第三章 角度测量

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

水平角测量原理 水平角 O B A m 地面上两相交直线的夹角在水平面上的投影 n β= n － m

经纬仪应具备的条件： 1、圆盘中心必须处于角顶点的铅垂线上； 2、有一个能置于水平位置带刻线的圆盘； 3、望远镜不仅能在水平方向转动¸而且可以在竖直方向转动以瞄准不同方向不同高度的目标； 4、具有一个读数设备。

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

经纬仪：用于测定水平角和竖直角的仪器。 有光学经纬仪和电子经纬仪之分。 常用的光学经纬仪：DJ07 DJ1 DJ2 DJ6 DJ15

一、DJ6级光学经纬仪 基本构造 照准部 水平度盘 基座

1 照准部 水平度盘 望远镜： 照准部水准管： 读数显微镜： 竖直度盘： 横轴、竖轴： 1 照准部 水平度盘：顺时针方向刻有0º到360º的分划线，用来测量水平角。 水平度盘转动控制装置：位置变动手轮和复测装置。 外轴装置： 水平度盘

经纬仪1 照准部 水平度盘 基座 读数显微镜

经纬仪2 望远镜 上下制动螺旋 上下微动螺旋 竖直度盘 竖直指标水准管微动螺旋 水平制动、微动螺旋 光学对中器

二、读数设备与读数方法 H V 1 2 3 4 5 6 112°54′54″ 112 113 89 88 89°05′18″

读数练习 H V 1 2 3 4 5 6 234°21′06″ 234 273 272 273°02′42″

全站仪 全站仪

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

一、经纬仪的安置 一：对中—使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上 二：整平—使得度盘处于水平位置上

一：对中—使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上 一、经纬仪的安置 一：对中—使得度盘中心处于角顶点的铅垂线上

一、经纬仪的安置 二：整平—使得度盘处于水平位置上 1 2 3 1 2 3

大花杆 小花杆和觇标

经纬仪的十字丝分划板

瞄准

瞄准

瞄准

三、测回法测量水平角

三、测回法测量水平角 水平角观测记录 左 右 测站 竖盘位置 目标 读数 半测回角 一测回均值 均值 A 0 01 06 85 35 12 B 85 36 18 O（1） 85 35 09 A 180 01 24 85 35 06 265 36 30 B 85 35 06 A 90 00 36 85 35 06 B 175 35 42 O（2） 85 35 03 A 270 00 48 85 35 00 B 355 35 48

四、经纬仪认识与使用（实验四） 目的：了解经纬仪构造，掌握其使用方法。 实验内容： （1）了解经纬仪各部件的构造及其作用。 （2）进行经纬仪安置（对中、整平）、瞄准与读数。 （3）用盘左位置瞄准目标，练习测量水平角。

全圆测回法测量水平角 盘左 盘右 A→B→C→D→A A←B←C←D←A A D O C B

全圆测回法记录 A B O C D A A B O C D A 测站 目标 盘左L 盘右R 平均读数 归零后方向值 各测回归零方向平均值 水平角值 (0 01 15) A 0 01 06 180 01 12 0 01 09 0 00 00 0 00 00 71 50 42 B 71 52 06 251 52 00 71 52 03 71 50 48 71 50 42 73 38 47 O C 145 30 48 325 30 48 145 30 48 145 29 33 145 29 29 64 41 25 D 210 12 12 30 12 06 210 12 09 210 10 54 210 10 54 A 0 01 24 180 01 18 0 01 21 (90 01 26) A 90 01 24 270 01 18 90 01 21 0 00 00 B 161 52 06 341 52 00 161 52 03 71 50 37 O C 235 30 54 55 30 48 235 30 51 145 29 25 D 300 12 24 120 12 18 300 12 21 210 10 55 A 90 01 36 270 01 24 90 01 30

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

竖直角的定义 倾斜视线与水平视线的夹角 ＋α －α

竖直度盘基本构造

竖直度盘基本构造 90 180 270 指标水准管 指标水准管 微动螺旋

竖盘注记形式 盘左 盘右 90 180 270 90 180 270 盘左 盘右 90 270 180 270 180 90

竖直角计算公式推导（理想） 盘左 α左=90°－L 90 180 270 90 180 270 L

竖直角计算公式推导（理想） α右=R－270° 盘右 90 180 270 90 180 270 R

竖直角计算公式推导 盘左 α左=(90°+ i)－L 90 180 270 90 180 270 L

竖直角计算公式推导 α右=R－(270°+i) 盘右 90 180 270 90 180 270 R

竖直角观测方法 在测站安置经纬仪，对中、整平； 盘左用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数L（V）； 盘右用中丝精确瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读数R（V）；

