地形测量角度测量Word格式.docx

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水平角：

β＝c－b

二、竖直角饿概念及其测量原理

在同一竖直面内，照准方向线（视线）与水平视线的夹角称为竖直角，用α表示。

a.当视线方向位于水平线之上时，竖直角为正值，称为仰角；

范围在0°

～+90°

b.当视线方向位于水平线下方时，竖直角为负值，称为俯角。

～-90°

观测竖直角时，可在O点上放置竖直度盘，视线方向与水平线在竖直度盘上的读数之差，即为所测竖直角值。

3-2光学经纬仪及其使用

经纬仪是测量角度的仪器。

根据测角精度的不同，我国的经纬仪系列分为DJ01、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30等几个等级。

DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，其下标数字为该仪器一测回方向观测中误差的秒数。

一、DJ6光学经纬仪的基本构造

DJ6光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。

1．照准部

照准部由望远镜、竖直度盘、水准器、光学读数设备、水平制动螺旋与水平微动螺旋，望远镜制动螺旋与望远镜微动螺旋等部件构成。

2．水平度盘

水平度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，其边缘按顺时针方向刻有分划，分划从0°

～360°

，用以测量水平角。

3．基座

基座位于仪器的下部，由轴座、脚螺旋和底板等部件组成。

经纬仪既可用于测量水平角，也可用于测量垂直角。

同时，还可以进行距离测量。

二、DJ6光学经纬仪的读数方法

1．分微尺测微读数方法

上窗：

“水平”或“H”，下窗：

“竖直”或“V”。

分微尺将一度分划线均匀地分成60格。

每格为1′。

读数时，估读到0.1′即6“。

2．单平行玻璃测微装置读数方法

水平度盘刻划刻有0°

共720格，每格30′，测微器刻划为0′～30′共90格，每格20″可以估读到1/4格（即5″）。

三、经纬仪的使用

经纬仪的使用包括仪器安置、瞄准和读数三项。

（一）仪器安置

在用经纬仪进行测角之前，必须把仪器安置在测站上。

经纬仪的安置包括对中和整平两项工作。

1．对中（误差小于3mm）

目的：

是使仪器的中心与测站点位于同一铅垂线上。

方法有两种：

①垂球对中；

②光学对中。

2．整平

使仪器的水平度盘水平、竖轴处于铅直位置。

（1）转动仪器照准部，使照准部水准管轴平行于任意两个脚螺旋的连线，用双手同时向内或向外等量转动这两个脚螺旋使气泡居中，气泡的移动的方向与左手大拇指移动的方向一致。

（2）将照准部转动90°

，使照准部水准管轴垂直于原来两个脚螺旋的连线位置，调整第三只脚螺旋使水准管气泡居中。

整平一般需要反复进行几次，直至照准部转到任何位置水准管气泡都居中为止。

（二）瞄准

瞄准就是用望远镜十字丝交点精确对准测量目标。

1．松开仪器水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，用望远镜上方的瞄准器对准目标，然后拧紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋。

2．转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰，转动物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。

