全站仪竖直角测量
一、竖直角测量原理
2
1.竖直角的概念
在同一铅垂面内，观测视线与水平线 之间的夹角，称为竖直角，又称倾角，用 α表示。
角值范围为0˚～±90˚。
视线在水平线的上方，竖直角为仰角， 符号为正（+α）；
视线在水平线的下方，为俯角，符号 为负（－α）。
B
O A
2.竖直角测量原理
竖盘指标 水准管 竖直度盘
竖盘指标
竖盘指标水准 管微动螺旋
光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：
270˚
180˚
0˚
90˚
270˚
0˚
180˚
90˚
顺时针方向注记
逆时针方向注记
竖直度盘构造的特点是：
当望远镜视线水平，竖盘指标水准管 气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90˚， 盘右位置的竖盘读数为270˚。
由于视线水平时的竖盘读数都应为90˚ 的倍数。所以，测量竖直角时，只要瞄准 目标读出竖盘读数，即可计算出竖直角。
二、竖直度盘构造
光学经纬仪竖直度盘的构造包括: 竖直度盘 竖盘指标 竖盘指标水准管
竖盘指标水准管微动螺旋
当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘 指标所处的位置称为正确位置。
观测竖直角时，竖盘指标必须处于正 确位置才能读数。
用盘左、盘右观测，取平均值作为竖直角的观测结果，可以消
除竖盘指标差的影响。 竖盘指标差的计算公式 ：
x
1 2
( R
L)
1 2
(L
R
360)
指标差互差的限差，DJ2型仪器不得超 过±15″； DJ6型仪器不得超过±25″。
五、竖直角观测 B
O A
（1）在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标 志，确定该仪器竖直角计算公式。
（2）盘左位置：瞄准目标A。转动竖盘指标水准管微 动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L。
（3）盘右位置：重复步骤2。
*
竖直角观测手簿
测 目 竖盘 竖盘读数 站 标 位置 ° ′ ″
半测回 垂直角
°′″
指标 差
″
一测回 垂直角
°′″
备 注
12 3
4
5
6
7
8
左 95 22 00 -5 22 00
1 ( பைடு நூலகம் )
2L
R
四、竖盘指标差
在竖直角计算公式中，认为当视准轴 水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘 读数应是90˚的整数倍。
竖盘指标常常偏离正确位置，这个 偏离的差值x角，称为竖盘指标差。
竖盘指标差x本身有正负号，一般规 定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一 致时，x取正号，反之x取负号。
270°
1
α
180°
0°
90° x
盘左位置
αL
xL α
盘左位置，其正确的 竖直角计算公式为：
90 L x x L
盘右位置，其正确的 竖直角计算公式为：
R 270 x x R
90°
α 竖直角的计算公式 ：
0°
180°
270° x
盘右位置
αR R
x
α
1 2
( L
R
)
1 (R L 180) 2
竖盘指标差为：
x
1 2
( R
L)
1 2
(52312
52200)
36
那么一测回竖直角为：
1 2
( L
R
)
1 2
(52200
52312)
52236
注意：
每次读数前必须使竖盘指标水准管气 泡居中。
采用了竖盘指标自动归零装置的经纬仪， 整平，瞄准目标后，打开自动补偿器。
三、竖直角计算公式
顺时针注记的竖盘竖直角计算的公式:
270° α
180°
0°
90°
盘左位置
90°
0°
180°
270°
盘右位置
1
α L
盘左位置：
90 L L
盘右位置：
R 270 R
α 一测回竖直角：
α R
1 ( )
2L
R
逆时针注记的竖盘竖直角的计算公 式为：
L
R
L 90 270 R
OA
-36
右 264 36 48 -5 23 12
左 81 12 36 +8 47 24
OB
-45
右 278 45 54 +8 45 54
-5 22 36 +8 46 39
