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角度测量3

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第三章 角度测量

第三章 角度测量

§3-3 水平角观测
一、经纬仪的安置
对中 目的：经纬仪的纵轴与测站点中心的铅垂线重合 方法：⑴ 用垂球对中 ⑵ 用光学对中器对中 步骤：⑴安置三角架，目估初步对中； ⑵对中器调焦对中；（主要用架子腿和仪器在架头 平移来对中）调平对中再调平再对中。 ⑶对中和粗平同时进行。 整平 目的：经纬仪的纵轴严格铅垂 方法及步骤 照准部转到任何位置时，水准管气泡总是居中，容许偏差 小于1格。
（四）视准轴的检校
目的：CC⊥HH 检验
所偏离的角度C——视准误差 盘选一水平方向的目标P，盘左盘右分别观测读数L，R。
CC HH \
若 L R 180

20 ' '
则需要校正
校正：用水平微动螺旋，使盘右的水平度盘指数指向正 确值
R 1 2
R L 180 ，十字丝交点偏离目标P，拨动十字
以全圆顺时针为例：
令 L —盘左时，无指标差时度盘正确读数；
L 测 —盘左时，竖盘观测读数；
R —盘右时，无指标差时度盘正确读数；
R 测 —盘右时，竖盘观测读数。
左 90 L 90 L 测 x

右 R 270

1 2
x 1 2

R 侧 x 270
R 1 2


R
左
R 右 180

o
为了提高精度，可以在一个测站上对各个水平方向值观 测n个测回，则各个测回间应将水平度盘的位置改变 180°/n
§3-4 竖直角观测
一、竖直角的用途
1、将斜距化为平距
已知斜距S、竖直角α，计算平距D
2、三角高程测量

第3章角度测量

第3章角度测量
下半测回， 4、校核计算
右 b a
左 右 40
/n，以减小度盘分划误差的影响。
( 左 右 )
1 2
配置度盘： 为了提高测角精度， 需观测几个测回， 可根据据测回数 n 将起始方向读数改变 180°
三、方向观测法 在同一个测站上，需观测两个以上的方向时
L正 R正 180
（c=0）
1 c xc ( L R 180 ) 2 所以
校正：用水平微动螺旋，安置 丝，使交点对准目标 A。 （2）双重例镜法 在平坦地面选 A 点，距仪器另一端放一把 mm 分划的尺子整平仪器后，盘左瞄准 A，例转望远 镜在尺上取 B1，盘右瞄准 A，例镜在尺上取 B2，如 B1 与 B2 重合，则条件满足。
CC \ HH 所偏离的角度 C ——视准误差
1）平盘读数法 盘选一水平方向的目标 A，盘左盘右分别观测读数 L，R。
1 c ( L R 180 ) 2 则
若
c 10
，则不需校正。
因为视准误差对盘左，盘右平盘读数的影响大小相等，符号相反。
L正 L X c R正 R X c
四、横轴的检校 1、检验，距墙面 20~30m 处架仪器，选高处目标 （仰角大于 30°） ，盘左照准 A，放平望远 镜，在墙面上投出 A，例转望远镜，盘右照准 ，放平望远镜，在墙面上投出 B，如 A 与 B 重合， 则表明 HH VV ，否则要校正。
i 20
若 d 30m,
二、教学内容概况
（一） 、具体教学内容：
章 节 主 要 内 容 一般性了解内容 1、J6 经纬仪的构造 课时安排 2 §3-1 角度测量的原理 §3-2 J6 的构造及使用 §3-3 水平角测量 §3-4 竖直角测量 1、角度测量原理 2、J6 经纬仪的角度读数方法 1、水平角测量方法 2、竖直角测量方法

第3章 角度测量

第3章 角度测量

第3章经纬仪及其角度测量3.1 角度测量原理角度测量是测量工作的重要内容之一。

角度测量的目的是测定地面点连线之间的空间位置关系，以此来确定点的平面坐标和高程，它包括水平角测量和竖直角测量，所采用的仪器为光学经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。

本章重点介绍光学经纬仪及其角度测量方法。

3.1.1 水平角测量原理图3-1 水平角测量原理从一点到两个目标的方向线在水平面上的垂直投影所构成的角度，称为水平角。

或者说，空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影，称为水平角。

如图3-1所示，A、B、C为三个高度不同的地面点。

根据水平角的定义，将A、B、C三点分别沿铅垂方向投影到水平面上，其投影线ab和ac∠所构成的角∠cab，即为方向线AC、AB所夹的水平角。

注意：两直线AC、AB的空间夹角CAB 并不是水平角。

为了测定水平角值的大小，可以在过顶点A的铅垂线上任意点安置一个有刻度的水平圆盘，称之为水平度盘。

度盘中心O位于过A点的铅垂线上。

则方向线AC、AB在水平度盘上的垂直投影On、Om，在水平度盘上的读数分别为n和m，若将水平度盘按顺时针刻划，则所求的水平角β就是两个读数之差，即：β(3-1)=nm-经纬仪就是根据上述测角原理来设计的。

