4 角度测量

nullnull 第四章 角 度 测 量 学习要点 水平角与垂直角观测原理 光学经纬仪的构造及度盘读数 水平角观测 垂直角观测 电子经纬仪 经纬仪的检验与校正 水平角观测的误差分析null§4-1 角度测量原理◆ 水平角观测原理 ◆ 垂直角观测原理 测角仪器: 经纬仪、电子全站仪null1.水平角观测原理过一点到两个目标的方向线垂直投影 到水平面上所成的夹角。003600。也可看成是包含BA、BC视线 的两个铅垂面之间的两面角。=c-a水 平 角用于确定点的平面位置 null2.垂直角观测原理天顶铅垂线0°在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视线与 水平视线的夹角(也叫竖直角)。 =00900 ，仰角为正，俯角为负。垂 直 角null1972年,南京1002厂研制的J05级光学经纬仪null●经纬仪的技术参数 ● DJ6经纬仪的构造 ● DJ2经纬仪§4-2 光学经纬仪的构造及度盘读数null一.经纬仪的技术参数null二. DJ6经纬仪的构造基座、照准部、度盘、读数装置照准部null脚螺旋用于整平仪器基座水平度盘照准部1.基座null照准部(水平)制动、微动 望远镜(竖直)制动、微动 圆水准器 8/2mm 管水准器30”/2mm 望远镜 2630倍 粗瞄准器，十字丝 目镜、物镜调焦 读数显微镜 竖盘部分 光学对点器望远镜十字丝2.照准部null水平度盘由光学玻璃制成 顺时针003600刻度； 仪器整平，水平度盘水平； 水平度盘与照准部相互脱离； 改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。3.水平度盘nullDJ6光学经纬仪读数分微尺测微器平行玻璃板测微器两种读数测微装置：4.读数装置null图3-5 J6经纬仪度盘读数光路读数光路null(1)度盘上1度分划的间隔经放大后，与分微尺全长相等 (2)分微尺全长分60格，因此其最小格值为1=60”。 (3)读数时，秒数必须估读。估读至0.1格，因此，估读的秒数都应是6”的倍数。利用度盘刻度线，在分微尺上读数。分微尺测微器null利用测微手轮，用指标线读数(1)平行玻璃板与分微尺由测微手 轮控制。转动测微手轮，使度 盘像移动，则移动量可在 分微尺上读出。(2)平行玻璃板最大调节范围为30分， 分微尺全长刻度也等于30分。 (3)操作时，调节测微手轮，使度盘 某度(或某30分)的刻度线居中于 双线读数指标，双指标线所夹刻 度的度数 (或30分)加上分微尺 读数，即为该方向的读数。图3-8 平行玻璃板测微器水平度盘读数： 92017’28”平行玻璃板测微器null主要特点 （1）采用度盘对径重合读数法，以消除度盘偏心 误差影响。 （2）通过转动测微手轮，操纵测微装置，使度盘上 相差180度的刻度线一一对应重合，而对应刻 度线相对移动过的量，可在分微尺上读取。 （3）水平度盘读数和竖直度盘读数由换像手轮控 制，分别单独显示。DJ2光学经纬仪的读数null转动测微手轮，使度盘正、倒像分划线精密重合； 由靠近视场中央读出上排正像左边分划线的度数，即173； 数出上排的正像173与下排倒像353之间的格数再乘以10’，就是整十分的数值，即60’； 在旁边小窗中读出小于10’的分、秒数。测微尺分划影像左侧的注记数字是分数，右侧的注记数字是秒的十位数。将以上数值相加就得到整个读数。null§4-3 水平角观测一.经纬仪的操作步骤 对中——整平——瞄准——读数二.水平角观测 掌握测回法观测水平角的仪器操作 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 、观测程序和 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 。 了解“方向观测法”的使用场合、作业程序与记录。null将仪器中心安置在过测站点的铅垂线上。对中误差3mm。光学对中可达到1mm。垂球对中光学对中对中null垂球对中步骤： 粗略对中：移动三脚架，使垂球尖离 测站中心12cm内； 精确对中：稍微松开中心螺丝，在脚架头上移动(不能旋转)仪器，使垂球尖精 确对中测站标志中心，旋紧中心螺丝。 注意脚架头首先要放平，三个脚螺旋 基本等高； 脚架适当踩实； 垂球尖尽量接近标志，便于判断。光学对中光学对中null光学对中步骤：对准、调平、整平、对中打开三脚架，装上经纬仪； 固定三脚架一脚，双手持脚架另 二脚并不断调整其位置，同时观 测光学对点器十字分划，使其基 本对准测站标志，踩实脚架；调 节脚螺旋，使光学对点器精确对 准测站标志； 伸缩三脚架(二脚)，调平仪器， 使圆气泡居中； 调脚螺旋，精确整平仪器，并通 过在脚架头上移动仪器，精确对 中。 