（4）根据竖直角计算公式计算，得
L 90 L 90 952200 52200 R R 270 2643648 270 52312
3.2.2 竖直角测量
刻划：目镜0°，物镜180°
盘左: αL=90°－ L（上半测回）
盘右:
αR=R－270°（下半测回） α =（αL+αR）/2
=（R－L－180°）/2
一测回竖直角：
逆时针注记竖盘 刻划：目镜180° ，物镜0° 盘左: 盘右: αL= L－ 90° （上半测回） αR= 270°－R（下半测回） α =（αL+αR）/2
O
P＇
右
-6 18 51
αL=90°－ L x =（ αR － αL ）/2
αR=R－270° α =（αL+αR）/2
三、竖盘读数指标差
读数指标与正确位臵之间的小夹角x，称为 竖盘指标差。
X
X
指标差计算
如图：
盘左位臵，望
远镜上仰，读
数减小，竖盘
读数为L。则正
确的竖直角为：
α＝ 9பைடு நூலகம்°－L＋x＝αL＋x
3、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不
能超过2格，否则，测回间重新整平 ） 4、照准误差（消除视差，精确瞄准） 5、读数误差（消除视差，认真读数）
三、外界条件的影响
外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观
测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。
1、温度的影响（打伞遮阳） 2、大气折光的影响（选择良好的天气观测）
通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除 指标差； 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指 标差互差或同方向各测回指标差互差，不应 超过25"。 返回
课堂总结：
1、掌握竖直角的定义、角值范围、 测量原理 2、掌握竖直角观测方法、成果处理 课后作业： 书P49项目测试2题
§3.3.1 经纬仪的检验和校正 一、经纬仪应满足的几何条件
实验八 全站仪 竖直角测量与计算
实验八竖直角测量与计算2014年4月18日下午天气晴专业班级13土地管理第9小组观测：刘国全王高平颜诗婷黄欣卢尚坚记录：王高平组员：刘国全王高平颜诗婷黄欣卢尚坚仪器：科维全站型电子测绘仪目的要求与注意事项1、掌握竖直角测量的各项操作、记录、计算；2、明确小组所使用仪器的测站限差要求，理解各项限差的含义；3、老师示范一遍操作过程，同学记录，计算，得出相应结果；4、小组成员轮流进行一次完整的仪器操作、记录、计算等工作。
可以自己观测、自己记录、自己计算。
示意图：目标测回竖盘读数（°′″）指标差（”）竖直角（°′″）竖直角平均值（°′″）备注盘左盘右1 1 84 22 30 275 37 27 -2 5 36 585 37 09 2 84 22 42 275 37 22 +2 5 37 202 1 87 06 07 272 53 54 +1 2 53 542 53 48 2 87 06 21 272 53 45 +3 2 53 423 1 84 47 59 275 12 11 -5 5 12 065 12 04 2 84 48 02 275 12 06 -4 5 12 024 1 90 10 24 269 49 54 +9 -0 10 15 -0 10 17 2 90 10 19 269 49 39 -1 -0 10 205 1 86 10 55 273 49 10 -2 3 49 073 49 08 2 86 10 53 273 49 11 -2 3 49 091) 指标差包含有下列误差:仪器整平误差、横轴误差、视准轴误差、照准部偏心差、仪器对中误差、照准误差、外界环境影响。
2）上述表格中的竖直角是包含有指标差的影响，竖直角平均值不包含有指标差的影响。
3) 仪器测角精度为2”,测站竖直角测量的两项限差要求为○1，一测站竖盘指标差较差 <+ - 24”；○2，同一目标各测回竖直角互差 < + - 24”。
全站仪竖直角测量
三、竖直角计算公式
顺时针注记的竖盘竖直角计算的公式:
270° 180° 90°
盘左位置：
α
0°
α 盘左位置 L
90 L
L
盘右位置：
