工程测量 第四章 角度与距离测量

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（一）测回法
l 测回法适用于观测两个方向的单角。 l 一测回观测步骤如下： 1、在1，3点设置观测标志，在2点安置仪器，欲测量 2-1，2-3两条方向间的水平角。 2、以盘左位置瞄准目标1，读取度盘读数aL ， 顺时针转动照准部瞄准目标3，读取度盘读数bL ，计 算上半测回角值β L= bL-aL；图4-17 3、以盘右位置瞄准目标2，读取度盘读数bR ，逆时针 转动照准部瞄准目标1，读取度盘读数aR ，计算下 半测回角值β R= bR - aR 4、 β L - β R <限值时， 一测回角值β =（ β L ＋ β R ）÷2 （见表4-2）
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经纬仪系列的技术参数
经 纬 仪 等 级 项 目 DJ2
水平方向测量一测回方向中误差 不大于（）
DJ6 ±6
±2
物镜有效孔径不小于（mm） 望远镜放大倍率不小于（倍）
水准管分划 值不大于 水平度盘 竖直度盘
40 30
20/2mm 20/2mm
35 25
30/2mm 30/2mm
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（2）利用脚螺旋强制对中： 安置仪器至架头上，固连连接螺旋；调节经纬 仪的三个脚螺旋使光学对中器分划圈中心对准测
站点标志。
注：光学对中器的使用:
旋转镜筒，目镜调焦，看清对中器分划线；
拉伸镜筒，物镜调焦，看清地面测站点标志；
要使对中器分划和测站标志周围同时清晰。
第四章 角度与距离测量
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2．对中：使仪器中心位于测站点的铅垂线上。
l垂球法 （对中误差一般可小于3mm）
垂球尖对准测站点标志中心。 l光学对中器法（对中误差一般不大于1mm） 光学对中器圆心与测站点标志中心重合。 方法 ：（1）三脚架对中（粗略对中）：
调整三脚架架腿使架头至适当高度，使架头中心 位于地面点正上方。（在架头中心自由落下小石子， 偏差3cm）。
水平角大小与点位的高程无关。
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一、水平角的测量原理
l
水平角测量原理：由图4-1可见 若在 C 点的铅垂线上任一点 O ，以 O 点为中心， 设置一按顺时针方向增加从 0°～ 360°分划的 水平刻度圆盘，使刻度盘圆心正好位于过C点的 铅垂线上。通过 CA 、 CB 各作一竖直面，设两竖 直面在水平刻度盘上截取的读数分别为 a 和b ， 则水平角：β=b–a， 即： 水平角=右目标读数读数 –左目标读数读数 。 当β<0 °时，加上360°。
主要用途
三、四等三角测量 一般工程测量、图 及精密工程测量 根及地形测量；矿
井导线测量
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二、光学经纬仪的基本构造 三部分：照准部、水平度盘、基座 按功能划分为以下三个部分：
（一）对中整平装置 l 作用： 将度盘中心安置在所测角顶的铅垂线上，并使 水平度盘水平，仪器各轴线处于正确位置。 l 主要包括： 基座、垂球或光学对中器、脚螺旋、水准器。
w 角度测量是测量三项基本工作之一
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§4-1 角度测量原理
角度的概念
测量中使用的角度分为水平角和竖直角。 水平角测量用于求算点的平面位置，竖直角测量 用于测定高差或将倾斜距离改化成水平距离。 l 水平角 地面上某点到两目标方向在水平面上 垂直投影的夹角。或由地面上一点发出的两方向 线所在竖直平面间的二面角。其角值范围为0 °～ 360 °见 图4-1
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第四章 角度与距离测量
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表3–1 测回法观测记录表
测 站 目 标 1 3 1
竖 盘 位 置
左
水平度盘 读数 °′″ 00 12 00 91 45 00 180 11 30
半测回 角值 °′″ 91 33 00
一测回 角值 ° ′″
平均 角值 ° ′″
备 注
第 一 测 回 2
※ 整平时气泡移动方向和左手大拇指转动方向一致。 l 顺时针转动脚螺旋时，该脚螺旋升高，气泡往高处 20 第四章 角度与距离测量 走。
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（5）、反复精平
1）精确对中：检查对中器，若分划圈中心偏离 测站点标志，则稍松中心连接螺旋，再前后左右 平行移动基座，使之精确对中。 2）再次精确整平 重复精确整平步骤，直至仪器既对中且管水准 气泡在任何方向也居中为止。 对中、整平要相互兼顾，多次反复，方能完成。 注：测水平角时，要将复测扳手拨上或度盘变位手 轮退出并做好防护，防止在测角过程中转动度盘 变位手轮，造成测角错误。
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1．分微尺测微器及读数方法 l DJ6型光学经纬仪的度盘分划值为1° l 读数窗上的分微尺：见书图4-8 将度盘 1 间隔分成 60 个小格，成像后度盘的最小 间隔 1 正好与分微尺 60 格的全长相等。分微尺的最 小读数为1，可估度到0.1格值=0.1=6。 w 上面：水平度盘及分微尺的影像，故水平度盘读数： （H）应为2144436 w下面：竖直度盘及其分微尺的影像。竖直度盘读数： （V）为902848 2．单、双平板玻璃测微器及读数方法(略)
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（二）目标设置及瞄准
1．设置目标
测角时，一般应在目标点上设置照准标志。
l 距离较近时，
目标标志可为目标点（如钉子）、垂球线，
也可竖立测钎； l 距离较远时， 目标标志可为垂直竖立标杆或觇标。
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2．瞄准目标
（1）松开照准部和望远镜制动螺旋（或扳手）； （2）调节目镜——将望远镜瞄准远处天空，转动目 镜，使十字丝刻划清晰； （3）粗略瞄准目标:转动照准部，用望远镜粗瞄器十字 线竖线瞄准目标，固定照准部和望远镜； （4）望远镜调焦(对光)：转动物镜调焦筒使目标成像 最清晰.(要注意消除视差） （5）精确瞄准：用照准部和望远镜微动螺旋精确瞄准 目标。 观测水平角时用竖丝：当目标较大时用单丝平分目标； 当目标较小时用目标平分双丝。 观测竖直角时用中丝（横丝）切目标的觇标顶部。 3.读数 24 先符合后读数。 第四章 角度与距离测量
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（3 ）、三角架整平：
粗平仪器：
分别升降两架腿使圆水准气泡居中。
（4）精确整平：先平行，后垂直的方法。 任选择两个脚螺旋，使水准管与两脚螺旋的连线 平行，以相反的方向旋转两脚螺旋使管水准器气泡 居中。（图4-16（先平行）
l 将照准部旋转 90 ，转动第三个脚螺旋，使气泡居中。 （图4-16 （后垂直）
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1. 对中装置：
对中的目的：使仪器中心位于测站点的铅垂线上。
用垂球或光学对中器使仪器竖轴轴线与测站点的 铅垂线重合。

