[精选][新版]经纬仪及角度测量--资料
经纬仪的操作与角度测量—水平角观测(工程测量)
A O
B
水平角观测
一、测回法（适用于两个方向的单角）
A
限差要求
盘左盘右角度互差≤±40″
度盘设定
180°/n
O
B
水平角观测
记录与计算
盘左（正镜）观测
• 瞄A，记录 a左= 0°00′36″ • 瞄B，记录 b左= 68°42′48″ • 上半测回的角值：β左= b左- a左= 68°42′12″
12
3
4
5
6
7
第1 测回
（0 00 34）
A 0 00 54 180 00 24 +30 0 00 39 0 00 00
B 79 27 48 259 27 30 +18 79 27 39 79 27 05
O C 142 31 18 322 31 00 +18 142 31 09 142 30 35
各测回平 均方向值 角值
误差就是某未知量的观测值与其真值（理论值）之差
二、测量误差的分类
偶然误差的规律性
• 有界性：偶然误差的绝对值不会超过一定的限值； • 大小性：绝对值小的比绝对值大的出现的可能性大； • 对称性：误差出现正负的可能性相同； • 抵偿性：偶然误差的算术平均值随观测次数增加而趋于零；
衡量精度的标准
精度
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
测量误差概述
教学目的与要求
01 了解测量误差产生的原因。
02 理解衡量精度的标准；系统误差与偶然误差的特性。
经纬仪原理及角度测量方法
经纬仪原理及⾓度测量⽅法经纬仪原理及⾓度测量⽅法经纬仪原理及⾓度测量⽅法内容：理解⽔平⾓、竖直⾓测量的基本原理；掌握光学经纬仪的基本构造、操作与读数⽅法；⽔平⾓测量的测回法和⽅向观测法；掌握竖盘的基本构造及竖直⾓的观测、计算⽅法；掌握光学经纬仪的检验与校正⽅法；了解⽔平⾓测量误差来源及其减弱措施及电⼦经纬仪的测⾓原理及操作⽅法。
重点：光学经纬仪的使⽤⽅法；⽔平⾓测回法测量⽅法；竖直⾓测量⽅法；难点：光学经纬仪的检验与校正。
§ 3.1 ⾓度测量原理⾓度测量(angular observation) 包括⽔平⾓(horizontal angle) 测量和竖直⾓(vertical angle) 测量。
⼀、⽔平⾓定义从⼀点出发的两空间直线在⽔平⾯上投影的夹⾓即⼆⾯⾓，称为⽔平⾓。
其范围：顺时针0°～360°。
⼆、竖直⾓定义在同⼀竖直⾯内，⽬标视线与⽔平线的夹⾓，称为竖直⾓。
其范围在0°～±90°之间。
如图当视线位于⽔平线之上，竖直⾓为正，称为仰⾓；反之当视线位于⽔平线之下，竖直⾓为负，称为俯⾓。
§ 3.2 光学经纬仪（optical theodolite ）经纬仪是测量⾓度的仪器。
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"、2"。
⼀、DJ6 光学经纬仪的构造DJ6 光学经纬仪图1、照准部(alidade)2、⽔平度盘(horizontal circle)3、基座(tribrach)⼆、J6的读数⽅法1、J6 经纬仪采⽤“分微尺测微器读数法”，分微尺的分划值为1ˊ，估读到获0.1ˊ( 即：6") 。
如图，⽔平度盘读数为：73°04ˊ24"。
2、“ H ”——⽔平度盘读数，“ V ”——竖直度盘读数。
三、J2 光学经纬仪的构造如图与J6 相⽐，增加了：1、测微轮——⽤于读数时，对径分划线影像符合。
经纬仪和角度测量
§4.3水平角观测
—水平角观测的方法
2C的概念： 2C=盘左读数-（盘右读数±180°） 2C是仪器系统误差的反映，2C互差是方 向观测中偶然误差的反映。 2C互差不能超过一定的限度。
§4.3水平角观测
—水平角观测的方法
全圆方向法观测记录：
§4.3水平角观测
—水平角观测的方法
水平角测量的一些基本概念： 方向值与角度值； 一测回与半测回；
§4.1 水平角和竖直角的概念
竖直角 同一铅垂面内，某 方向的视线与水平 线的夹角称为竖直 角，其范围为 0°~±90°。视 线与铅垂线的夹角 称为天顶距，，范 围为0°~±90°。