R 270
R
90° 0° 180° α 270° 盘右位置 R
α
一测回竖直角：
1 ( ) 2
L R
1
逆时针注记的竖盘竖直角的计算公 式为：
*
竖直角观测手簿
测 目 竖盘 竖盘读数 站 标 位置 ° ′ ″ 半测回 垂直角 °′″ 指标 差 ″ 一测回 垂直角 °′″ 备 注
1
O
2
A
3
左
4
5
6
-36
7
-5 22 36
8
95 22 00 -5 22 00 264 36 48 81 12 36 -5 23 12 +8 47 24
右 左
O
B
竖盘指标 水准管 竖直度盘
竖盘指标
竖盘指标水准 管微动螺旋
光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：
270˚ 180˚ 0˚ 270˚
0˚
180˚
90˚
90˚
顺时针方向注记
逆时针方向注记
竖直度盘构造的特点是：
当望远镜视线水平，竖盘指标水准管 气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90˚， 盘右位置的竖盘读数为270˚。
右 278 45 54 +8 45 54
-45
+8 46 39
（4）根据竖直角计算公式计算，得
L 90 L 90 952200 52200
R R 270 2643648 270 52312
角度测量—竖直角测量(建筑工程测量)
全站仪竖直角测量
4.4 竖 盘 指 标 差
4.4竖盘指标差
存在指标差，竖直角计算公式
= 90 -(L - X) = 左 + X
= 左 右 = R - L -180
2
2
竖直角测量时，用盘左、盘右两个位置观测取其 平均值作为最后结果，可以消除竖盘指标差的影响
= (R - X) - 270 = 右 - X
全站仪竖直角测量 ➢4.1竖直角（α）的应用
全站仪竖直角测量 ➢4.1竖直角（α）的应用
全站仪竖直角测量 ➢4.1竖直角（α）的应用
竖直度盘
全站仪竖直角测量 ➢4.1竖直角（α）的应用
C
Dtanα
HC
i
HB
HA
大地水准面
全站仪竖直角测量 ➢4.1竖直角（α）的应用
全站仪竖直角测量
4.2 竖直度盘的构造
指标差计算： 令左 =右 ，则
X = 左 -右 = R L - 360
2
2
全站仪竖直角测量
4.5竖直角的观测步骤
(1)盘左精确照准目标，使十字丝的单横丝与 目标相切，读数记录；
(2)盘右精确照准原目标，使十字丝的单横丝 与目标相切，读数记录；
(3)计算竖直角和竖盘指标差。
全站仪竖直角测量
4.6竖直角观测记录 竖直角观测记录手簿
全站仪竖直角测量
4.2 竖直度盘的构造
望远镜仰俯运动，读数变动，指针不动； 视线水平时，盘左90，盘右270，读数不变； 仰角为正值，俯角为负值。
不同注记类型，计算公式也不同；
全站仪竖直角测量
4.3 竖直角计算方法
判断度盘是顺时针还是逆时针全圆注记
逆时针全圆注记，其计算公式为
全站仪竖直角测量 ppt课件
盘右位置
αR R
x
α
1 2
( L
R)
1 (R L 180) 2
用盘左、盘右观测，取平均值作为竖直角的观测结果，可以消
除竖盘指标差的影响。 竖盘指标差的计算公式 ：
x
1 2
( R
L)
1 2
(L
R
360)
PPT课件
12
指标差互差的限差，DJ2型仪器不得超 过±15″； DJ6型仪器不得超过±25″。
PPT课件
13
五、竖直角观测 B
O
A
（1）在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标 志，确定该仪器竖直角计算公式。
（2）盘左位置：瞄准目标A。转动竖盘指标水准管微 动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L。
（3）盘右位置：重复步骤2。
PPT课件
14
*
PPT课件
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竖直角观测手簿
测 目 竖盘 竖盘读数 站 标 位置 ° ′ ″
O A
PPT课件
3
2.竖直角测量原理
由于视线水平时的竖盘读数都应为90˚ 的倍数。所以，测量竖直角时，只要瞄准 目标读出竖盘读数，即可计算出竖直角。
PPT课件
4
二、竖直度盘构造
光学经纬仪竖直度盘的构造包括:
