角度测量原理及方法

横 轴 三轴
照准轴 水平度盘
垂直度盘
水准器
照 垂直度盘
准 轴 支 架 水平度盘
竖 轴
读数显微镜
横轴
照
支
准
架
部
基 座
三 脚 架
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J6 经纬仪
垂直度盘
照
读数显微镜
准
横轴
轴
照
支
支
准
架
架
部
水平度盘
基 座
三
竖
脚
架
轴
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旋转测微螺旋，使度盘对径分划影像重合，在读数窗中读出 度和十分值，在测微窗中读出不足十分值和秒值（秒值不足 一格四舍五入）。如图读数：5°25′00″
b
a
5
6
5
40
50
9
9
0
10
20
0
0
0
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40
50
4
4
0
10
20
5
5
5
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
（2）竖盘自动归零装置 有手动和自动两种 手动：
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自动：
§4.2光学经纬仪
簧片
光路 重锤
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限幅器 空气阻尼
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限幅器
空气阻尼
簧片
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§4.2光学经纬仪
三、J2经纬仪的使用
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。
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经纬仪置平
1
2
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
3、调焦：包括物镜调焦和目镜调焦。
（1）水准器
有管水准器和圆水准器两种。
管水准器：
H
O
H
管水准轴：
过管水准器内壁 圆弧中点并与圆弧相 切的直线。
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光学经纬仪（管水准器的分划值）
水准器的分划值 (t)： 水准器相邻两分划对应的圆心角
H a
H
H'
H
a
Rt
相邻分划间弧长一般为2mm：t (2mm / R)"
观测准备工作：
（1）寻找目标
（2）选定零方向
B
（3）准备手簿，填写相关项目
C
（4）量取仪器高和觇标高，并记录
二、水平角方向观测法 1、目标的照准方法
A
O
D
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
水平角观测时目标的照准方法
单丝照准
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双丝照准
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
十字丝视差：目标影像与十字丝不重合，当观察位置发生变化 时，两者之间产生的相对移动现象。
十字丝平面
像平面 b a c
像平面
十字丝平面
c a
b
像平面 十字丝平面
a
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
t值越小水准器的灵敏度越高
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光学经纬仪（圆水准器）
O
圆水准器水准轴：
过圆水准器顶部中心并垂直于顶部的直线 圆水准器：t= 8 ′～ 60 ′ 圆水准器用于概略整平，管水准器用于精确整平
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§4.2光学经纬仪
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§4.1 角度测量的概念
一、水平角
270°
o
0°n
空间两条相交直线在
m
P
水平面上投影的夹角
180°
90°
A
β＝m－n
B
a
水平面
p
b b
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§4.1 角度测量的概念
二、垂直角
空间直线与水平面之间 的夹角
（1）度盘：直径60－90mm，
最小分划 1° （2）光路：水平度盘光路、垂 直度盘光路和对点器光路。
13
光源
8
12
11
10
2
3
14 15 16 17
垂
直
18
度
盘
9
行差：度盘分划格距与相应测微尺分 划格距不一致。（调整透镜6与11）
视差：度盘影像和测微尺影像不能同 时清晰。 （调整透镜7与12）
7 6
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§4.3水平角和垂直角观测与记录
2、安置度盘：消除或减弱度盘分划误差对角度观测的影响。
J6型：G＝180°/m×(k-1)+60′/m×(k-1)
J2型：G＝180°/m×(k-1)+10′×(k-1)+600″/m×(k-1/2)
仰角：a > 0 俯角：a < 0
垂直角与天顶距的关系：
270°
A
180°
Zα
0° a 90°
α＝90－Z
垂直指标读数与垂直角关系：
α＝90－δ
a
水平面
P
P´
铅垂面
p
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§4.2 光学经纬仪
一、J6级光学经纬仪
1、基本结构
（1）脚架
（2）基座 竖 轴
（3）照准部
§4.2光学经纬仪
2、J6经纬仪的照准装置（望远镜） 主要组成：物镜、目镜、十字丝板和调焦装置
物镜调焦螺旋
物
镜
L1
调焦 透镜
L2
十字丝板
目镜筒
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§4.2光学经纬仪
（1）成像原理：物镜组和调焦透镜构成一个焦距可变的等效 透镜。调整两者间距（调焦），使目标成像于十字丝板。十 字丝板安装在目镜的前焦点之内，通过目镜可观测到目标放 大的虚像。
等效透镜
十字丝板
目镜
F1
F2
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来自百度文库
光学经纬仪 （十字丝的形状）
（2）十字丝分划板：用于精确照准目标和视距的装置
纵丝：测定水平角 横丝：测定垂直角 视距丝：与标尺配合测定距离
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§4.2光学经纬仪
3、J6经纬仪的读数系统
4
5
21
水平
20
22 23
19
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§4.2光学经纬仪
（3）测微装置与使用
度、分－直接读出
秒、值－估读
Hz
例：
水平角读数
213°01′24″
垂直角读数
95°55′30 ″
V
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§4.2光学经纬仪
4、J6经纬仪的安平装置
物镜调焦：使目标成像于十字丝分划板上。
目镜调焦：使目标影像连同十字丝分划所成虚像一起成像于 人眼明视距离处。
调焦方法：望远镜对向背景明亮处，旋转目镜调焦螺丝， 使十字丝最黑；照准目标后，旋转物镜调焦螺 丝，使目标影像最为清晰。
调焦的检验：眼睛在目镜处微微晃动，若十字丝与目标相对 移动，则调焦不正确，此现象称为十字丝视差。 若存在十字丝视差，将对角度测量产生影响， 应重新调焦。