《土木工程测量》第3章经纬仪教案---角度测量
第三章 角度测量 教案
第二节光学经纬仪的构造
光学经纬仪按测角精度,分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同级别。其中“DJ"分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母,下标数字07、1、2、6、15表示仪器的精度等级,即“一测回方向观测中误差的秒数"。
(3)转动照准部和望远镜微动螺旋,精确瞄准目标。测量水平角时,应用十字丝交点附近的竖丝瞄准目标底部。
三、读数
(1)打开反光镜,调节反光镜镜面位置,使读数窗亮度适中。
(2)转动读数显微镜目镜对光螺旋,使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。
(3)根据仪器的读数设备,按前述的经纬仪读数方法进行读数。
第四节水平角的测量方法
上、下两个半测回合称一测回。为了提高精度,有时需要观测n个测回,则各测回起始方向仍按180˚/n的差值,安置水平度盘读数。
2、方向观测法的计算方法
(1)计算两倍视准轴误差2c值
2c =盘左读数-(盘右读数±180˚)
上式中,盘右读数大于180˚时取“-"号,盘右读数小于180˚时取“+”号。计算各方向的2c值,填入表。一测回内各方向2c值互差不应超过表中的规定.如果超限,应在原度盘位置重测。
方向观测法简称方向法,适用于在一个测站上观测两个以上的方向.
1.方向观测法的观测方法
设O为测站点,A、B、C、D为观测目标,用方向观测法观测各方向间的水平角,具体施测步骤如下:
(1)在测站点O安置经纬仪,在A、B、C、D观测目标处竖立观测标志。
(2)盘左位置选择一个明显目标A作为起始方向,瞄准零方向A,将水平度盘读数安置在稍大于0˚处,读取水平度盘读数,记入表方向观测法观测手簿。
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。
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一、经纬仪的安置(ānzhì)
(一)准备工作: ⑴调节脚架高度适中,将三脚
架 的三条(sān tiáo)腿等长; ⑵打开三脚架使三个脚架的三
个 脚大致呈等边三角形,并安置
在 测站点的周围,使三个脚到测
站
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(二)对中和整平(zhěnɡ pínɡ)
步骤:光学(guāngxué)对中→粗平仪器→精平仪器→平移仪器
"
"
"
DJ2
8
13
9
DJ6
18
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表3.2
方向(fāngxiàng)观测法观测手簿
测 站
觇 点
水平度盘读数
盘左
盘右
˚ '" ˚ '回归 各测回平 2c 平均读数 零方向值 均方向值 角值
" ˚ ' " ˚ ' " ˚ ' " ˚ '"
5
6
7
8
9
(0 00 34)
270 10
18
N 338 52 42
68 42 18
68 42 24
68 42 21
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③检核 对于DJ6经纬仪,上下(shàngxià)半测回角度之差应满
足:
左右40 ,否则,应重测。
④一测回角值
左右68 4209
2
当测角精度要求较高时,需观测多个测回: ① 第一测回度盘归零; ②其他各测回间按180˚/n(n为测回数)的差 值,变换度盘; ③各测回角值之差不得超过(chāoguò)24"; ④取各测回平均值作为最后结果。
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工程测量-第3章角度测量
水平角测量原理
4
郑州大学土木工程学院 宋建学
郑州大学土木工程学院 宋建学
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3.2 DJ6级光学经纬仪 DJ6级光学经纬仪
