矿山测量学-- 第三章 角度测量

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2c=盘左读数§3.4 水平角和竖直角测量方法 平均读数 (盘右读数 3.4.1±180°) 水平角测量
测 站 测 回 目 标 A B 3 1 C D A A B 3 2 C D A 盘 读 左 数 盘 右
=1/2{盘左读数 +(盘右读数 全 圆 方 向 观 测 法 测 水 平 角 ±180°)}
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§3.1 3.1.2
角度测量原理
竖直角测量原理
根据以上分析，经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标 。观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能 使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转 动，也能高低俯仰。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。
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§3.1 3.1.2
角度测量原理
竖直角测量原理
竖直角是指在同一竖直面内，某一方向线与水平线的夹角。测 量上又称为倾斜角或竖角，用α 表示。竖角有仰角和俯角之分。夹 角在水平线之上为“正”，称为仰角；在水平线之下为“负”，称 为“俯角”。 若在竖直面内，竖直方向与某一方 向线的夹角，称为“天顶距”用Z表示 。天顶距与竖直角的关系为： α α =90°-Z =90°-Z (3-2) (3-2) 竖直度盘 视线水平时，竖盘读数为固定值 90°或270°。在竖直角测量时，只需 读目标点一个方向值，便可算得竖直角 。
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§3.4 3.4.1
水平角和竖直角测量方法
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)、β L=bL-aL 、上 半测回(A→B) ②盘右(倒镜)、β R=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。
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§3.2
DJ6型光学经纬仪
2、 DJ6级光学经纬仪的构造 各种型号的DJ6级光学经纬仪的构造大致相同。
物镜 粗瞄器 对光螺旋 自动归零钮 反光镜 读数目镜 望远镜目镜
水准器 转盘手轮
堵盖 基座 导向板
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§3.2
DJ6型光学经纬仪
2、 DJ6级光学经纬仪的构造 DJ6型光学经纬仪主要由基座、水平度盘和照准部三部分组成 。
2C = 左 -右
0° 02′ 00″ 52° 33′ 40″ 91° 21′ 20″ 138° 42′ 30″ 0° 02′ 00″ 90° 01′ 20″ 142° 33′ 00″ 181° 20′ 40″ 228° 42′ 00″ 90° 01′ 10″
180° 02′ 10″ 232° 33′ 40″ 271° 21′ 30″ 318° 42′ 50″ 180° 02′ 12″ 270° 01′ 30″ 322° 33′ 00″ 01° 20′ 50″ 48° 42′ 10″ 270° 01′ 20″
当测角精度要求较高时，往往要观测几个测回，为也 减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n，按 180°/n变换水平度盘位置。
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§3.4 3.4.1
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水平角和竖直角测量方法
水平角测量
⑵ 方向观测法——当一个测站上需要测量的方向数多于两个 时，应采用方向观测法。当方向数多于三个时，每半个测回都从一 个选定的起始方向(称为零方向)开始观测，在依次观测所需的各个 目标之后，再观测起始方向，称为归零。此法也称为全圆方向法或 全圆测回法。 上半测回、下半测回、几个测 回。 如要提高观测精度，须观测多 个测回。各测回仍按180°/n的角度 间隔变换水平度盘的起始位置。 半测回归零差，对于DJ6经纬仪 ，归零差不应超过±18″，否则应 重新观测。
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。
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§3.4 3.4.2
水平角和竖直角测量方法
竖直角测量
竖直角观测手簿
δ=1/2(R+L-360)
表3-3
测 目 竖盘 站 标 位置 P 左 O 右 P 左 右
竖盘读数
半测回 竖直角
-10″ 0 -10″ -20″ -12″ -10″ 0 -10″ -10″ -10″
0° 00′ 00″ 52° 31′ 34″ 91° 19′ 19″ 138° 42′ 40″ 180° 02′ 12″ 0° 00′ 00″ 52° 31′ 45″ 91° 19′ 30″ 138° 40′ 50″ 0° 00′ 00″
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§3.2
DJ6型光学经纬仪
1、经纬仪概述 光学 游标 经纬仪的种类繁多，如按读数系统区分，可以分成光学、游标 电子经纬仪 和电子经纬仪等。现在使用的大多是光学经纬仪，它较之游标经纬 仪有精度高、体积小、重量轻、密封性能良好等优点。电子经纬仪 将在本章最后一节作简要介绍。 我国对经纬仪编制了系列标准，分别为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6 、DJ15及DJ60等级别。其中07、1、2、6、15等数字，表示该仪器 所能达到的精度指标。如DJ07和DJ6分别表示水平方向测量一测回 的方向中误差不超过±0.7″和±6″的大地测量经纬仪。
各方向平均读 数-括号内数
0° 00′ 00″ 52 ° 31′ 40″ 91 ° 19′ 24″ 138 ° 40′ 42″
52° 31′ 40″
38° 48′ 44″
47° 21′ 18″
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§3.4 3.4.2
水平角和竖直角测量方法
竖直角测量
⑴ 竖盘结构 经纬仪竖盘包括竖直度盘、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管 微动螺旋。 竖盘固定在横轴的一端，随望远镜 一起在竖直面内转动。 测微尺的零分划线是竖盘读数的指 标，可以把它看成是与竖盘指标水准管 连成一体的。指标水准管气泡居中，指 标即处于正确位置，此时，如望远镜视 准轴水平，竖盘读数则应为90°的整数 倍(即0°、90°180°、270°中的一个 )，这个读数称始读数。当望远镜转动 瞄准不同高度目标时，竖盘随之转动而 指标不动，因而可读得望远镜不同位置 的竖盘读数，以计算竖直角。