竖直度盘
竖盘指标
竖盘指标水准管
竖盘指标水准管微动螺旋
当竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘 指标所处的位置称为正确位置。
讲题： 竖直角的测量方法
PPT课件
1
一、竖直角测量原理
2
1.竖直角的概念
在同一铅垂面内，观测视线与水平线 之间的夹角，称为竖直角，又称倾角，用 α表示。
全站仪角度测量的方法与步骤
全站仪角度测量的方法与步骤
一、水平角测量
1. 按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。
2. 设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″。
3. 照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
二、竖直角测量
1. 竖直角测量可在角度测量模式下进行，将望远镜对准目标，按下竖直角测量键，仪器显示屏上即显示出竖直角。
2. 若要计算某两点间的高差，则先测出两点的竖直角，再用三角函数计算出两点间的高差。
全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、竖直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。
因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。
广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。
全站仪角度测量基本原理
全站仪角度测量基本原理1. 引言全站仪是一种便携式的测量仪器，广泛应用于土木工程、建筑工程、矿山工程等领域。
其中，角度测量是全站仪最基础的功能之一，本文将介绍全站仪角度测量的基本原理。
2. 角度测量原理角度测量是通过全站仪的水平圆盘和竖直圆盘来实现的。
全站仪的水平圆盘用于测量水平角度，竖直圆盘用于测量竖直角度。
2.1 水平圆盘水平圆盘是全站仪上的一个旋转盘，它可以水平旋转360度。
水平圆盘上通常会安装一个水平角度刻度盘，刻度盘上刻有0到360度的刻度。
水平圆盘与全站仪的主轴相连接，主轴会将水平圆盘的旋转运动转换为角度测量数据。
2.2 竖直圆盘竖直圆盘是全站仪的一个组件，可用于测量竖直角度。
竖直圆盘上的刻度盘通常刻有-90到90度的刻度，用于测量仰角和俯角。
3. 角度测量步骤下面将介绍使用全站仪进行角度测量的基本步骤。
3.1 准备测量在进行角度测量之前，需要做一些准备工作。
首先，需要将全站仪放置在一个平稳的支撑物上，并使用调平脚进行水平调整，以保证仪器的水平度。
然后，需要设置全站仪的参考方向，一般选择北方作为参考方向。
3.2 设置目标点在进行角度测量之前，需要确定测量的目标点。
可以使用全站仪的望远镜对准目标点，并在望远镜上进行准星操作，确保目标点在中心十字线上。
3.3 进行角度测量角度测量可以分为水平角度测量和竖直角度测量两部分。
3.3.1 水平角度测量在进行水平角度测量之前，需要将水平圆盘调整到初始位置，一般是0度位置。
然后，通过旋转水平圆盘，让目标点出现在水平圆盘的水平中心线上。
测量员需要观察水平圆盘上的刻度盘，并记录读数。
读数即为目标点相对于参考方向的水平角度。
3.3.2 竖直角度测量竖直角度测量是通过竖直圆盘完成的。
测量员需要观察竖直圆盘上的刻度盘，并记录读数。
读数即为目标点的仰角或俯角。
3.4 计算角度完成角度测量后，可以通过数学计算将测量到的角度数据转换为实际的角度值。
这通常涉及到一些参数修正和数学计算。
测量学第三章 角度测量1
测水平角 用双丝夹 粗目标
测竖直角 用横丝切 目标顶部
三、读数
方法： ①打开采光反光镜，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按不同的测微器直接 读取水平、竖直度盘 读数（度、分、秒，秒为估读且为6的倍数）。
水平角：215˚06＇ 48 " 竖直角： 78˚52＇ 00 "
一测回竖直角：
逆时针注记竖盘
刻划：目镜180° ，物镜0°
