第四章经纬仪、水平角测量及三角高程测量

•顺时针旋转照准部瞄准目标B、C、D、A （归零）
下半测回 盘右逆时针观测各方向； (盘右) A-D-C-B-A
方向观测法记录表
等级：图根小三角 仪器：DJ6 目期：1978.5.23 测区：108工程 天气：阴 成像：稳定 小组： 观测：× × × 记录：× × × （左+右 ±180°） /2
• • • • •
由上式可以看出： ①当β和θ一定时，Δβ与e成正比 ②当e和θ一定时，Δβ与所测角的边长，成反比。 ③当e和S一定时，且当β=1800，θ=900 时，取得最大值。 综上所述，由于β（根据实际情况确定）、θ和e都是无法控制的，且当仪器对中后，其对水平角测 量的影响也不再发生变化，因此无论观测多少个测回都不能削弱其对水平角测量的影响，这项误 差在各侧回间均保持相同。因此在测角时，尤其是在观测边较短的情况下，应特别注意仪器的对 中精度。
604906
604903
604900
多个测回观测： 1. 盘左瞄准起始目标A 利用水平度盘变换轮将水平读盘对到相应位置并 读数，各测回间度盘配置变换常数以180°/n计 算，（n为测回数）。 n=3，第一测回，配盘0度、几分、若干秒 ； 第二测回，配盘60度、几分、若干秒 第三测回，配盘120度、几分、若干秒 2. 则最终角值应为： β最终=（∑ β ）/n
2、仪器对中误差与目标偏心误差
（1）仪器对中误差对水平角测量的影响
• • • • 如图 4-16 所示，O为测站标志中心，O′为仪器中心，β为A点与标志中心O及B点所夹的水平角即： β=∠AOB；β/为A点与仪器中心O′及B点所夹的水平角即： β/=∠AO′B ; e为仪器对中的偏心距；Ø为观测的起始方向与仪器对中的偏离方向之间的夹角。从 图4-16可以看出观测角值β/与正确角值β之间存在着下列关系： β=β/ -（δ1+δ2） 在ΔAOO′和ΔB OO′中，δ1 和δ2角很小，故可用其弧度值代替其正弦值，因此有：
第二 测回
A
B
90 03 06
170 16 18
270 03 12
350 16 24
0 00 00
80 13 12 12
0 0 00
80 13 12
•2. 方向观测法----全圆测回法
用于两个以上目标方向的水平角观测。
方向法操作步骤
•在O点安置经纬仪，对中、整平。
一 测 回
上半测回 （盘左)
•选择起始方向,盘左瞄准起始目标A
第三章 经纬仪、水平角测量及三角高程测量
•4.1 经纬仪的种类及DJ6经纬仪的构造 •4.2水平角测量的基本原理及方法 •4.3 三角高程测量 •4.4角度测量误差来源及注意事项 •4.5经纬仪的检验与校正
4.1 经纬仪的种类及DJ6经纬仪的构造
第 三 章 角 度 测 量
• •
1、经纬仪的种类 常用光学经纬仪按精度分有DJ05、DJ1、DJ2、DJ6等几种。D，J分别为 “大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音的第一个字母，05~6为该仪器一测 回方向观测值的中误差，单位为秒。 2、DJ6光学经纬仪的构造
测 站
测 回 数
读
目 标
数
盘左 °′″
盘右 °′″
左– （右 ±180°） （2C）
归零方向值
各测回平均方向值
角值
方向值 °′″
（0 02 15）
″
°′″
°′″
°′″
A B O І C D A
0 02 00 60 32 30 135 03 48 210 53 42 0 02 18
180 02 18 240 32 24 315 03 36 30 53 54 180 02 24
-18 +6 +12 -12 -6
0 02 09 60 32 17 135 03 42 210 53 48 0 02 21
0 00 00 60 30 02 135 01 27 210 51 33
0 00 00 60 30 16 135 01 24 210 51 38 60 30 16 74 31 08 75 50 14
4）竖直角测角原理
在O点放一竖直度盘，分别测得OA方向读数a，及水平方向读数b=90度，竖 直角α即为a和b之差 ： α
=90-a。
5）竖直角的观测方法