注意消除视差。

3．转动水平微动螺旋和望远镜微动螺旋，使十字丝精确对准目标。

（三）读数

调整反光镜位置，使进光明亮均匀，然后进行读数显微镜调焦，使读数窗分划读数清晰。

竖直角读数前，必须转动竖盘指标水准器微动螺旋使竖盘指标水准器气泡居中。

＊观测水平角时，用纵丝瞄准。

＊观测竖直角时，用横丝瞄准。

地形测量2005年至2006年第一学期第16次课

编制日期：

20年月日

第三章角度测量实训八：

经纬仪的认识和使用

1．了解经纬仪的构造；

2．掌握经纬仪的测角原理；

3．掌握经纬仪安置读数的方法。

1．经纬仪的测角原理；

1．经纬仪的安置（对中、整平）；

2．经纬仪的读数。

老师在现场通过仪器示范讲解——学生实践——老师分组指导——老师逐一检查实习效果并指导——总结

经纬仪（配三脚架）；

现场仪器示范讲解。

整理填写实习报告

简述DJ6光学经纬仪的构造及部件功能。

什么叫对中？

什么叫整平？

如何使用光学对点器对中？

实训八：

一、计划与设备

1．实训时数安排2学时，实训小组由4-5人组成。

2．实训设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，记录板1块。

3．在实训场地每组选一点，划十字作为测站点，周围布置A、B两个目标，供测角用。

4．熟悉经纬仪的构造、练习使用方法及读数方法。

二、方法与步骤

1．经纬仪的安置

（1）松开三脚架，安置于测站点上。

其高度大约在胸口附近，架关大致水平。

（2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。

一手紧握支架，一手拧紧连螺旋。

2．熟悉仪器各部件的名称和作用

3．经纬仪的使用

对中：

调整对中器对光螺旋，看清测站点，依次移动三脚架的其中两个脚，使对中器中的十字丝对准测站点，踩紧三脚架，通过调节三脚架高度使圆水准气泡居中。

整平：

转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对旋转这对脚螺旋，使水准管气泡居中；

将照准部绕竖轴转动90°

，旋转第三只脚螺旋，使气泡居中。

再转动90°

，检查气泡误差，直到小于妥划线的一格为止。

瞄准：

用望远镜上瞄准器瞄准目标，从望远镜中看到目标，旋转望远镜和照准部的制动螺旋，转动目镜螺旋，使十字丝清晰。

再转动物镜对光螺旋，使目标影像清晰，转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被单根竖丝平分，或将目标夹在双根竖丝中央。

读数：

打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，旋转读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，根据使用的仪器用分微尺或测微尺读数。

三、注意事项

1．仪器制动后不可强行转动，需转动时可用微动螺旋。

2．垂球对中误差应小于3毫米，光学对点器对中误差应小于1毫米；

整平误差应不超过一格。

3．测微轮式读数装置的经纬仪，读数时应先旋转测微轮，使双线指标线准确地夹住某一分划线后才能读数。

4．观测竖直角时应调整竖盘指标水准管，使管水准气泡居中，才能读取竖盘读数。

地形测量2005年至2006年第一学期第17次课

2006年02月10日

3-3水平角观测

1．掌握测回法和方向观测法水平角测量的方法；

2．掌握配置度盘的原则和目的。

测回法测量水平角的方法。

2．方向观测法。

测回法和方向观测法水平角测量的操作步骤。

1．作图说明测回法观测水平角时一测回的观测步骤。

2．如果要求6个测回观测水平角，为什么要配置度盘？

两测回间配置水平度盘的差值是多少？

3．P5－5

4．P5－6

水平角的观测方法，一般根据观测目标的多少来决定。

常采用的观测方法有：

测回法（用于观测两个方向）、全圆测回法（用于观测3个以上方向）。

一、测回法

一测回的观测步骤：

1．将仪器安置在测站点O点，对中、整平；

2．盘左照准A，配置度盘为0°

。

读取水平度盘读数a1，并记录；

3．顺时针转动照准部瞄准B，读取水平度盘读数b1，并记录；

所得上半测回（盘左）水平角β1=b1－a1；

4．倒转望远镜使经纬仪变为盘右，仍照准B，读取水平度盘度数b2，并记录；

5．逆时针转动照准部，照准A，读取水平度盘读数a2，并记录。

所得下半测回（盘右）水平角β2=b2–a2;

一测回的角值

测回法观测记录表

测站

测回数

垂直度盘位置

目标

水平盘读数

°

′″

半测回角值

一测回角值

各测回平均角值

O

1

左

A

00324

1572512

1572515

B

1572836

右

1800354

1572518

3372912

2

900236

1572509

2472748

2700236

1572506

672742

对于DJ6经纬仪，半测回角度差应小于40″，各测回差角值之差应小于24″。

如果超限，应该找出原因并重测。

为了减少度盘分划不均匀误差的影响，各测回应根据测回数n，按180°

/n变换水平度盘位置。

二、全圆观测法

上半测回的观测次序为：

A－B－C－D－A。

（顺时针）

下半测回的观测次序为：

A－D－C－B－A。

（逆时针）

（一）观测步骤

1．将仪器安置于测站点O上，对中、整平。

2．选与O点相对较远的点A作为零方向。

3．用盘左照准目标点A，配置度盘，读数，并记录。

4．顺时针转动照准部，依次照准B、C、D，读数，并记录。

5．顺时针瞄回零方向A，“归零”，读数，并记录。

（两次零方向读数之差称为半测回归零差，使用DJ6经纬仪观测，半测归零差不应大于18″）

6．倒转望远镜成盘右，逆时针转动照准部，照准零方向A，读数并记录。

7．逆时针转动照准部，依次照准D、C、B，读数，并记录。

8．逆时针方向瞄回零目标点A，读数，并记录。

（并计算归零误差是否超限，其限差规定同上半测回。

）

（二）全圆测回法的计算及限差规定

1．2C的计算及限差规定

2C=L－（R+180°

2．计算各方向读数的平均值

平均读数=1/2*[L+（R±

180°

）]