盘左: 盘右: αL= L－ 90° （上半测回） αR= 270°－R（下半测回） α =（αL+αR）/2 =（L－R+180°）/2 （L、R分别为盘左、盘右竖盘读数）
一测回竖直角：
竖直角计算的通用公式：
（1）当望远镜视线往上仰，竖盘读数增加时： α=瞄准目标时的读数 － 视线水平时的常数 （２）当望远镜视线往上仰，竖盘读数减小时： α=视线水平时的常数－瞄准目标时的读数 对不同注记形式的度盘 ，首先应正确判读 视线水平时的常数，且同一仪器盘左、盘右 的常数差为180˚。
测回法观测手簿 目 水平度盘读数 半测回角值一测回角值 各测回角值 备 测站 竖盘 标 ˚ ＇ " ˚ ＇ " ˚ ＇ " ˚ ＇ " 注 表3.1
左 第一 测回 O
M 0
00
36 48
N 68 42 右 M 180 00 N 248 42 M 90 10
68 42 12 68 42 09 68 42 06 68 42 15 68 42 18 68 42 21 68 42 24
表3.2
测 站
1
方向观测法观测手簿
水平度盘读数 盘左 盘右
2c
5
3.2.2 竖直角测量
（三）视准轴垂直于横轴（2c）的检验与校正
1、检验
① 平地选DAB=20m左右,安臵仪器于中点O；
A点设瞄准标志，B点横一毫米刻划标尺
（ 注意标志、标尺与仪器同高）。 ② 盘左：瞄A，倒镜，读数为B1 ③ 盘右：瞄A，倒镜，读数为B2 ④ 若B1= B2，则满足要求 若B1 ≠B2，则存在c角， 当c超过1＇时，需校正。
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。
电子经纬仪显示屏及操作键盘
特点：自动读数、 记录、计算。
三、激光经纬仪
在经纬仪上安装激 光装臵，使视准轴 射出一条可见光。
主要用于各种施工量。
弯管目镜 激光器 激光束
返回
一测回 备 竖直角 注 ˚ ＇ " +18 47 12
测 目标 竖盘 竖盘读数 半测回竖直角 指标差 " ˚ ＇ " ˚ ＇ " 站 位臵 P 左 右 左 71 12 36 +18 47 24 288 47 00 +18 47 00 96 18 42 263 41 00 -6 18 42 -9 -6 19 00 -12
2、观测、记录与计算 竖直角观测
①安臵仪器，对中、整平；
②盘左瞄准目标某一位臵，
读取竖盘读数L；
③盘右瞄准原目标位臵， 读取竖盘读数R。 （以上盘左、盘右观测构成一个测回） • 记录与计算(见表3.3)
①分别计算盘左、盘右半测回竖直角，
②计算盘左盘右的平均值作为一测回竖直角。
表3.3
竖直角观测手簿
P P ctg i 2D
1 2
2、校正
① 墙上定出P1、P2的中点PM ；
全站仪竖直角测量
根据测量任务要求，设置全站仪的测量参数 ，如单位、坐标系统、高程系统等。
检查仪器状态
检查全站仪电池电量、内存空间等，确保仪 器能够正常工作。
对ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ整平
通过调整三脚架和仪器上的水平气泡，使全 站仪精确对中并整平。
观测过程中注意事项
保持稳定
在观测过程中，要保持全站仪稳定不 动，避免触碰仪器导致误差。
电子系统故障
电路板、传感器等部件损坏或老化，可能导致仪器无法启动、数 据显示异常等问题。
机械系统故障
仪器内部机械部件磨损、松动或损坏，可能影响仪器的稳定性和 测量精度。
故障排除流程和方法介绍
光学系统故障排除
首先清洁镜头，检查目镜和物镜是否有损坏，如有需要及时更换 。
电子系统故障排除
检查电源线是否插好，尝试重启仪器。如果问题依旧，可能需要请 专业人员进行电路板维修或更换部件。
等，并采取相应措施进行修正。
观测误差
02
分析观测过程中可能出现的误差，如照准误差、读数误差等，
通过改进观测方法和提高观测技能来减小误差。
外界条件影响
03
考虑温度、气压、湿度等外界条件对测量结果的影响，并采取
相应措施进行修正。
质量评价指标体系建立
精度指标
制定全站仪竖直角测量的 精度指标，包括测角精度 、测距精度等，用于评价 测量结果的准确性。
光学系统原理与特点
望远镜光学系统
采用高质量透镜和棱镜 ，确保光线传输的准确
性和稳定性。
调焦机构
使望远镜能够在不同距 离上清晰地成像。
补偿器
自动或手动补偿因仪器 倾斜而引起的误差。
滤光片
根据测量需要选择不同 的滤光片，以减少光线