在仪器上设置一个带有刻划的水平圆盘和在圆盘上读数的指针，将度盘中心与经纬仪的竖轴处于同一铅垂线上。

观测水平角时，安置仪器在测点正上方，使水平度盘中心处在过测点的铅垂线上，通过装置在经纬仪上的望远镜瞄准目标，提供两方向线；当望远镜高低变化时，其视准轴在同一铅垂面内变动，从而提供上述两条方向线在水平读盘上的垂直投影，通过经纬仪中的读数装置读取两投影线在度盘上的方向值，两者之差即为所测的水平角。

这就是经纬仪水平角测量的基本原理。

3.1.2 竖直角测量原理竖直角是指同一铅垂面内某方向线与指标线（包括水平线或铅垂线）之间的夹角。

当指标线为水平线时称其为倾角；指标线为铅垂线的天顶方向时称其为天顶距。

测量学 3章角度

测量学 3章角度

3．4竖直角测量
竖直角：同一竖面内，视线与水平线的夹角 （+、-.0-90）
天顶距: 视线与天顶方向的夹角(0-180)
水平线
仰角 +16°48'36″ 俯角 -7°05'12″
180°
270°
α
0°
90°
180°
270°
0° α
90°
L
一．竖直角测量与计算 1．盘左：瞄M点（横丝切目标顶端），读数L
三．竖盘指标自动归零补偿装置
A：盘左读数 900112 盘右读数 2695830
B：盘左读数 885236
注：竖盘注记形式 为顺时针
测 目 竖盘 竖盘读数 站 标 位置 ° ′ ″
左 90 01 12 O A 右 269 58 30
左 88 52 36 OB
180 00 21
左 右 40


1（ 2
左

右）
• 2．方向法（三个或三个以上方向）
• 盘左：顺时针观测A、B、C……A 盘右：逆时针观测A……C、B、A 计算：
• 两倍照准误差 2C=盘左读数－（盘右读数±180º） • 各方向平均值=1/2[盘左读数+（盘右读数±180º） • 归零后方向值=平均值-起始方向平均值（括号内) • 各测回归零后方向平均值 • 多测回观测时，按180º/n变换水平度盘（削弱度
光
路
读数显微物镜
聚光镜
水平度盘
二．DJ2型光学经纬仪
竖直读盘 反光镜
测微轮 换像手轮
DJ2经纬仪的读数 一般采用对径重合读数法——转动测微轮，使上下
分划线精确重合后读数。
3．3 水平角观测方法

角度测量

角度测量

3 角度测量 §3.4 水平角和竖直角测量方法 3.4.1 水平角测量
⑵ 方向观测法 方向观测法成果计算 计算两倍照准差( c)值 ①计算两倍照准差(2c)值 2c=盘左读数 -(盘右读数±180° ) c=盘左读数 盘右读数±180° 盘左读数2c=盘左读数-(盘右读数±180°) 2c=盘左读数- 盘右读数±180° 盘左读数
当测角精度要求较高时，往往要观测几个测回，为也 当测角精度要求较高时， 往往要观测几个测回， 减少度盘分划误差的影响，各测回间应根据测回数n， 按 减少度盘分划误差的影响， 各测回间应根据测回数n 180°/n变换水平度盘位置。 180°/n变换水平度盘位置。 变换水平度盘位置
工程测量学
3 角度测量 §3.4 水平角和竖直角测量方法 3.4.1 水平角测量
计算的结果称为方向值。起始方向有两个平均值， 计算的结果称为方向值。起始方向有两个平均值，应将此两数 方向值 再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。 再次平均，作为起始方向的方向值，并括以括号。 竖直角测量方法 3.4.1 水平角测量
3 角度测量 §3.1 角度测量原理 3.1.2 竖直角测量原理
刻度盘和在刻度盘上读数的 根据以上分析，经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标 根据以上分析，经纬仪须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标 观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上， 。观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能 使之水平 为了瞄准不同方向， 水平。 使之水平。为了瞄准不同方向，经纬仪的望远镜应能沿水平方向转 俯仰。 也能高低俯仰 当望远镜高低俯仰时，其视准轴应划出一竖直 动，也能高低俯仰。当望远镜高低俯仰时，其视准轴应划出一竖直 面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度 盘读数。 盘读数。