经纬仪的种类繁多,如按工作原理区分, 经纬仪的种类繁多 , 如按工作原理区分 , 可 以分成光学经纬仪 电子经纬仪。 光学经纬仪和 以分成 光学经纬仪 和 电子经纬仪 。 现在工程中大 量使用的是光学经纬仪,但电子经纬仪发展很快, 量使用的是光学经纬仪 , 但电子经纬仪发展很快 , 且在价格上已与同级光经纬仪相当甚至更低, 且在价格上已与同级光经纬仪相当甚至更低 , 具 有很大的发展潜力。 有很大的发展潜力。 我国对经纬仪编制了系列标准,分为DJ07, DJ07 我国对经纬仪编制了系列标准,分为DJ07, DJ1 DJ2 DJ6 等级别。 其中D 分别为“ DJ1 、 DJ2 、 DJ6 等级别 。 其中 D 、 J 分别为 “ 大地 测量” 经纬仪”的汉语拼音第一个字母,07, 测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母,07, 等数字,表示该仪器所能达到的精度指标。 2、6等数字,表示该仪器所能达到的精度指标。 DJ6表示一测回水平方向中误差不超过6 。 如DJ6表示一测回水平方向中误差不超过6″。
的精度逐渐提高,DJ2级光学经纬仪有取代DJ DJ6 的精度逐渐提高 , DJ2 级光学经纬仪有取代DJ6 级光学经纬仪 的趋势。 的趋势。 在结构上,除望远镜的放大倍数稍大( 在结构上 , 除望远镜的放大倍数稍大 ( 30/28倍) , 照 倍 准部水准管灵敏度较高(分划值为20″/2mm)、度盘格值更 准部水准管灵敏度较高(分划值为 ) 精细外,主要表现为读数设备的不同。 精细外,主要表现量
• 宋建学 • 郑州大学土木工程学院施工教研室 • 郑州大学土木工程学院测量实验室 • 2011-1
建筑工程测量-第三章-角度测量
❖ 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。
【测绘课件】03角度 测量107页PPT
光学经纬仪DJ6
光学经纬仪DJ2
二、光学经纬仪的基本构件
照准部、度盘、基座等。
1.照准部
• 1)望远镜 • 2)水准器 • 3)基本轴系
1)望远镜
• 望远镜的结构:物镜、凹透镜、十字丝 板和目镜
• 操作部件:望远对光螺旋、目镜调焦轮
• 望远镜的成象过程:
• (1)物镜前的物象A 经物镜成为缩小的倒 立实象,并经凹透镜的调焦作用落在十 字丝板的焦面上。
开 连 接随 之 转 动 度 数 不 变 关 脱 离 不 随 之 转 动 度 数 变 化
3.基座
• 轴套、脚螺旋、连接板、固定旋钮等。 • 经纬仪照准部的支承装置。 • 经纬仪照准部装在基座轴套以后必须扭
紧固定旋钮,一般应用不得松开。
4.其他辅助机构
• 1)光学对中器 • 2)旋钮机构:
(1)水平制动、微动旋钮, 控制照准部水平转动; (2)垂直制动、微动旋钮, 控制望远镜纵向转动;
• (2)目镜将倒实象和十字丝象一起放大成 虚象B。
实现成象过程的对光操作
• (1)转动目镜调焦轮,眼睛看清楚十字丝象; • (2)转动望远对光螺旋,眼睛看清楚物象A。 • (3)消除视差。 • 视差,即移动眼睛可发现十字丝象与虚象B
的相对变动现象。视差的存在表明物象 A可 能没有落在十字丝板焦面上。操作人员正确 重复(1)(2)对光动作可消除视差。
2)水准器
• 作用:测量仪器整平指示装置 • 种类:管水准器和圆水准器 • 管水准器: • 结构,管水准轴,格值。
• 管水准器的整平灵敏度较高。
2mm (23)
R
圆水准器 结构,圆水准轴,格值。圆水准器的整平灵敏度较低。
2mm (23)
R
《土木工程测量》第03章角度测量解析电子教案
一、水平角(horizontal angle) 定义
从空间一点出发的两 条空间直线在水平投
水平度盘(horizontal circle)
a
A
影面上的夹角。
B
范围:顺时针0~3600
c C
a b
c
二.竖直角(vertical angle)定义
在同一竖直面内,瞄准目标的视线与水平视线的夹角。 其范围:=090 ,仰角为正,俯角为负。
(3)脚螺旋精平——左手大拇指法则
