测量学方向观测法测水平角和竖直角测量.docx

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测量学方向观测法测水平角和竖直角测量

实验二方向观测法测水平角和竖直角测量

1.实验目的

1掌握方向观测法测水平角的方法。

2.掌握竖直角测量的方法。

3.弄清归零、归零差、归零方向值、2c变化值的概念。

4.在每个半测回中，起始方向首末两次读数之差（即归零差）<18”

5.同一方向值各测回互差€4”

2.实验仪器

经纬仪1台，三角架1个，记录板1个，铅笔1支。

3.仪器介绍

1.构造

电池盒按钮

鬼子乎障接

EB水准器

机薮电池盒

电源开关

廉明开羌

里远舗训廉手枪

时申器调悝手轮

対中器目镜

正面

直制动手轮

粗睛准器

童远建物镜

水平制勃手寸

水平徽尊手掘

蟹据崔口

操托键盘

基座犧定钮

暹把凰定u鱼

悝器中心岳记

背面

2•键盘功能与信息显示

二键盘功能与信息显示

3.1键盘符号与功能

-七

信息显示宙

第一（键上）功能符号―操作键

第二｛键T）功能符号

本仪器键盘具有一键双重功能，一般情况下仪器执行键上方所标示的第一｛测角）功能*当按下血圖键后再按其

余各键则执行按键下方所标示的第二（鬪距｝功能口

R/t显示右錠怎族水平肃选择键口连续按此键”两

CONS种角值交替显示々

CONS专项特种功能模武键°

豐弓讎HOLD水平角锁蛊程。

按lit褲两茂’水平角锁定；再按MEAS一次则解除#

£*）MEAS测距锂亠按此键连续糟确测距£电经仪无效九

（*）在持种功能模式屮苗此键.显示屏中的光标左移七

竺§融OSET水甲角置零键。

按此键两医，水平据置零°

THKTRK跟踪测距键。

按此键每秋跟跆测距一次，帝度至<►>0.01m（电经仅无效h

（►）在特种功能僅式中按此键，显示屏中的光标右

V%V%竖直角和斜串百分比显示转换键亠连续按讎交▲簪显示。

在圖距模式狀态时，连续按此键则交替显示斜距（幻人乎距（/）、為差（亠）.

▲塔址傩=在特种功能議式中摑此第.显示曆中的光标可上下移动或裁字向上塔加。

.