03第三章角度测量

03第三章角度测量
上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还
能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计
制造的测角仪器。
二、竖直角测量原理
• 1、竖直角的概念 • 观测目标的方向（视线）与同一竖直
面内的水平线之间的夹角，称为该方 向线的竖直角，又称垂直角、倾角。 通常用δ表示。其角值范围为0˚～ ±90˚。 • 仰角:其角值为正；俯角:其角值为负。
•
盘左时，δ=90º-L
•
盘右时，δ=R-270º
• 5、记录与计算
竖直角记录计算表
测 站
目 标
竖盘 位置
竖盘读数 °′″
半测回垂直角 °′″
指标 差
″
一测回垂直角 °′″
备注
12 3
4
5
6
7
8
OA OB
左 95 22 00 －5 22 00

－36 －5 22 36
右
264 36 48
－5 23 12
返回
经纬仪瞄准目标时所使用的照准工具有测钎、 标杆和觇牌等。
返回
A
O B 返回
A
o o o
B
返回
三、竖直角观测
• 1、瞄准
B
+α –α
图3-16 垂直角测量瞄准
O A
图3-11 垂直角测量原理
竖直角观测
• 2、指标水准管气泡居中
• （现在的仪器都有竖盘自动归零装置）
• 3、读数L、R
• 4、竖直角计算公式
2.水平角测量原理
• 如图3-1所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一 个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上； 通过OA和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘 上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：

第三章 角度测量

第三章 角度测量

备注
测站
目标
竖盘 位置
水平度盘读数 (°′″)
半测回角值 (°′″)
一测回平均角值 (°′″)
A 一测回 C
左
0 06 24 111 46 18
111 39 54
111 39 51
B
A右 C
180 06 48 291 46 36
111 39 48
测站 竖盘位 目标 水平度盘读数（ 半测回角值（ 一测回平均值 各测回平均角
B
258 49 06
测站
目标
竖盘 位置
水平度盘读数 (°′″)
半测回角值 (°′″)
一测回平均角值 (°′″)
各测回平均值 (°′″)
A 左
0 01 24
112 56 48
B
112 58 12
一测回1
112 57 03
A
180 01 48
右
112 57 18
B
292 59 06
A
90 03 48
3、物镜对光：调节物镜对光螺旋使目标影像清晰可见， 并注意消除视差
4、精确照准目标：单丝平分目标，双丝夹准目标
（三）读数：分微尺测微器读数（6秒的正倍数）
二、水平角的观测方法 水平角的观测方法有：测回法 （两个方向的单角）、
方向观测法（多方向）、复测法（提高测角精 度），在建筑工程测量中多采用测回法。
竖直角的角值


1 2
左

右

工程测量》竖直角测量的记录
盘左半测回角值：αL= 90º－ L αL= 90º－ 84°12′24″
竖盘为顺时=针5°刻4划7′ 如36右″ 图：
竖角测回值，即

第3章 角度测量(水平角测量)讲解

第3章 角度测量(水平角测量)讲解
水平角观测方法主要有测回法和方向观测法两种。 测回法仅适用于观测两个方向形成的单角； 方向观测法适用于多于2个方向的水平角观测。
1. 测回法（Method of Observation Set）
在测站点B安置经纬仪，按下列顺序进行观测：
（1）盘左位置精确瞄准左方目标C，并读数；
（2）松开照准部制动螺旋，顺时针旋转照准部，精 确瞄准右方目标A，并读数。此为上半测回观测 （即盘左观测）。
三、电子经纬仪（Electronic Theodolite）-自己去看看
电子经纬仪的轴系、望远镜和制动、微动构件 与光学经纬仪类似，不同之处在于电子经纬仪 用微处理机控制的电子测角系统代替光学读数 系统，能自动显示测量数据并存储。
2. 编码度盘测角系统
将度盘均匀分成16个区间，从里到外有四道环 （码道）。每个区间的码道分为白色透光区（或 导电区）和黑色非透光区（或非导电区）。设透 光为0，非透光为1，则区间的状态可用二进制编 码表示，见下表。
间的夹角越小，条纹越
粗，即相邻明条纹
（或暗条纹）之间的间
隔越大。条纹亮度按正
弦周期性变化。
设d是光栅度盘相对于固定光栅的移动量，ω是莫尔条纹在 径向的移动量，两光栅间的夹角为θ，则其关系式为：
d cot
由上式可见，只要两光栅之间的夹角较小，很小的光栅 移动量就会产生很大的条纹移动量。
光栅度盘下面是一个发光管，上面是一个可与光栅度盘 形成莫尔条纹的指示光栅，指示光栅上面为光电管。若发光 管、指示光栅和光电管的位置固定，当度盘随照准部转动时， 由发光管发出的光信号通过莫尔条纹落到光电管上。度盘每 转动一条光栅，莫尔条纹就移动一周期。通过莫尔条纹的光 信号强度也变化一周期，所以光电管输出的电流就变化一周 期。