垂球对中：垂球悬挂于中心连结螺旋上，当垂球 尖对准测站点标志时说明两者重合。
光学对中器

l 光学对中器有的装在照准部上，有的装在基座上。 l它是一个小型外调焦望远镜。（见原理图）
第 二 测 回 2
91 33 15 91 33 09 91 33 12 91 33 06 91 33 09 91 33 12
3
1 3 1
右 左 右
271 45 00
90 11 24 181 44 30 270 11 48
3
01 45 00
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说明：
（1）盘左、盘右观测可作为观测中有无错误的检核，亦 可抵消一 部分仪器误差的影响。 （2）上、下半测回角差值的限差应满足有关测量规范的限差规定 (DJ6经纬仪，一般为30或40),当差值小于限差 ,可取平均值作 为一测回的角值,否则应重测。 （3）若精度要求较高时 , 可按规范要求测多个测回 , 当各测回间的 角差值满足限差规定（如DJ6经纬仪，一般为20或24）时,方可 取各测回的平均值作为最后结果，否则应重测。并要求各测回间 在起始方向的盘左镜位改变度盘位置 , 其变化量为 180°/n(n 测 回数)。 （4）计算角值时始终为“右目标读数 – 左目标读数”(由于水平度 盘为顺时针刻划).所谓“左”、“右”是指站在测站点面向所要 测的角度方向 , 左手侧目标为左目标 , 右手侧目标为右目标。若 “右–左”其差值＜0时, 则结果应加360。 29 第四章 角度与距离测量
i-仪器高, v---目标高
HB=HA+hab=HA +D· tanα +i–v
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§4-2
经纬仪的原理与构造
一、经纬仪的分类
l 按读数分：光学经纬仪和电子经纬仪。 l 按精度分： DJ07 、DJ1、DJ2、DJ6等 “D‖——大地测量 “J‖——经纬仪
“2‖、“6‖ ——仪器所能达到的精度指标。 DJ6：表示一测回方向值的中误差为±6。
二、水平角观测方法
观测方法：测回法、方向观测法。
l 正镜 ：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度 盘位于望远镜的左侧叫正镜，也称作盘左位置；
l 倒镜：是指观测者正对望远镜目镜时，竖直度盘 位于望远镜的右侧叫倒镜，也称作盘右位置。 l 一测回中观测——正、倒镜两个盘位观测。
理论上，正、倒镜瞄准同一目标时水平度盘读数相 差 180 ，正、倒镜观测可削弱仪器误差影响 , 还可 检核测角精度。
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二、竖直角的测量原理
l
竖直角 ：同一铅垂面内， 视线与水平线间的夹角称为竖 直角“α ” （又称高度角、垂直角）。 仰角：视线在水平线之上，α 为正； 俯角：视线在水平线之下,α 为负； 其角值范围为:―－90 °～ +90 °‖ α =90 °-ZA
天顶距：目标方向与天顶方向（铅垂线的反方向）之间的夹角。
工程测量
第四章
角 度 与 距 离 测 量
本 章 要 点
1、水平角和竖直角的概念 2、J6经纬仪的构造及使用 3、水平角和竖直角的观测方法及有关计算（难点） 4、 距离测量的常用方法 5、全站仪的基本功能