第3章 角度测量
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普通测量学第三章角度测量
D 138 42 30 318 42 50
A 0 02 00 180 02 12
A 90 01 20 270 01 30 2
B 142 33 00 322 33 00 O C 181 20 40 1 20 50
D 228 42 00 48 42 10 A 90 01 10 270 01 20
2C 平均方向值
2.观测误差：有对中误差，其可采取强制归心或加改 正数的方法消除；目标偏心误差，尽量瞄准目标底部， 计算改正数；照准误差，是偶然误差；读数误差，取 决于仪器读数设备。
3.外界条件的影响
应选择微风多云、空气清晰度好、大气湍流不严重的条 件下观测。
仪
应
满
足
的
轴
线
条
件
照准部水准管的检验与校正
3.6.2
1.检验：将仪器整平后，将照准部旋转180º，
气泡仍居中，说明条件满足。若气泡偏离量
经
超过一格，应进行校正。
纬 仪
2. 校正：先用脚螺旋校正偏离量的一半，再 用校正针拨动水准管校正螺丝使气泡居中。 反复检验校正。
的 检 验
十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正
3.6.2
1.检验：选择高差不大相距约60米的A、B两点，在其
中点安置仪器， A点设标志， B点横放一根直尺，并
使A点、 B尺和仪器的高度大致相同。盘左瞄准A点，
经
固定照准部，纵转望远镜，在B尺读数为B1。盘右操 作读数为B2 。若B1与B2重合，则满足条件，否则计算
纬
视准误差c= ρ·B1B2/4D，若c＞60″时应进行校正。
1.检验：用十字丝中点精确瞄准一点状目标， 固定竖直制动螺旋后，用微动螺旋使望远镜
第三章角度测量
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§3.3 经纬仪的安置与水平角观测
(1) 经纬仪的安置
内容——对中，整平。
使仪器竖轴位于过测站点的铅垂线上， 水平度盘和横轴处于水平位置，竖盘位于铅垂平面内。
方法——垂球对中，光学对中 。
打开三脚架腿，调整长度使脚架高度适合于观测者高度， 张开三角架，安置在测站上，架头大致水平。
测回法观测水平角的记录格式
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(2) 方向观测法
观测三个及以上方向用，一测回操作步骤： 选择标志十分清晰的点作零方向，如A点。 盘左照准A点→配水平度盘 盘左(顺时针)：瞄A读数→瞄B读数→瞄C读数→瞄D读数 →再瞄A读数(盘左归零)。 盘右(逆时针)：瞄A读数→瞄D读数→瞄C读数→瞄B读数 →再瞄A读数(盘右归零)。
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粗对中——手握三角架，眼睛观察光学对中器， 移动三脚架，对中标志基本对准测站点中心， 脚尖踩入土中。
精对中——旋转脚螺旋对中，使对中误差<±1mm。
粗平——伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 精平——转动照准部，旋转脚螺旋，
使管水准气泡在相互垂直的两个方向居中。
精平操作会略微破坏已完成的对中关系。 再次精对中——旋松连接螺旋，眼睛观察光学对中器，
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§3.5 竖直角测量方法
(1) 竖直角的用途
将观测的倾斜距离化算为水平距离或计算三角高程。 1) 倾斜距离化算为水平距离
D=Scosα
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2) 三角高程计算
hAB=Ssinα+i-v HB=HA+hAB
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(3) 竖直角的计算 盘左竖直角：αL=90°－L 盘右竖直角：αR=R－ 270°
第三章 角度测量
水平度盘
水平度盘 度盘变换手轮：配置度盘起始位置。 竖直度盘