①转动仪器,使水准管与脚螺旋1、2连线平行。 ②根据气泡位置运用法则,对向旋转脚螺旋1、2 。 ③转动仪器900,运用法则,旋转脚螺旋3 。
3
3
1
2
气泡居中,1、2等高
1
2
气泡居中,3与1、2等高
④架头上移动仪器,精确对中 ⑤脚螺旋精平 ⑥ 反复(4)、(5)两步。
3、整平:(粗平和精平)
粗平是通过伸缩脚架腿或旋转脚螺旋使圆 水准气泡居中,其规律是圆水准气泡向伸高 脚架腿的一侧移动,或圆水准气泡移动方向 与用左手大拇指和右手食指旋转脚螺旋的方 向一致;
精平是通过旋转脚螺旋使管水准气泡居中, 要求分别转动照准部使管水准器轴旋至相互 垂直的两个方向上使气泡居中,其中一个方 向应与任意两个脚螺旋中心的连线方向平行。
c
B
当c≥a时 β= c – a
当c<a 时 β= c+360° – a
A C
a
c
§3-3 水平角测量
常用的方法有: 测回法(method of observation set) 方向观测法(method of direction observation)
第三章-角度测量学习教案
A
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二 、 倾 斜 (qīngxié)视 线 法 根据视线(shìxiàn)与设计坡度线平行时,其两线之间的铅垂距离处 处相等 的 原理,以确定设计坡度上的各点 高程位 置。此 法适 用于坡 度较大 ,且 地 面自然坡度与设计坡度较一致的 场合。
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3、如上图所示,安置水准(shuǐzhǔn)仪, 读取已 知高程 点A上 的水准(shuǐzhǔn)尺后 视读数a,则视 线高程H 视:H 视=H + a 4、按测设高程的方法,利用(lìyòng)水准测量仪高法,算出 每一个 桩点水 准尺 的应读 数b应:b=H视- H设
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三、测设点的高程
目的:根据已有水准点的高程标定另一点的高程,使其值 等于设计高程。
已知:水准点A的高程为HA,要求在B点木桩上标出高程 HB。
步骤: ①将水准仪安置于A、B点中间。
②在A点上立水准尺,得后视读数a。
测 设点的高程 ③计算出前视读数b:
b=HA+a-HB。第5页/共29页
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二、极坐标法 极坐标法是根据一个水平角和一 段距离 测设点 的平 面位置 。极坐 标法 适用于 量距方 便(fāngbiàn),且待测设点距离控制点较近的建筑 施工场 地。
1、计算(jìsuàn)测设数据 如右下图所示,A、B为已知平面(píngmiàn)控制点,其坐标x值A 为yAA (
土木工程测量经纬仪及其使用
O A 142 31 18 322 31 00 +18 142 31 09 142 30 35 142 30 29 63 03 30
B 288 46 30 108 46 06 +24 288 46 18 288 45 44 288 45 47 146 15 18
C 0 00 42 180 00 18 +24 0 00 30
四 竖盘读数指标差
X X
指标差计算
如图: 盘左位置,望 远镜上仰,读 数减小,竖盘 读数为L。则正 确的竖直角为:
α=瞄准目标时的读数 - 视线水平时的常数 (2)当望远镜视线往下仰,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˚。
2 观测、记录与计算 竖直角观测 ①安置仪器,对中、整平; ②盘左瞄准目标某一位置, 读取竖盘读数L; ③盘右瞄准原目标位置, 读取竖盘读数R。 (以上盘左、盘右观测构成一个测回) 记录与计算(见表3.3) ①分别计算盘左、盘右半测回竖直角, ②计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。
视线向上倾斜,
α1
称仰角,α为正值;
α2
