1、1测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪4.34.3水平角观测水平角观测 学时：学时：2 2学时学时 主讲：徐克科主讲：徐克科 2测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪 第第4 4章章 经纬仪测量经纬仪测量&4.1 水平角度测量原理水平角度测量原理&4.2 经纬仪经纬仪上讲回顾上讲回顾3测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪BAOO1A1B1(左左)(右右)O0270ba水平面水平面(H)铅垂线铅垂线4测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全
2、站仪水平度盘轴垂直垂直度盘轴架支准照架脚三机座准部照架支水平轴读数显微镜基本结构经纬仪经纬仪5测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪测微装置与使用度、分值度、分值直接读出直接读出秒值秒值估读估读例：例：水平角读数水平角读数2130124垂直角读数垂直角读数955530 HzHzV V经纬仪经纬仪6测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v读数设备及方法读数设备及方法V0 1 2 3 4 5 60 13 4 5 6H2HV0 1 2 3 4 5 620 13 4 5 6115787879116115经纬仪经纬仪7测量学
3、基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v读数设备及方法读数设备及方法510868788891211221231242025868788891211221231241 2 23 00 80 81 2 23 80 88 73 02 24 08 75 24 0经纬仪经纬仪8测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪全站仪读数窗全站仪读数窗经纬仪经纬仪9测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v安置：经纬仪的安置包括对中和整平。对中的目的安置：经纬仪的安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心
4、与测站点（标志中心）处于同一铅是使仪器的中心与测站点（标志中心）处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，水平度垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。盘处于水平位置。n对中对中l垂球对中垂球对中l光学对中器光学对中器角度观测方法角度观测方法10测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n整平：使仪器的竖轴垂直，即水平度盘居于水平位置。整平：使仪器的竖轴垂直，即水平度盘居于水平位置。123123角度观测方法角度观测方法11测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪大致水平大致对中大致水平大致对中伸
5、缩脚架粗平伸缩脚架粗平脚螺旋精平脚螺旋精平架头上移动仪器，精确对中架头上移动仪器，精确对中脚螺旋精平脚螺旋精平12测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n瞄准瞄准角度观测方法角度观测方法13测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n瞄准瞄准角度观测方法角度观测方法14测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n瞄准瞄准角度观测方法角度观测方法15测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n读数读数18017976750 02 23 34 45 5
6、6 61 10 02 23 34 45 56 61 1竖竖 直直 水水 平平角度观测方法角度观测方法16测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪经纬仪技术操作经纬仪技术操作角度观测方法角度观测方法17测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v测回法：适用于观测两个方向之间的单角，是水平测回法：适用于观测两个方向之间的单角，是水平角观测的基本方法。角观测的基本方法。n设设O O为测站点，为测站点，A A、B B为观测目标，用测回法观测为观测目标，用测回法观测OAOA与与OBOB两两方向之间的水平角方向之间的水平角。水平角
7、的观测水平角的观测OAB角度观测方法角度观测方法18测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n在测站点在测站点O安置经纬仪，在安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。作为目标标志。n盘左位置：盘左位置：OAB瞄准左目标瞄准左目标A A，读取水平度盘读数，读取水平度盘读数a aL L03100 瞄准左目标瞄准左目标B B，读取水平度盘读数，读取水平度盘读数b bL L840298 上半测回上半测回盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）L L 为：为：LLLab 031008402
8、98 819198 L水平角的观测水平角的观测角度观测方法角度观测方法19测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪n盘右位置：盘右位置：OAB瞄准右目标瞄准右目标B B，读取水平度盘读数，读取水平度盘读数b bR R瞄准左目标瞄准左目标A A，读取水平度盘读数，读取水平度盘读数a aR R下半测回下半测回盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）R R 为：为：R2112278 2410180 RRRab 24101802112278 039198 水平角的观测水平角的观测角度观测方法角度观测方法20测量学基测量学基础