瞄准

竖直角观测记录 测站 目标 竖盘位置 竖盘读数 半测回角值 一测回角值 盘左 87 52 18 ＋2 07 42 A B ＋2 07 36 盘右 272 07 30 ＋2 07 30 盘左 93 16 54 －3 16 54 A C －3 16 45 盘右 266 43 24 －3 16 36

练习题 用经纬仪观测某一目标的竖直角，测得盘左读数为71°45′24″，盘右读数为288°16′22″，计算竖直角及指标差。如用这台仪器测得另一目标的盘左读数为92°12′36″，求其竖直角？

作业 习题集P2—1，2

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

一、经纬仪的几何轴系 1：照准部水准管轴（LL） 2：望远镜视准轴（CC ） 3：仪器竖轴（ VV） 4：仪器横轴（ HH ）

二、轴系应满足的几何条件 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） 1：照准部水准管轴垂直于竖轴 （LLVV） 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 LLVV ？ 水准管轴 水平度盘 竖轴

精平仪器，在仪器前方适当位置悬挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。 2、十字丝垂直于横轴的检校 竖丝 HH ？ 检验方法： 精平仪器，在仪器前方适当位置悬挂一垂球线，旋转照准部照准该线，若十字丝竖丝和垂球线完全重合，则满足条件；否则，应校正。 或瞄准一清晰小点……

视准轴误差： 3、视准轴垂直于横轴的检校 CC HH ？ O M左 = M′左 + C O M右 = M′右 - C C A C′ H 180 270 90 H H′ O M左 = M′左 + C C C′ 180 270 90 H H′ A O M右 = M′右 - C 右 左 视准轴误差：

4 、 横轴垂直于竖轴的检校 HH VV ？ （一般由专业人员进行校正）

一般指标差的绝对值超过1′时，应予以校正。 5 、竖盘指标水准管检校 L  L  指标线 ？ 一般指标差的绝对值超过1′时，应予以校正。 180 270 90 i 指标差： 右 左

第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 第三章 角度测量 3.1水平角测量原理 3.2经纬仪结构 3.3水平角测量方法 3.4竖直角测量原理及方法 3.5经纬仪检验校正 3.6角度测量误差分析

角度测量误差及消除方法 仪器误差 观测误差 外界条件的影响

（一）仪器误差 1 照准部偏心误差 产生情况：照准部旋转中心与度盘分划中心不重合 规律：随瞄准方向而异，照准方向垂直于偏心方向时对水平方向读数影响最大 消除与减弱措施：盘左盘右取平均值可消除

（一）仪器误差 2 度盘刻划误差 产生情况：度盘制造时产生 消除与减弱措施：变换度盘位置

（一）仪器误差 3 视准误差(c) 产生情况：视准轴不垂直于水平轴时产生的误差 规律：随垂直角增大而增大 消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除

（一）仪器误差 4 横轴误差 产生情况：横轴不水平 规律：随垂直角增大而增大，对两等高目标观测时误差为0 消除与减弱措施：盘左盘右取均值可以消除

（一）仪器误差 5 纵轴误差 产生情况：纵轴不铅垂 规律：随垂直角增大而增大，与横轴所处的方向有关 消除与减弱措施：注意水准管的精度与精确整平 注意：不能用盘左盘右取均值可以消除

（二）观测误差 1 仪器对中误差 产生情况：仪器中心与测站点不在同一铅垂线上 规律：偏心越大、边越大，误差越大 消除与减弱措施：精确对中

（二）观测误差 2 目标偏心误差 产生情况：觇标中心偏离目标标石中心 规律：与偏心距与正比，与边长成反比，垂直于视线方向的目标偏心误差最大 消除与减弱措施：觇标铅垂

（二）观测误差 3 照准误差 产生原因：未精确瞄准目标的几何中心 消除与减弱措施：选择较好的观测环境

（二）观测误差 4 读数误差 产生原因：估读导致 5 视差和十字丝不清晰的影响 视差：目标成象不在十字丝板上引起的误差 消除措施：观测时认真调焦

（三）外界条件影响 大气折光 旁折光 长边选有利时间 视线1米以上 垂直折光 对向观测取均值 空气抖动 、温度、湿度、风力等 打伞