第三章 角度测量

第三章 经纬仪及角度测量
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 §3.6 角度测量原理 光学经纬仪的基本结构及使用 电子经纬仪的基本结构及使用 水平角观测 竖直角观测 水平角观测的误差分析
3.1 角度测量原理
角度测量包括水平角测量和竖直角测 量。 水平角测量用于确定点的平面位置。 竖直角测量用于测定高差或将倾斜 距离改化成水平距离。
测 站
1
觇 点
2
水平度盘读数 盘左 盘右
2c
5
平均读数
一测回归 零方向值
各测回平 均方向值
角值
9
˚ ＇" ˚ ＇"
3 4
"
˚ ＇ "
6
˚ ＇ "
7
˚ ＇ "
8
第1 （0 00 34） 测回 0 00 39 0 00 00 0 00 00 79 26 59 A 0 00 54 180 00 24 +30 B 79 27 48 259 27 30 +18 79 27 39 79 27 05 79 26 59 O C 142 31 18 322 31 00 +18 142 31 09 142 30 35 142 30 29 63 03 30 D 288 46 30 108 46 06 +24 288 46 18 288 45 44 288 45 47 A 0 00 42 180 00 18 +24 71 14 13 0 00 30 Δ -12 -6 第2 （90 00 52） 测回 0 00 00 A 90 01 06 270 00 48 +18 90 00 57 B 169 27 54 349 27 36 +18 169 27 45 79 26 53 O C 232 31 30 42 31 00 +30 232 31 15 142 30 23 D 18 46 48 198 46 36 +12 18 46 42 288 45 50 A 90 01 00 270 00 36 +24 90 00 48 Δ -6 -12
注：①水平度盘顺时针注记，与竖轴不固定，不随望远镜转动 ②水平度盘有复测钮或变换钮，用作改变观测方向的角度 值； ③竖直度盘顺时针注记或逆时针注记，与望远镜固定，随 望远镜一起转动。 3、基座 用于支撑整个仪器，包括轴座、脚螺旋和连接板。
3.2 光学经纬仪
三、DJ6光学经纬仪的读数设备 主要包括显微放大装置和测微装置。 显微放大装置：照亮度盘分划线、转向、放 大、成像，以便通过显微目镜在读数窗读数。 测微装置：在读数窗上测定不足度盘格值的 装置。 分微尺 单平板玻璃测微器

①安置仪器于O点，对中整平；
②盘左观测：先瞄准A目标，读取水平度盘读数 a左 ， 然后顺时针瞄准B目标,读取水平度盘读数 b左 ； ③盘右观测：先瞄准B目标，读取水平度盘读数 b右 然后逆时针瞄准A目标,读取水平度盘读数 a右 。
B
3.4 水平角观测
一、测回法 2、计算 盘左半测回（上半测回）： 左＝b左 a左 盘右半测回（下半测回）： 右＝b右 a右 检核：对于DJ6经纬仪，上 下半测回角度之差应满足： 左 右 40 角值计算：上下两个半测回 合称为一个测回，当满足限 差要求时，取其平均值作为 一测回值。
3.4 水平角观测
二、方向观测法（全圆测回法） D 1、 操作步骤 ①安置仪器于测站点O，对中、整平； O ②盘左观测，选择零方向A，顺时针 依次照准目标B、C、 D、A（归零）读数 ③盘右观测，瞄准零方向A ，逆时针 C 依次照准目标D、C 、B、A（归零），读数 A
B
当需要观测n个测回时，每测回按 180 n 配置度盘的初始位置。 • 归零差：半测回中两次瞄准零方向读数差。
3.2 光学经纬仪
三、DJ6光学经纬仪的读数设备 1、分微尺及其读数方法
读数时，先根据分微尺零分划在 度盘上读取读数，即被分微尺盖住 的度盘分划的注记数，再以度盘分 划作为分微尺的读数指标，在分微 尺上读数，两读数之和即为整个读 数。 测微尺
分微尺的分划值为1ˊ，估 读到 0.1ˊ(6")。
水平读数：215˚ 06＇48 " 竖直读数：78˚ 52＇00"
REC记录键。令电子手簿执行记录。
PWR电源开关键。按键开机；按键时间大于2秒则关机。
3.4 水平角观测
两个基本概念：
竖直度盘 竖直度盘
盘左
盘右
盘左观测
盘右观测
3.4 水平角观测
水平角测量常用的两种方法： 测回法（用于单角测量） 方向观测法（用于多角测量） 一、测回法 1、操作步骤 O A
3.4 水平角观测
二、方向观测法（全圆测回法） 2、计算步骤 4）计算各测回归零后方向值的平均值：取各测回同一方向归 零后方向值的平均值，作为该方向的最后结果。 5）计算各目标间的水平角值：相邻方向值之差，即为相邻方 向所夹的水平角。 经纬仪 型号 DJ2 DJ6 方向观测法测水平角的各项限差规定 半测回归零差 一测回内2c互差 同一方向各测回互差 " " " 12 18 18 － 12 24
1
2
1
2