基座
三角形轴座 脚螺旋：整平仪器，将水平度盘调节成水平状态，仪器的竖轴处于铅垂位置。 连接板
8
三、DJ6级光学经纬仪的读数方法
分微尺测微器读数方法
H
角度换算关系：1°=60′ 1′=60″
读数：度 分 秒
一般国产光学经纬仪采用分微尺测微器，
右
B 265 36 30
85 35 12 85 35 06
85 35 09
85 35 06
A
90 00 36
左
85 35 06
B 175 35 42
0
A 270 00 48
右
85 35 00
B 355 35 48
85 35 03
25
竖直角测量
一、竖直角的概念
竖直角：同一个竖直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角，用α表示。
度盘划分值为1°
1°中间隔60个小格，每格为1′
秒位可估读：0.1′=6″
V
思考：读出的秒数一定是6的倍数吗？最大可以读到多少秒？
水平度盘读数：215°06′48″ 竖直度盘读数：78°52′00″
9
练一练
水平度盘读数：213°01′24″ 竖直度盘读数：95°55′30″
10
经纬仪的使用及水平角观测方法
4.精确照准目标： 转动水平微动螺旋，照准目标中心位置。
（三）读数
14
角度测量常用工具及照准方式
标杆
测钎
棱镜
锤球
15
经纬仪的使用方法总结
经纬仪的安置
粗略对中 粗略整平 精确整平 精确对中 反复对中、整平
照准目标
水平度盘 度盘变换手轮：配置度盘起始位置。 竖直度盘
基座
三角形轴座 脚螺旋：整平仪器，将水平度盘调节成水平状态，仪器的竖轴处于铅垂位置。 连接板
8
三、DJ6级光学经纬仪的读数方法
分微尺测微器读数方法
H
角度换算关系：1°=60′ 1′=60″
读数：度 分 秒
一般国产光学经纬仪采用分微尺测微器，
右
B 265 36 30
85 35 12 85 35 06
85 35 09
85 35 06
A
90 00 36
左
85 35 06
B 175 35 42
0
A 270 00 48
右
85 35 00
B 355 35 48
85 35 03
25
竖直角测量
一、竖直角的概念
竖直角：同一个竖直面内，倾斜视线与水平线之间的夹角，用α表示。
度盘划分值为1°
1°中间隔60个小格，每格为1′
秒位可估读：0.1′=6″
V
思考：读出的秒数一定是6的倍数吗？最大可以读到多少秒？
水平度盘读数：215°06′48″ 竖直度盘读数：78°52′00″
9
练一练
水平度盘读数：213°01′24″ 竖直度盘读数：95°55′30″
10
经纬仪的使用及水平角观测方法
4.精确照准目标： 转动水平微动螺旋，照准目标中心位置。
（三）读数
14
角度测量常用工具及照准方式
标杆
测钎
棱镜
锤球
15
经纬仪的使用方法总结
经纬仪的安置
粗略对中 粗略整平 精确整平 精确对中 反复对中、整平
照准目标
第3章角度测量
下半测回， 4、校核计算
右 b a
左 右 40
/n，以减小度盘分划误差的影响。
( 左 右 )
1 2
配置度盘： 为了提高测角精度， 需观测几个测回， 可根据据测回数 n 将起始方向读数改变 180°
三、方向观测法 在同一个测站上，需观测两个以上的方向时
L正 R正 180
（c=0）
1 c xc ( L R 180 ) 2 所以
校正：用水平微动螺旋，安置 丝，使交点对准目标 A。 （2）双重例镜法 在平坦地面选 A 点，距仪器另一端放一把 mm 分划的尺子整平仪器后，盘左瞄准 A，例转望远 镜在尺上取 B1，盘右瞄准 A，例镜在尺上取 B2，如 B1 与 B2 重合，则条件满足。
CC \ HH 所偏离的角度 C ——视准误差
1）平盘读数法 盘选一水平方向的目标 A，盘左盘右分别观测读数 L，R。
1 c ( L R 180 ) 2 则
若
c 10
，则不需校正。
因为视准误差对盘左，盘右平盘读数的影响大小相等，符号相反。
L正 L X c R正 R X c
四、横轴的检校 1、检验，距墙面 20~30m 处架仪器，选高处目标 （仰角大于 30°） ，盘左照准 A，放平望远 镜，在墙面上投出 A，例转望远镜，盘右照准 ，放平望远镜，在墙面上投出 B，如 A 与 B 重合， 则表明 HH VV ，否则要校正。
