1、教育出版社中等职业教育课程改革国家规划新教材中等职业教育课程改革国家规划新教材任务四测设已知水平角任务四测设已知水平角任务内容与要求任务内容与要求u 1、根据给定的一个已知方向、根据给定的一个已知方向AB，如图，如图4.4-1所示，用所示，用DJ6光学经纬仪完成光学经纬仪完成测设面积为测设面积为50左右的矩形客厅的四个角左右的矩形客厅的四个角O、B、C、D位置。位置。u 要求：要求：C、D、E三点打好木桩，钉上铁钉并在三点打好木桩，钉上铁钉并在DE两桩铁钉上拉好墙线。两桩铁钉上拉好墙线。ABCDEO图图4.4-1 测设客厅的四个角测设客厅的四个角u 2、练习用、练习用DJ6光学经纬仪测设已知水
2、平角的一般方法。光学经纬仪测设已知水平角的一般方法。u 3、熟悉用一般方法测设已知水平角的绘图、测设数据计算、观测、检查的操、熟悉用一般方法测设已知水平角的绘图、测设数据计算、观测、检查的操作过程与方法。作过程与方法。u 4、正确完成绘制测设略图及测设记录表。、正确完成绘制测设略图及测设记录表。u 5、测设水平角限差：不大于、测设水平角限差：不大于1。ABCDEO图4.4-1 测设客厅的四个角任务实施任务实施u1、仪器和工具u每个测量小组每个测量小组DJ6经纬仪一台，测伞一把，木桩五个（红经纬仪一台，测伞一把，木桩五个（红色油漆或粉笔），铁钉若干，墙线色油漆或粉笔），铁钉若干，墙线2根，锤子一
3、把，钢尺根，锤子一把，钢尺一把，记录板一块，记录表与铅笔。一把，记录板一块，记录表与铅笔。u2、现场条件u给每小组一个足够测设客厅平面的场地上已定好给每小组一个足够测设客厅平面的场地上已定好A、B两两点。点。u3、人员分工u一般三人一组，一人观测，一人记录，一人协助，轮流进一般三人一组，一人观测，一人记录，一人协助，轮流进行。行。4、方法与步骤（一般方法）、方法与步骤（一般方法）u（1）计算应测设的数据，并绘制测设略图。）计算应测设的数据，并绘制测设略图。u（2）在场地上已定好的）在场地上已定好的A、B两点位置上打好木桩，钉上铁钉并拉好墙线。两点位置上打好木桩，钉上铁钉并拉好墙线。u（3）在）
4、在B点安置经纬仪（对中、整平），盘左位置瞄准点安置经纬仪（对中、整平），盘左位置瞄准A点，置水平度盘读数为点，置水平度盘读数为00000或稍大，读数或稍大，读数a1记入测设水平角手簿（表记入测设水平角手簿（表4.4-1）相应栏内。）相应栏内。u（4）转动照准部，使水平度盘读数为）转动照准部，使水平度盘读数为a1+90角值，在此视线方向上，以角值，在此视线方向上，以B点为起点为起点用目估或步量预定的点用目估或步量预定的BC边长，定出边长，定出C点，打入木桩，在木桩上根据盘左视线方向线点，打入木桩，在木桩上根据盘左视线方向线BC1定出定出C1点，并作好标志。点，并作好标志。u（5）盘右位置，用盘左
5、同样的方法测设水平角）盘右位置，用盘左同样的方法测设水平角90，在木桩，在木桩C上定出上定出C2点，作好标点，作好标志。志。u（6）若）若C1、C2不重合，取其中点不重合，取其中点C并在并在C点上钉铁钉。点上钉铁钉。u（7）测设）测设B=90后，再用上述一般方法测设后，再用上述一般方法测设C=90、D=90。u（8）检查）检查u 拉好拉好DE两桩间的墙线，在两桩间的墙线，在AB与与DE两根墙线的交点两根墙线的交点O上安置经纬仪（对中、整平），上安置经纬仪（对中、整平），用一测回法或多测回法测出用一测回法或多测回法测出DOB的角值。测设误差如果超限，分析原因后重测。的角值。测设误差如果超限，分析
6、原因后重测。u（9）上交测设略图与记录表）上交测设略图与记录表试一试试一试u用简易测设水平角的方法复核已测设的各角。用简易测设水平角的方法复核已测设的各角。5、注意事项、注意事项u（1）应做好测设前的准备工作，测设数据应在室内先计）应做好测设前的准备工作，测设数据应在室内先计算好，以提高对外业工作效率。算好，以提高对外业工作效率。u（2）测设已知水平角时，仪器对中整平后，精确对准起）测设已知水平角时，仪器对中整平后，精确对准起始方向调始方向调00000或稍大，再转动照准部应注意增加或稍大，再转动照准部应注意增加测设值附近，旋紧照准部制动螺旋，再缓缓旋转照准部微测设值附近，旋紧照准部制动螺旋，再
