1、4/25/2022 第三章第三章 经纬仪及角度测量经纬仪及角度测量4/25/2022 本章知识点本章知识点v角度测量的原理v竖直角观测v比例尺水平角观测v经纬仪的检验与校正v光学经纬仪v全站仪测量系统4/25/2022 第一节 角度测量原理3.1.1 概述概述 角度测量是确定地面点位的基本工作之一；包括角度测量是确定地面点位的基本工作之一；包括水平角测量水平角测量和和竖直角测量竖直角测量。经经纬纬仪仪测测量量仪仪器器全全站站仪仪4/25/2022 第一节 角度测量的原理角度测量角度测量：测定水平角和竖直角。：测定水平角和竖直角。水平角水平角:地面上两相交直线间的夹地面上两相交直线间的夹角在水平
2、面上的投影。范围：角在水平面上的投影。范围：=0360竖直角竖直角：在同一竖直面内倾斜视线：在同一竖直面内倾斜视线与水平线的夹角。范围：与水平线的夹角。范围： =090 ，仰角为正，俯角为负。，仰角为正，俯角为负。 水平面aocAOC0ca水平度盘水平度盘测量的原理：测量的原理： 两个方向的读数差两个方向的读数差 =c-a范围：顺时针范围：顺时针0360天顶铅垂线水平线ACAZCZB090 180270测量的原理：测量的原理： 两个方向的读数差两个方向的读数差竖直角的大小：竖直角的大小： 以水平方向为基准指以水平方向为基准指向两侧目标。向两侧目标。仰角为正，俯角为负仰角为正，俯角为负其范围：其
3、范围： =0 904/25/20223.2.1 光学经纬仪类型光学经纬仪类型 第二节 光学经纬仪按其精度等级划分按其精度等级划分: : DJ DJ0707、DJDJ1 1、DJDJ2 2、DJDJ6 6、 DJDJ1515等。 D:D:大地测量大地测量 J J：经纬仪经纬仪 下标数字：下标数字：该仪器的精度指标（单位为秒，表示该仪器的精度指标（单位为秒，表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数）。该仪器一测回方向观测中误差的秒数）。 一般工程测量最常用一般工程测量最常用: DJ: DJ6 6级光学经纬仪（普通级光学经纬仪（普通经纬仪）经纬仪）4/25/2022 DJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪
4、 4/25/2022 第二节 光学经纬仪 DJ6 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪经经纬仪一般由纬仪一般由基座、水基座、水平度盘、照准部平度盘、照准部三部三部分组成。分组成。3.2.2 经纬仪的结构经纬仪的结构基座基座水平度盘水平度盘照准部照准部4/25/2022 基座是支承整个仪器的底座；基座是支承整个仪器的底座；三个脚螺旋用于整平仪器。三个脚螺旋用于整平仪器。（三）照准部（三）照准部 照准部是基座上方能够转动的照准部是基座上方能够转动的部分的总称。主要由望远镜、竖部分的总称。主要由望远镜、竖直度盘、水准器以及读数设备等直度盘、水准器以及读数设备等组成。组成。 度盘是由光学玻璃制成的精密度盘是
5、由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从刻度盘，分划从0至至360，按，按顺时针注记，每格顺时针注记，每格1或或30，用，用以测量水平角。以测量水平角。0 90 180 270 0901802704/25/2022照准部照准部 水平度盘水平度盘 基座基座读数显微镜读数显微镜照准部水准管照准部水准管经经纬纬仪仪14/25/2022 望远镜制动望远镜制动螺旋螺旋望远镜望远镜微动螺旋微动螺旋 竖直度盘竖直度盘竖直指标水准竖直指标水准管管微动螺旋微动螺旋水平制动、水平制动、微动螺旋微动螺旋光学光学对中器对中器经经纬纬仪仪24/25/2022 光学望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成 。望
6、远镜十字丝望远镜十字丝横丝横丝 纵丝纵丝 望远镜望远镜4/25/2022经纬仪的两水准气泡 水准器：圆水准器、管水准器 。 圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于精确整平仪器4/25/2022经纬仪的两水准气泡 水准器：圆水准器、管水准器 。 圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于精确整平仪器 圆水准器圆水准器 作用：指示仪器竖轴是否竖直。 圆水准器轴：圆水准器轴： 连接零点与球面球心的直线 管水准器管水准器 作用：指示水平度盘是否水平。 管水准器轴：管水准器轴： 过零点与圆弧纵向相切的切线。4/25/2022经纬仪的三轴：视准轴、水平轴、垂直轴三轴：视准轴、水平轴、垂直轴 视准轴视准轴垂直于