§4.2 经纬仪简介
经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两大 类。
经纬仪按其精度分为DJ05,DJ1,DJ2,DJ6
§4.3水平角观测
整平： 经纬仪的圆水准气泡用于粗平，水准管气泡用于 精平，方法： （1）先松开水平制动螺旋，转动照准部，使水 准管大致平行于任意两个脚螺旋，并使水准管居 中； （2）将照准部旋转90°,使水准管居中； （3）在任意方向检查,看水准管是否居中，若不 居中，则按（1）、（2）重新操作，否则需要对 仪器进行检校。
§4.2 经纬仪简介
—经纬仪的构造
经纬仪大致由基座、照准部和度盘三部分 组成。
§4.2 经纬仪简介
—DJ6光学经纬仪
§4.2 经纬仪简介
—DJ6光学经纬仪
A,基座部分： 基座部分有三个脚螺旋，用来整平仪器。 基座底板中心有连接螺旋孔，安置仪器时， 将三脚架上的连接螺旋旋入空中。
§4.2 经纬仪简介
§4.3水平角观测
—水平角观测的方法
（2）经纬仪在盘右位置观测： a.逆时针方向转动照准部，精确瞄准目标A， 读取读数a1’; b.继续逆时针旋转照准部，依次瞄准目标 E,D,B，读取相应的读数e’,d’,b’; c.继续逆时针方向旋转照准部，再次瞄准 目标A,读取水平度盘的读数a2’ ，读数a1’ 与a2’的差值称为盘右“半测回归零差”。
第四章经纬仪及角度测量
水平角观测 测回法
1．在角顶O点安置经纬仪，在A、B点上分别竖立花 杆。 2．以盘左位置照准左边目标A，得水平度盘读数a左 （如为0°00′12″），记入表（观测手簿）第 4栏相应位置。 3.松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准 部，瞄准右边目标B，得水平度盘读数b左（如为 120°20′36″），记入观测手簿相应栏内。 则盘左所测的角值为: β左=b左-a左 =120°20′36″- 0°00′12″=120°20′24″
向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后 松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准原左
手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿。
实习 水平角观测（测回法）
四、注意事项
1.目标不能瞄错，并尽量瞄准目标下端。
2.立即计算角值，如果超限，应重测。
五、应交成果
测回法水平角观测记录簿,并附有相关计算: 1.上、下半测回校核计算；2.按测回数水平度盘配置计算； 3.半测回、一测回、各测回平均值计算 组别： 仪器号码： 年 月 日
E:通过对中器观察地面标志点，如偏刻划圆圈中心，可稍微 松开连接螺旋，平移（不可旋转）基座，使其精确对中，此 时，如水准管气泡偏移，则再整平仪器，如此反复进行，直 至对中、整平同时完成。
四、 经纬仪的使用
瞄准：瞄准目标的步骤如下：
1.目镜对光：将望远镜对向明亮背景，转动目 镜对光螺旋，使十字丝成像清晰。 2.粗略瞄准：松开照准部制动螺旋与望远镜制 动螺旋，转动照准部与望远镜，通过望远镜 上的瞄准器对准目标，然后旋紧制动螺旋。 3.物镜对光：转动位于镜筒上的物镜对光螺旋， 使目标成像清晰并检查有无视差存在，如果 发现有视差存在，应重新进行对光，直至消 除视差。
2经纬仪及角度测量
2 经纬仪及角度测量重点难点：经纬仪的基本操作；水平角与竖直角的观测、记录和计算。
教学方法：第一、二、三、四、五、七节精讲，第六、八节自学，第二、三节通过演示使学生掌握仪器的构造和使用方法，理论教学与实验教学同步进行。
引子：基本观测元素：距离、角度、高差2.1 角度测量原理2.1.1 水平角观测原理 （图）1.定义：指空间两相交直线在水平面上投影的夹角。