7、缓缓旋转照准部微动螺旋直至增加测设精确值。动螺旋直至增加测设精确值。u（3）测设的水平角，如果误差超限，应及时分析原因，）测设的水平角，如果误差超限，应及时分析原因，以利于总结经验重测。以利于总结经验重测。测设已知水平角记录表测设已知水平角记录表（表4.4-1）班组_观测者_记录者_成绩_仪器编号_ 天 气_日 期_ 成绩评定成绩评定u1、学习态度（20%）u对仪器、工具的爱护与轻拿轻放，对仪器、工具对仪器、工具的爱护与轻拿轻放，对仪器、工具使用的每一项操作都能认真学习，操作规范，任使用的每一项操作都能认真学习，操作规范，任务及时完成等。务及时完成等。u2、基本技能（80%）u正确使用经纬仪进
8、行观测、记录和计算，正确打正确使用经纬仪进行观测、记录和计算，正确打桩，做好测设标志，结果正确。桩，做好测设标志，结果正确。知识链接知识链接u测设已知数据的水平角是根据给定的水平角值和测设已知数据的水平角是根据给定的水平角值和水平角的一个已知方向，把该角的另一个方向测水平角的一个已知方向，把该角的另一个方向测设在地面上。设在地面上。u测设已知水平角的主要仪器是经纬仪或全站仪。测设已知水平角的主要仪器是经纬仪或全站仪。测设方法有一般方法、精确方法及简易方法。测设方法有一般方法、精确方法及简易方法。一、一般方法（正、倒镜分中法）一、一般方法（正、倒镜分中法）u 设地面上已有设地面上已有OA方向线，
9、测设水平角方向线，测设水平角AOB等于已知角值等于已知角值。测设时将经纬仪。测设时将经纬仪安置在安置在O点，用盘左瞄准点，用盘左瞄准A点，调零或稍大，读取水平度盘读数，松开水平制动点，调零或稍大，读取水平度盘读数，松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部，当水平度盘读数增加到螺旋，顺时针转动照准部，当水平度盘读数增加到角值时，在视线方向上定角值时，在视线方向上定出出B点。然后用盘右重复上述步骤，测设得另一点点。然后用盘右重复上述步骤，测设得另一点B，取，取B和和B中点中点B，则，则AOB就是要测设的就是要测设的角，角，OB方向就是所需要测设的方向。方向就是所需要测设的方向。AOBBB图4.4-2 一
10、般方法测设已知水平角二、精确方法（垂线改正法）二、精确方法（垂线改正法）u当测设水平角的精度要求较高时，应采用作垂线改正的方法，如图当测设水平角的精度要求较高时，应采用作垂线改正的方法，如图4.4-3所示。在所示。在O点安置经纬仪，点安置经纬仪，先用一般方法测设先用一般方法测设角，在地面上定出角，在地面上定出B1点，再用测回法测点，再用测回法测AOB1多个测回，取其平均值为多个测回，取其平均值为1，即即AOB1=1。设。设1比应测设的比应测设的角值大角值大，即可根据，即可根据和和OB1的长度计算出改正值的长度计算出改正值B1B。AOBB11图4.4-3 精确方法测设已知水平角uB1B=OB1t
11、an=OB1 （4.41）u式中：式中：=-1 （4.42）u=206265u过过B1点作点作OB1的垂线，再以的垂线，再以B1点沿垂线方向向点沿垂线方向向内量内量B1B，定出，定出B点。则点。则AOB就是要测设的角就是要测设的角值值值。值。u【注意】量取改正距离时，如误差角值量取改正距离时，如误差角值=-1为正，则沿为正，则沿OB1的垂线方向向外量取；如的垂线方向向外量取；如为负，则沿为负，则沿OB1的垂线方向向内量取。的垂线方向向内量取。三、简易方法三、简易方法1、测设直角、测设直角 u（1）勾股弦法 u 如图如图4.4-4所示，欲在已知直线所示，欲在已知直线OA的的O点上测设直角，测设步