第三章角度测量

第三章角度测量
①盘左(正镜)：β L=bL-aL ，上半测 回(A→B)；
②盘右(倒镜)：β R=bR-aR ，下半测回 (B→A)；
③上、下半测回合称一测回，计算一 测回平均角值：
L R
(3-3)
2
工程测量学
3 角度测量
测回法用盘左、盘右观测，可以消除仪器某些系统误差对测角的影响，校 核观测结果和提高观测成果精度。同一测回中，上、下半测回角值之差和各测回 间角值之差均不应超过相应细则、规范所规定之容许值(±40″)。否则应重测， 如各较差合乎要求，则分别取平均值。
• 掌握角度测量的基本原理； • 掌握光学经纬仪的构造及测角（水平角和竖直角）方法； • 自学经纬仪的检验校正； • 自学经纬仪测角误差分析和经纬仪测角注意事项； • 了解电子经纬仪的构造；
工程测量学
3 角度测量
§3.1 角度观测原理
一、水平角观测原理：
水平角是指地面上一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上的夹角
工程测量学
3 角度测量
经纬仪系列技术参数和用途
技术项目
经纬仪等级
DJ1
DJ2
一测回水平 方向中误差
1
2
DJ6 6
望远镜有效 孔径不小于
60mm
40mm
望远镜放大 倍数不小于
30倍
28倍
水准管 水平度盘 分划值 垂直度盘
6/2mm 10/2mm
20/2mm 20/2mm
当测角精度要求较高时，往往要观测几个测回，为也减少度盘分划误差的 影响，各测回间应根据测回数n，按180°/n变换水平度盘位置。
工程测量学
3 角度测量
⑵ 方向观测法 ——当一个测站上需要测量的方向数多于两个时，应

第3部分 角度测量

第3部分 角度测量

第三部分角度测量一、判断题1、在距离测量中，通常用相对精度表示距离丈量的精度，在水平角测量中也同样可以用相对精度表示角度测量的精度。

该表述（错）2、确定直线方向的工作称为直线定线。

该表述（错）3、在三角高程测量过程中，如果经纬仪精度较高，其观测成果可以代替二等水准测量。

（错）4、经纬仪水平度盘按顺时针方向刻划注记。

（对）5、竖盘指标差是由于竖盘指标水准管气泡不居中造成的误差。

（错）6、用一般方法测设水平角时，应采用盘左盘右取中的方法。

（对）7、一段时期内，理论上指标差的大小是个固定值，其值可用最或然值代替。

（对）8、经纬仪对中误差所引起的角度偏差与测站点到目标点的距离成反比。

该表述（对）9、用经纬仪照准同一个竖直面内不同高度的地面点，在水平度盘上的读数是不一样。

该表述（错）10、用经纬仪观测水平角，瞄准目标时应用十字丝的中丝。

该表述（错）11、双盘位(盘左盘右取平均值)观测某个方向的竖直角可以消除竖盘指标差的影响。

该表述（对）12、视线水平时计算距离的公式是：D=1/2Klsinα。

该表述（错）13、经纬仪的视准轴应垂直于横轴。

该表述（对）14、观测某目标的竖直角，盘左读数为101°23′36″，盘右读数为258°36′00″，则指标差为+12″。

该表述（错）15、经纬仪整平的目的是使视线水平。

该表述（错）二、单选题（包括填空与计算题）1、经纬仪不能直接用于测量（A）。

A.点的坐标B. 水平角C. 垂直角D. 视距2、下列选项中，不是测设最基本的工作的选项是（D）A 水平距离B 水平角度C 高程D 坡度3、已知一直线的坐标方位角是230°13′37″，则该直线在第几象限（C）。

A、一；B、二；C、三D、四4、方位角的分类不包括下列哪项（C）A.真方位角B、磁方位角C、轴方位角D、坐标方位角5、用光学经纬仪测量水平角与竖直角时，度盘与读数指标的关系是（C）A 水平盘转动，读数指标不动；竖盘不动，读数指标转动；B 水平盘转动，读数指标不动；竖盘转动，读数指标不动；C 水平盘不动，读数指标随照准部转动；竖盘随望远镜转动，读数指标不动；D 水平盘不动，读数指标随照准部转动；竖盘不动，读数指标转动。