气泡居中，1、2等高
气泡居中，3与1、2等高
3.2 光学经纬仪
三、瞄准 目的：确定目标方向所在位置。 方法：①调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；
②利用粗瞄器，粗略瞄准目标，固定制动螺旋； ③调节物镜调焦螺旋使目标成像清晰，注意消 除视差； ④调节制动、微动螺旋，精确瞄准。
3.2 光学经纬仪
3.2 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造 望远镜结构：物镜、目镜、调焦透镜、十字丝、视准轴、
横轴 视距丝 纵丝
C
C
物镜
调焦透镜 十字丝 视准轴 目镜 横丝
3.2 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
2、度盘 包括水平度盘和竖直度盘，由光学玻璃制成。 注记：0˚～360˚ 分划：20＇、30＇、1˚三种
目前根据取得电信号的方式不同而分为绝对式编 码度盘测角和增量式光栅度盘测角两种。
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用
二、电子经纬仪的特点
1、采用电子测角系统，
自动显示测量结果；
2、可与测距仪组成全
站仪； 3、测量数据处理自动化。
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用
电子经纬仪显示屏及操作键盘 特点：自动读数、 记录、计算。
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用
V%竖直角和斜率百分比显示转换键。连续按键交替显示。在测距模式状态时 ，连续按此键则交替显示斜距（◢）、平距（◢）、高差（◢ ） ▲增量键。在特种功能模式中按此键，显示屏中的光标可上下移动或数字向 上增加。
MODE测角、测距模式转换键。连续按键，仪器交替进入一种模式，分别执 行键上或键下标示的功能。 ▼减量键。在特种功能模式中按此键，显示屏中的光标可向下、向上移动或 数字向下减少。 望远镜十字丝和显示屏照明键。按键一次开灯照明；再按则关（若不按键， 10秒后自动熄灭）。
尺、测微尺的分划值，读取水平、竖直度盘读数。
注：读数过程中，度盘和望远镜位置不能动。
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用
电子经纬仪是一种采用光电元件实现测角自动 化、数字化的电子测角仪器。 一、测角的基本原理 电子经纬仪和光学经纬仪的主要不同点在于电子 经纬仪采用了光电扫描度盘自动计数和读数自动 显示存储系统。
三、瞄准 测水平角时，视目标大小用纵丝平分目标，尽量 瞄准目标底部；测竖直角时，用中横丝与目标顶 部相切。
横丝 瞄准 目标
测水平角瞄准目标
测竖直角瞄准目标
3.2 光学经纬仪
四、读数
方法：①打开反光镜，使读数窗光线均匀；
②调焦使读数窗分划清晰（注意消除视差）；
③区分度盘的测微类型，判断度盘及其分微
3.2 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
DJ6光学经 纬仪包括照 准部、度盘 和基座三 大部分。
3.2 光学经纬仪
二、DJ6光学经纬仪的构造
1、照准部 主要由望远镜、支架、竖直轴、水平轴、竖直制动微 动螺旋、水平制动微动螺旋、读数设备、水准器和光学对 中器等组成。
望远镜—用于瞄准目标
圆水准器—用于粗略整平仪器 管水准器—用于精确整平仪器 光学对中器—用于使度盘中心和测点在同一铅垂线上 读数装置—用于读数
3.2 光学经纬仪
三、DJ6光学经纬仪的读数设备 2、单平板玻璃测微器及其读数方法
读数时，使度盘某分划线夹于双指 标线中间，读出该分划线的度盘读 数，再根据单指标线在测微尺上读 出分和秒数。
竖直读数：92˚ 17＇ 30"
3.2 光学经纬仪
四、照准标志 测钎、标杆和觇牌均为经纬仪瞄准目标时所使用 的照准工具。
( 左 右 ) 2
当精度要求较高时，需观测多个测回，为了减小度盘刻划的 误差，须按 180 n配置度盘的初始位置。
3.4 水平角观测
一、测回法 3、测回法记录表格
A β B
备注
O
测 站 竖 盘 目 位 标 置
度盘读数
半测回角 值
一测回角 值
各测回平 均角值
A 第 左 B 一 测 A 回O 右 B
3.3 电子经纬仪的基本结构及使用
电子。连续按此键，两种角值交替显示。 CONS专项特种功能模式键。 HOLD水平角锁定键。按此键两次，水平角锁定；再按一次则解除。 MEAS测距键。按此键连续精确测距（电经仪无效）。 OSET水平角置零键。按此键两次，水平角置零。 TRK跟踪测距键。按此键每秒跟踪测距一次，精度至0.01m（电子经纬仪无 效）。
0 12 12 72 08 48 180 12 00 252 08 30
71 56 36