i 20
若 d 30m,
二、教学内容概况
（一） 、具体教学内容：
章 节 主 要 内 容 一般性了解内容 1、J6 经纬仪的构造 课时安排 2 §3-1 角度测量的原理 §3-2 J6 的构造及使用 §3-3 水平角测量 §3-4 竖直角测量 1、角度测量原理 2、J6 经纬仪的角度读数方法 1、水平角测量方法 2、竖直角测量方法
右 b a
左 右 40
/n，以减小度盘分划误差的影响。
( 左 右 )
1 2
配置度盘： 为了提高测角精度， 需观测几个测回， 可根据据测回数 n 将起始方向读数改变 180°
三、方向观测法 在同一个测站上，需观测两个以上的方向时
L正 R正 180
（c=0）
1 c xc ( L R 180 ) 2 所以
校正：用水平微动螺旋，安置 丝，使交点对准目标 A。 （2）双重例镜法 在平坦地面选 A 点，距仪器另一端放一把 mm 分划的尺子整平仪器后，盘左瞄准 A，例转望远 镜在尺上取 B1，盘右瞄准 A，例镜在尺上取 B2，如 B1 与 B2 重合，则条件满足。
CC \ HH 所偏离的角度 C ——视准误差
1）平盘读数法 盘选一水平方向的目标 A，盘左盘右分别观测读数 L，R。
1 c ( L R 180 ) 2 则
若
c 10
，则不需校正。
因为视准误差对盘左，盘右平盘读数的影响大小相等，符号相反。
L正 L X c R正 R X c
四、横轴的检校 1、检验，距墙面 20~30m 处架仪器，选高处目标 （仰角大于 30°） ，盘左照准 A，放平望远 镜，在墙面上投出 A，例转望远镜，盘右照准 ，放平望远镜，在墙面上投出 B，如 A 与 B 重合， 则表明 HH VV ，否则要校正。
i 20
若 d 30m,
二、教学内容概况
（一） 、具体教学内容：
章 节 主 要 内 容 一般性了解内容 1、J6 经纬仪的构造 课时安排 2 §3-1 角度测量的原理 §3-2 J6 的构造及使用 §3-3 水平角测量 §3-4 竖直角测量 1、角度测量原理 2、J6 经纬仪的角度读数方法 1、水平角测量方法 2、竖直角测量方法
第三章 角度测量
D—大地测量仪器 J—经纬仪 数字—测角精度，一测回方向观测中误差（秒）
3、经纬仪的分类
按读数系统分为：游标、光学、电子经纬仪。
目前建筑测量中使用较多的是光学经纬仪，一般 用DJ6，精度要求较高时用DJ2。
6/45
§3.2 DJ6光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造 DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。
23/45
24
30 12
左 第二 测回 O
N 158 52 30
M 270 10 N 338 52 18
右
42
方向观测法
三、方向法测水平角（多个方向）
一个测站观测3个或3个以上方向时，采用方向观测法，也称 “全圆测回法”。 1、 观测步骤 （1）将经纬仪安置在O 点对中、整平； （2）盘左位置（上半测回）： ABCDA （3）盘右位置（下半测回）： ADCBA
度盘可减弱） 5、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除， 精确整平可减弱）
39/45
二、观测误差
1、仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当 水平角接近180˚时影响最大；精确对中可减弱） 2、目标偏心差（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准 目标底部可减弱） 3、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不 能超过2格，否则，测回间重新整平 ） 4、照准误差（精确瞄准）
90
8/45
3、照准部
主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖 直制动微动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设 备、水准器和光学对点器等组成。
望远镜 — 用于瞄准目标
