水平角的测量原理(精)
三、水平角测量
DJ2
半测回归零差 12″ 18″
一测回内2C互差 18″
同一方向值各测回互差 12″ 24″
DJ6
方向观测法记录手簿
测 站 测 回 数 目 标
读数
2C
平均值
归零后 方向值
°′″
盘左
°′″
盘右
°′″ ″ °′″
各测回 归零方 向值的 平均值
°′″
1
A B C D A
0 02 12 37 44 15 110 29 04 200 14 51 0 02 18
2
(90 03 24) 90 03 26 127 45 31 200 30 21 290 15 53 90 03 22
0 00 00 37 42 07 110 26 57 200 12 29
计算方法如下：
1．两倍照准差 2C=盘左读数－(盘右读数±180°) 2．方向值的平均值 平均读数=1/2｛盘左读数－(盘右读数±180°)｝ 3．归零方向值 归零方向值＝平均值－起始方向平均值 （括号内） 将相邻两归零方向值的平均值相减，得到水平角 值。
3.2.2 DJ6 级光学经纬仪 1、基本构造 DJ6 级光学经纬仪主要由照准部、水平度盘、 DJ6经纬仪的构造 基座三部分组成。 上部---望 远 镜 中部---水平度盘 下部---基 座 2、光学经纬仪的读数 方法 分微尺
• §3.2 光学经纬仪的结构及其度盘读数
国产光学经纬仪型号(Da di ce liang Jing wei yi) DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ30， D，J代表 “大地测量”和“经纬仪” ， 07，1，2，6，30分别为一测回方向观测中误差秒数。 工程测量常用DJ6 级。 徕卡光学经纬仪型号(Theodolite) T4(0.5″)，T3 (1″) ，T2 (2″) ，T1 (6″)
水平角测量和竖直角测量
水平角测量和竖直角测量水平角测量和竖直角测量1、水平角测量原理安置经纬仪于地面O点，转动望远镜分别照准不同的目标(例如A、B 二点)，就可以在水平度盘上得到方向线OA、OB在水平面上投影的读数a、b，由此即得OA、OB之间的水平角β为β=b-a2、竖直角测量的原理竖直角是同一竖直面内水平方向转向目标方向的夹角。
目标方向高于水平方向的竖直角称为仰角，a为正值，取值范围为0o～+90o；目标方向低于水平方向的竖直角称为俯角，a为负值，取值范围为0o～-90o。
经纬仪在测量竖直角时，只要照准目标，读取竖盘读数，就可以通过计算得到目标的竖直角。
3、水平角测量（测回法）设在O点安置经纬仪，采用测回法测定OA、OB两个方向之间的水平角β。
（1）上半测回(盘左)先瞄准左目标A，得水平度盘读数a1，顺时针转动照准部瞄准右目标B，得水平度盘读数b1，并算得盘左角值：β左＝b1－a1，接着倒转望远镜，由盘左变为盘右。
（2）下半测回(盘右)先瞄准右目标B，得水平度盘读数b2，逆时针转动照准部瞄准左目标A，得水平度盘读数a2，并算得盘右角值：β右＝b2－a2，计算角值时，总是右目标读数 b减去左目标读数a，若b<a，则应加360o。
（3）计算测回角值β：β＝(β左+β右）/2（4）如果还需测第二个测回，则观测顺序同上。
4、竖直角观测竖直角的观测设A点安置经纬仪，测定B目标的竖角，其步骤如下。
盘左瞄准目标B，使指标水准管气泡居中，读取盘左的竖盘读数L，按αL=90o-L算得αL；倒转望远镜，以盘右再次瞄准目标B，使指标水准管气泡居中，读取盘右的竖盘读数R，按αR=R-270O 式算得αR；按αa=(αL+αR)/2 式盘左、盘右取平均，得B目标一测回的竖角回法测测水平角方法1．经纬仪的安置1）松开三脚架，安置于测站点上。
其高度大约在胸口附近，架关大致水平。
2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。
第3章 角度测量
第3章经纬仪及其角度测量3.1 角度测量原理角度测量是测量工作的重要内容之一。
角度测量的目的是测定地面点连线之间的空间位置关系，以此来确定点的平面坐标和高程，它包括水平角测量和竖直角测量，所采用的仪器为光学经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。
本章重点介绍光学经纬仪及其角度测量方法。
3.1.1 水平角测量原理图3-1 水平角测量原理从一点到两个目标的方向线在水平面上的垂直投影所构成的角度，称为水平角。
或者说，空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影，称为水平角。
如图3-1所示，A、B、C为三个高度不同的地面点。
根据水平角的定义，将A、B、C三点分别沿铅垂方向投影到水平面上，其投影线ab和ac∠所构成的角∠cab，即为方向线AC、AB所夹的水平角。
注意：两直线AC、AB的空间夹角CAB 并不是水平角。
为了测定水平角值的大小，可以在过顶点A的铅垂线上任意点安置一个有刻度的水平圆盘，称之为水平度盘。
度盘中心O位于过A点的铅垂线上。
则方向线AC、AB在水平度盘上的垂直投影On、Om，在水平度盘上的读数分别为n和m，若将水平度盘按顺时针刻划，则所求的水平角β就是两个读数之差，即：β(3-1)=nm-经纬仪就是根据上述测角原理来设计的。
