03《工程测量》第三章角度测量作业与习题答案

水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为。0-360。 垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角。，也称竖直角或高度角，垂 直角的角值为0~360。而视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距之的角值范围为。0-180。 测水平角可用竖丝瞄准，测竖直角可用横丝瞄准。 2．经纬仪有几个主要部分组成，各部分的作用如何？ 经纬仪分基座、照准部、度盘、读数系统等几个部分组成。 基座上有三个脚螺旋，其作用是整平仪器，粗略整平以基座上的圆水准器气泡居中为标志，精 确整平用照准部上的水准管进行，精确整平后水准管气泡应居中;基座底板巾心有连接螺旋孔，用于 仪器安置时与三脚架上的连接螺丝配合固紧仪器。 照准部是经纬仪的主要部件，照准部部分的部件有水准管、光学对点器、支架、横轴、竖直度 盘、望远镜、度盘读数系统观测窗等。照准部绕纵轴水平旋转，瞄准目标时的制动、微动由水平制 动螺旋和水平微动螺旋来控制。望远镜绕横轴旋转，盼准目标时，由竖直制动和微动螺旋控制。 光学经纬仪度盘有水平度盘和垂直度盘，均由光学玻璃制成。水平度盘安装在纵轴轴套外围， 未与纵轴固连，故不随照准部转动，但是可通过水平度盘位置变换轮使其转动。垂直度盘与横轴固 连，以横轴为中心随望远镜一起在坚直面内转动。 光学经纬仪的读数系统包括水平和垂直度盘、侧微装置、读数显微镜等几个部分。水平度盘和
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。
6．经纬仪各轴线间应满足哪些几何关系？在使用经纬仪时，如何减少仪器的剩余误差对测角精度的
垂直度盘上的度盘刻划值，经反光镜导入的光线照明，和一系列棱镜、透镜作用，成像在望远镜旁
的读数窗内，通过读数显微镜即可将度盘读数读出。如果指标线不是正好指在整刻划线上，则需要
用眼睛估读出不足一个格值的角值，此时必须借助测微装置才能将不足一个格值的角值读出。
3．经纬仪上有几对制、微动螺旋，它们各起什么作用，如何正确使用它们？
影响？
经纬仪主要部件及轴系应满足下述几何条件，即：照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴(LL⊥VV)；
十字丝纵丝应垂直于横轴；视准轴应垂直于横轴(CC⊥HH)；横轴应垂直于仪器竖轴(HH⊥VV)；竖
盘指标差应为零；光学对中器的视准轴应与仪器竖轴重合。
盘左盘右观测取以削减哪些误差的影响？
为“归零差”，其目的是为了检查水平度盘在观测过程中是否发生变动。“归零差”不能超过允许限 值（J2 级经纬仪为 12″，J6 级经纬仪为 18″）。
以上操作称为上半测回观测。 （４）盘右位置，按逆时针方向旋转照准部，依次瞄准 A、D、C、B、A 目标，分别读取水平 度盘读数，记入记录表中，并算出盘右的“归零差”，称为下半测回。上、下两个半测回合称为一测 回。 (５)限差，当在同一测站上观测几个测回时，为了减少度盘分划误差的影响，每测回起始方向的 水平度盘读数值应配置在(180°/n+60′/n)的倍数(n 为测回数)。在同一测回中各方向 2c 误差(也就是 盘左、盘右两次照准误差)的差值，即 2c 互差不能超过限差要求(J2 级经纬仪为 18″)。表 3-2 中的数 据是用 J6 级经纬仪观测的，故对 2c 互差不作要求。同一方向各测回归零方向值之差，即测回差，也 不能超过限值要求（J2 级经纬仪为 12″，J6 级经纬仪为 24″）。 10．测水平角时对中的目的是什么？整平的目的是什么？用光学对中器对中、整平的操作方法如何？ 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。 整平的目的是使仪器的竖轴铅垂，水平度盘水平。 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。 11．什么叫竖直角？用经纬仪测竖直角的步骤如何？ 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。 