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工程测量第三章(经纬仪及角度测量.pptx
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1、第一节第一节水平角测量原理水平角测量原理如图:如图:观测观测BA、BC方向线间的夹角;方向线间的夹角;将三点沿铅垂方向投影到水平面将三点沿铅垂方向投影到水平面P上得到上得到b、a、c三点;三点;ba、bc的夹角就是的夹角就是BA、BC方方向线之间的夹角;向线之间的夹角;可以设想在点可以设想在点B处水平有一带刻度处水平有一带刻度的圆盘(刻度顺时针标记),过方的圆盘(刻度顺时针标记),过方向线向线BA、BC的铅垂面在圆盘上的的铅垂面在圆盘上的读数为读数为a、c,则夹角,则夹角=c-a。水平度盘水平度盘0ca水平面acABCb水平角:地面上一点到其它水平角:地面上一点到其它两目标的方向线两目标的方向
2、线到同一水平到同一水平面上的面上的铅垂投影铅垂投影所形成的夹角。所形成的夹角。要具有测量水平角的功能的仪器,必须满足以下条件:要具有测量水平角的功能的仪器,必须满足以下条件:1、经纬仪能够安置水平刻度盘,并能够精确读取刻度盘、经纬仪能够安置水平刻度盘,并能够精确读取刻度盘上的读数;上的读数;2、能够进行水平、竖直旋转,以瞄准空间上不同方向、能够进行水平、竖直旋转,以瞄准空间上不同方向、不同高度、不同距离的目标;不同高度、不同距离的目标;3、具有使仪器的度盘中心和测点位于同一条铅垂线上的、具有使仪器的度盘中心和测点位于同一条铅垂线上的设备。设备。第二节第二节光学经纬仪光学经纬仪经纬仪分光学经纬仪
3、光学经纬仪和和电子经纬仪电子经纬仪两大类。按精度分:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15五个等级。按技术分:光学经纬仪、电子经纬仪、全站仪。D:大地;J:经纬仪;下标数字:表示每测回方向观测值中误差()。DJ6-2 DJ6-2(华光)J2-2(苏一光)TDJ2E TDJ2(北光)J6E J6(1002厂)拓普康索索佳佳蔡蔡 司司徕徕 卡卡宾 得尼康尼康NIKON一、一、DJ6型光学经纬仪型光学经纬仪主要由主要由照准部照准部、水平度盘水平度盘和和基座基座三部分组成。三部分组成。1、照准部、照准部在角度测量过程中,作为一整体可围绕竖轴旋转的部分,在角度测量过程中,作为一整体可围绕竖轴旋转的部
4、分,由多个小部分构成,由水平制动螺旋和微动螺旋控制。由多个小部分构成,由水平制动螺旋和微动螺旋控制。1)望远镜)望远镜用以瞄准目标,固定在横轴上,可围绕横轴仰俯转动;用以瞄准目标,固定在横轴上,可围绕横轴仰俯转动;2)竖直度盘)竖直度盘与横轴连在一起,用以测量竖直角;与横轴连在一起,用以测量竖直角;3)照准部水准管)照准部水准管用以检查仪器是否水平;用以检查仪器是否水平;4)光学读数系统)光学读数系统由一系列的棱镜和透镜组成,可将水平度盘和竖直度盘的由一系列的棱镜和透镜组成,可将水平度盘和竖直度盘的刻度投影到读数显微镜内进行读数。刻度投影到读数显微镜内进行读数。5)读数显微镜)读数显微镜用以读
5、取水平度盘和竖直度盘的读数。用以读取水平度盘和竖直度盘的读数。6)内轴)内轴是仪器的竖轴,也是照准部的旋转轴。是仪器的竖轴,也是照准部的旋转轴。2、水平度盘部分、水平度盘部分主要由水平度盘、度盘变换轮和外轴组成。主要由水平度盘、度盘变换轮和外轴组成。1)水平度盘)水平度盘在度盘上按顺时针方向刻有在度盘上按顺时针方向刻有0360o的分划线,度盘上相的分划线,度盘上相邻两分划线所对的圆心角,称为度盘的分划值。邻两分划线所对的圆心角,称为度盘的分划值。2)度盘变换轮)度盘变换轮测量时,有时需要在特定的方向使得测量时,有时需要在特定的方向使得水平度盘的读数为某特定值,打开度水平度盘的读数为某特定值,打
6、开度盘变换轮的保险,转动手轮并推进,盘变换轮的保险,转动手轮并推进,到达数据后,关上保险。到达数据后,关上保险。3)外轴)外轴用以连接水平度盘部分和基座部分。用以连接水平度盘部分和基座部分。3、基座、基座用以连接仪器和三脚架用以连接仪器和三脚架4、光学经纬仪的读数方法、光学经纬仪的读数方法DJ6光学经纬仪的读数采用分微尺读数装置和单平行玻璃光学经纬仪的读数采用分微尺读数装置和单平行玻璃测微器读数装置两种。测微器读数装置两种。1)分微尺测微器分微尺测微器读数装置读数装置H标记为水平度盘读数窗标记为水平度盘读数窗V标记为竖直度盘读数窗标记为竖直度盘读数窗刻划:度盘分划值为刻划:度盘分划值为1;分划