第三章 角度测量

第三章 角度测量

DJ6型光学经纬仪
2）、单平板玻璃测微器及其读数方法
度盘最小分划值30’，分微尺总长为30’， 分成30个大格，每大格1’，再分成三小格， 每小格为20 ”。
读数窗显示： 上面读ΔL 指标线是单线 中间读竖盘L0 指标线是双线 下面读水平度盘L0 指标线是双线
DJ6型光学经纬仪
读数方法 转动测微轮 水平度盘 L=49°30′+22′30″
图3-14
3-4. 水平角观测
• 整平——使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平， 竖盘位于铅垂面内。整平误差1格。
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)。 一测回观测过程中，不得再调气泡。
3-4. 水平角观测
• （2）瞄准目标： • 瞄准—用望远镜竖丝精确瞄准目标的标志中心。
f.计算各目标间水平角值
方向观测法记录手簿
水平度盘读数
测 测 目 站 回 标 1 2 3
A B
盘 左（L）
0 / //
盘 右（R）
0 / //
2C
//
平均读数
0 / //
归零后的方 向值 0 / //
测回归零方 向值平均值 0 / //
简 图与 角值 10
附图
4
0 00 06 31 45 18
5
180 00 06 211 45 06
a.竖盘随望远镜一起转动。
竖盘指标不随望远镜转动而转动。
竖直度盘与读数指标
盘左
270
180
盘右
90 0
0
180
90
270
b.竖盘与读数指标相互脱离。 c.竖盘指标水准管气泡居中，指标铅垂。 d.指标铅垂、视线水平时，竖盘读数为常数， 称为始读数： 盘左时一般 L0=90 ，盘右时 一般 R0=270 。

第三章 角度测量

第三章 角度测量

可以应用罗盘仪(compass)来测定，在点安置罗 盘，磁针自由静止时其轴线所指的方向即为点 的磁子午线方向。
Ⅱ角度测量仪器
一、 经纬仪（Theodolite） 按精度划分为DJ07、 DJ1、 DJ2、和DJ6等。 按类型划分为：游标经纬仪；光学经纬仪； 陀螺经纬仪；电子经纬仪。
A 游标经纬仪--金属度盘
二 观测误差
1 仪器对中误差
偏心距e和θ角一定时，边长愈短，对 中偏差 引起的测角误差愈大。
2
目标偏斜的误差 边长愈短，其影响愈大。
3 整平误差 不能用盘左和盘右观测取平均值的方法 来消除，而且它与视线的竖直角的大小 有关。 视线的竖直角很小时其影响不大,竖 直角增大时，其影响亦随之增大。
瞄准误差与读数误差 与望远镜的放大倍数有关，亦受对光时 的视差和外界条件的影响。 60〞/V。 4
Ⅶ 直线定向(line orientation)
确定地面直线与标准方向间的水平夹角称为直线 定向 一,标准方向的种类 1,真子午线方向: 地表任一点P与地球旋转轴所组成的平面与地球 表面的交线称为 P点的真子午线(true meridian)，可以应用天文测 量(astrometry)方法或者陀螺经纬仪(gyro theodolite)来测定地表任一点的真子午线方向
注意事项 :
1）按操作程序作业。 2）操作过程中要轻手慢动，不要慌乱，进行陀螺限幅 时，动作要轻、缓慢。切不可碰动脚架。 3）陀螺仪在工作时，由于高速旋转使仪器温度急剧上 升。为了保证仪器的定向精度，在每次启动陀螺仪器前， 要等待一段时间让仪器温度与环境温度的温差保持尽可 能一致（一般以不超过５℃为好）。 4）陀螺仪内部有精密光学和机械配件，搬放过程中对 陀螺仪要垂直放置，严禁斜置或倒置。

测量学 第三章 角度测量

测量学 第三章 角度测量
④瞄准C点，读数C右 ⑤瞄准A点，读数A右
下半测回角值： β下= C右 – A右 注： 盘右时应从右边靠近
目标
17
2、角值计算及注意事项
半测回差≤±40″（J6级经纬仪） 一测回角值： β = （ β上 + β下）/ 2 注意事项 ： 1）多测回观测时，测回间按180 /n变换水平度
盘起始位置（n为测回数）。这是为了减少度盘 分划不均匀的误差。测回差≤24″ 如4测回度盘读数应为0、45、90、135。 2）瞄准目标时，尽量瞄准目标底部。 3）在表格当中，分和秒的记录应为两位数。
满足关系
CC⊥HH HH⊥VV V V⊥LL 十子步骤：安置仪器→对中→整平→瞄 准→读数
1 、安置仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架 头大致水平，旋紧连接螺旋。
2 、对中： 目的：要水平度盘中心安置到测站得铅垂线
上。 方法：用垂球对中和用光学对中器对中，对中
37
3、校正： 用平均竖直角α，代入竖直角计算公式，求出 盘右的正确读数R应：
R应＝270°＋ α，或：R应＝270°－ α 然后进行校正。
① 校正竖盘指标水准管 ② 有竖盘补偿器的校正十字丝 思考：经纬仪当作水准仪使用，应当呈现的状态？
38
四、竖直角的观测与计算
①确定竖直角计算公式。 ②安置仪器，盘左瞄准目标，十字丝横丝和目标
可编辑ppt20计算两倍视准误差2c差2c左右180计算各方向盘左盘右读数的平均值平均读数左右1802计算归零方向值同一方向各测回归零方向值互差应24计算水平角相邻两方向归零方向值的平均值之差即为该两方向间的水平角可编辑ppt21方向观测法记录簿2c平均读数归零后方向值各测回归零方向平均值000236702336228192425417540230180023625023424819307417541800236060602367023392281927254175402330000702105228165325415200000702056228164825415169003121602406318200034418309003182700312340235413819541641824270031212060606900312160240031819573441827900315000070204622816432541513可编辑ppt22一仪器误差1视准轴误差影响