圆水准器 — 用于粗略整平仪器
管水准器 — 用于精确整平仪器 光学对点器— 用于使度盘中心和测点 在同一铅垂线上 读数装置—用于读数
测量学 3章角度
3．4竖直角测量
竖直角：同一竖面内，视线与水平线的夹角 （+、-.0-90）
天顶距: 视线与天顶方向的夹角(0-180)
水平线
仰角 +16°48'36″ 俯角 -7°05'12″
180°
270°
α
0°
90°
180°
270°
0° α
90°
L
一．竖直角测量与计算 1．盘左：瞄M点（横丝切目标顶端），读数L
三．竖盘指标自动归零补偿装置
A：盘左读数 900112 盘右读数 2695830
B：盘左读数 885236
注：竖盘注记形式 为顺时针
测 目 竖盘 竖盘读数 站 标 位置 ° ′ ″
左 90 01 12 O A 右 269 58 30
左 88 52 36 OB
180 00 21
左 右 40
1（ 2
左
右）
• 2．方向法（三个或三个以上方向）
• 盘左：顺时针观测A、B、C……A 盘右：逆时针观测A……C、B、A 计算：
• 两倍照准误差 2C=盘左读数－（盘右读数±180º） • 各方向平均值=1/2[盘左读数+（盘右读数±180º） • 归零后方向值=平均值-起始方向平均值（括号内) • 各测回归零后方向平均值 • 多测回观测时，按180º/n变换水平度盘（削弱度
光
路
读数显微物镜
聚光镜
水平度盘
二．DJ2型光学经纬仪
竖直读盘 反光镜
测微轮 换像手轮
DJ2经纬仪的读数 一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使上下
分划线精确重合后读数。
3．3 水平角观测方法
第三章 角度测量
天顶
A
Z
Z
C
A
270°
0° 90 °
A
B
C
180°
水平线
铅
垂
C
线
二、角度测量仪器
1、经纬仪（光学经纬仪、电子经纬仪）
分类 按其精度等级划分: DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪）； DJ6（普通光学经纬仪) 下标数字该仪器一测回方向观测中误差的秒数。 一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪
常用方法有测回法和方向观测法 1．测回法 步骤：
(1) 安置仪器于测站O点，对中、整平 (2)上半测回：盘左，LA ,LB
(3)下半测回：盘右，RB , RA
上半测回和下半测回构成一测回。
(4) 若β左- β右≤40″，认为观测合格。此时可取
1．测回法
测回法观测记录手薄
测 站
盘 位
目 标
水平度盘读数
方向A ，称为下半测回
C
归零，此为下半测回。
A 零方向
O D
四、竖直角测量
竖直角计算公式
左90L
右R270 盘左
12(左右)
盘右
竖直角测量
竖盘指标差
竖盘指标差x——竖盘水准管气泡居中时， 读数指标线与铅垂线的夹角。竖盘指标的
便移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为
正值，反之为负。
270
0
180
x
90
竖直角测量
竖盘指标差
90(Lx)
(Rx)270
1 2
(
左
右)
1（ R L 180 ） 2
x1(LR360) 2
竖直角观测与计算
观测步骤：
（1）在盘左位置用水平中丝照准目标，调整竖盘指 标水准管气泡居中后，读取竖盘读数，记入记录 手薄。
03第三章角度测量
上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还
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：
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：
《测量学》第三章角度测量资料PPT课件
天顶角：在同一竖直面内，视线与铅垂线 的天顶方向之间的夹角称为天顶角，也叫 天顶距，用Z表示。天顶距的大小由0°～ 180°。显然，同一方向线的天顶距和竖直角 之和等于90°。
Z=90 °－α
-
6
二、光学经纬仪(optical theodolite)的使用