有时必须反复上述三步的操作。null使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，竖盘位于铅垂面内。整平误差<1格。整平null用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。操作步骤： 粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准。 用水平微动完成瞄准。 尽量瞄准目标下部，减少由于目标不垂直引起的 方向误差。瞄准null 三、水平角测量方法 常用方法有 和(1) 测回法 测回法(method of observation set)用于观测两个方向之间的单角。测回法方向观测法null测回法观测水平角 观测程序：一测回＝上＋下半测回 盘左 瞄准A，读数a左 瞄准C，读数c左 盘右 瞄准C，读数c右 瞄准A，读数a右第1方向第2方向测站左=c左-a左右=c右-a右精度要求： 左-右±40" 取: =(左+右)/2角是从起始方向(即第1方向)顺时针转到第2 方向所成的角度，观测时，必须首先确定起始 方向，然后按照“测回法”的次序观测。 水平角总是第2方向读数减去第1方向读数而得。null 起始方向第一个读数应调成00（或1800/N，N为测回数） 分、秒数写足二位； 改数时按有关规则。 一测回过程中，不得再调整水准管气泡或改变度盘位置。水平角观测记录（测回法）741906741924741915null水平角观测记录（测回法）表中盘右C读数小于A读数，不够减时，应 加360后再减。214231221422542142303null(2) 方向观测法 一个测站观测2个以上方向时，采用方向观测法，也称“全圆测回法”。null3．计算与检验3．计算与检验 方向观测法中计算工作较多，在观测及计算过程中尚需检查各项限差是否满足 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求。 （1）光学测微器两次重合读数之差：瞄准目标后要进行两次测微，两次读数，且两次读数之差不超限(J2：小于3″)。 （2）半测回归零差:即上下半测回中零方向两次读数之差. （3）各测回同方向2c值互差：2c值是指上下半测回中，同一方向，盘左、盘右水平度盘读数之差。(J2：小于13″) （4）平均方向值：各测回中同一方向盘左和盘右读数的平均值。 （5）归零方向值：在各个测回中将起始方向的方向值化为0°,并把其它各方向的平均方向值减去起始方向的平均方向值，即得各方向的归零方向值。 （6）各测回同方向归零方向值互差小于限差(J2：小于10″)； (3)、(5)、(6)项是指多个测回时的限差检验。4、水平角观测注意事项4、水平角观测注意事项尽量使仪器不受烈日直接曝晒或选择有利时间观测。 要精确对中和瞄准，尤其对短边测角时对中要求更严格；瞄准时尽可能地用十字丝交点瞄准目标点底部。 观测目标间高差较大时，须注意仪器的整平。 记录计算要及时、清楚，发现问题，立即重测。 一测回观测过程中，不得再调整照准部水准管，若气泡偏离中央较大（>1.5格）,须重新整平,重新观测。null§4-4 垂直角观测◆ 垂直角观测原理 ◆ 竖盘构造特点 ◆ 垂直角计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ◆ 竖盘指标差null垂直角观测原理在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角(也叫竖直角)。 =00900 ，仰角为正，俯角为负。垂 直 角nullnull垂直角的主要用途null竖盘构造特点 竖盘随望远镜一起转动。 竖盘与读数指标相互脱离。 竖盘气泡居中，指标铅垂。 视线水平、指标铅垂时，竖盘读数为常数： 盘左时一般 L0=900 ，盘右时一般 R0=2700 。垂直度盘与读数指标构造特点null确定垂直角的计算公式竖盘读数与垂直角计算根据度盘刻度形式，确定竖直角计算公式，保证仰角 为正、俯角为负。null 实际作业中，只需把所用仪器的望远镜先放在大致水平位置观察一下读数，确定水平位置时的读数（90的整数倍）；然后上下转动望远镜，判断读数的变化趋势，即可确定竖角的计算公式： 若望远镜上倾，读数增加，则： 竖角=瞄准目标时的读数-视线水平时的读数 若望远镜上倾，读数减少，则： 竖角=视线水平时的读数-瞄准目标时的读数null竖盘水准管气泡居中时，读数指 标线与铅垂线的夹角（水准管轴和指标线不垂直）竖盘指标差竖盘 指标差null当视线水平时，盘左竖盘读数为90°，盘右为270°。 