12、骤如下：点上测设直角，测设步骤如下：u 图图4.4-4勾股弦法勾股弦法u用钢卷尺在用钢卷尺在OA线上量取线上量取3m，定出，定出B点。点。u以以O为圆心，为圆心，4m为半径画弧；然后，以为半径画弧；然后，以B为圆心，为圆心，5m为半径画弧，两弧相交于为半径画弧，两弧相交于C点，则点，则COA为直角。为直角。u直角三角形直角三角形COB可放大可放大n倍，即各边同时放大倍，即各边同时放大n倍，用倍，用3n4n5n来测设直角。来测设直角。COBA543（2）等腰直角法）等腰直角法 u如图如图4.4-5所示，欲在已知直线所示，欲在已知直线EF的的D点上测设直角，点上测设直角，测设步骤如下：测设步骤如下
13、：CDBF4AE图4.4-5等腰直角法用钢卷尺自D点在直线EF上，分别量出相等的线段DA、DB。以大于DA之长为半径，分别以A、B两点为圆心画弧，相交于C点，则ADC和BDC均为直角。2、测设任意角、测设任意角 u 如图如图4.4-6所示，欲在已知直线所示，欲在已知直线AD的的A点上测点上测设设角，测设步骤如下：角，测设步骤如下：u 图图4.4-6测设任意角测设任意角u（1）在）在AD直线上量取一段距离直线上量取一段距离AB（最好取整数）。（最好取整数）。u（2）如图）如图4.4-6所示，计算所示，计算BC的长度：的长度：u BC=ABtan （4.4-3）u（3）过）过B点测设点测设AB的垂
14、线，并在垂线上量取的垂线，并在垂线上量取BC，得，得C点，连接点，连接AC，则，则CAB为需测设的为需测设的角。角。u（4）若）若为钝角，则测设（为钝角，则测设（180-）角。）角。bCDBA拓展知识拓展知识一、经纬仪的检验与校正一、经纬仪的检验与校正u1、经纬仪的主要轴线 望远镜视准轴CC、横轴HH、照准部水准管轴LL和仪器竖轴VV。2、经纬仪的主要轴线间应满足的条件、经纬仪的主要轴线间应满足的条件 u（1）照准部水准管轴）照准部水准管轴LL应垂直于仪器竖轴应垂直于仪器竖轴VV。u（2）十字丝竖丝应垂直于横轴）十字丝竖丝应垂直于横轴HH。u（3）视准轴）视准轴CC应垂直于横轴应垂直于横轴HH
15、。u（4）横轴）横轴HH应垂直于仪器竖轴应垂直于仪器竖轴VV。u（5）竖盘指标差为零。）竖盘指标差为零。3、照准部水准管轴的检验和校正、照准部水准管轴的检验和校正u（1）目的u使照准部水准管轴垂直于仪器竖轴。使照准部水准管轴垂直于仪器竖轴。u（2）检验方法u将仪器粗略整平。将仪器粗略整平。u转动照准部，使照准部水准管平行于任意两个转动照准部，使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋连线方向，调节这两个脚螺旋，使水准管脚螺旋连线方向，调节这两个脚螺旋，使水准管气泡居中。气泡居中。u将照准部旋转将照准部旋转180，如果水准管气泡仍居中，如果水准管气泡仍居中，表明此条件满足，否则，需要校正。表明此条件满足
16、，否则，需要校正。4、十字丝的检验和校正、十字丝的检验和校正u（1）目的u使十字丝的竖丝垂直于横轴使十字丝的竖丝垂直于横轴u（2）检验方法图4.5-3十字丝竖丝的检验精确整平仪器，用十字丝竖丝的一端精确瞄准一清晰目标点P，如图4.5-3所示，旋紧照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋。转动望远镜微动螺旋，观察目标点P，是否始终在竖丝上移动，若始终在竖丝上移动，如图4.5-3（a）所示，说明满足条件，否则需要进行校正，如图4.5-3（b）所示。（3）校正方法）校正方法图4.5-4十字丝的校正如图4.5-4所示，旋下目镜前面的十字丝分划板护盖，松开十字丝环的4个压环螺丝。微微转动十字丝环，使竖丝到达竖直位