1.盘左位置：瞄准目标后，使竖盘指标水准管气泡居中，读取 竖盘读数L，并记入竖直角观测记录表中。称为上半测回观测。
2. 盘右位置：仍照准原目标，使竖盘指标水准管气泡居中，读 取竖盘读数值R，并记入记录表中。称为下半测回观测。
水平角观测手簿（测回法）
读数 觇 点 盘左 盘右
单测回方向
一测回平 均方向
各测回平均 方向
附 注
1
第一 测回
2
°′″
3
°′″
4
°′″
5
°′″
6
°′″
7
A B
0 02 12 80 15 18
180 02 24 260 15 36
0 00 00 80 13 06 12
0 00 00 80 13 09
0 00 00 80 13 10
测微尺60等分，精 确到1′ ，并可估读 到0.1′ 。
•水平角读数：
度 数
： 180° 小于1 °的读数： 06′18″ 180°06′18″
•竖直角读数：
0 1 2 3 4 5 6
： 75° 小于1 °的读数： 57′06″ 75°57′06″
度 数
2. 单平板玻璃测微器装置及其读数方法
读数窗的分划板上双指标线 测微尺上单指标线。
3.上、下半测回合称一测回观测。
Байду номын сангаас
4.在竖直角观测记录表中进行竖直角和指标差的计算。
测 目 盘 站 标 位
竖盘读数
半测回竖直 指标差 角
度盘30′的分划 间隔成像后与 测微尺的全长 向匹配
3、水平角观测方法
根据测量工作要求的精度、使用的仪器、 观测目标的多少 •测回法----观测两个方向之间的单角
•方向观测法---两个以上的方向
•测回法---用于两个目标方向之间的水平角的观测。如图，设O为测 站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向 之间的水平角β。
4.2水平角测量的基本原理及方法 一、水平角观测原理
水平角定义:水平角就是地面上某点到两目标的方向线铅 垂投影到水平面上所成的角度，其取值范围为0 ~ 360。
•在O点放一水 平度盘，OB方 向读数为b， OA方向读数 为a, •即得: •β = a - b
二、水平角观测
1、经纬仪的对中、整平和瞄准
转动物镜调焦螺旋，是目标成像清晰，消除视差
转动水平微动螺旋，精确瞄准目标 尽量瞄准目标底部，使用 纵丝的中间部分平分目标 或夹准目标
2、读数：
1.分微尺测微器及读数方法
• 度盘分划值为1°，按顺时针方向注记。 • 读数窗的分划板上刻有分微尺。 度盘1°的分划 间隔成像后与 分微尺的全长 相等
179、180为度数， 是度盘上刻画线在 测微尺上的影像
α左 =90°– L α右=R – 270°
竖直角
α= 1/2（ α左+ α右）
= 1/2（R – L – 180°）
3）竖直角指标差的计算
当指标偏离正确位置时，这 个指标线所指的读数就比始读数增 大或减少一个角值 Ｘ ，此值称为竖 盘指标差，也就是竖盘指标位置不 正确所引起的读数误差。 指标差计算公式： X= 1/2（ α左– α右） = 1/2（R+L-360°）
2）竖直角的计算公式
推导竖直角计算公式的具体做法如下： 1：盘左位置把望远镜大致置水平位置，这时竖 盘读数值约为90°（若置盘右位置约为270°），这 个读数称为始读数。 2：慢慢仰起望远镜物镜，观测竖盘读数（盘左 时记作L，盘右时记作R），并与始读数相比，是增 加还是减少。
如右图的竖盘注记形式， 其竖直角计算公式为：
•β右=b右-a右
•一测回角值 •β= （β左+β右）/ 2
1. 测回法 盘左位置：左=b左– a左
盘右位置： 右＝b右– a右 1 测回角值： ＝ （ 左+ 右） 2
测回法测角记录表
测 站
盘 位
左
目 水平度盘读数 标
A B A B
水平角
半测回值 测回角值
备注
O 右
001 24 605030 180 01 30 240 5030
测回法操作步骤
•在O点安置经纬仪，对中、整平。
一 测 回
上半测回 •盘左瞄准起始目标A （盘左) -----水平制动和微动精确瞄准目标底部 •对度盘读数 a左 •顺时针旋转照准部瞄准目标B 读数b左
•β左=b左-a左
下半侧回 (盘右)
上半测回 （盘左)
•β左=b左-a左
一 测 回