在测站上安置仪器，用下述方法测定竖直角： １．盘左位置：瞄准目标后，用十字丝横丝卡准目标的固定位置，旋转竖盘指标水准管微动螺 旋，使水准管气泡居中或使气泡影像符合，读取竖盘读数 L，并记入竖直角观测记录表中。用竖角 计算公式，计算出盘左时的竖直角，上述观测称为上半测回观测。 ２．盘右位置：仍照准原目标，调节竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中，读取竖盘 读数值 R，并记入记录表中。用所推导好的竖角计算公式，计算出盘右时的竖角，称为下半测回观 测。 上、下半测回合称一测回。 12．根据水平角观测原理，经纬仪应满足哪些条件？如何检验这些条件是否满足？怎样进行校正？ 其检验校正的次序是否可以变动？为什么？ 根据水平角和竖直角观测的原理，经纬仪的设计制造有严格的要求。如：经纬仪旋转轴应铅垂， 水平度盘应水平，望远镜纵向旋转时应划过一铅垂面等。它有四条主要轴线，分别是： 水准管轴（LL）：通过水准管内壁圆弧中点的切线； 竖轴（VV）：经纬仪在水平面内的旋转轴； 视准轴（CC）：望远镜物镜中心与十字丝中心的连线； 横轴（HH）：望远镜的旋转轴（又称水平轴）。 经纬仪应满足的主要条件列于下表：
视准轴不垂直于横轴；横轴不垂直于竖轴；度盘偏心误差
8．在经纬仪测角中，若照准部水准管轴不垂直于竖轴，应如何将仪器整平？
将仪器安置好后，使照准部水准管平行于一对脚螺旋的连线，转动这对脚螺旋使气泡居中。再
将照准部旋转180°，转动平行于水准管的两个脚螺旋使气泡退回偏离零点的格数的一半。将照准部
旋转90°，转动第三个脚螺旋使气泡居中，再将照准部旋转180°，转动第三个脚螺旋使气泡退回偏
《工程测量》第三章角度测量作业与习题答案 一、选择题 1．水平角是指测站至两目标间的（ B ）。 A．夹角； B．夹角投影到水平面上的角值； C．夹角投影到椭球面上的角值； D．夹角投影到大地水准面上的角值。 2．整平经纬仪的目的是为了使（ B ）。 A．仪器照准部水平； B．仪器竖轴铅垂； C．仪器水平度盘水平； D．仪器水准管气泡居中。 3．多测回观测水平角时，各测回间要求变换水平度盘位置的目的是（ B ）。 A．改变零方向； B．减少度盘偏心差的影响； C．减少度盘分划误差的影响； D．减少度盘带动误差的影响。 4．用盘左、盘右两个位置测角可消除（ B ）。 A．度盘分划不均匀的误差； B．仪器度盘偏心的误差； C．仪器竖轴倾斜的误差； D．仪器对中偏心的误差。 5．用盘左、盘右两个位置测角，还可以消除（ A ），但不能消除水准管轴不垂直竖轴的误差影响。 A．度盘刻划不均的误差； B．照准目标不准确的误差； C．视准轴不垂直水平轴的误差； D．仪器对中不准确的误差。 6．在观测竖直角时，用经纬仪正倒镜观测能消除（ C ）。 A．视差；B．视准差；C．指标差。 7．用经纬仪正倒镜观测不能消除（ C ）。 A．水平轴倾斜误差；B．度盘偏心差；C．竖轴倾斜误差。 8．正常情况下，经纬仪整平后，不一定处于水平位置的是（ B ）。 A．横轴；B．视准轴；C．管水准轴；D．水平度盘。 9．在一个测站上同时有三个以上方向需要观测时，则水平角的观测应采用（ C ）。 A．测回法；B．复测法；C．方向观测法。 10．DS0.5、DSl、DS3 型水准仪和DJ1、DJ2、DJ6 型经纬仪，其下标数字0.5、1、3和1、2、6 分别代表 水准测量每公里往返高差中数的中误差值和水平方向测量一测回方向的中误差值，其单位分别为 ( D )。 A．千米、弧度 B．米、度 C．厘米、分 D．毫米、秒 11．检验经纬仪水准管轴垂直于竖轴，当气泡居中后，平转180°时，气泡已偏离。此时用校正针拨 动水准管校正螺丝，使气泡退回偏离值的( A )，即已校正。 A．1／2 B．1／4 C．全部 D．2 倍 12．经纬仪对中是使仪器中心与测站点安置在同一铅垂线上；整平是使仪器( C )。 A．圆气泡居中 B．视准轴水平 C．竖轴铅直和水平度盘水平 D．横轴水平 13．全圆测回法(方向观测法)观测中应顾及的限差有( D )。 A．半测回归零差 B．各测回间归零方向值之差 C．二倍照准差 D．A、B 和C 14．