由于归零起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，作为起始方向的平均读数。

3．各测回同一方向归零方向值的计算

归零方向值＝平均读数一零方向平均读数

4．各测回平均归零方向值的计算

将各测回同一方向的归零方向值相加并除以测回数，即得该方向各测回平均归零方向值。

5．水平角计算

将该角的两方向的方向值相减即可求得该水平角。

地形测量2005年至2006年第一学期第18次课

第三章角度测量实训九：

测回法观测水平角

1．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

2．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。

3．要求上、下半测回角值互差不超过±

40″。

4．要求各测回角值互差不超过±

24″

2．测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

1．测回法观测水平角的操作步骤。

整理实习报告。

叙述经纬仪测回法观测水平角的步骤。

实训九：

3．在实训场地每组选一点O，划十字作为测站点，周围布置A、B两个目标，供测角用。

4．在熟悉经纬仪的使用后，每人用测回法测水平角两个测回。

1．安置经纬仪

将仪器安置于测站点O上，对中、整平。

2．度盘配置

要求测两个测回，第一测回起始读数稍大于0°

，第二测回起始读数稍大于90°

3．一测回观测

盘左：

瞄准左边目标A，进行读数记a1，顺时针方向转动照准部，瞄准右边目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值β左=b1－a1。

盘右：

瞄准右目标Ｂ，进行读数记b2，逆时针方向转动照准部，瞄准目标Ａ，进行读数记a2，计算下半测回角值β右=b2－a2。

检查上、下半测回角值互差不超过±

40″，计算一测回角值：

4．计算水平角

测站观测完毕后，检查各测回角值互差不超过±

24″，计算各测回的平均角值：

1．光学对点器对中误差应小于1毫米；

2．瞄准目标时，尽可能瞄准其底部。

3．同一测回观测时，切勿误动度盘变换手轮或复测扳手。

4．计算水平角值时，是以右边方向的读数减去左边方向的读数。

若不够减时，则在右边方向上加360°

地形测量2005年至2006年第一学期第19-20次课

第三章角度测量实训十、十一：

全圆观测法观测水平角

1．掌握方向观测水平角的观测顺序、记录和计算方法；

2．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格；

3．半测归零差不应大于18″；

2．方向观测法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

1．方向观测法观测水平角的操作步骤。

1．整理计算实习报告。

2．叙述经纬仪方向观测法观测水平角的步骤。

实训十、十一：

1．实训时数安排4学时，实训小组由4-5人组成。

3．在实训场地每组选一点O，划十字作为测站点，周围布置A、B、C、D四个目标，供测角用。

4．在熟悉经纬仪的使用后，每人用方向观测法测水平角两个测回。

选与O点相对较远的点A作为零方向，瞄准A，进行读数记a1，顺时针方向转动照准部，分别瞄准右边目标B、C、D，进行读数记b1、c1、d1；

顺时针瞄回零方向A，“归零”，读数记a1'

；

倒转望远镜成盘右，逆时针转动照准部，照准零方向A，读数记a2。

逆时针转动照准部，依次照准D、C、B，读数，并记b2、c2、d2；

逆时针方向瞄回零目标点A，读数，并记录a2'