17、置，然后将松开的螺丝旋紧，旋上护盖。此项检验校正工作需反复进行。5、视准轴的检验和校正、视准轴的检验和校正u（1）目的u 使视准轴垂直于仪器横轴。使视准轴垂直于仪器横轴。u（2）检验方法（3）校正方法）校正方法6、横轴的检验和校正、横轴的检验和校正（1 1）目的）目的使横轴垂直于竖轴。（2 2）检验方法）检验方法7、竖直度盘水准管的检验与校正、竖直度盘水准管的检验与校正u（1）目的 u 消除竖直度盘指标差，使望远镜视准轴水平，竖直度盘指标水准管气泡居中时，指标所消除竖直度盘指标差，使望远镜视准轴水平，竖直度盘指标水准管气泡居中时，指标所指的读数为指的读数为90的整倍数，即使的整倍数，即使x=0
18、。u（2）检验方法u 整平经纬仪。整平经纬仪。u 盘左位置瞄准远处一目标点盘左位置瞄准远处一目标点P，使竖盘指标水准管气泡居中时，读取竖盘读数为，使竖盘指标水准管气泡居中时，读取竖盘读数为L。u 盘右位置瞄准同一目标点盘右位置瞄准同一目标点P，使竖盘指标水准管气泡居中时，读取竖盘读数为，使竖盘指标水准管气泡居中时，读取竖盘读数为R。u 计算指标差计算指标差x=（L+R-360），若），若x值超过值超过1时，应进行校正。时，应进行校正。u（3）校正方法u 计算出盘右时的竖盘正确读数：计算出盘右时的竖盘正确读数：u R正正=R-x （4.5-1）u 保持原盘右位置瞄准目标点保持原盘右位置瞄准目标点
19、P不动，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标指在读数不动，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标指在读数R正上。此时竖盘指标水准管气泡不居中。正上。此时竖盘指标水准管气泡不居中。u 用校正针拨动水准管一端的上、下校正螺丝，使气泡居中。用校正针拨动水准管一端的上、下校正螺丝，使气泡居中。二、经纬仪测角误差及注意事项二、经纬仪测角误差及注意事项水平角测量误差的主要来源有：水平角测量误差的主要来源有：1、仪器误差、仪器误差 2、观测误差、观测误差 3、外界条件的影响误差。、外界条件的影响误差。u 1、仪器误差u 仪器误差是指仪器不能满足设计理论要求而产生的误差。仪器误差是指仪器不能满足设计理论要求而产生的
20、误差。u 仪器误差主要包括两个方面，一是仪器制造、加工不完善所引起的误差，二是仪器仪器误差主要包括两个方面，一是仪器制造、加工不完善所引起的误差，二是仪器检校不完善所引起的误差。检校不完善所引起的误差。u（1）仪器制造、加工不完善所产生的误差u 仪器制造、加工不完善所产生的误差不能用检校方法减小其影响，如仪器制造、加工不完善所产生的误差不能用检校方法减小其影响，如u 水平度盘刻划误差u 它是由水平度盘刻划不均匀引起，常采用变换度盘位置进行多测回观测，取各测回它是由水平度盘刻划不均匀引起，常采用变换度盘位置进行多测回观测，取各测回平均值的方法来消除或减弱此项误差给测角带来的影响。平均值的方法来消
21、除或减弱此项误差给测角带来的影响。u 水平度盘偏心差u 它是由照准部旋转中心与水平度盘的分划中心不重合引起，常采用盘左、盘右观测它是由照准部旋转中心与水平度盘的分划中心不重合引起，常采用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除。取平均值的方法来消除。u（2）仪器检校不完善而引起的误差u 视准轴误差u 它是由视准轴不垂直于横轴引起，采用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除。它是由视准轴不垂直于横轴引起，采用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除。u 横轴误差u 它是由横轴不垂直于竖轴引起，采用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除。它是由横轴不垂直于竖轴引起，采用盘左、盘右观测取平均值的方法来消除。u 竖轴倾斜