2.原理：aβ=c−3.仪器要求：水平度盘；对中设备；望远镜；读数设备。
2.2.2 坚直角观测原理 （图）1.定义：同一坚直面内，目标方向与水平方向线间的夹角。
2.原理：3.仪器要求：竖盘；读数设备；读数指标2.2 光学经纬仪发展：游标经纬仪－光学经纬仪－电子经纬仪型号：DJ07，DJ1，DJ2，DJ6，DJ152.1 J6级光学经纬仪1.主要结构：基座、度盘、照准部 （演示仪器）2.读数装置：1）分微尺显微镜法2）单平板玻璃测微器法级光学经纬仪2.2 J2级经纬仪的两大特点：J2(1)不能同时看到水平角和竖直角两个像(2)采用附合法读数2.3 经纬仪的基本操作2.3.1 安置2.3.2 对中1.重球对中2.光学对点器对中 2.3.3 整平1.粗平：圆水准器2.精平：管水准器 2.3.4 照准 1.目镜调焦 2.粗略照准3.物镜调焦4.精确照准5.消除视差 2.3.5 读数1.分微尺：6的倍数2.测微轮：偶数2.4 水平角观测 2.4.1测回法 （图） （适用于两个方向） 1.观测步骤1）在测站点（O）安置经纬仪，对中，整平；2）盘左，照准A，配置度盘读数略大于0°，精确照准A，读水平度盘读数a 左，照准B，读水平度盘读数b 左，则，左左左a b −=β，（上半测回） 3）盘右，（倒转望远镜），照准B，读数，照准A，读数，则右b 右a 右右右a b −=β（下半测回）2.记录计算 1）按规定表格记录 2）计算半测回角值和测回值 2.4.2 全圆测回法（方向法）（图） （适用于三个及以上方向）1.观测步骤1）在测站点（O）安置经纬仪，对中，整平；2）盘左，照准零方向A，配置度盘读数略大于0°，精确照准A，读水平度盘读数a 左，依次照准B，C，D，读数b 左，c 左，d 左,最后归零到A，读数a 左′（上半测回）。
《经纬仪及角度测量》PPT课件
• 度盘上1度分划的间隔
经放大后，与分微尺全
长相等。
• 分微尺全长分60格，因
此其最小格值为1=60 。
• 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。
73
水平度盘读数： 0 1
73 04 24″
2、平行玻璃板测微器（单平板玻璃测微器） ——利用测微手轮，用指标线读数
3
3
1
2
1
2
气泡居中，1、2等高
气泡居中，3与1、2等高
用左手大拇指法则，转动脚螺旋，调节水准管气泡居中(反复)。
１、使长水准管先平行两个脚螺旋，同时反向旋转这
两个脚螺旋使气泡居中。 ２、转动照准部使长水准管旋转90ْ ，旋转另一个脚螺旋使
气泡居中。
3、再旋转90ْ ，检查气泡居中情况。一测回观测过程中，不得再调气泡。
正、俯角为负。
左 L 90 左 L 90
左 (90 L)
L 90
右 270 R
图为逆时针竖盘读数与垂直角计算
竖直角观测计算
逆时针注记
270
顺时针注记 270
0
180
180
0
90
抬高望远镜时，读数增大
左 L 90 右 270 R
90
抬高望远镜时，读数减小
左 90 L 右 R 270
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； 3、伸缩三脚架(二脚)，调平仪器， 使圆气泡居中； 4、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； 5、有时必须反复上述三步的操作。
3 经纬仪及角度测量介绍
基座)
3.3 水平角测量
3.3.1 仪器的安置
3.3.1.1 对中把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。
垂球对中：
光学对点器对中：先将三脚架插紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中，然后通过升降三脚架使圆水准器气泡居中，这时，仪器可能又不对中了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中.