经纬仪是测角的仪器，按精度， 有： DJ07、DJ1 、DJ2 、DJ6 、 DJ10。
-
7
图为DJ2级光学经纬仪
-
8
（一）J2光学经纬仪的构造
1、测微轮——读数时，对径分划线影像符合。 2、换像手轮——水平读数和竖直读数间的互换。 3、竖直、水平读盘反光镜——竖直、水平读数时反光。
竖直读盘 反光镜
测微轮
水平读盘 反光镜
换像手轮
-
9
（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
第三章 角 度 测 量
-
1
教学目标
（1）了解角度测量误差及注意事项。 （2）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。 （3）掌握角度测量原理，掌握DJ6经纬仪的构造和使用方 法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。
重点： DJ6经纬仪的使用方法，水平角和竖
直角的观测和计算方法
-
2
一、角度测量基本概念
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。
-
10 B
2、整平(leveling) 要求：1格
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 。
Z=90 °－α
-
6
二、光学经纬仪(optical theodolite)的使用
经纬仪是测角的仪器，按精度， 有： DJ07、DJ1 、DJ2 、DJ6 、 DJ10。
-
7
图为DJ2级光学经纬仪
-
8
（一）J2光学经纬仪的构造
1、测微轮——读数时，对径分划线影像符合。 2、换像手轮——水平读数和竖直读数间的互换。 3、竖直、水平读盘反光镜——竖直、水平读数时反光。
竖直读盘 反光镜
测微轮
水平读盘 反光镜
换像手轮
-
9
（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
第三章 角 度 测 量
-
1
教学目标
（1）了解角度测量误差及注意事项。 （2）熟悉经纬仪的检验、校正，电子经纬仪的构造。 （3）掌握角度测量原理，掌握DJ6经纬仪的构造和使用方 法，掌握水平角和竖直角的观测和计算方法。
重点： DJ6经纬仪的使用方法，水平角和竖
直角的观测和计算方法
-
2
一、角度测量基本概念
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。
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10 B
2、整平(leveling) 要求：1格
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 。
第三章角度测量
图3-14
3-4. 水平角观测
? 整平——使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平， 竖盘位于铅垂面内。整平误差 ? 1格。
角度测量仪器是光学经纬仪，它能测量水平角 和竖直角。水平角用于求算地面点的坐标和两点 间的坐标方位角，竖直角用于求算高差或将倾斜 距离换算成水平距离。
3-1.角度测量原理
水平角测量原理
? 水平角 ——过一点到两个目标的方向线垂直投
影到水平面上所成的夹角。水平度盘
? 0?≤? ≤360?。
a
? =c-a
《测量学》课件
潍坊学院 建筑工程系
第三章 角度测量
主要内容：
水平角和竖直角测量原理，DJ6、 DJ2型光学 经纬仪的使用，水平角和竖直角的观测、计算方 法，角度测量的误差分析。
主要目的：
了解经纬仪测角原理，掌握测量水平角和竖直 角的方法。了解经纬仪各轴线间应满足的几何条 件。
重点内容：
测回法施测水平角、中丝法施测竖直角的观测 方法、经纬仪各轴线间应满足的几何条件。
DJ6型光学经纬仪
读数窗视场 上面为水平度盘；下面为竖直度盘。
DJ6型光学经纬仪
分微尺测微 ——利用度盘刻度线，在分微尺 上读数。
度盘上1度分划的间隔 经放大后，与分微尺 全长相等。 分微尺全长分60格， 因此其最小格值为 1?=60?。 读数估读至0.1格，因 此，估读的秒数都应 是6?的倍数。
