第三章 经纬仪及角度测量.docx
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第三章 经纬仪及角度测量.docx
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第三章经纬仪及角度测量
第三章经纬仪及角度测量
第三章经纬仪及角度测量
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
§3-1角度测量原理
§3-2DJ6光学经纬仪
教学目的:
1.掌握水平角和竖直角的概念及其测量原理
2.掌握DJ6型经纬仪的操作使用和读数方法
重点:
水平角和竖直角的概念及其测量原理
难点:
DJ6型经纬仪的操作使用和读数方法
基本能力:
操作技能
课的类型:
传授新知识课
教具:
DJ6型经纬仪
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
组织教学
复习和导入课程
一.复习问题
1.测量基本要素包括哪些?
2.测量工作包含哪些基本内容?
二.导入新课
在水准测量中我们使用了水准仪,在角度测量中我们该使用什么样的仪器呢?
大家知道测角一般需要角规,在地面上测角也需要角规,只是确定一个角的两个方向线在地面上不可能用直尺,而只能用视线代替。
我们把带角规和望远镜的仪器称为经纬仪。
因此,在角度测量中我们使用的仪器是经纬仪。
讲授新课
第三章经纬仪及角度测量
§3-1角度测量原理
确定地面点位一般要进行角度测量,角度测量是测量的基本工作之一。
主要包括:
水平角测量和竖直角测量两方面。
一、水平角的概念及其测量原理
水平角——空间两条直线在水平面上投影所形成的水平夹角。
水平角一般用β表示,数值范围在0°~360º之间。
通过望远镜瞄准地面上目标B,在水平度盘上读出读数b,再瞄准地面上目标C,读出水平度盘的读数c。
水平角:
β=c-b
二、竖直角饿概念及其测量原理
问好、点名3′
谈话法5′
讲授法25′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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°之间。
b.当视线方向位于水平线下方时,竖直角为负值,称为俯角。
范围在0°~-90°之间。
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。
垂直指标读数与垂直角关系:
α=90-δ
垂直角与天顶距的关系:
α=90-Z
讲授法与演示法25′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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°~360º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
目的:
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
注意:
水平角分微尺和竖直角分微尺的区分
讲授法与演示法30′
能够按正确的操作步骤使用经纬仪
精平口诀:
管水准器的气泡在两个互为垂直方向居中。
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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。
小结
1.水平角和竖直角的概念及其测量原理
2.DJ6型经纬仪的操作使用和读数方法
观测水平角时,用纵丝瞄准。
观测竖直角时,用横丝瞄准。
例:
水平角读数 213°01′24″
垂直角读数 95°55′30″
谈话法2′
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
实训八:
经纬仪的认识和使用
教学目的:
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。
重点:
经纬仪安置读数的方法
难点:
操作要领
基本能力:
操作技能
课的类型:
实验课
教具:
DJ6型光学经纬仪
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
第三章经纬仪及角度测量
实训八:
经纬仪的认识和使用
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
讲解10′
分组实训80′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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。
四、提交一份实训报告
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
§3-3水平角观测
教学目的:
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
重点:
测回法和方向观测法水平角测量的方法
难点:
配置度盘的原则和目的
基本能力:
测回法和方向观测法水平角测量的操作步骤
课的类型:
传授新知识课
教具:
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
组织教学
复习和导入课程
一.复习问题
1.简述DJ6光学经纬仪的构造及部件功能。
2.什么叫对中?
什么叫整平?
二.导入新课
在上一节课中大家学习了经纬仪的使用方法。
我们知道经纬仪的主要功用是在地面上建立目标方向视线,并在水平度盘上截取角度读数。
那么我们怎样利用经纬仪测定三个地面点之间的水平夹角呢?
讲授新课
第三章经纬仪及角度测量
§3-3水平角观测
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
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;
问好、点名3′
谈话法5′
谈话法5′
讲授法25′
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。
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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
1572512
B
1572836
右
A
1800354
1572518
B
3372912
O
2
左
A
900236
1572512
1572509
B
2472748
右
A
2700236
1572506
B
672742
值对于DJ6经纬仪,半测回角度差应小于40″,各测回差角之差应小于24″。
如果超限,应该找出原因并重测。
测回法观测的表格记录
演示法12′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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。
讲授法25′
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。
讲授法12′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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。
小结
1.水平角测回法和方向观测法观测的条件及方法;
2.配置度盘的原则和目的;
谈话法3′
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
实训九:
测回法观测水平角
教学目的:
掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
重点:
测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
难点:
操作要领
基本能力:
操作技能
课的类型:
实验课
教具:
DJ6型光学经纬仪
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
第三章经纬仪及角度测量
实训九:
测回法观测水平角
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。
二、方法与步骤
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:
。
讲解10′
分组实训80′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
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:
5.要求
要求对中误差小于3mm,整平误差小于一格。
要求上、下半测回角值互差不超过±40″。
要求各测回角值互差不超过±24″
三、注意事项
1.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。
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°。
四、提交一份含合格数据的实验报告
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
实训十:
全圆观测法观测水平角
(1)
教学目的:
掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
重点:
掌握方向观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
难点:
操作要领
基本能力:
操作技能
课的类型:
实验课
教具:
DJ6型光学经纬仪
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
第三章经纬仪及角度测量
实训十:
全圆观测法观测水平角
(1)
一、计划与设备
1.实训时数安排4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。
二、方法与步骤
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:
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';
盘右:
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'。
4.计算水平角
讲解10′
分组实训80′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
(1)计算2C值:
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°)]
(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:
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。
(6)水平角的计算:
将该角的两方向的方向值相减即可求得该水平角。
(7)要求
要求对中误差小于3mm,整平误差小于一格;
半测归零差不应大于18″。
三、注意事项
1.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。
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°。
5.用DJ6型光学经纬仪进行观测时,可不考虑2C值。
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
实训十一:
全圆观测法观测水平角
(2)
教学目的:
掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
重点:
掌握方向观测水平角的观测顺序、记录和计算方法
难点:
操作要领
基本能力:
操作技能
课的类型:
实验课
教具:
DJ6型光学经纬仪
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
第三章经纬仪及角度测量
实训十一:
全圆观测法观测水平角
(2)
一、计划与设备
1.实训时数安排4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。
二、方法与步骤
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:
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';
盘右:
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'。
4.计算水平角
讲解10′
分组实训80′
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
(1)计算2C值:
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°)]
(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:
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。
(6)水平角的计算:
将该角的两方向的方向值相减即可求得该水平角。
(7)要求
要求对中误差小于3mm,整平误差小于一格;
半测归零差不应大于18″。
三、注意事项
1.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。
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°。
5.用DJ6型光学经纬仪进行观测时,可不考虑2C值。
四、提交一份含合格数据的实验报告
课时授课计划
授课日期
(星期)
班级
序次
课题:
第三章经纬仪及角度测量
§3-4竖直角观测
教学目的:
掌握竖直角的观测方法
重点:
竖直角的观测与计算
难点:
指标差的计算
基本能力:
竖直角的观测步骤;
课的类型:
传授新知识课
教具:
教学过程与教学内容
要点、教法、时间
组织教学
复习和导入课程
一.复习问题
1.什么是水平角?
2.一测回法水平角是如何观测的?
二.导入新课
在上一节课中大家学习了水平角的测量方法。
我们知道与水平角相垂直的方向还有竖直角。
那么,什么是竖直角?
怎样测竖直角?
这就是下面要学习的主要内容。
讲授新课
第三章经纬仪及角度测量
§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
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