哈工大测量学授课课件第3章角度测量

指标差 一测回竖直角
-12 ″ 16°18′36″
+06 ″ -7°05′12″
2.竖盘指标差
望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘指 标偏离了正确位置x角值称为竖盘指标差。当偏离方向与竖 盘注记方向一致时，记“＋”号，反之记“－”号。
= 90-（L-x)
=（R-x）-270
由于x的影响，使读数中包含有指标差的影响，故正 确的计算公式应为： ＝ 90 - ( L - x ) = 90 - L + x = L + x (1)
一测回 平均角
第1方向 J
第2方向 K
J 左
00418 741924
K 742342 B
741915
右
J 1800500 741906
K 2542406
测B站
起始方向第一个读数应调成0°（或180°/N，N为测回数）； 分、秒数写足二位； 改数时按有关规则。 一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘
双光楔测微器（J2）
90°37′42.8″
74°47′16.3″
90 54 3 210
7
7
4
5
74
75
4
71
72
3-5 经纬仪的检验与校正
一、经纬仪应满足的条件
（一）LL⊥VV （二）CC⊥HH （三）HH⊥VV
LL——水准管轴 VV——竖轴 HH——横轴
二、经纬仪的检验校正
1、照准部水准管的检校
此校正需反复进行，直至C值不 大于10″为止。
4、横轴的检校
如图，在距一较高墙20～30m处置仪， 在墙上选择一仰角大于30度的目标点P， 盘左瞄准P，将望远镜放平，在墙上定一 点P1。倒镜盘右瞄准P点，再将望远镜放平， 在墙上定出另一点P2。如果P1P2重合，
表明仪器横轴垂直于竖轴，否则应校正。
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
30/2mm
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"
五、竖盘指标自动归零装置
1. 利用自动安平补偿装置取代竖盘水准管，即使仪器稍有倾 斜(10′)也能读到指标在正确位置时的读数。
2. 注意检查补偿器是否失灵。
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
73°04′24″
3.3 水平角测量
一.经纬仪的操作步骤 对中——整平——瞄准——读数
掌握对中、整平的目的、方法与要求。 瞄准方法：用竖丝对准竖立于测点的标志中心。 操 作：粗瞄，制动，然后用微动螺旋完成
精确瞄准。
二.水平角观测
掌握测回法观测水平角的仪器操作方法、观测程序和记录。 了解“方向观测法”的使用场合、作业程序与记录。
由于仪器横轴不垂直于竖轴，仪器整平 后，竖轴牌铅垂位置，横轴就不水平，倾斜一个i角。 当以盘左、盘右瞄准P点而将望远镜放平时，其视准面不是竖直面，而是分别 向两侧各倾斜一个i角的斜平面。因此，在同一水平线上的P1、P2偏离竖直面 的距离相等而方向相反，直线P1P2的中点M必然与P点位于同一铅垂线上。
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
3-2 光学经纬仪
一、经纬仪的概述
❖ 经纬仪的发展:
游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪 金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘
❖ 经纬仪的代号：DJ1、DJ2、DJ6、DJ10……
“D”和“J”——大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母 “6”和“2”——仪器的精密度。
一测回方向观测中误差不超过±6″和±2″ 在工程中常用D百度文库2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪
在过测站点中心的铅垂线 上任意高度水平地安置一个度 盘，则空间视线在其上的投影 线分别截取读数a、c，则水平 角＝c-a
仪器的必要条件：
1.仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上。 2.照准部设备（望远镜）要能上下、左
右转动，上下转动时所形成的是竖直面。 3.要具有一个有刻划的度盘，并能安置成
水平位置。 4.要有读数设备，读取投影方向的读数。
哈工大测量学授课课件第3章角度测量
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第三章 角度测量
3.1 水角度测量原理 3.2 光学经纬仪 3.3 水平角观测 3.4 竖直角观测 3.5 经纬仪的检验与校正 3.6 电子经纬仪简介
3-1 水角度测量原理
1.水平角定义 从一点到两目标的方向线
垂直投影在水平面上的夹角称 水平角。如图中。 2.水平角测量原理
121°44′21″
121°44′30″
121°44′36″
121°44′39″
121°44′42″
方向观测法 一个测站观测4个或4个以上方向时，采用
方向观测法，也称“全圆测回法”。
B D
A 零方向
C
E
方向观测法
3-4 竖直角测量
竖直角观测原理
竖直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角(也叫垂直角)。 =0°90° ，仰角为正，俯角为负。
天顶
A
Z
Z
C
A
270°
0° 90 °
A
B
C
180°
水平线
铅
垂
C
线
竖直角的主要用途
将斜距化为平距
已知斜距S、竖直角， 计算平距D：
D=S·cos
三角高程测量
已知平距D、竖直角 ， 计算A、B高差h：
hAB=D·tan+i-l
图3-20 斜距化为平距
l
h AB
图3-21 三角高程测量
1、竖盘构造特点
瞄
除视差、水平微动精确
准
瞄准。
用水平微动完成瞄准。
尽量瞄准目标下部，
减少由于目标不垂直引
起的方向误差。
测回法观测水平角
观测程序：
第1方向 J
盘左
瞄准J，读数j左 瞄准K，读数k左
左=k左-j左
盘右 瞄准K，读数k右 右=k右-j右
瞄准J，读数j右
精度要求： 左-右±40"
测B站
取: =(左+右)/2
2
2
1 2
右
左
1 2
R L 180
四、竖直角观测
测站上安置仪器，量取仪高。 盘左瞄准目标，转动竖盘水准管微动螺旋，使竖
盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L； 倒镜，盘右瞄准目标，使气泡居中，读数R； 计算竖直角及竖盘指标差。 若n次观测，重复2～4步，取平均值。 检核：指标差互差<25
= ( R - x ) - 270 = R - 270 - x = R -x (2)
1 2
( L
R)
x 1 ( L R 360 ) 2
结论：盘左盘右观测取平均值可以消除竖盘指标差的影响
90 L x 左 x
R x 270 右 x
左 x 右 x
x 右 左 1 L R 360
.光学对中步骤：对准、调平、整平、对中
打开三脚架，装上经纬仪； 固定三脚架一脚，双手持脚架另
二脚并不断调整其位置，同时观 测光学对点器十字分划，使其基 本对准测站标志，踩实脚架；调 节脚螺旋，使光学对点器精确对 准测站标志； 伸缩三脚架(二脚)，调平仪器， 使圆气泡居中； 调脚螺旋，精确整平仪器，并通 过在脚架头上移动仪器，精确对 中。 有时必须反复上述三步的操作。
垂直度盘
读数光路
水平度盘 图3-5 J6经纬仪度盘读数光路
J6光学经纬仪读数
分微尺测微器——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″。
读数时，秒数必须估读。
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
如图，在一平坦场地上，选择一直线AB，约100m。置仪于O，A点竖一 标志，B点横放一毫米分划的小尺，并使其垂直于AB。盘左瞄准A，倒镜 于B尺上读数B1；盘右再瞄准A，倒镜于B尺上读数B2，如果B2与B1重合，表 明视准轴垂直于横轴，否则要检校
为了消除视准轴误差C，只需在 尺上定出一点B3，该点与盘右读数 B2的距离为四分之一B1B2的长度。用 校正针拨动十字丝左右两个校正螺 丝，先松开一个，再紧一个，使读 数由B2移至B3，然后固紧两个螺丝。
角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2
第2方向 K
方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始
方向，然后按照“测回法”的次序观测。
水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。
盘左（正镜）: 竖盘在望远镜的左边
盘右（倒镜）：竖盘在望远镜的左边
水平角观测记录（测回法）
测站
竖盘 位置
目标
水平度盘 半测回角 读数
例：L = 811842 R = 2784154 L = 84118 R = 84154
= 84136
测站
目标 M
竖盘 位置 左
竖盘读数
73°41′12″
O
右
286°18′24″
左
97°05′18″
N
右
262°54′54″
半测回角值
16°18′48″ 16°18′24″ -7°05′18″ -7°05′06″
目镜调焦，物镜调焦， 粗瞄准器，十字丝 读数显微镜 竖盘部分 光学对点器 复测扳手或度盘变换器
望远镜十字丝
3.水平度盘
水平度盘由光学玻璃制成
顺时针0°360°刻度； 仪器整平，水平度盘水平； 水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。
0
270
90
180
4.J6经纬仪的 读数装置
位 置
A 左B Ⅰ
A 右B
0°02′54″ 121°47′06″
180°02′18″ 301°46′48″
O A 90°01′06″
左 B 211°45′42″ Ⅱ
A 270°00′48″ 右 B 31°45′30″
半测回 角值
一测回 角值
各测回 平均 角值
121°44′12″ 121°44′30″
位置。
水平角观测记录（测回法）
测站
竖盘 位置
目标
水平度盘 半测回角 读数
一测回 平均角
A 01030
左
2142312
C 2143342
B
2142303
右
A 1801118 2142254
C 343412
B
A 第1方向
C
第2方向
表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。
测 测 度 目 水平度盘 站 回盘 标 读 数
垂直度盘与读数指标
盘左
270°
盘右
90°
180°
0°
0°
180°
构造特点 90°
270°
竖盘随望远镜一起转动。
竖盘与读数指标相互脱离。
竖盘气泡居中，指标铅垂。
视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数：
盘左时一般 L0=90° ，盘右时一般 R0=270° 。
三、竖直角的计算
1.竖直角计算公式：
L = 90-L R = R-270 =（L+R）/2
2、十字丝的检校
整平仪器，用十字丝交点瞄准清晰目标点，将照准部、望远镜制动，微
调望远镜上下移动，若目标始终在竖丝上移动，表明条件已满足，否则
须检校 校正时，旋下目镜护 盖，松开压环螺丝， 转动十字丝丝，直至 望远镜上下移动时， 目标始终沿竖丝移动 为止。最后拧紧压环 螺丝，盖上护盖。
3、视准轴的检校
分划值 垂直度盘 10/2mm
20/2mm
30/2mm
主要用途
二等平面控制 三、四等平面 图根控制测量
测量及精密 控制测量及
及
工程测量 一般工程测量 一般工程测量
二.DJ6经纬仪的构造
照准部 基座
基座、照准部、水平度盘、读数装置
1.基座
脚螺旋用于整平仪器
照准部
水平度盘 基座
2.照准部
照准部(水平)制动、微动 望远镜(竖直)制动、微动 圆水准器 8/2mm； 管水准器30 /2mm 望远镜：正、倒像，2630倍，
C
A
对中——将仪器中心安置在过测
站点的铅垂线上。对中
误差3mm。
1.垂球对中步骤：
B
粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离测
站中心12cm内；
精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架
头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精
确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。 注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋
基本等高； 脚架适当踩实； 垂球尖尽量接近标志，便于判断。