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§3.4 3.4.2
水平角和竖直角测量方法
竖直角测量
⑴ 竖盘结构 竖盘是由光学玻璃制成，刻划的注记有顺时针方向与逆时针方 向两种。见图3-17。不同刻划的经纬仪其竖直角公式不同。当望远 镜抬高，竖盘读数增加时，竖直角为： α =读数-起始读数=L-90° (3-6) 反之， α =起始读数-读数=90°-L (3-7)
经纬仪的检验与校正
从测角原理可知，经纬仪有以 下四个轴线(见图3-20)，即水准管 轴(LL)，竖轴(VV)，望远镜视准轴 (CC)，横轴(HH)。此外望远镜还有 十字丝。这些轴系应满足以下条件 ： ⑴ LL VV ⑵ CC HH ⑶ HH VV ⑷ 十字丝垂直于横丝
量程30′，分为90格， 分划值20″。
1、 原理 2、读数方法
92°+d
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§3.3 3.3.3
DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用
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。
(平 均 )方 向 值 归零方向值 各 测回平 均方 向值 (0° 02′ 06″ ) 0° 02′ 05″ 52° 33′ 40″ 91° 21′ 25″ 138° 42′ 40″ 0° 02′ 06″ (90 ° 1′ 15″ ) 90° 01′ 15″ 142° 33′ 00″ 181° 20′ 45″ 228° 42′ 05″ 90° 01′ 20″ 水平角值
指 标 差 -12″
一测回竖 直角
+ 18° 47′ 12″
71° 12′ 36″ 288° 47′ 00″ 96° 18′ 42″ 263° 41′ 00″
+ 18° 47′ 24″ + 18° 47′ 00″ -6° 18′ 42″
-9″
-6° 19′ 00″
-6° 18′ 51″
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§3.5
水平角测量
⑵ 方向观测法 ③计算归零后的方向值 将各方向的平均读数减去起始方向的平均读数(括号内)，即得 各方向的归零方向值。同一方向值各测回互差不超过±24″。 起始方向的归零值为零。
④计算各测回归零后方向值的平均值 取各测回同一方向归零后的方向值的平均值作该方向的最后结 果。在取平均值之前，应计算同一方向归零后的方向值各测回之间 的差数有无超限，如果超限，则应重测。 ⑤计算各目标间水平角值 将相邻两方向值减即可求得。
煤
矿
测
量
第三章 角度测量
教学课件
在确定地面点的位置时，常常要进行角度测量。角度测量最常 用的仪器是经纬仪。
• • • •
角度测量的基本原理 光学经纬仪的构造及测角方法 经纬仪的检验校正 经纬仪测角误差分析和经纬仪测角注意事项
•
电子经纬仪的构造。
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§3.1 3.1.1
角度测量原理
水平角测量原理
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31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。 一般水平度盘是顺时针刻划，则： ∠nom=m-n=β (3-1) ∠nom=m-n=β (3-1)
②计算各方向的平均读数 平均读数=1/2{盘左读数+(盘右读数±180°)} 平均读数=1/2{盘左读数+(盘右读数±180°)} (3-5) (3-5)
计算的结果称为方向值。起始方向有两个平均值，应将此两数 再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。
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§3.4 3.4.1
水平角和竖直角测量方法
⒈基座 ⒉水平度盘 ⒊照准部 变换手轮、复测器
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§3.3 3.3.1
DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用
分微尺测微器及读数方法
1、 DJ6级光学经纬仪分微尺测微器光路图 2、读数方法
134°53′.1
87°58′.1
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§3.3 3.3.2
DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用
单平板玻璃测微器及读数方法
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§3.3 3.3.3
DJ6型光学经纬仪读数装置和操作使用
经纬仪的使用
⑶ 瞄准——瞄准方法同水准仪操作，只是测量水平角时应使 十字丝纵丝平分或夹准目标，并尽量对准目标底部。图3-13。
⑷ 读数——读数时要先 调节反光镜，使读数窗明亮， 旋转显微镜调焦螺旋，使刻划 数字清晰，然后读数。测竖直 角时注意调节竖盘水准气泡微 动螺旋，使气泡居中后再读数 。
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§3.4 3.4.1
水平角和竖直角测量方法
水平角测量
⑵ 方向观测法 方向观测法成果计算 ①计算两倍照准差(2c)值 2c=盘左读数-(盘右读数±180°) 2c=盘左读数-(盘右读数±180°)
(3-4) (3-4)
对于DJ2经纬仪，当竖直角小于3°时，2c不应超过±18″， DJ6没有限差要求。
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§3.4 3.4.2
水平角和竖直角测量方法
竖直角测量
⑵ 竖直角观测与计算 ①仪器安置在测站点上，对中、整平。盘左位置瞄准目标点， 使十字丝中横丝精确切准目标顶端，见图3-18。调节竖盘指标水准 管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读数为L。 ②用盘右位置再瞄准目标点，调节竖盘指标水准管，使气泡居 中，读数为R。 ③计算竖直角时，首先判断竖直角计算公式，如图3-19所示： 盘左位置 α LL=90°-L (3-8) α =90°-L (3-8) 盘右位置 α RR=R-270° (3-9) α =R-270° (3-9) 一测回角值为： α =1/2(α LL+α RR)=1/2(R-L-180°) (3-10) α =1/2(α +α )=1/2(R-L-180°) (3-10)

L R
2
(3-3)
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§3.4 3.4.1
水平角和竖直角测量方法
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。 测回法用盘左、盘右观测，可以消除仪器某些系统误差对测角 的影响，校核观测结果和提高观测成果精度。同一测回中，上、下 半测回角值之差和各测回间角值之差均不应超过相应细则、规范所 规定之容许值(±40″)。否则应重测，如各较差合乎要求，则分别 取平均值。