c3角度测量

c3角度测量
用基座上的三个脚螺旋使照准部水准管气泡 居中，从而目镜对光——调节目镜调焦螺旋，看清十字 丝； 2、粗瞄——利用粗瞄器，大致瞄准目标，拧紧 制动螺旋； 3、物镜对光——调节物镜调焦螺旋，看清目标； 4、精瞄——转动水平微动螺旋，精确瞄准目标竖立于地面点上的花杆 （又称标杆）、测钎（又的竖丝精确瞄准目标（当目标 较细时，用双丝去夹准；当目标较粗时，用单丝去平分）；测 竖直角时，则用十字丝的中丝）指标差:
x
1 (L R 360) 2
或
x
1 2
(
右
左）
对于顺时针注记的：
正确的竖直角α=(90°+x) -L=α左+x α=R-(270°+x)=α右-x
（2）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，J6≤25"、J2≤15 "。
第一节 水平角测量原理
一、水平角的定义
一点到两目标点的方
向线在水平面上的铅垂
A
投影所构成的角，称为
水平角[0360]。
一点到两目标点方向
线间的水平角，也就是
A´
通过该两方向线所作竖直面间的二面角。牛牛文档分享BC B´
C´
二、测量原理
90
a
270
b
180
B
A
C
=b–a
水平角测量的基本要求：
1 、度盘必须水平； 2、度盘中心必须牛位牛文于库角文档顶分享点的铅垂线上。
（1）顺时针注记
盘左
270
盘右
90
180
0 70
（2）逆时针注记
盘左
270
0
180
指标线
90
盘右

测量学 第3章 角度测量

测量学 第3章 角度测量
瞄准
（1）目标
花杆
测钎
水准尺
觇标
3.2 经纬仪的构造与使用
（2）经纬仪十字丝
瞄准
3.2 经纬仪的构造与使用
（3）瞄准方法
瞄准
3.2 经纬仪的构造与使用
瞄准
3.3 水平角测量
测回法测量水平角
盘 左 ： 望观 远测 镜目 的镜 左时 边， 。竖 盘 在
盘 右 ： 观望 测远 目镜 镜的 时右 ，边 竖。 盘 在
H
234
0123456
0123456
273
272
V
3.2 经纬仪的构造与使用
H 116
115 115°58′24″
01 23456
0123456
79
78
V
79°04′18″
3.2 经纬仪的构造与使用
经纬仪的使用
对中 整平 瞄准
——使仪器的中心与测站点的标志 中心在同一铅垂线上
——使仪器的竖轴垂直，即水平度 盘处于水平位置
盘右
180 01 12 251 52 00 325 30 48 30 12 06 180 01 18 270 01 18 341 52 00 55 30 48 120 12 18 270 01 24
平均读数
归零方向值 归零平均值
0 01 09 71 52 03 145 30 48 210 12 09 0 01 21 90 01 21 161 52 03 235 30 51 300 12 21 90 01 30
0 00 00 71 50 48 145 29 33 210 10 54
A 0 01 06
O左
B
85 35 12 85 36 18
（1 ）右

第3章 角度测量

第3章 角度测量

光学经纬仪的构造及度盘读数
经纬仪的技术参数 DJ6经纬仪的构造
经纬仪的技术参数
技术项目
一测回水平 方向中误差
DJ1 1
经纬仪等级 DJ2
2
DJ6 6
望远镜有效 孔径不小于
望远镜放大 倍数不小于
60mm 30倍
40mm 28倍
40mm 26倍
水准管 水平度盘 6/2mm
20/2mm
整平——使仪器纵轴铅垂，水平度盘与横轴水平，
竖盘位于铅垂面内。整平误差不超过1格。
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)。
一测回观测过程中，不得再调气泡。
瞄准—用望远镜竖丝精确
瞄准目标的标志中心。
操作步骤：
粗瞄、制动、调焦消
三、读数方法
转动测微轮，使正、倒像分划线重合，找出满足 以下三个条件的一对正、倒像分划线： (1)相差180o (2)正像在左，倒像在右； (3)相距最近。 读取该对分划线正像的度数；该对分划线所夹的
格数×10′为整十分数；在测微窗上读取分、
秒，估读至0.1秒。例：
双平板玻璃测微器(J2)
163°27'32.5"
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″
测微盘
水平度盘读数
竖盘读数
测 微 尺 读 数 窗
DJ2 光学经纬仪
一、用途 :三、四等三角测量 、精密导线 测量、工程测量等
二、构造特点 采用对径符合读数系统，一次读取对径 180o两个方向的平均值，可消除照准部偏 心差的影响
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7.竖盘指标差的检校
有 竖 盘 指 标 水 准 管 的 经 纬 仪 西南交通大学地球科学与环境工程学院
角度测量的误差来源

