上。 水平度盘:为玻璃制成的圆环,在其圆周上刻有精 密的分划由0°~360°顺时针注记,简称度盘。 竖直度盘 : 一般有 0°~ 360°注记 , 有顺、逆时针 之分,简称竖盘。 读数显微镜 放大水平度盘、竖直度盘及测微器 的分划影像,能清晰地读取读数。 测微器 w分微尺测微器[J6](常用) w单平板玻璃测微器[J6] w双平板玻璃测微器(对径符合测微器[J2])
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表3–1 测回法观测记录表
测 站 目 标 1 3 1
竖 盘 位 置

水平度盘 读数 °′″ 00 12 00 91 45 00 180 11 30
半测回 角值 °′″ 91 33 00
一测回 角值 ° ′″
平均 角值 ° ′″
备 注
第 一 测 回 2
水平角大小与点位的高程无关。
第四章 角度与距离测量 3
一、水平角的测量原理
l
水平角测量原理:由图4-1可见 若在 C 点的铅垂线上任一点 O ,以 O 点为中心, 设置一按顺时针方向增加从 0°~ 360°分划的 水平刻度圆盘,使刻度盘圆心正好位于过C点的 铅垂线上。通过 CA 、 CB 各作一竖直面,设两竖 直面在水平刻度盘上截取的读数分别为 a 和b , 则水平角:β=b–a, 即: 水平角=右目标读数读数 –左目标读数读数 。 当β<0 °时,加上360°。
※ 整平时气泡移动方向和左手大拇指转动方向一致。 l 顺时针转动脚螺旋时,该脚螺旋升高,气泡往高处 20 第四章 角度与距离测量 走。
第四章 角度与距离测量
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(5)、反复精平
1)精确对中:检查对中器,若分划圈中心偏离 测站点标志,则稍松中心连接螺旋,再前后左右 平行移动基座,使之精确对中。 2)再次精确整平 重复精确整平步骤,直至仪器既对中且管水准 气泡在任何方向也居中为止。 对中、整平要相互兼顾,多次反复,方能完成。 注:测水平角时,要将复测扳手拨上或度盘变位手 轮退出并做好防护,防止在测角过程中转动度盘 变位手轮,造成测角错误。
第 二 测 回 2
91 33 15 91 33 09 91 33 12 91 33 06 91 33 09 91 33 12
3
1 3 1
右 左 右
271 45 00
90 11 24 181 44 30 270 11 48
3
01 45 00
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说明:
(1)盘左、盘右观测可作为观测中有无错误的检核,亦 可抵消一 部分仪器误差的影响。 (2)上、下半测回角差值的限差应满足有关测量规范的限差规定 (DJ6经纬仪,一般为30或40),当差值小于限差 ,可取平均值作 为一测回的角值,否则应重测。 (3)若精度要求较高时 , 可按规范要求测多个测回 , 当各测回间的 角差值满足限差规定(如DJ6经纬仪,一般为20或24)时,方可 取各测回的平均值作为最后结果,否则应重测。并要求各测回间 在起始方向的盘左镜位改变度盘位置 , 其变化量为 180°/n(n 测 回数)。 (4)计算角值时始终为“右目标读数 – 左目标读数”(由于水平度 盘为顺时针刻划).所谓“左”、“右”是指站在测站点面向所要 测的角度方向 , 左手侧目标为左目标 , 右手侧目标为右目标。若 “右–左”其差值<0时, 则结果应加360。 29 第四章 角度与距离测量
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(3 )、三角架整平:
粗平仪器:
分别升降两架腿使圆水准气泡居中。
(4)精确整平:先平行,后垂直的方法。 任选择两个脚螺旋,使水准管与两脚螺旋的连线 平行,以相反的方向旋转两脚螺旋使管水准器气泡 居中。(图4-16(先平行)
l 将照准部旋转 90 ,转动第三个脚螺旋,使气泡居中。 (图4-16 (后垂直)
主要用途
三、四等三角测量 一般工程测量、图 及精密工程测量 根及地形测量;矿
井导线测量
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二、光学经纬仪的基本构造 三部分:照准部、水平度盘、基座 按功能划分为以下三个部分:
(一)对中整平装置 l 作用: 将度盘中心安置在所测角顶的铅垂线上,并使 水平度盘水平,仪器各轴线处于正确位置。 l 主要包括: 基座、垂球或光学对中器、脚螺旋、水准器。
l竖直角的测量原理
在经纬仪的横轴上安置一竖直度盘,竖盘圆心位于横轴 的轴线上,视线与水平线在竖盘上投影的差值即为该方向的 竖直角(图4-2)。
第四章 角度与距离测量 5
l观测竖直角的用途
l 由A、B两点间的视线 斜距S化为水平距离 D=S· cos;
l 三角高程测量 hab=D· tanα +i–v
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