在仪器上设置一个带有刻划的水平圆盘和在圆盘上读数的指针，将度盘中心与经纬仪的竖轴处于同一铅垂线上。
观测水平角时，安置仪器在测点正上方，使水平度盘中心处在过测点的铅垂线上，通过装置在经纬仪上的望远镜瞄准目标，提供两方向线；当望远镜高低变化时，其视准轴在同一铅垂面内变动，从而提供上述两条方向线在水平读盘上的垂直投影，通过经纬仪中的读数装置读取两投影线在度盘上的方向值，两者之差即为所测的水平角。
这就是经纬仪水平角测量的基本原理。
3.1.2 竖直角测量原理竖直角是指同一铅垂面内某方向线与指标线（包括水平线或铅垂线）之间的夹角。
当指标线为水平线时称其为倾角；指标线为铅垂线的天顶方向时称其为天顶距。
经纬仪的使用方法
第三章经纬仪及其使用3.1 水平角测量原理3.1.1．水平角的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O′A′和O′B′的夹角β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。
测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件：（1）能给出一个水平放置的，且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水平度盘；（2）要有一个能瞄准远方目标的望远镜，且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转，以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B。
图中水平角β为A和B两个方向读数之差：β=b-a3.1.2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α，也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°。
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，如图所示。
由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘，或称竖盘。
3.2 经纬仪的结构与使用3.2.1光学经纬仪的分类按物理特性分：游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。
按测角精度分：DJ07——一测回水平方向中误差0.7″:用于一等三角;DJ1——一测回水平方向中误差1.0″:用于一、二等三角;DJ2——一测回水平方向中误差2.0″:用于三、四等三角;DJ6——一测回水平方向中误差6.0″:用于地形测图、一般工程。
DJ为“大地”、“经纬仪”的汉语拼音缩写。
3.2.2DJ6光学经纬仪DJ6经纬仪是一种广泛使用在地形测量、工程及矿山测量中的光学经纬仪。
主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成。
水平角测量原理
致水平。
第三章 角度测量
（2）伸缩脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架2个脚，使圆水准气泡居中。
（3）旋转三个脚螺旋精平
按“左手大拇指法则”旋转三个脚螺旋，使水准管气泡居中。
1）转动仪器，使水准管与1、2脚螺旋连线平行。
第
2）根据气泡位置运用法则，对向旋转1、2脚螺旋。
三
3）转动仪器900，运用法则，旋转3脚螺旋。
3、计算盘左位置的水平角β左 ：
β左=b左—a左 ＝92°19′42″0°00′30″=92°19′12″ 以上完成了上半测回工作，β左 即上半测回角值。
第
（三）、盘右位置
四 节
倒转望远镜成盘右位置，完成以下工作： 1、逆时针旋转照准部，首先调焦与照准右边目标B，读数b右，设为 272°20′12″，记入表3-1中；
测
目标的望远镜测水平角时，要求水平
O//
β
A
量
度盘能放置水平，且水平度盘的中心
O
原 理
位于水平角顶点的铅垂线上，望远镜 不仅可以水平转动，而且能俯仰转动 来瞄准不同方向和不同高低的目标，
B
同时保证俯仰转动时望远镜视准轴扫 过一个竖直面。 经纬仪是测量角度的
0o
A/
a
仪器。按其精度分，有DJ6、DJ2两种。 表示一测回方向观测中误差分别为6″、
第三章 角度测量
2、盘左位置，顺时针方向旋转照准部依次照准目标A、B、C、D、A，
分别读取水平度盘读数，并依次记入表3—3。其中两次照准A目标是为了
检查水平度盘位置在观测过程中是否发生变动，称为归零，其两次读数之
差，称为半测回归零差，其限差要求为：J6 级经纬仪不得超过18″，J2级
经纬仪不得超过8″。计算中注意检核。
测回法测量水平角的实验原理
测回法测量水平角的实验原理
测回法是一种测量水平角的方法，其实验原理如下：
首先，需要选择两个测站A和B，并在两个测站之间建立一条基线AB，用于测量水平角。
然后，需要在A、B两个测站上各设置一个测角器，用于测量水平角。
接下来，需要在A、B两个测站上分别设置一个目标，用于进行测回。
测量时，先在A测站上通过测角器测量目标B的方位角a，然后在目标B处通过测角器测量目标A的方位角b。