仪器误差
⑴照准部偏心误差 ⑶横轴倾斜误差 ⑵视准轴误差 ⑷竖轴倾斜误差

观测误差
⑴仪器对中误差 ⑶照准误差 ⑵目标偏心误差 ⑷读数误差

外界条件的影响：光线、温度等
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2.照准部的水准管轴的检校
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3.圆水准器轴的检校
检验方法:
水准管精确整平后，检查圆水准器气泡是否居中。
校正方法:
直接调整圆水准器盒底部的三个校正螺丝。
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4.十字丝的检校
检验方法:
以十字丝竖丝一端照准一个小而清晰的目标点，再用望 远镜的竖直微动螺旋使目标点移动到竖丝的另一端，如果目标 点到另一端时仍位于竖丝上，则竖丝垂直于横轴的关系满足。 否则需要校正。
1.照准部偏心误差
原因分析: 照准部旋转中心与度盘中心不重合。 误差特点： 在度盘的不同位置对读数的影响不同。 减弱或消除办法： (1)不同测回间配置度盘，使读数均匀分布在度盘上； (2)采用度盘对径分划取平均值的办法； (3)盘左盘右取平均值的办法。
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2.视准轴误差
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4.十字丝的检校
校正方法:
松开十字丝分划板压环(固定)螺丝，旋转十字丝分划板。
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5.视准轴的检校
检验方法:【也称2C检验】
mn c 4 OB
J6：2c>60"；J2：2c>30"时，则需校正。
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8.外界环境的影响