7、尺分成;分划尺分成6大格(大格(10),),每大格又分为每大格又分为10小格,每小格为小格,每小格为1,估读到,估读到0.1;先读分微尺上的度数;先读分微尺上的度数;再读分划线在分微尺上的分数。再读分划线在分微尺上的分数。例:例:H:度数度数180o;分数分数7.1;读数读数 180o+7.1=180o0706V:读数读数645312。例例1:1:0 1 2 3 4 5 6134133 0 1 2 3 4 5 6134133 例2:0 1 2 3 4 5 67978 例3:0 1 2 3 4 5 6134133 例4:2)单平行玻璃测微器读数)单平行玻璃测微器读数单平行玻璃测微器主要由平板玻璃
8、、测微尺、测微轮、连单平行玻璃测微器主要由平板玻璃、测微尺、测微轮、连接机构组成。接机构组成。读数窗口显示的是由上、下两排影像组成,下排以读数窗口显示的是由上、下两排影像组成,下排以o为单为单位,上排以位,上排以为单位。读数前,转动测微轮,将双指标线为单位。读数前,转动测微轮,将双指标线移动到下排分划线的对称两侧。移动到下排分划线的对称两侧。读数:读数:下排读数:下排读数:91o30;上排读数:上排读数:1830;读数为:读数为:91o30+1830=91o48303 3)DJDJ2 2型光学经纬仪采用对径重合读数法。型光学经纬仪采用对径重合读数法。型光学经纬仪采用对径重合读数法。型光学经纬仪
9、采用对径重合读数法。度盘分划值为度盘分划值为20,测微窗为测微尺的影像,左侧注记为,测微窗为测微尺的影像,左侧注记为分值,右侧注记为整十倍秒值。分值,右侧注记为整十倍秒值。1)读数前转动测微轮,使上下排分划线精确重合。)读数前转动测微轮,使上下排分划线精确重合。2)找出上排一数据(在左侧)与下一排数据(在右侧)找出上排一数据(在左侧)与下一排数据(在右侧)相差相差180o的正像读数的正像读数163o;3)找出两相差)找出两相差180o的数据间的格数,三格,即的数据间的格数,三格,即30;4)在测微窗,读数:)在测微窗,读数:816.3;5)最后读数:)最后读数:163o+30+816.3=16
10、3o3816.3第三节第三节经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。一、对中一、对中目的:使经纬仪的竖轴中心与测站点位于同一铅垂线上。目的:使经纬仪的竖轴中心与测站点位于同一铅垂线上。1、垂球对中、垂球对中2、光学对点器对中、光学对点器对中在仪器的竖轴中安装一个在仪器的竖轴中安装一个小望远镜,并有一个反光棱镜,小望远镜,并有一个反光棱镜,可在水平方向检可在水平方向检查是否对中。查是否对中。v垂球对中垂球对中先使脚架头水平,再移动三脚架(粗略对中)先使脚架头水平,再移动三脚架(粗略对中)在脚架头上移动仪器(精
11、确对中)在脚架头上移动仪器(精确对中)B光学对中大致水平、大致对中大致水平、大致对中先将脚架大致对中、水平;眼睛观察光学对中器,两手抓先将脚架大致对中、水平;眼睛观察光学对中器,两手抓住两个脚架进行拖动,使大致对中,垂直放下脚架,并保住两个脚架进行拖动,使大致对中,垂直放下脚架,并保持脚架头大致水平,踩实,持脚架头大致水平,踩实,伸缩架腿,使仪器尽量水平伸缩架腿,使仪器尽量水平。二、整平二、整平(仅仅限于已经由伸缩架腿,使仪器基本整平基础上仅仅限于已经由伸缩架腿,使仪器基本整平基础上)目的目的:是为了使经纬仪的竖轴处于铅垂状态。:是为了使经纬仪的竖轴处于铅垂状态。1、转动照准部,使水准管平行于
12、两脚螺旋的连线;、转动照准部,使水准管平行于两脚螺旋的连线;2、旋转该连线上的两脚螺旋,使气泡居中;、旋转该连线上的两脚螺旋,使气泡居中;3、旋转照准部、旋转照准部90o;4、旋转另一脚螺旋使气泡居中;、旋转另一脚螺旋使气泡居中;5、重复前面四步;、重复前面四步;6、若照准部旋转一周,气泡始终居中,则说明竖轴处于、若照准部旋转一周,气泡始终居中,则说明竖轴处于铅垂状态。铅垂状态。7、总体检查对中、整平情况。、总体检查对中、整平情况。气泡居中,气泡居中,1、2等高等高123平行平行高高气泡居中,气泡居中,3与与1、2等高等高123三、照准三、照准观测目标必须要有照准标志,测量上的照准标志有标杆、