将这两个方位角相加，并加上180度，即可得到测站A与B之间的水平角C，即C=a+b+180°。
为了减小误差，需要进行多次测量并取平均值，同时还需要注意调整测站、测角器和目标的位置，以保证测量的准确性。
- 1 -。
水平角测量和竖直角测量
水平角测量和竖直角测量水平角测量和竖直角测量1、水平角测量原理安置经纬仪于地面O点，转动望远镜分别照准不同的目标(例如A、B 二点)，就可以在水平度盘上得到方向线OA、OB在水平面上投影的读数a、b，由此即得OA、OB之间的水平角β为β=b-a2、竖直角测量的原理竖直角是同一竖直面内水平方向转向目标方向的夹角。
目标方向高于水平方向的竖直角称为仰角，a为正值，取值范围为0o～+90o；目标方向低于水平方向的竖直角称为俯角，a为负值，取值范围为0o～-90o。
经纬仪在测量竖直角时，只要照准目标，读取竖盘读数，就可以通过计算得到目标的竖直角。
3、水平角测量（测回法）设在O点安置经纬仪，采用测回法测定OA、OB两个方向之间的水平角β。
（1）上半测回(盘左)先瞄准左目标A，得水平度盘读数a1，顺时针转动照准部瞄准右目标B，得水平度盘读数b1，并算得盘左角值：β左＝b1－a1，接着倒转望远镜，由盘左变为盘右。
（2）下半测回(盘右)先瞄准右目标B，得水平度盘读数b2，逆时针转动照准部瞄准左目标A，得水平度盘读数a2，并算得盘右角值：β右＝b2－a2，计算角值时，总是右目标读数 b减去左目标读数a，若b<a，则应加360o。
（3）计算测回角值β：β＝(β左+β右）/2（4）如果还需测第二个测回，则观测顺序同上。
4、竖直角观测竖直角的观测设A点安置经纬仪，测定B目标的竖角，其步骤如下。
盘左瞄准目标B，使指标水准管气泡居中，读取盘左的竖盘读数L，按αL=90o-L算得αL；倒转望远镜，以盘右再次瞄准目标B，使指标水准管气泡居中，读取盘右的竖盘读数R，按αR=R-270O 式算得αR；按αa=(αL+αR)/2 式盘左、盘右取平均，得B目标一测回的竖角回法测测水平角方法1．经纬仪的安置1）松开三脚架，安置于测站点上。
其高度大约在胸口附近，架关大致水平。
2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。
第3章 角度测量(水平角测量)讲解
1. 测回法（Method of Observation Set）
在测站点B安置经纬仪，按下列顺序进行观测：
（1）盘左位置精确瞄准左方目标C，并读数；
（2）松开照准部制动螺旋，顺时针旋转照准部，精 确瞄准右方目标A，并读数。此为上半测回观测 （即盘左观测）。
三、电子经纬仪（Electronic Theodolite）-自己去看看
电子经纬仪的轴系、望远镜和制动、微动构件 与光学经纬仪类似，不同之处在于电子经纬仪 用微处理机控制的电子测角系统代替光学读数 系统，能自动显示测量数据并存储。
2. 编码度盘测角系统
将度盘均匀分成16个区间，从里到外有四道环 （码道）。每个区间的码道分为白色透光区（或 导电区）和黑色非透光区（或非导电区）。设透 光为0，非透光为1，则区间的状态可用二进制编 码表示，见下表。
间的夹角越小，条纹越
粗，即相邻明条纹
（或暗条纹）之间的间
隔越大。条纹亮度按正
弦周期性变化。
设d是光栅度盘相对于固定光栅的移动量，ω是莫尔条纹在 径向的移动量，两光栅间的夹角为θ，则其关系式为：
d cot
由上式可见，只要两光栅之间的夹角较小，很小的光栅 移动量就会产生很大的条纹移动量。
光栅度盘下面是一个发光管，上面是一个可与光栅度盘 形成莫尔条纹的指示光栅，指示光栅上面为光电管。若发光 管、指示光栅和光电管的位置固定，当度盘随照准部转动时， 由发光管发出的光信号通过莫尔条纹落到光电管上。度盘每 转动一条光栅，莫尔条纹就移动一周期。通过莫尔条纹的光 信号强度也变化一周期，所以光电管输出的电流就变化一周 期。
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课堂小结：
基本内容：水平角的测量原理； 重点：水平角的测量原理；
难点：水平角的测量原理。
国家共享型教学资源库b Nhomakorabea（左）
B
a
O
（右）
A
铅 垂 线
B1 A1
O1
水平面（H）
a b
国家共享型教学资源库
用于测量水平角的仪器须具备的条件：
具备一个能置于水平位置的刻度盘（称为 水平度盘），且水平度盘的中心位于水平角顶 点的铅垂线上。 为了能瞄准高低远近不同的目标，仪器上 的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能 在竖直面内转动。
水平角的测量原理
授 课 教 师：王廷
学习内容
（1）水平角的概念 （2）水平角的测量原理
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一、水平角的概念
相交于一点的两方向线在水平面上 的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。 水平角一般用β表示，角值范围为 0˚～360˚。
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二、水平角测角原理
0
270 O