22、误差u 它是由照准部水准管轴不垂直于竖轴引起，此误差无法采用一定的观测方法来消除，它是由照准部水准管轴不垂直于竖轴引起，此误差无法采用一定的观测方法来消除，因此，在使用经纬仪前应严格检校仪器，观测时注意仪器的仔细整平。因此，在使用经纬仪前应严格检校仪器，观测时注意仪器的仔细整平。u 2、观测误差u 观测误差是指观测者在观测操作过程中产生的误差，如：对中误差、整平误差、观测误差是指观测者在观测操作过程中产生的误差，如：对中误差、整平误差、目标偏心误差、瞄准误差和读数误差等。目标偏心误差、瞄准误差和读数误差等。u（1）对中误差u 在测站点上安置经纬仪，必须进行对中。仪器安置完毕后，仪器的中心未位于
23、在测站点上安置经纬仪，必须进行对中。仪器安置完毕后，仪器的中心未位于测站点铅垂线上的误差，称为对中误差。对中误差对水平角观测的影响与偏心测站点铅垂线上的误差，称为对中误差。对中误差对水平角观测的影响与偏心距成正比，与测站点到目标的距离成反比，偏心距越大，距离越短，误差越大。距成正比，与测站点到目标的距离成反比，偏心距越大，距离越短，误差越大。所以在测角时，如需测水平角的边长较短时，应特别注意对中。所以在测角时，如需测水平角的边长较短时，应特别注意对中。u（2）整平误差u 整平误差是指安置仪器时竖轴不竖直的误差。整平误差导致水平度盘不能严格整平误差是指安置仪器时竖轴不竖直的误差。整平误差导致水平
24、度盘不能严格水平，竖盘及视准面不能严格竖直。它对测角的影响与目标的高度有关，若目水平，竖盘及视准面不能严格竖直。它对测角的影响与目标的高度有关，若目标与仪器同高，其影响小；若目标与仪器高度不同，其影响将随高差的增大而标与仪器同高，其影响小；若目标与仪器高度不同，其影响将随高差的增大而增大。因此，在丘陵、山区观测时，必须精确整平仪器。增大。因此，在丘陵、山区观测时，必须精确整平仪器。u【注意】在观测过程中，水准管偏离零点一般不得超过一格。在观测过程中，水准管偏离零点一般不得超过一格。u（3）目标偏心误差（又称标杆倾斜误差）u 水平角观测时，常用标杆等立于目标点上作为观测标志，当观测标志倾斜而又水
25、平角观测时，常用标杆等立于目标点上作为观测标志，当观测标志倾斜而又瞄准标杆上部时，则使瞄准点偏离测点产生目标偏心误差。瞄准标杆上部时，则使瞄准点偏离测点产生目标偏心误差。u 可证明边长越短，标杆越倾斜，瞄准点越高，引起的测角误差越大。可证明边长越短，标杆越倾斜，瞄准点越高，引起的测角误差越大。u（4）瞄准误差u瞄准误差与望远镜的放大倍数及人眼的鉴别能力有关。放瞄准误差与望远镜的放大倍数及人眼的鉴别能力有关。放大倍数大，则瞄准误差小，在观测中尽量消除视差，选择大倍数大，则瞄准误差小，在观测中尽量消除视差，选择适宜的观测标志及有利的观测时间，并仔细观测以减小误适宜的观测标志及有利的观测时间，并仔细
26、观测以减小误差。差。u（5）读数误差u读数误差是指对测微装置估读的误差，它主要取决于仪器读数误差是指对测微装置估读的误差，它主要取决于仪器的读数设备，与照明情况和观测者的技术熟练程度有一定的读数设备，与照明情况和观测者的技术熟练程度有一定关系。关系。u3、外界条件的影响误差u外界条件对角度观测成果有直接影响。如大气透外界条件对角度观测成果有直接影响。如大气透明度差、目标阴暗与大气折光影响等会增大瞄准明度差、目标阴暗与大气折光影响等会增大瞄准误差；土壤松软会使仪器沉陷、移位；日晒和温误差；土壤松软会使仪器沉陷、移位；日晒和温度变化会影响仪器的整平；大风影响仪器的稳定；度变化会影响仪器的整平；大风影响仪器的稳定；受地面热辐射的影响会引起物像的跳动等。因此，受地面热辐射的影响会引起物像的跳动等。因此，要选择有利的观测时间和观测条件，使这些外界要选择有利的观测时间和观测条件，使这些外界影响降低到最小的程度。影响降低到最小的程度。