经纬仪对中误差和照准目标误差引起的方向读数误差与测站点至目标点的距离成( A )关系。 A．正比 B．无关 C．反比 D．平方比 15．经纬仪盘左时，当视线水平，竖盘读数为90°；望远镜向上仰起，读数减小。则该竖直度盘为 顺时针注记，其盘左和盘右竖直角计算公式分别为( A )。 A．90°－L，R－270° B．L－90°，270°－R C．L－90°，R－270° D．90°－L，270°－R 16．经纬仪如存在指标差，将使观测结果出现( D )。 A．一测回水平角不正确 B．盘左和盘右水平角均含指标差 C．一测回竖直角不正确 D．盘左和盘右竖直角均含指标差 17．电子经纬仪的读数系统是采用( A )。
纽把水平度盘读数配置为 0°00′，而后再松开制动，
重新照准 A 方向，读取水平度盘读数 a，并记入方向观 测法记录表中。
方向观测法观测水平角示意图
（２）按照顺时针方向转动照准部，依次瞄准 B、C、D 目标，并分别读取水平度盘读数为 b、
c、d，并记入记录表中。
（３）最后回到起始方向 A，再读取水平度盘读数为 a′。这一步称为“归零”。a 与 a′之差称
如何操作？
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。
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。
5．竖直度盘指标水准管起什么作用，可以用什么部件代替它？
A．光电扫描度盘自动计数，自动显示 B．光电扫描度盘自动计数，光路显示 C．光学度盘，自动显示 D．光学度盘，光路显示 18．经纬仪的主要轴线应满足的几何条件有( A )。 ①水准管轴垂直于竖轴 ②十字丝竖丝垂直于横轴 ③视准轴垂直于横轴 ④横轴垂直于竖轴 ⑤水准管轴平行于视准轴 ⑥圆水准轴平行于竖轴 A．①②③④ B．①②⑤⑥ C．①③④⑥ D．②③⑤⑥ 19．测站点O 与观测目标A、B 位置不变，如仪器高度发生变化，则观测结果( A )。 A．竖直角改变、水平角不变 B．水平角改变、竖直角不变 C．水平角和竖直角都改变 D．水平角和竖直角都不变 二、判断题 1．经纬仪型号J2 的下脚标“2”的含义为该类仪器一测回角值的中误差不大于2 秒。（× ） 2．角度观测的误差与角度本身的大小无关，故角度观测值的精度不可用相对误差来衡量。（√ ） 3．观测水平角时，望远镜照准通过测站和目标的竖直面内不同高度上的点，对水平角值无影响。（√ ） 4．观测同一目标，按上、下半测回竖盘读数计算的竖直角值必须相等。（× ） 5．空间两条相交直线的夹角称为这两条直线间的水平角 （× ） 6．竖直角是照准目标的方向线与水平面的夹角 （√ ） 7．水平角可用于确定地面点的平面位置，竖直角可用于确定地面点的高程。（√ ） 8．根据角度测量原理，水平角和竖直角的大小均与测量仪器的高度有关。（× ） 9．调焦是使目标与十字丝板同时成象清晰的过程。其中物镜调焦是为了使十字丝板成象于人眼明视 距离处，而目镜调焦是为了使目标成象于十字丝板上。（× ） 10．J6 光学经纬仪的读数可以精确到6″。 （× ） 11．十字丝视差产生的原因在于目标影像没有与十字丝分划板重合。 （√ ） 12．根据角度测量原理的要求，经纬仪的水平轴、竖轴和视准轴必须是两两垂直的。（× ） 13．当经纬仪整平时，管水准轴与圆水准轴均处于水平位置。 （× ） 14．用经纬仪观测竖直角一测回，若指标差越大，则计算得到的竖直角误差就越大。（× ） 15．用经纬仪测量水平角时，用纵丝照准目标点；测量竖直角时，用横丝照准目标点。（√ ） 三、简答题 1．什么叫水平角？什么叫竖直角？测量它们瞄准时有什么不同？
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。
4．复测手把的打开和关闭是什么意思，如何使用？欲使瞄准某目标Ａ的水平读数0°00’00”，应
离零点的格数的一半。
9．试述全园测回法的方法步骤？观测时测站限差有哪些？
方向观测法应首先选择一起始方向作为零方向。
如图所示，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。
将经纬仪安置于 O 站，对中整平后按下列步骤进
行观测：
（１）盘左位置，瞄准起始方向 A，转动度盘变换