? 当望远镜高低俯仰时，其视准轴应划出一 竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高 低不同的目标有相同的水平度盘读数。
3-2. DJ6型光学经纬仪
? 1、分类：
按读数系统区分： 光学经纬仪、游标经纬仪、电子经纬仪
按其精度等级划分 : ? DJ07、DJ1、DJ2（精密光学经纬仪） ? DJ6、DJ15（普通光学经纬仪）等 ? 下标数字表示该仪器水平方向测量一测回
第三章 角度测量
可以应用罗盘仪(compass)来测定，在点安置罗 盘，磁针自由静止时其轴线所指的方向即为点 的磁子午线方向。
Ⅱ角度测量仪器
一、 经纬仪（Theodolite） 按精度划分为DJ07、 DJ1、 DJ2、和DJ6等。 按类型划分为：游标经纬仪；光学经纬仪； 陀螺经纬仪；电子经纬仪。
A 游标经纬仪--金属度盘
二 观测误差
1 仪器对中误差
偏心距e和θ角一定时，边长愈短，对 中偏差 引起的测角误差愈大。
2
目标偏斜的误差 边长愈短，其影响愈大。
3 整平误差 不能用盘左和盘右观测取平均值的方法 来消除，而且它与视线的竖直角的大小 有关。 视线的竖直角很小时其影响不大,竖 直角增大时，其影响亦随之增大。
瞄准误差与读数误差 与望远镜的放大倍数有关，亦受对光时 的视差和外界条件的影响。 60〞/V。 4
Ⅶ 直线定向(line orientation)
确定地面直线与标准方向间的水平夹角称为直线 定向 一,标准方向的种类 1,真子午线方向: 地表任一点P与地球旋转轴所组成的平面与地球 表面的交线称为 P点的真子午线(true meridian)，可以应用天文测 量(astrometry)方法或者陀螺经纬仪(gyro theodolite)来测定地表任一点的真子午线方向
注意事项 :
1）按操作程序作业。 2）操作过程中要轻手慢动，不要慌乱，进行陀螺限幅 时，动作要轻、缓慢。切不可碰动脚架。 3）陀螺仪在工作时，由于高速旋转使仪器温度急剧上 升。为了保证仪器的定向精度，在每次启动陀螺仪器前， 要等待一段时间让仪器温度与环境温度的温差保持尽可 能一致（一般以不超过５℃为好）。 4）陀螺仪内部有精密光学和机械配件，搬放过程中对 陀螺仪要垂直放置，严禁斜置或倒置。
测量学第03章-角度测量
二、轴系应满足的几何条件
1：照准部水准管轴垂直于竖轴 （LLVV） 2：十字丝竖丝垂直于横轴（竖丝 HH ） 3：视准轴垂直于横轴（CC HH） 4：横轴垂直于竖轴（ HH VV） 5：竖盘指标水准管水准轴垂直于指标线
（L L 指标线）
三、经纬仪检校
1 、照准部水准管的检校 照准部水准管轴LLVV竖轴 ？
5、竖直角观测方法
① 在测站安置经纬仪，对中、整平；
② 盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管 使气泡居中，读数L（V）；
③ 盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管 使气泡居中，读数R（V）；
瞄准
瞄准
竖直角观测记录 A
B
水平视线
C
测目 站标
竖盘 位置
竖盘读数
半测回角值 一测回角值
AB
盘左 87 52 18 ＋2 07 42 ＋2 07 36
第三章 角度测量
第三章 角度测量
3.1 角度测量原理 3.2 经纬仪结构及其使用 3.3 角度测量方法 3.4 经纬仪检验与校正 3.5 角度测量误差分析
角度：确定地面点位置的一个主要元素
角度测量
水平角测量 竖直角测量（垂直角测量）
水平角测量原理
• 地面上两相 交直线的夹 角在水平面 上的投影
盘右 272 07 30 ＋2 07 30
A
C
盘左
93 16 54 －3 16 54 －3 16 45
盘右 266 43 24 －3 16 36
实验四：测回法水平角观测
▪ 目的：掌握用测回法观测水平角的方法。 ▪ 仪器：经纬仪、花杆、记录板。 ▪ 内容：用测回法观测一个水平角，每人观测
一个测回。
实验六：竖直角观测及指标差测定
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。
矿山测量学-- 第三章 角度测量
12
§3.4