•倒转望远镜、逆时旋转照准部 瞄准目标B，读取读数b右 下半侧回 (盘右) •再逆时针旋转照准部瞄准目标A 并读取读数a右
2） 整平----- 竖轴竖直和水平度盘水平
照准部转 至任意位 置，气泡 的偏离值， 最大不能 超过一格
注意:
整平和对中是一对相互破坏的过程 建议操作步骤： 通过脚螺旋----对中 通过伸缩脚架-----整平
3） 瞄准目标
调节目镜调焦螺旋---使十字丝清楚 瞄准器瞄准目标---是目标成像在视场中央 旋紧水平制动螺旋
4.4 三角高程测量 1、竖直角定义:地面某点至目标的方向线与水平面之间 的夹角，取值范围为 –90~90。
仰角（在水平面的上方）为正，0 ~ 90； 俯角（在水平面的下方）为负，-90 ~ 0。
2、竖直角观测
1）竖直度盘的构造
竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端，随望远镜的转动而转 动。竖直度盘的刻划与水平度盘基本相同，但其注字随仪器构造的不同 分为顺时针和逆时针两种形式。对于J6级光学经纬仪竖盘与指标及指标 水准管之间应满足下列关系：当视准轴水平，指标水准管气泡居中时， 指标所指的竖盘读数值盘左为90°，盘右为270°。
4.3水平角观测的误差来源及其减弱措施 1、仪器误差
•仪器误差，一方面由于仪器在制造时受到制造工艺的限制，因此使仪器本身在 结构上就存在着一定的误差。如：度盘偏心误差、度盘刻划误差、水平度盘与 竖轴不垂直等；另一方面是由于仪器被校正的不够完善的残余误差，对水平角 测量也会产生一定的影响。 •在这些误差中，如：度盘偏心误差，可采用测回法将其削弱；度盘刻划误差及 水平度盘不垂直竖轴的误差，就目前的制造工艺来讲一般很小，但前者还是可 以通过多个测回间配置度盘读数的方法将其削弱。对于校正后的残差，如视准 轴不垂直于横轴、横轴不垂直于竖轴的误差，也可以通过测回法将其消除或削 弱；而竖轴不垂直于管水准器水准轴的误差（使竖轴不处于铅垂位置）对水平 角测量的应响，一般通过测回法无法将其消除。因此在校正仪器时应注意此项 校正的质量，在安置仪器时也应注意仪器的整平程度。
（2）目标偏心对水平角测量的影响
如图4-17 所示：A，B为标志中心、A/ ,B/为标杆中心，如果标杆没有立在标志点 的中心点上或标杆没有竖直地立在标志点的中心点上而又无法瞄准标杆底部、另外标 杆本身不直同样都会造成目标偏心，从而给水平角测量带来误差。由于目标偏心给水 平角测量带来的影响为：
的，是 无法控制的，且当标杆立好后，两者即成固定值，其对水平角的影响也不再发生变化， 因此无论观测多少个测回也不能削弱其对水平角测量的影响，这项误差在各侧回间均 保持相同。从上式可以看出，目标偏心对水平角测量的影响随偏心距的增大而增大且 当θ1=θ2=90º时，Δβ取得极大值。但Δβ随边长S1,S2的增大而减小。因此在观测边长较 短的情况下应注意目标对中的精度。测量时应尽可能地瞄准标杆的底部以减小目标偏 心、、标杆没有竖直和标杆本身不直对水平角测量的影响。
•
第 三 章 角 度 测 量
• 正面
• 反面
基 座
•支撑整个仪器 •三个脚螺旋整平仪器
水平度盘
•水平角度
照准部
•瞄准目标，读数
望远镜、竖盘、水准管 读数显微系统
Dj6经纬仪的读数光路图
•水平角读数光路: 2-3-4-6-5-7-8-18 -9-10-11-12 •竖直角读数光路: 1-13-15-17-18 -9-10-11-12
1）对中： 使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上
对中方法
｛
垂球对中 光学对中
光学对中的操作步骤：
1. 将仪器置于测站点上，架头大致水平。粗略 对中测站点。 2. 旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。 3. 伸缩三脚架腿，使圆水准气泡居中。再用脚 螺旋精确整平经纬仪。 4. 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。 5. 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。