（1）计算2C值：

）；

（2）计算各方向读数的平均值：

）]；

（3）由于归零起始方向有两个平均读数，应再取其平均值，作为起始方向的平均读数。

（4）计算各测回同一方向归零方向值：

归零方向值＝平均读数一零方向平均读数

（5）各测回平均归零方向值的计算：

（6）水平角的计算：

5．用DJ6型光学经纬仪进行观测时，可不考虑2C值。

地形测量2005年至2006年第一学期第21次课

3-4竖直角观测

1．掌握竖直角的观测方法。

1．竖直角的观测与计算。

2．指标差的计算。

1．竖直角的观测步骤；

讲授——课件展示——提问式讨论——讲授——作业布置

幻灯片、图片、讲授

1．如何判断竖直角的计算公式？

2．什么是指标差？

指标差如何计算？

如何消除指标差？

3．P51-7竖直角计算。

3-4竖直角观测

一、竖直度盘的构造

1．竖直度盘

2．竖盘指标水准器

3．竖盘指标水准器微动螺旋

当竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标线处于正确位置。

所以在进行竖直角观测时，每次读取竖盘读数之前都必须先使竖盘指标水准器居中。

二、竖直角的计算公式

1．盘左

视线水平时度盘读数：

90º

——竖直角：

0º

一般位置度盘读数：

L——竖直角：

αL=90º

-L；

2．盘右

270º

R——竖直角：

αR＝R-270º

所以竖直角为：

α=（αL+αR）/2=[（R-L）-180º

]/2

三、竖盘指标差（x）

当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向90°

或270°

，而与正确位置相差一个小角度x，这个偏差x称为竖盘指标差。

1．计算竖直角和指标差

水平时读数：

+x；

照准目标后读数为：

L；

正确读数应为：

α=90º

-（L-x）……

（1）

－x；

R；

α=（R-x）-270º

……

（2）

将两式相加并除以2，得：

正确竖直角为α=（αＬ+αR）/2=（R-L-180°

）/2；

由两式相等可以求出：

指标差为x=（αＬ-αR）/2=（R+L-360°

）/2

2．DJ6经纬仪的精度要求：

（1）指标差的变化范围±

25″；

（2）竖直角互差±

24″。

注意：

上述公式适用的前提是：

当视线水平时，指标处于正确的位置，即读数为90˚或270˚。

结论：

利用盘左、盘右观测竖直角取平均值可消除竖盘指标差的影响。

四、竖直角观测

1．在测站上安置仪器，对中、整平，量仪器高；

2．调节竖盘指标水准器居中，用盘左精确瞄准目标，固定望远镜，再转动望远镜微动螺旋，使十字丝横丝精确地切准目标顶端，读取竖盘读数L1；

3．倒转望远镜，调节竖盘指标水准器居中，以盘右位置精确瞄准原目标，读数R1；

4．计算竖直角。

竖直角观测记录表

盘位

竖盘读数

备注

M

911242

+11242

+11236

竖盘逆时针注记

2684730

+11230

N

883518

－12442

－12439

2712436

－12436

地形测量2005年至2006年第一学期第22次课

第三章角度测量实训十二：

竖直角测量

1．掌握竖直角观测、记录及计算的方法；

2．掌握竖盘指标差计算和消除方法；

3．要求同一目标各测回垂直角互差在±

24″之内；

4．要求指标差的变化范围在±

25″之内。

1．经纬仪测量竖直角的原理；

2．竖直角的观测顺序、记录和计算方法。

1．竖直角的观测方法；

2．指标差的消除。

1．简述经纬仪测量竖直角的步骤。

2．经纬仪瞄准某高处点测量其竖直角。

3．经纬仪瞄准某低处点测量其竖直角。

教学内容

实训十二：

3．在实训场地每组选一点O，划十字作为测站点，周围布置一高处目标A和一低处目标B，供测量竖直角用。

4．在熟悉经纬仪的使用后，每人瞄准A测量竖直角，再瞄准B测量竖直角。

将仪器安置于测站点O上，，进行对中、整平，量仪器高；

每人选一个目标，转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。

2．观测

调节竖盘指标水准器居中，精确瞄准目标，固定望远镜，再转动望远镜微动螺旋，使十字丝横丝精确地切准目标顶端，读取竖盘读数L1，计算竖直角α左；

同法观测读取竖盘读数R，计算竖直角值α右。

3．计算竖直角平均值及一测回竖盘指标差

竖直角：

α=（αＬ+αR）/2

指标差：

x=（αＬ-αR）/2＝（R+L-360°

1．每次读数前应使指标水准管气泡居中。

2．计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。

地形测量2005年至2006年第一学期第23次课

3-5经纬仪的检验校正

3-6角度测量的误差来源

3-7电子经纬仪简介

1．掌握经纬仪应该满足的主要几何条件；

2．掌握测量误差的来源。

1．经纬仪的主要轴线应该满足的几何关系；

经纬仪的检验与校正；

讲授——课件——提问式讨论——讲授—