水平角和竖直角测量方法
3.4.1 水平角测量
水平角测量有测回法和方向观测法两种 ⑴ 测回法——常用于测量两个方向之间的单角。图3-14。 ①盘左(正镜)、βL=bL-aL 、上 半测回(A→B)
②盘右(倒镜)、βR=bR-aR 、下 半测回(B→A)
③上、下半测回合称一测回， 计算一测回平均角值。
((33--1100))
将各观测数据填入竖直角观测手簿(表3-3)，利用上列各式逐 项计算，得出一测回竖直角。
低处目标的观测、计算方法与此相同。
21
§3.4
水平角和竖直角测量方法
3.4.2 竖直角测量
δ=1/2(R+L-360)
竖直角观测手簿
测 目 竖盘 竖盘读数 半测回
站 标 位置
竖直角
P左 O右
水平角是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平
面上的夹角，或者是过两条方向线的竖直面所夹的两面角。如图3-
1所示。
在过A点的铅垂线上，水平地安置
一个有刻度的圆盘(称为水平度盘)，度
盘中心在o点，过AB、AC竖直面与水平
度盘交线为on、om，在水平度盘上读数
为n、m。则∠nom为所测得的水平角。
92°+d
10
§3.3
DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用
3.3.3 经纬仪的使用
经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准、读数四个步骤
⑴ 对中——对中的目的是使仪器的中心与测站点位于同一铅 垂线上。对中可用垂球或光学对点器对中。垂球对中精度一般在 3mm之内，光学对点器对中可达1mm。
⑵ 整平——整平的目的是使仪器竖轴在铅直位置，而水平度 盘在水平位置。图3-12。
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21
§3-3 水平角测量
水平角观测方法主要有以下三种：
1、测回法——当观测方向只有两个时采用该方 法观测。
2、方向法——当观测方向在两个以上时采用该 方法观测。
3、全圆方向法——当观测方向多于三个时的水 平角用此法观测。
经纬仪的两个盘位：
22
竖直度盘
竖直度盘
盘左观测
盘右观测
一、测回法（只有两个方向）
19
• 测钎、标杆和觇牌
•
测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所
使用的照准工具。
2、瞄准目标
20
（1）用粗瞄器瞄准目标
（2）使用水平制动,微动螺旋,使望远镜的竖丝与 目标重合, 使水平丝与目标某一特定位置重合。
注意：目标的形式和瞄准的位置，尽量瞄准目标 下部.。
3、读数 正确读取水平度盘的读数。
§3-2 光学经纬仪
5
一、经纬仪分类： • DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ10等
D —表示大地测量仪器； J —表示经纬仪 • 下标表示野外测回方向观测中误差:
0.7″ 1″ 2″ 6″ 10″ • 工程常用是DJ6、DJ2两类光学经纬仪。
二、DJ6光学经纬仪的构造
6
DJ6光学经纬仪包括基座、度盘、照准部三大部分。
二、方向观测法（目标多于两个）
27
1、 操作步骤
D
①安置仪器于测站点O，
A
对中、整平；
② 正镜（盘左），选择零方向
O
A，顺时针依次照准目标
B、C、D、A（归零），
读数；
B
③倒镜（盘右），瞄准
零方向A，逆时针依
C
次照准目标D、C、B、 A（归零），读数；
2、记录与计算(观测记录见表3.2)
28
①归零差的计算:
⑤ 各测回归零后平均方向值的计算：
各测回归零后方向值的平均值。
⑥ 水平角的计算：
相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。
14
➢ 3、单平板玻璃测微器装置的读数方法 ⑴读数装置 ⑵读数方法（如下图）
0
5 测微分划尺象 15
20
94 93 92 91 a
94
度盘象
93
92
91
平板玻璃
(a)
(b)
读数窗样式
15
0
5
10
95 94 93 92 91 90
87654
5
10
15
95 94 93 92 91 90