7、垂直于水平轴水平轴水平轴水平轴垂直于垂直于竖直轴竖直轴4/25/2022 第二节 光学经纬仪3.2.3 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作4/25/2022 第二节 光学经纬仪3.2.3 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作B对中对中整平整平经纬仪的操作步骤有经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数对中、整平、照准、读数四大步。四大步。4/25/2022气泡居中，气泡居中，1、2等高等高123平行平行高高气泡居中，气泡居中，3与与1、2等高等高123气泡运动的方向与右手旋转的方向相同4/25/2022瞄准方法瞄准方法(4(4点点) )目镜对光使十字丝清晰目镜对光使十字丝清晰用准星粗瞄目标用准星粗瞄目
8、标物镜对光，使目标像清晰物镜对光，使目标像清晰用水平微动精确瞄准目标用水平微动精确瞄准目标TDJ2E TDJ2 （北光）准星准星目镜目镜水平微动水平微动物镜物镜照准照准瞄准时，尽量用纵丝瞄准目标下部瞄准时，尽量用纵丝瞄准目标下部。4/25/2022DJ6采用分微尺测微器读书方法“H”水平度盘读数“V”竖直度盘读数方法：1、先读取度盘读数；1 2、再以度盘分化线为准读取测微尺上的整分数；分微尺的分划值为1 3、最后估读估读到秒。秒数至测微器一格的十分之(6)。017373730424读数读数4/25/2022两个基本概念：盘左盘右盘左观测盘左观测盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘竖直度盘竖直度盘4
9、/25/2022 第二节 光学经纬仪（一）测回法： 适用于：2个方向的单角（AOB）（二）方向观测法： 适用于：在一个测站上需要观测两个以上方向。3.2.4 水平角观测水平角观测4/25/2022步骤：（1）安置仪器于测站O点，对中、整平。盘左盘左瞄准左边瞄准左边A A，配度盘至，配度盘至0 00 00X0X，读取，读取a a1 1。（2 2）顺时针旋转瞄准右边）顺时针旋转瞄准右边B B，读取，读取b b1 1。 则上半测回角值则上半测回角值: :1 1= b= b1 1-a-a1 1（3）盘右，瞄准右边B，读取b2。（4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值:2 2= b= b2
10、 2-a-a2 2（5）计算角值 若：1-240（图根级） 则有： = （1+2）/2（一）测回法4/25/2022测回法记录格式254 24 06180 05 0074 19 06右右ABO左左AB00 04 1874 23 42 74 19 2474 19 15ABO 测站测站竖盘竖盘位置位置目标目标水平度水平度盘读数盘读数 半测回半测回角值角值 一测回一测回角值角值 示示 意意 图图若观测若观测N N个测回，各测回间按个测回，各测回间按180180/N/N的差值来配置度盘。的差值来配置度盘。u 测回法小结测回法小结:左右（顺）右左（逆）左右（顺）右左（逆）4/25/2022（二）方向观测
11、法1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2步骤：（有四个观测方向）ABOCD盘盘左左零方向零方向4/25/2022（2）下半测回 倒镜成盘右，倒镜成盘右，逆时针依次观测逆时针依次观测A A，D D，C C，B B，A A。 同理各测回间同理各测回间按按1801800 0/N/N的差值，的差值，来配置水平度盘。来配置水平度盘。 ABOCD盘盘右右零方向零方向4/25/20223计算、记录（1）半测回归零差: J2 12 ；J6 18 。 （2）2C值（两倍照准误差）: 2C=盘左读数（盘右读数180）。 一测回内2C互差：J218 ；J6不作要求。4/25/2022（3）各方向盘左、盘右读数
12、的平均值： 平均值平均值=盘左读数盘左读数+ +（盘右读数（盘右读数180180 ）/2/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差同一方向值各测回间互差:J2 :J2 1212 ；J6 J6 2424 。 4/25/2022图形：方向观测法记录手薄4/25/2022方向观测法记录计算的实例讲解：1 1、上半测回归零差、上半测回归零差=0=00 00212- 00