3.4.1.4 读数和角值计算
望远镜瞄准A，水平度盘读数为20º14′30″，松开照准部的制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准B，读数
118º45′30″
∠AOB＝118º45′30″-20º14′30″＝98º31′00″
计算时，如果OB方向读数
小于OA方向水平度盘读数，
则将终边读数加360º进行
修正，再减去始边读数，
才为所测水平角。
望远镜一起在竖直面内转动。
《经纬仪及角度测量》课件
通过实际测量数据，分析桥梁的角度是否符合设计要求或安全标准 ，提出相应的维护和加固建议。
案例三：大型机械设备的角度测量
测量目的
01
确定大型机械设备的角度，以确保其正常运转和安全性。
测量方法
02
选择合适的测量点，使用经纬仪进行角度测量，记录数据并进
行数据处理。
案例分析
03
通过实际测量数据，分析大型机械设备运转过程中是否存在角
清洁外壳
使用干燥的软布擦拭经纬 仪外壳，注意避免水滴进 入内部。
保养润滑
定期对经纬仪的活动部位 进行润滑，保证仪器正常 运转。
经纬仪的常见故障及排除方法
无法对准目标
检查仪器是否稳定放置，镜头是 否清洁，以及目标是否清晰可见
。
读数不稳定
检查仪器是否稳定，镜头是否清洁 ，以及读数系统是否正常。
无法正常转动
测量方法
选择合适的测量点，使用经纬仪 进行角度测量，记录数据并进行
数据处理。
案例分析
通过实际测量数据，分析建筑物 角度是否符合设计要求或安全标
准，提出相应的建议和措施。
案例二：桥梁的角度测量
测量目的
确定桥梁的角度，以评估其结构安全性和稳定性。
测量方法
选择合适的测量点，使用经纬仪进行角度测量，记录数据并进行数 据处理。
环境误差
大气折射误差
由于大气密度、温度等因素的变化， 可能导致光线折射，影响测量结果。
地球曲率误差
地球并非完全的平面，而是有一定的 曲率。在长距离测量时，地球曲率可 能对测量结果产生影响。
04
经纬仪的维护与保养
经纬仪的清洁与保养
清洁镜头
使用干燥的软布轻轻擦拭 镜头，避免使用含有化学 物质的清洁剂。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2C互差 < 18 (DJ2) （3）各方向平均读数 = 零方向对两个平均读数再取平均值 （4）归零后方向值＝各方向的平均读数－零方向的平均读数 （5）计算各测回同一方向归零后方向值的平均值
§4-3 水平角测量
一、经纬仪操作步骤 1.安置仪器：对中、整平 2.照准目标：目镜对光；粗瞄；物镜对光；精确瞄准 3.读数
二、水平角观测方法 （一）测回法（两个方向的单角观测）
地面上有若干点A、B、C、D、等，前 进方向如图箭头所示，则位于前进方向左 边的角度称为左角，位于前进方向右边的 角度称右角。
仪器的必要条件：
1.仪器的中心必须位于角顶的铅垂线上。 2.照准部设备（望远镜）要能上下、左右转动，上下转动时所 形成的是竖直面。 3.要具有一个有刻划的度盘，并能安置成水平位置。 4.要有读数设备，读取投影方向的读数。
§4-2 J6型光学经纬仪及其应用
一、经纬仪的概述 经纬仪的发展:
游标经纬仪、光学经纬仪、电子经纬仪 金属度盘、光学度盘、编码度盘、光栅度盘
误差的影响，并可获得二倍照准差的数值，借以判断观测质量。
（5）下半测回与上半测回照准目标的顺序相反，并保持对每一观测目标的操作时间大致相等。
其作用在于减弱觇标内架或脚架扭转的影响以及视准轴随时间、温度变化的影响等，就是说，在一
（2）顺时针方向转动照准部，依次瞄准B、C、D、A,读数并 记录aL、bL、cL、dL、aL，；
（3）倒镜为盘右，按逆时针方向依次
瞄准目标A、D、C、B、A,
分别读数并记录aR、dR、cR、bR、aR， 以上为一测回观测。若n测回观测，
同样按
180 (i 1)
安置度盘起始位置。
n
2.计算与校核
读数
站 位 点
左 A 90 02 06 93 32 18
B
C 193 34 24