但指标不恰好指在90°或270°，而与正确位置相差一个角度x，x称为竖盘指标差。null竖盘指标差x的计算 盘左: α =(90°+x)-L= αL +x 盘右: α =R-(270°+x)= αR -x 有： (90°+x)-L = R-(270°+x) 即指标差x:要求：◆盘左盘右观测竖直角取平均，可消除指标差的影响。竖直角观测过程竖直角观测过程在测站上安置仪器，对中、整平，量取仪器高 盘左位置瞄准目标，量取占标高 转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘水准管气泡居中，读取盘左位置的竖盘读数L 倒转望远镜，盘右位置照准同一位置，同上法读取盘右位置的竖盘读数R 根据竖盘注记形式，确定竖角计算公式，计算竖角大小。判断竖盘指标差是否超限。nullI垂直角观测记录§4.5 电子经纬仪 基本结构与光学经纬仪相同；操作方法也基本相同。用微电子技术自动取得度盘的读数，从而可以经微电脑进一步加工计算用电子水准器自动传感竖轴的倾斜，再由微电脑自动对读数加倾斜改正数。竖直度盘处的电子水准器使“指标线”自动处于 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 位置。可以自动改正读数中的c, i 误差影响。§4.5 电子经纬仪null1.电子经纬仪 普通光学经纬仪难以满足测角自动显示、自动记录和自动传输数据的要求。 世界上第一台电子经纬仪(electronic theodolite)于1968年研制成功，80年代初生产出商品化的电子经纬仪。 采用光电扫描度盘，利用光电转换原理和微处理器将角度方向值变为电信号，从而完成自动化测角的全过程，实现角度测量的自动显示、自动记录和自动传输数据，这种经纬仪称为电子经纬仪。 null2.电子经纬仪的测角原理 电子经纬仪与光学经纬仪外形结构相似，但其测角读数系统采用的是光电扫描度盘和自动显示系统。根据光电扫描度盘获取电信号的原理不同，电子经纬仪电子测角系统也不同，主要有以下三种： 1.编码度盘测角系统——即采用编码度盘及编码测微器的绝对式测角系统； 3.动态测角系统——即采用计时测角度盘并实现光电动态扫描的绝对式测角系统。 2.光栅度盘测角系统——即采用光栅度盘及莫尔干涉条纹技术的增量式测角系统； null水平角H 计数器采样 计数、细分 A/D转换 标准通讯 角度单位变换（DGM变换） LED液晶显示 可进行的各项改正 粗、精读数组合 竖直角V电子经纬仪 数据流程图 开始判别结 束null编码度盘测角系统 在玻璃圆盘上刻划n个同心圆环， 每个同心圆环为码道，n为码道数 外环码道圆环等分为2n个透光与不透光相间扇形区——编码。 每个编码所包含的圆心角δ =360÷2n——角度分辨率，为编码度盘能区分的最小角度。 null 每码道安置一行发光二极管，另一侧对称安置一行光敏二极管 发光管光线通过透光编码被光敏二极管接收到时——逻辑0，光线被不透光编码遮挡时——逻辑1，获得该方向的二进制代码。null光栅度盘测角系统测角原理光栅度盘测角系统测角原理 出现明暗相间的条纹——莫尔条纹 倾角θ与相邻明暗条纹间距w的关系w=dρ’/θ进一步细分纹距w ，可以提高测角精度null南方测绘ET-02 电子经纬仪 水平光栅度盘nullET-02电经竖直光栅度盘null §4.6 激光经纬仪 准直测量——定出一条基准直线，作为土建安装等施工放样的基准线。 (1) 光学激光经纬仪 在光学经纬仪上设置了一个半导体激光发射装置，将发射的激光导入望远镜的视准轴方向，从望远镜物镜端发射激光光束与望远镜视准轴保持同轴、同焦。nullJ2-JDB激光经纬仪发射激光的波长为0.635 在100米处的光斑直径为5mm，白天的有效射程为200m 使用两节5号碱性电池供电 一对新的5号电池可供使用一个工作日nullnull(2) 电子激光经纬仪 在电子经纬仪上设置了一个半导体激光发射装置 将发射的激光导入望远镜的视准轴方向从物镜端发射 激光二极管由电子经纬仪的电池供电。null南方测绘ET-02激光电子经纬仪 nullnullnullWild T2002电子经纬仪nullnullWild GRE4电子手簿nullWild T3000电子经纬仪nullWild T3000电子经纬仪面板nullWild TM3000马达驱动电子经纬仪null§4-7 经纬仪的检验与校正◆经纬仪的轴线及其应满足的条件 ◆经纬仪的检验与校正目的：使经纬仪各轴线间保持正确的 几何关系nulll 水准管轴（LL）：通过水准管零点的内壁纵向弧线的切线； l 竖轴（VV）：经纬仪在水平面内的旋转轴； l 视准轴（CC）：望远镜十字丝交点与物镜光心的连线； l 横轴（HH）：望远镜的旋转轴（又称水平轴）。 