松软的土壤和风力影响仪器的稳定； 日照和环境温度变化引起管水准气泡运动和视准轴变化； 太阳照射地面产生热辐射，引起大气层密度变化，进而 使目标影像跳动；

大气透明度低时目标成像不清晰； 视线太靠近建、构筑物时引起旁折光。
削弱方法：选择有利的观测时间和观测环境，工作时给仪 器打伞等。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
经纬仪的检验实验
1.两人一组，准备一把10cm长的尺子，在背 面贴上双面胶；A4大小的白纸3张。 2.以自然班为单位，在实验室借用30m钢卷尺 各3把，轮换使用。 3.数据填写在观测人的实验报告上，每个人 都需要独立观测和填写数据。
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原因分析: 视准轴与横轴不严格垂直，由于十字丝分划板安置不 正确、望远镜调焦运行晃动、温度变化对仪器的影响。 误差特点： (1)随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时最小； (2)对盘左盘右的影响相同，符号相反。 减弱或消除办法： 盘左盘右取平均值。
c cos
xc
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1.光学对中器的检校
校正方法:
由于检验时所得前后两点之差是由二倍误差造成的，因 而在标出两点的中间位置后，校正有关的螺旋(光学对中器望 远镜分划板或直角棱镜)，使视线落在中间点上即可。调节螺 旋1，则视线前后移动，调节螺旋2、3，则视线左右移动。
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2.照准部水准管轴的检校
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5.视准轴的检校
校正方法:
将mn距离四等分，取靠近n点的1/4等分点p，近似地认 为∠pOn=c。在照准部不动的条件下，将视线从On校正到Op， 则理想关系可得到满足。 由于视线是由物镜光心和十字丝交点构成的，所以校正 的部位仍为十字丝分划板。调整分划板左右两个校正螺旋， 则可使视线左右摆动。
检验方法:
盘左、盘右照准同一目标，读取读数L和R后，按x=(L+R360)/2计算其指标差。
校正方法:
(1)指标水准管：保持盘右照准原来的目标不变，这时正 确读数应为R－x。用指标水准管微动螺旋将竖盘读数安置在R －x位置上，这时水准管气泡必不再居中，调节指标水准管校 正螺旋，使气泡居中即可。 (2)竖盘指标自动补偿：机械调整方法，专业人员校正。 (3)电子经纬仪：软件自动校正，操作参照仪器说明书。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
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5.仪器对中误差
原因分析: 仪器中心与地面点不在同一铅垂线上。 误差特点： 与两目标间的距离成正比，与测站至目标间的距离乘 积成反比。 减弱或消除办法： (1)在短边角的测量时，仔细检查对中器，完成对中操 作。 (2)测回间重新对中。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
3.横轴倾斜误差
原因分析: 横轴与竖轴不严格垂直。 误差特点： (1)随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时为0； (2)对盘左盘右的影响相同，符号相反。 减弱或消除办法： 盘左盘右取平均值。 xi i tan
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4.竖轴倾斜误差
原因分析: 仪器未严格整平。 误差特点： (1)随竖角的增大对观测值的影响增大，水平时为0； (2)对盘左盘右的影响相同，符号相同。 减弱或消除办法： 严格校正水准管轴与竖轴的垂直性，操作时仔细整平 仪器。 xV V cos tan
6.横轴的检校
校正方法:
由于盘左盘右倾斜的方向 相反而大小相等，所以取m1、 m2的中点m，则p、m在同一铅垂 面内，照准m点，将望远镜抬高， 则视线必然偏离p点而落在p′ 处。在保持仪器不动的条件下， 校正横轴的一端，使视线落在p 上，则完成校正工作。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
7.竖盘指标差的检校
检验方法:
先将仪器粗略整平后，使水准管平行于一对脚螺旋，并 用这一对脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部平转180°， 若气泡仍然居中，则说明水准管轴与竖轴在一个方向上垂直， 否则应进行校正。
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2.照准部的水准管轴的检校
校正方法:
水准管校正螺旋与脚螺旋各调一半。需要在相互垂直 的两个方向都满足要求。
C H L C V L’ L’ H L
V
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经纬仪的理想轴线关系
1.光学对中器的视线应与竖轴重合； 2.照准部的水准管轴应垂直于竖轴； 3.圆水准器轴应平行于竖轴； ★ 4.横轴应垂直于竖轴； ★ 5.视准轴应垂直于横轴； 6.十字丝竖丝应垂直于横轴； 7.视线水平时竖盘读数应为90°或270°。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
5.视准轴的检校
检验具体操作步骤：
选一长约100m的平坦地面，将仪器架设于中间O处，并将 其整平。先以盘左位置照准设于离仪器约50m的一点A，固定 水平制动，将望远镜纵转180°，并在离仪器约50m的视线上 放一把带毫米分划的小尺，读出视线上小尺的读数m。用同样 方法以盘右照准A点，再纵转望远镜，读出视线上小尺的读数 n，如果m、n重合，则说明视准轴垂直于横轴，否则垂直关系 不满足。
1.光学对中器的检校
检验方法:
(1)若光学对中器在照准部上：精确整平仪器后，在地上 铺一白纸，标出光学对中器的中心；旋转180度后，再标出光 学对中器的中心。若两次中心重合，则说明光学对中器的视 线与竖轴的旋转中心重合，否则不满足。 (2)光学对中器在基座上：将仪器平放在水平台面上，基 座露出台面，能自由转动；在竖直墙面上放白纸，基座旋转 180度前后观察光学对中器中心是否重合。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
5.仪器对中误差
e sin 1 s1
e sin( ) 2 s2
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6.目标偏心误差
原因分析: 照准中心与标志中心不重合。 误差特点： 与测站至目标间距离有关，距离越短，影响越大。 减弱或消除办法： (1)在短边角度测量时使照准目标与实际目标尽可能接 近，如降低目标高度，提高对中精度等。 (2)测回间改变照准目标的方向或重新对中。
上讲课内容回顾
经纬仪构造 竖轴轴系 配置度盘 测回法 方向观测法 竖直角计算方法
水平角测量 方法
竖直角测量
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角 度 测 量
Angle Measurement 第三讲
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经纬仪的主要轴线

光学垂线 水准管轴 LL 圆水准器轴 L’L’ 视准轴 CC 十字丝竖丝和横丝 横轴(望远镜旋转轴) HH 竖轴(照准部旋转轴) VV
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6.横轴的检校
检验方法:【也称i角检验】
P 1P 2 i 2D tg
J6 ：i>20"，则需校正。
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6.Байду номын сангаас轴的检校
检验具体操作步骤：
将仪器架设在一个高的建筑物附近。将仪器仔细精确 整平，在望远镜倾斜约30°左右的高处，以盘左照准一清 晰的目标点P，然后将望远镜放平，在视线上靠近墙放一把 带mm分划的小尺，读出视线在小尺上的读数m1。再将望远 镜改为盘右，仍然照准P点，并放平视线，读出视线在小尺 上的读数m2。如果m1、m2两点重合，则仪器理想关系满足。 否则，说明这一理想关系不满足，需要校正。 西南交通大学地球科学与环境工程学院
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6.目标偏心误差
e1 1 sin 1 s1
e2 2 sin 2 s2
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7.照准与读数误差
原因分析: 与望远镜放大率、目标与照准标志的形状、亮度、人 眼判别能力有关。 误差特点： 与仪器关系较大，与操作者的技能有关。 减弱或消除办法： (1)提高仪器等级。 (2)采用自动照准方式。