视线向下倾斜,
称俯角,α为负值。
2、原理:
α =目标视线读数—水平视线读数
Z — 天顶距
二 竖直度盘构造
竖直度盘固定在望远镜的 旋转轴(横轴)上。主要 由竖直度盘、竖盘指标、 (竖盘指标水准管、竖盘 指标水准管微动螺旋), 目前很多仪器用自动 补偿器代替了水准管。
转动,瞄准零方向C,依次照准目标C、 A
B 、A、D、C(归零),读数;
二、记录与计算(观测记录见表) ①归零差的计算: 分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差Δ;(若Δ超限,应及时重测) ②计算2c值(两倍视准误差): 2c = 盘左读数-(盘右读数±180˚) 若2c超限,应及时重测。 ③各方向平均读数的计算:
土木工程测量 第3章 角 度 测 量
第3章 角 度 测 量内容提示:本章主要介绍了角度测量的原理和方法、经纬仪技术操作、检验与校正、角度测量误差的影响与消除方法,并介绍了电子经纬仪。
其重点内容为经纬仪技术操作和主要条件的检验校正、水平角和竖直角观测与计算方法。
其难点为方向观测法观测水平角和竖直角的计算、角度测量误差的消除方法。
3.1 角度测量原理角度是确定地面点位的三要素之一。
角度测量是测量工作的基本内容,它包括水平角测量和竖直角测量。
角度测量仪器为经纬仪。
3.1.1 水平角测量原理地面上一点到两个目标点连接的两条空间方向线垂直投影在水平面上所形成的夹角,或过空间两条相交方向线的竖直面所夹的两面角,称为水平角,通常用β表示。
如图3.1所示,A、O、B为地面上三点,过OA、OB直线的竖直面V1、V2,在水平面H上的交线O'A'、O'B',所夹的角∠A'O'B'就是OA和OB之间的水平角。
图3.1 角度测量原理为了测量水平角,设想在过O点的铅垂线上,水平地安置一个刻度盘(简称为水平度盘),使刻度盘刻划中心(称为度盘中心)o与O在同一铅垂线上。
竖直面V1、V2与水平度盘有交线oA"、oB",通过oA"、oB"在水平度盘读数为a、b(称为方向观测值,简称方向值),一般水平度盘是顺时针刻划和注记,则所测得的水平角为β(3-1)=b−a由上式可知,水平角值为两方向值之差。
水平角取值范围为0 ~360 ,且无负值。
第3章 角度测量·49··49·3.1.2 竖直角测量原理 在同一竖直面内,地面某点至目标的方向线与水平线的夹角,称为竖直角或倾斜角。
用α表示。
若目标方向线在水平线之上,该竖直角称为仰角,取值为"+";若目标方向线在水平线之下,该竖直角称为俯角,取值为"-"。
如图3.l 所示,A α为正值,B α为负值。
第3章 角度测量
光学经纬仪的构造及度盘读数
经纬仪的技术参数 DJ6经纬仪的构造
经纬仪的技术参数
技术项目
一测回水平 方向中误差
DJ1 1
经纬仪等级 DJ2
2
DJ6 6
望远镜有效 孔径不小于
望远镜放大 倍数不小于
60mm 30倍
40mm 28倍
40mm 26倍
水准管 水平度盘 6/2mm
20/2mm
整平——使仪器纵轴铅垂,水平度盘与横轴水平,
竖盘位于铅垂面内。整平误差不超过1格。
3
3
1
2
1
2
气泡居中,1、2等高
气泡居中,3与1、2等高
用左手大拇指法则,转动脚螺旋,调节水准
管气泡居中(反复)。
一测回观测过程中,不得再调气泡。
瞄准—用望远镜竖丝精确
瞄准目标的标志中心。
操作步骤:
粗瞄、制动、调焦消
三、读数方法
转动测微轮,使正、倒像分划线重合,找出满足 以下三个条件的一对正、倒像分划线: (1)相差180o (2)正像在左,倒像在右; (3)相距最近。 读取该对分划线正像的度数;该对分划线所夹的
格数×10′为整十分数;在测微窗上读取分、
秒,估读至0.1秒。例:
双平板玻璃测微器(J2)
163°27'32.5"
估读至0.1格,因此,
估读的秒数都应是6的
倍数。
73
水平度盘读数: 0 1
73°04′24″
测微盘
水平度盘读数
竖盘读数
测 微 尺 读 数 窗
DJ2 光学经纬仪
一、用途 :三、四等三角测量 、精密导线 测量、工程测量等
二、构造特点 采用对径符合读数系统,一次读取对径 180o两个方向的平均值,可消除照准部偏 心差的影响