l  十字丝竖丝。 此外还有竖盘指标、对点器视准轴、圆水准轴。经纬仪的轴线null ◆水准管轴垂直于竖轴 LL⊥VV ◆视准轴垂直于横轴 CC⊥HH ◆横轴垂直于竖轴 HH⊥VV ◆十字竖丝垂直于横轴 竖丝⊥HH ◆圆水准轴平行于竖轴 L’L’∥VV轴线间应满足的条件nullnull二、经纬仪的检验和校正 （－）水准管轴垂直竖轴的检验和校正 目的：使水准管轴垂直于纵轴（L ⊥ V） nullnull（二）圆水准器的检验和校正 目的：使圆水准轴平行于纵轴。 （L′// V） 检验：根据校正后的照准部水准管，将经纬仪整平，此时，圆水准器气泡如不居中，则需要校正。 校正：用校正针拨动圆水准器下面的校正螺丝，使圆水准器气泡居中。 null（三）十字丝的检验和校正 1．十字丝位置的检验和校正 目的：仪器整平后，十字丝的纵丝在铅垂面内，横丝水平。 nullnull 2．视准轴的检验和校正 目的: 视准轴垂直于横轴(C⊥H)检验：（1）平坦地区选择A、B两点，中点安置仪器，A点设标志，B点放尺，使A、B和仪器等高；（2）盘左瞄准A固定照准部，倒转望远镜瞄准B，尺上读数为B1；（3）盘右瞄准A，再倒转望远镜，尺上读数为B2；（4）若B1、B2不重合，超限时校正。校正:拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由B2点移至BB2中点B3。J6 ：2c>60"；J2 ：2c>30"时，则需校正。null（四）横轴的检验和校正 目的：使横轴垂直于纵轴（H⊥V） null（五）竖盘指标差的检验和校正 目的：消除竖盘指标差x。 (1)检验： 用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360°)/2。 J6： x>1’；J2： x>30’’时，要进行校正。 (2)校正： 用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R- x）位置，再有拨针使指标气泡居中。null（六）光学对中器的检验和校正 光学对中器是由目镜、分划板、物镜和直角棱镜组成，分划板刻划圈中点与物镜光心的连线是对中器的视准轴。光学对中器的视准轴应与仪器的纵轴重合，否则，会产生对中误差，影响测角精度。null检验：仪器架于一般工作高度，严格整平仪器，在脚架的中央地面放置一张白纸，在白纸上画一十字形的标志A。移动白纸，使对中器视场中的小圆圈中心对准标志，将照准部在水平方向旋转180o，如果小圆圈中心偏离标志A，而得到另一点A’,则说明对中器的视准轴没有和仪器的纵轴相重合。 校正：定出A,A’两点的中点O，转动对中器的校正螺丝使对准O点。光学对中器上的校正螺丝随仪器类型而异，有些校正使视线转向的直角棱镜，有些校正分划板。null经纬仪的检验与校正 校正项目 校正目的 1.水准管的检验与校正 LL⊥VV 2.圆水准器的检验与校正 L’L’∥VV(次要) 3.视准轴的检验与校正 CC⊥HH 4.横轴的检验与校正 HH⊥VV 5.竖盘指标差的检验与校正null§4-8 水平角观测的误差分析误差来源与处理方法1.仪器误差：仪器校正的残余误差 视准轴误差（CC⊥HH） 盘左盘右观测取平均消除 横轴误差 （HH⊥VV） 盘左盘右观测取平均消除 竖盘指标差 盘左盘右观测取平均消除 竖轴误差 （LL⊥VV） 盘左盘右观测取平均不能 抵消，仔细整平。2.仪器安置误差：对中误差，整平误差 对中误差：边长较短时采用光学对中。 整平误差：管水准器气泡偏离中心应小于1格。观测 目标垂直角较大时，应特别注意。null3.标杆倾斜误差 竖直标杆，观测时尽量瞄准目标底部4.观测误差：瞄准误差，估读数误差5.外界因素：温度引起仪器轴线变化，热辐射引 起视线跳动，土壤松软使仪器安置不稳定◆选择有利观测时间，设法避开不利条件； ◆尽量缩短一测回的观测时间，采取观测方法减弱与时间成正比的误差。角度测量注意事项角度测量注意事项（1）仪器要稳定 测站选在土质坚实的地方，踏实三角架，防止仪器的不均匀下沉 ，观测时不要碰三角架。 （2）对中要正确 安置仪器仔细对中，当视线短时，对中误差不超过3mm。 （3）整平要仔细 一般规定在观测过程中水准管气泡偏离中央不应大于半格，若超过一格，重新整平。 （4）目标要照准 照准目标底部，仔细对光，消除视差。 （5）操作要规范 强光时给仪器打伞，选择在大气比较稳定，成像清晰的天气条件下进行观测。 （6）估读要准确 （7）观测要校核 采取盘左盘右两次观测，误差在允许范围内时，取平均值。