13、观测目标必须要有照准标志,测量上的照准标志有标杆、测钎、觇牌,都应立于测量点位上。测量时,以十字丝的测钎、觇牌,都应立于测量点位上。测量时,以十字丝的交点瞄准照准目标中心。交点瞄准照准目标中心。照准步骤:照准步骤:1、镜对光;、镜对光;2、粗瞄目标;、粗瞄目标;3、精确瞄准;、精确瞄准;4、消除视差。、消除视差。四、读数四、读数四、读数四、读数 瞄准方法瞄准方法(4(4点点)目镜对光使十字丝清晰目镜对光使十字丝清晰用准星粗瞄目标用准星粗瞄目标物镜对光,使目标像清晰物镜对光,使目标像清晰用水平微动精确瞄准目标用水平微动精确瞄准目标TDJ2E TDJ2(北光)准星准星目镜目镜水平微动水平微动物镜物
14、镜第四第四节 水平角观测读数系统两次在读数刻盘上的读数之差,即为两方向读数系统两次在读数刻盘上的读数之差,即为两方向的水平角。水平角的观测方法有测回法和全圆法。的水平角。水平角的观测方法有测回法和全圆法。一、测回法一、测回法测回法一般用于观测两个方向间的夹角。如图,要测测回法一般用于观测两个方向间的夹角。如图,要测BC、BA两方向的水平角两方向的水平角:概念:概念:盘左盘左:当目镜对着观测者:当目镜对着观测者时竖盘在望远镜的左边时竖盘在望远镜的左边盘左位置盘左位置盘右位置盘右位置盘右盘右:当目镜对着观测者时:当目镜对着观测者时竖盘在望远镜的右边竖盘在望远镜的右边测回法观测步骤测回法观测步骤测站
15、 盘位 目标 度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 备注12左右左右ABABABAB0 12 1272 08 4871 56 36ABOoAB在测站点安置仪器,目标在测站点安置仪器,目标点竖立目标;点竖立目标;上半测回上半测回a:精确瞄准:精确瞄准A目标配目标配置水平度盘至置水平度盘至0度稍大度稍大处,并读水平度盘读处,并读水平度盘读数数a左,并记录左,并记录;b:顺时针转动照准部,:顺时针转动照准部,精确瞄准精确瞄准B目标,读取目标,读取b左,并记录;左,并记录;c:计算:计算左左=b左左a左左下半测回(盘右测回)下半测回(盘右测回)测站 盘位 目标 度盘读数 半测回角值 一测回角
16、值 各测回平均值 备注12左右左右ABABABAB0 12 1272 08 4871 56 36252 08 30180 12 0071 56 3071 56 3390 08 42162 05 24270 08 30342 05 0671 56 4271 56 3671 56 3971 56 36 检查检查a a:=左左右右4040ABOoABa a:倒转望远镜,逆时针转动照:倒转望远镜,逆时针转动照准部精确瞄准准部精确瞄准B B目标,读取目标,读取b b右,右,并记录;并记录;b b:逆时针转动照准部重新瞄准:逆时针转动照准部重新瞄准A A读取读取a a右;右;c:计算:计算右右=b右右a右
17、右b b:计算:计算=(左左右右)/2/2 计算水平角度时,总是用右边方向的读数减去左边方计算水平角度时,总是用右边方向的读数减去左边方向的读数,若不够减,则右边方向的读数加上向的读数,若不够减,则右边方向的读数加上360o再减。再减。若为提高测角精度而施测多个测回,则第一测回后各测回若为提高测角精度而施测多个测回,则第一测回后各测回的起始读数应加上的起始读数应加上180o/n。各测回值差值不应超过规范要。各测回值差值不应超过规范要求。求。二、全圆测回法二、全圆测回法当观测方向有当观测方向有3个或个或3个以上时,采用全圆测回法。个以上时,采用全圆测回法。1、观测步骤、观测步骤1)盘左位置盘左位
18、置先选择观测条件较好的目标作为起始方向先选择观测条件较好的目标作为起始方向A,置度盘读数,置度盘读数为稍大于为稍大于0o,精确瞄准读数后,顺时针瞄准其它目标,精确瞄准读数后,顺时针瞄准其它目标(B、C、D、A)读数,为上半测回;)读数,为上半测回;2)盘右位置盘右位置照准目标照准目标A,读数,逆时针瞄准其它目标(,读数,逆时针瞄准其它目标(D、C、B、A)、读数,下半测回。)、读数,下半测回。上、下半测回总称为一测回。每半测回的最后方向为起始上、下半测回总称为一测回。每半测回的最后方向为起始方向,这称为半测回归零。每半测回过程中,照准部旋转方向,这称为半测回归零。每半测回过程中,照准部旋转一周
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