87654
92°30′+11′44″= 92°41′44″
β左= n左- m左= 68°42′12″
②盘右（倒镜）观测
瞄N， 记录 n右= 248°42′30″ 瞄M， 记录 m右= 180°00′24″ 下半测回角值：
β右= n右- m右= 68°42′06″
③检核
25
对于DJ6经纬仪，上下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 684209 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40"； ④取各测回平均值作为最后结果。
表3.1
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26
测站 竖盘 标 ˚ ＇ " ˚ ＇ " ˚ ＇ " ˚ ＇ " 注
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：
平均读数 盘左读数 （盘右读数 180） 2
④归零后方向值的计算： 各方向平均读数分别减起始方向平均读数。
29
（四）经纬仪的使用
16
1.经纬仪的安置 （1）对中 目的是把仪器的中心安置在测站点的铅垂线上. （2）整平(粗平、精平) 整平的目的:使仪器竖轴竖直,水平度盘水平。
M
O N
(3) 精确整平 —左手大拇指法则
17
3
3
1
2
1
2
气泡居中，1、2等高
气泡居中，3与1、2等高
(4)精确对中--架头上移动仪器 反复（1）、（2）两步。
1、操作步骤 ①安置仪器于O点，对中整平； ②正镜（盘左）瞄准M点，
度盘归零； ③顺时针转动仪器，瞄准N点读数；O ④倒镜（盘右），瞄准N点读数； ⑤逆时针转动仪器，瞄准M点读数。
23
M N
2、记录与计算（见表3.1)
24
①盘左（正镜）观测
瞄M，记录 m左= 0°00′36″ 瞄N，记录 n左= 68°42′48″ 上半测回的角值：
1
第三章 角度测量
主要章节：
§3-1 水平角和竖直角观测原理 §3-2 光学经纬仪构造及度盘读数 §3-3 水平角观测 §3-4 竖直角观测 §3-5 经纬仪的检验和校正 §3-6 电子经纬仪
二、竖直角测量原理
4
天顶
A
ZBA
B
ZBC αBA
水平线
αBC
C
铅垂线
➢ 垂直角（竖直角、高度角、倾斜角）（0～±90°） ➢ 仰角、俯角 ➢ 天顶距（0～±90°）
望远镜 补偿器转换钮 光学对点器 圆水准器
垂直制动 读数目镜 垂直微动
水平微动 水平度盘转换轮
7
8
• 三大部分 1、照准部
照
⑵控制变换水平度盘读数的装置
• ①转动手轮形式
• ②弹压式
• ③复测扳手式
3、仪器基座的构造与作用
经纬仪读数方法
1、分微尺读数装 置的读数方法 ⑴读数装置 ⑵读数方法(如右 图)
左 第一
M0 N 68
00 42
36 48
68 42 12
测回
68 42 09
O
M 180 00 24
右
68 42 06
N 248 42 30
68 42 15
M 90 10 12
左
68 42 18
第二
N 158 52 30
测回
68 42 21
O 右 M 270 10 18 68 42 24
N 338 52 42
18
光学对点器对中及整平的步骤：
①安置仪器：高度适中，使测点在视场内； ②强制对中：调节脚螺旋，使光学对点器中心与测点 重合； ③粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中； ④精确整平：调节脚螺旋，使长水准气泡居中； ⑤精确对中：移动基座，精确对中（只能前后、左右 移动，不能旋转）； ⑥重复④ 、⑤两步，直到完全对中、整平。
水平度盘读数： 73°04′30″
竖直度盘的读数: 87°15 ′48″
9
水平
73
72
0 12345 6
0 12345 6 87
竖直
放大
读数窗
10
水平
73
72
0 12 3 4 5 6
0 12 3 4 5 6 87
竖直
11
返回
2、对径符合测微器及读数方法
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13
265 2
4
6
6
40
50
（三）经纬仪读数方法