MODE

MODE测角.测距欖式转携tS*连議按睡+仪器交普透人一种模式"分别执行键上或下标帛的功能•

▼瀕董键。

在特种功徒複式中皱it程，星示胖中的

光标珂下■上移砂或鞍宇向下或少。

4讯远愤十字唾和显示屏頗明键*按槻一次开灯顋聘匸再摑则关£着不技變.10秒盾自戲焰灭hREC记晕键°争电TTJW执石记录q

FWR电薛幵关槌q披健幵机壬扯憾大于立秒則关扒。

3.2传息显示符号

液晶显示腐采用线条式嵌晶，常用符号全部显示时其位雰如图所示；

中同两行各寒牛数位显示角度或距离等现测结果数据或握義字符申G左右两时所艮示的符号威宇毎表示效据的内客或采用的单位名称*

V

%

斜半百分比

H

水晋角

C

诽度单位；怙fGdm）（角度单位采用

HR

右旋｛爛时针〉水平角

煙艮密俭时该位置无符号显示）

HL

左旋｛逆时軸）水平命

m

距离单位：

米

斜距

ft

師离单位匕英尺

乎距

85AT

电池电量

4

高差

（注：

其余苻号柱本悦器中来采用*）

四•测量前的准备

1仪器的安置、对中与整平

安置三脚架和仪器

⑴选择坚固地面放置脚架之三脚，架设脚架头至适当高度，以方便观测操作。

⑵将垂球挂在三脚架的挂钩上，使脚架头尽量水平地移动脚架位置并让垂球粗略对准地面测量中心，然后将脚尖插入地面使其稳固。

⑶检查脚架各固定螺丝固紧后，将仪器置于脚架头上并用中心联接螺丝联结固定。

使用光学对中器对中

⑴调整仪器三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。

通过对中器目镜观察，调整目镜环，使对中分划标记清晰。

⑵调整对中器的调焦手轮，直至地面测量标志中心清晰并与对中分划标记在同一成像平面内。

⑶松开脚架中心螺丝（松至仪器能移动即可），通过光学对中器观察地面标志，小心地

平移仪器（勿旋转），直到对中十字丝（或圆点）中心与地面标志中心重合。

⑷再调整脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。

⑸再通过光学对中器，观察在面标志中心是否与对中器中心重合，否则重复（3）和（4）

操作，直至重合为止。

⑹确认仪器对中后，将中心螺丝旋紧固定好仪器。

•仪器对中后不要再碰三脚架的三个脚，以免破坏其位置

用长水准器精确整平仪器

⑴旋转仪器照准部让长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水

准器气泡居中。

调整两个脚螺旋时，旋转方向应相反（如图）。

⑵将照准部转动90°,用另一脚螺旋使长水准器气泡居中。

⑶重复⑴和⑵，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。

⑷在⑴的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居

中，则长水准器安置正确且仪器已整平。

•注意观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。

••在⑷中，气泡若不居中，应校正长水准器，请参阅后面（8.1）的校正方法。

2望远镜目镜调整和目标照准

目镜调整

⑴取下望远镜镜盖。

⑵将望远镜对准天空，通过望远镜观察，调整目镜环，使分划板十字丝最清晰。

•观察目镜时，眼睛应放松，以免产生视差和眼睛疲劳。

当光亮度不足难以看清十字丝时，按照明键（宗：

）照明。

目标照准

⑴用粗瞄准器的准星对准目标。

⑵调整望远镜调焦手轮，直至看清目标。

⑶旋紧水平与垂直制动手轮，微调两微动手轮，将十字丝中心精确照准目标，只时眼睛左右

上下轻微移动观察，若目标与十字丝两影像间有相对移位现象，则应该再微调望远镜调焦手

轮，直至两影像清晰且相对静止时止。

•对较近目标调焦时，顺时针转动调焦手轮。

较远目标则逆时针方向旋转。

•若⑶未调整好，则视差会歪曲目标与十字丝中心的关系，从而导致观测误差。

•用微动手轮对目标作最后精确照准时，应保持手轮顺时针方向旋转。

如果转动过头,

最好返回再重新按顺时针方向旋转手轮进行照准。

•即使不测竖直角，我们仍建议尽量用十字丝中心位置照准目标。

3打开或关闭电源

按键式电源开关

操作

显示

按住［PWR］键至显示屏显示全部符号，电源打开。

2秒后显示出水平角值，即可开始测量水平角

。

按［PWR］键大于2秒至显示屏显示OFF符号后松开，显示内容消失，电源关闭。

•开启电源显示的水平角为仪器内存的原角值，若不需要此值时，可以“水平角置零”

•若设置了“自动断电”功能，30或10分钟内不进行任何操作，仪器会自动关闭电源并将水平角自动存储起来。

五•角度测量

1盘左/盘右观测

“盘左”是指观测者对着望远镜时竖盘在望远镜的左边；“盘右”指的是观测者对着望远

镜目镜时竖盘在望远镜的右边（如图所示）。

取盘左和盘右读数的平均数作为观测值，可以

有效地消除仪器相应的系统误差对成果的影响。

因此，在进行水平和竖直角观测时，要在完

成盘左观测之后，中转望远镜180°再完成盘右观测。

2水平角置“0”（OSET）

将望远镜十字丝中心照准目标A后，按［0SET］键两次，使水平角读数为“0o00'

00〃”。

显示为“

照准目标A显示HR50O10'20”t按两次［0SET］键宀显示目标A方向为

HR0O00'00〃

•［0SET］键只对水平角有效。

•除已锁定［HOLD］键状态外，任何时候水平角均可置“0”。

若在操作过程中误按［0

SET］键盘，只要不按第二次就没关系，当鸣响停止，便可继续以后的操作。

3水平角与竖直角测量（HR、V或HL、V）

（1）设置水平角右旋与竖直角天顶为0测量方式（HR.V）。

顺时针方向转动照准部（HR）,以十字丝中心照准目标A，按两次［0SET］键，目标A的水平角度设置为0000'00〃，作为水平角起算的零方向。

照准目标A时的具体步骤及显

示为：

顺时针方向转动照准部（HR）,以十字丝中心照准目标B时显示为:

V91旳亍Iff

HR50610*20*

按［R/L］键后，水平角设置成左旋测量方式（HL.V）。

逆时针方向转动照准部（HL）,以十字丝中心照准目标A，按两次［0SET］键将A方

向水平角置“0”步骤和显示结果与

（1）之A目标相同。

逆时针方向转动照准部（HL）,以十字丝中心照准目标B时显示为:

v—b方向竖直天頂距》值

HU0F4V4QAH方向间左碇水平fim

•[R/L]键对竖直角无效。

•再按[R/L]键，水平角又由左旋转为右旋方式。

•B方向观测完后可继续照准以后各方向，以获得各方向相应的水平角与竖直角值。

•

（1）和

（2）仅列举了盘左观测时的步骤，接着应中转望远镜完成盘右的观测。

4•竖直角的零方向设置

天顶距与垂直角的测量:

0o或水平方向

竖直角在作业开始前就应依作业需要而进行初始设置，选择天顶方向为为0o。

（方法参阅初始设置说明）

⑴天顶距：

如竖直角选择天顶方向为0。

，测得（显示）的竖直角V为天顶距，如图。

天顶距=（L+360-R）/2

指标差=（L+R-360）/2

⑵垂直角：

如竖直角选择水平方向为0°,则测得（显示）的竖直角V为垂直角，如图。

垂直角=（L±180-R）/2指标差=（L+R—180°\540°）/2

六•水平角和垂直角测量原理

1•水平角测量原理

水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为0°〜360°

空间两直线OA和OB相交于点O,将点A,O,B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点A',O',B',水平线OA和OB的夹角B就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，即水平角。

水平角的大小与地面点的高程无关。

2•垂直角的测量原理

垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角a,也称竖直角或

高度角；垂直角的角值为0°〜也0°。

视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0。

〜180°

当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负。

八•实验任务

1方向观测法测水平角。

步骤：

1在指定的地面点安置仪器。

在测站周围确定4个目标。

2•进行对中，整平并配置度盘起始读数。

观测二个测回。

3•盘左：

瞄准起始方向目标读数，顺时针方向依次瞄准各方向目标读数，转回至起始方向仍瞄准目标读数。

检查归零差是否超限。

4•盘右：

瞄准起始方向目标读数，逆时针方向依次瞄准各方向目标读数，转回至起始方向仍瞄准目标读数。

检查归零差是否超限。

5.计算：

同一方向两倍照差2C=盘左读数一盘右读数±180°各方向的读数平均值=1/2［盘左读数+盘右读数±180°;归零后的方向值。

6.测完各测回后，计算各测回同一方向的平均值，并检查同一方向值各测回互差是否超限。

计算水平角。

记录表格：

测站

测回数

目标

水平度盘读数

2C

（〃）

方向值

（。

，〃）

归零方向值

（。

，〃）

各测回平均方向值

（。

，〃）

盘左

（。

，〃）

盘右

（。

，〃）

数据计算公式:

同一方向两倍照差2C=a左-（盘右—180°）,方向值=（盘左+盘右—180°）/2，半侧回归零差△=（第二次起始方向读数平均值-第一次起始方向读数平均值）/2,归零方向值=每个测回的同名方向值-△,各测回归零方向平均值=取各测回同名方向平均值

此次试验中有关差要求有如下，半侧回归零差空18〃，同一测回2C误差

乞60〃，各测回同一方向值较差乞24〃。

2.竖直角测量。

方法与步骤：

1.在指定地点安置经纬仪，并进行对中、整平转动望远镜，观察竖直读数的变化规律。

写出竖直角的计算公式。

2.盘左：

瞄准目标，用十字丝横线切于目标某一部位（事先确定好）；转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中；读取竖盘读数，计算竖直角。

3.盘右：

同法观测、记录、计算。

4.计算上、下半测回竖直角的平均值。

检查各测回竖直角互差是否超限。

计算同一目标各测回竖直角的平均值。

记录表格：

测点

目标

竖盘位

置

竖盘读数

（°'〃）

半测回竖直角

（°'〃）

一测回竖直角

（°，‘’）