9、础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v上半测回和下半测回构成一测回。上半测回和下半测回构成一测回。v从对于从对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于之差不大于40，即，即|LR|40，认为观测合格。，认为观测合格。v可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值。即即v本例题中：本例题中：)(21RL )(21RL )039198819198(21 429198 水平角的观测水平角的观测角度观测方法角度观测方法21测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距
10、离测量与全站仪v对一个角度观测多个测回时，为了减弱度盘分划误对一个角度观测多个测回时，为了减弱度盘分划误差的影响，各测回在盘左位置观测起始方向时，需差的影响，各测回在盘左位置观测起始方向时，需要起始方向安置水平度盘读数。要起始方向安置水平度盘读数。v从安置起始方向水平度盘读数的办法：根据测回数从安置起始方向水平度盘读数的办法：根据测回数n，以以180/n的差值，进行水平度盘读数的配置。的差值，进行水平度盘读数的配置。v对对DJ6经纬仪，各测回角值互差如果不超过经纬仪，各测回角值互差如果不超过30，取各测回角值的平均值作为最后角值。取各测回角值的平均值作为最后角值。水平角的观测水平角的观测角度观
11、测方法角度观测方法22测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪测回法观测水平角记录手簿测回法观测水平角记录手簿测站 竖盘位置 目标 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 O左左A0 01 30 B98 20 4898 19 18右右B278 21 12A180 01 42 98 19 3098 19 24第一测回第一测回O第二测回第二测回左左A90 01 06B188 20 36右右BA8 20 36 270 00 5498 19 3098 19 4298 19 3698 19 30角度观测方法角度观测方法23测量学基测量学基础础第五章第五章
12、 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪上讲回顾上讲回顾 4.3 水平角的观测水平角的观测 一、经纬仪的安置一、经纬仪的安置 二、测回法观测水平角二、测回法观测水平角24测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪4.4 竖直角观测竖直角观测v 25测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v竖直角测量原理：竖直角测量原理：n竖直角：在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，竖直角：在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称竖角，用称为垂直角，又称竖角，用表示。表示。n天顶距：视线与铅垂线的平角。天
13、顶距：视线与铅垂线的平角。+BAO26测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v光学经纬仪竖直度盘的构造光学经纬仪竖直度盘的构造竖直度盘竖直度盘竖盘指标竖盘指标竖盘指标水准管竖盘指标水准管竖盘指标水准管微动螺旋竖盘指标水准管微动螺旋27测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：光学经纬仪的竖直度盘得注记形式有两种：顺时针方向注记顺时针方向注记090180270逆时针方向注记逆时针方向注记018090270竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法28测量学基测量学基础础第五章
14、第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v竖直角计算公式竖直角计算公式n顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式:竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法29测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v竖直角计算公式竖直角计算公式n顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式顺时针注记的竖盘垂直角计算的公式:270901800L盘左位置盘左位置090180270R盘右位置盘右位置盘左位置：LL 90 盘右位置：270RR 一测回竖直角：)(21RL 竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法30测量学基测量学基础础第五章
15、第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v竖直角计算公式竖直角计算公式n逆时针注记的竖盘垂直角计算的公式逆时针注记的竖盘垂直角计算的公式:RLRL27090 )(21RL 竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法31测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v竖盘指标差：竖盘指标差：在垂直角计算公式中，认为当视在垂直角计算公式中，认为当视准轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘准轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数应是读数应是9090的整数倍。竖盘指标常常偏离正确的整数倍。竖盘指标常常偏离正确位置，这个偏离的差值位置，这个偏离的差值