右 A 270 02 18 C 13 34 42
93 32 21 93 32 24
瞄 准
1.观测
（二）方向观测法
（1）安置仪器于O点，选择一明显目标A作为起始方向(零方 向)，盘左，以度盘读数稍大于0瞄准A点，读数aL，记录；
-5
-4
表3-2
平均 读数 °′″
归零后方 向值 °′″
各测回归 零方向值
°′″
(0 02 09) 0 02 06 37 44 10 110 28 58 150 14 47 0 02 13
0 00 00 37 42 00 110 26 49 150 12 38
0 00 00 37 42 04 110 26 53 150 12 33
同一方向各测回互差 < 24 (12—DJ2) （6）水平角计算：取两相邻方向值之差。 观测手簿见表3－2，各项限差列入表3－3
方向观测法观测手簿
测测 目 读
数
站
回 数
盘左 标 °′″
盘右 °′″
2c
A 0 02 12 180 02 00 12
B 37 44 15 217 44 05 10
0 1 C 110 29 04 290 28 52 12
第四章 角度测量
角度测量原理 光学经纬仪、 电子经纬仪 水平角观测 竖直角观测 经纬仪的检验与校正 经纬仪测角注意事项
§4-1 角度测量原理
1.水平角定义 从一点到两目标的
方向线垂直投影在水平 面上的夹角称水平角。 如图中。 2.水平角测量原理
在过测站点中心的 铅垂线上任意高度水平 地安置一个度盘，则空 间视线在其上的投影线 分别截取读数a、c，则 水平角 ＝ c - a
经纬仪的代号：DJ1、DJ2、DJ6、DJ10……
“D”和“J”——大地测量和经纬仪的汉语拼音第一个字母 “6”和“2”——仪器的精密度。
一测回方向观测中误差不超过±6″和±2″ 在工程中常用DJ2、DJ6型经纬仪，一般简称J2、J6经纬仪
二、经纬仪的构造
基座： 连接仪器与三脚架（支承仪器） 照准部：望远镜、水准管、竖直度盘、读数设备等 水平度盘:0 °～360°顺时针全圆刻划、注记
其作用在于，避免因调焦透镜移动不正确而引起视准轴变化。
（2）在各测回中，应将起始方向的读数均匀分配在度盘和测微盘上。可以消除水平度盘偏心的影响。
（3）采用变换度盘位置的方法可以消除或减弱度盘分划误差的影响。
（4）上、下半测回间纵转望远镜，使一测回的观测在盘左和盘右进行。
一般上半测回在盘左位置进行，下半测回在盘右位置进行。作用在于消除视准轴误差及水平轴倾斜
D 150 14 51 330 14 43 8
A 0 02 18 180 02 08 10
+6
+8
A 90 03 30 270 03 22 8
B 127 45 34 307 45 28 6
2 C 200 30 24 20 30 18 6
D 240 15 57 60 15 49 8
A 90 03 25 270 03 18 7
校核： ＝ L －R 若 容 = 40 则取 ＝ (L + R)/2
以上步骤为一测回观测，若需要观测n测回，则每测回间改变度 盘起始位置,
计算各测回角值差， 最后结果。
180 (i 1) n 24 ，取各测回角值的平均值为
水平角观测手簿(测回法)
测 镜 测 水平度盘 半测回角值 一测回角值
(90 03 24) 90 03 26 0 00 00 127 45 31 37 42 07 200 30 21 110 26 57 240 15 53 150 12 29 90 03 22
水平角观测操作的基本规则
（1）一测回中不得变动望远镜焦距。观测前要认真调整望远镜焦距，消除视差，一测回中不得变动焦 距。转动望远镜时，不要握住调焦环，以免碰动焦距。
1.上半测回观测
在测站B点上安置仪器，盘左，瞄准目标A点， 读数aL,记录；
顺时针方向转动照准部，瞄准目标C点，读数 cL，记录；
计算上半测回角值 纵转望远镜成盘右位置，瞄准C目标，读数cR，记录； 逆时针方向转动照准部准A目标，读数aR,记录； 计算下半测回角值 R = cR – aR