13、212- 00 00206=60206=6。2 2、OAOA方向方向2C2C值值= 0= 00 00212- 1800212- 1800 00206=60206=6。 ODOD方向方向2C2C值值= 182= 1820 00224- 20224- 20 00224=00224=0。 这两个方向的这两个方向的2C2C互差互差= 6= 63 3、OAOA方向盘左、盘右读数的平均值：方向盘左、盘右读数的平均值： (0(00 00212+(1800212+(1800 00206-1800206-1800 0)/2=0)/2=00 002090209。 再取平均得：再取平均得：(0(00 00209+
14、00209+ 00 00203)/2=00203)/2=00 00206 0206 OD OD方向盘左、盘右读数的平均值：方向盘左、盘右读数的平均值： (182(1820 00224+(20224+(20 00224+1800224+1800 0)/2=182)/2=1820 002240224。4/25/20224 4、OBOB方向的归零方向值：方向的归零方向值： 51510 01536-01536-00 00206= 510206= 510 013301330。 ODOD方向的归零方向值：方向的归零方向值： 1821820 00224- 00224- 00 00206= 1820206=
15、1820 000180018。5 5、OBOB方向各测回归零方向值的平均值：方向各测回归零方向值的平均值： (51(510 01330+511330+510 01325)/2= 511325)/2= 510 013281328。 OBOB方向值各测回间互差方向值各测回间互差: : 51 510 01330- 511330- 510 01325=51325=5。u方向观测法小结:4/25/2022 第四节 竖直角观测3.4.2 竖直度盘的构造竖直度盘的构造竖盘指标竖盘指标水准管水准管微动螺旋微动螺旋竖盘竖盘4/25/2022竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。 （1）顺时针注记18018027
16、0270 0 09090盘左盘左指标线指标线27027090900 0180180盘右盘右指标线指标线4/25/2022（2）逆时针注记 0 0270270 180 1809090盘左盘左指标线指标线27027090901801800 0盘右盘右指标线指标线4/25/20223.4.2竖直角的计算公式1、顺时针注记 左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2 4/25/20222、逆时针注记问题：左= ？ 右=？故有:左= L -90 右=270- R一测回竖直角: =（左+右）/2 4/25/20223.4.3竖盘指标差1、定义由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰
17、好等于由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于9090或或270270上，而是与上，而是与9090或或270270相差一个相差一个x x角，称角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x x为正，反之为负。为正，反之为负。 180180270270 0 09090盘左盘左4/25/2022（2 2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。一般规范规定，指标差变动范围，一般规范规定，指标差变动范围，J625J625、J215 J215 。 2、计算公式（1）指标差）指标差:对
18、于顺时针注记的：对于顺时针注记的：正确的竖直角正确的竖直角=(90=(90+x) -L=+x) -L=左左+x +x =R-(270 =R-(270+x)=+x)=右右-x-x4/25/2022 第六节 全站仪3.2.3 经纬仪的基本操作经纬仪的基本操作4/25/2022全站仪的结构4/25/2022日本索佳SET230RK全站仪 日本索佳SET1130R全站仪 4/25/2022日本拓普康GPT-3002N/LN 全站仪 拓普康GTS-102N全站仪 4/25/2022瑞士徕卡TCR402全站仪 瑞士徕卡TCRA1201全站仪 4/25/2022苏光OTS600系列数字键全站仪 苏光OTS238、538工程型全站仪苏一光600系列模拟器4/25/2022北光BTS-3002C中文全站仪 北光BTS-6082C中文数字型全站仪 4/25/2022南方NTS-300(RL)系列 南方NTS-662、NTS-663、NTS-665全站仪