16、x x角，称为竖盘指标差。角，称为竖盘指标差。v竖盘指标差竖盘指标差x本身有正负号，一般规定当竖盘指本身有正负号，一般规定当竖盘指标偏移方向与竖盘注记方向一致时，标偏移方向与竖盘注记方向一致时，x取正号，取正号，反之反之x取负号。取负号。竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法32测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v存在竖盘指标差的竖直角计算公式：存在竖盘指标差的竖直角计算公式：盘左位置，其正确的竖盘左位置，其正确的竖直角计算公式为：直角计算公式为：xxLL 90090180270L盘左位置盘左位置xxL180270090竖直角的观测竖直角的
17、观测角度观测方法角度观测方法33测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v存在竖盘指标差的竖直角计算公式：存在竖盘指标差的竖直角计算公式：盘右位置，其正确的盘右位置，其正确的垂直角计算公式为：垂直角计算公式为：xxRR 270090180270R盘右位置盘右位置xxR090180270竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法34测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v存在竖盘指标差的竖直角计算公式：存在竖盘指标差的竖直角计算公式：竖直角的计算公式竖直角的计算公式 ：)180(21)(21LRRL竖盘指标差的计
18、算公式竖盘指标差的计算公式 ：)360(21)(21 RLxLR 竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法35测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v在测站点在测站点O安置经纬仪，在目标点安置经纬仪，在目标点A竖立观测标志，竖立观测标志，确定该仪器垂直角计算公式。确定该仪器垂直角计算公式。v盘左位置：瞄准目标盘左位置：瞄准目标A。转动竖盘指标水准管微动。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L。v盘右位置：重复步骤盘右位置：重复步骤2 2。BAO竖直角的观测竖直角的观测角度观
19、测方法角度观测方法36测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法37测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v计算：计算：根据垂直角计算公式计算，得：根据垂直角计算公式计算，得：002250022959090 LL 213252708463264270 RR 竖盘指标差为：竖盘指标差为：63)0022521325(21)(21 LRx 那么一测回垂直角为：那么一测回垂直角为：63225)2132500225(21)(21 RL 竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方
20、法38测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪测站测站目目标标竖盘竖盘位置位置竖盘读数竖盘读数 半测回半测回垂直角垂直角 指标差指标差 一测回一测回垂直角垂直角 备备注注12345678OA左左95 22 00右右264 36 48-5 22 00-5 23 12-36-5 22 36OB左左右右81 12 36278 45 54+8 47 24+8 45 54-45+8 46 39垂直角观测手簿垂直角观测手簿竖直角的观测竖直角的观测角度观测方法角度观测方法39测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪角观测的误差和精度
21、角观测的误差和精度v仪器误差仪器误差n仪器校正不完善残留误差仪器校正不完善残留误差,如视准轴误差和水平轴误差。如视准轴误差和水平轴误差。n仪器制造不完善的误差仪器制造不完善的误差,如度盘刻划误差和度盘偏心如度盘刻划误差和度盘偏心,照准照准部偏心等。部偏心等。n视准轴不垂直于水平轴；水平轴不垂直于竖轴；水平度盘视准轴不垂直于水平轴；水平轴不垂直于竖轴；水平度盘的偏心差。均可采用盘左、盘右观测取平均值的方法，消的偏心差。均可采用盘左、盘右观测取平均值的方法，消除此项误差的影响。除此项误差的影响。n水平度盘刻划不均匀误差，采用在各测回间变换水平度盘水平度盘刻划不均匀误差，采用在各测回间变换水平度盘位
22、置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由此给测角位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由此给测角带来的影响。带来的影响。n仪器竖轴倾斜误差，仪器竖轴倾斜引起的误差无法采用一仪器竖轴倾斜误差，仪器竖轴倾斜引起的误差无法采用一定的观测方法加以消除。因此，在经纬仪使用之前应严格定的观测方法加以消除。因此，在经纬仪使用之前应严格检校检校仪器竖轴仪器竖轴与水准管轴的垂直关系与水准管轴的垂直关系。40测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v观测误差观测误差n仪器对中误差仪器对中误差OOeBA12D1D2 21 11sinDe 22)sin(De 2121)sin(sinDDe 角观测的误差和精度角观测的误差和精度41测量学基测量学基础础第五章第五章 角度、距离测量与全站仪角度、距离测量与全站仪v观测误差观测误差n仪器对中误差仪器对中误差 2121)sin(sinDDe 对中误差对水平角的影响有以下特点：对中误差对水平角的影响有以下特点：（1）与偏心距与偏心距e成正比；成正比；（2）与测站点到目标的距离与测站点到目标的距离D成反比；成反比；（3）与水平角与水平角和偏心角和偏心角的大小有关，当的大小有关，当=180，=90时，时，最大。最大。角观测的误差和精度角观测的误差和精度
