数字测图课件:03dt4567.ppt
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1、Digital Topography数字数字地形测量学地形测量学3.1 角度测量原理角度测量原理3.2 经纬仪的分类及基本结构经纬仪的分类及基本结构3.3 经纬仪(全站仪)的对中整平经纬仪(全站仪)的对中整平3.4 水平角的观测方法水平角的观测方法3.5 水平角观测的误差水平角观测的误差3.6 垂直垂直角角观测方法观测方法3.7 经纬仪检验与校正经纬仪检验与校正数字数字地形测量学地形测量学3.4 水平角的观测方法水平角的观测方法数字数字地形测量学地形测量学1、测回法、测回法OAB 盘左:先瞄准左边的目标A读数 再瞄准右边的目标B读数 盘右:先瞄准目标B读数 再瞄准目标A读数盘右半测回或下半测回
2、盘左半测回或上半测回左a左b右a右b一测回)(右左右右右左左左 21abab在不同的测回间,为了减小度盘刻划的误差,须配度盘n180限差:1、两个半测回方向值之差;2、各测回方向值之差数字数字地形测量学地形测量学1、测回法记录表格、测回法记录表格测水平角用双丝夹粗目标数字数字地形测量学地形测量学数字数字地形测量学地形测量学2、方向观测法方向观测法OAB盘左:先瞄准盘左:先瞄准零方向零方向A读读数,数,顺时针顺时针依次瞄准依次瞄准B、C、D读数,再瞄准零方读数,再瞄准零方向向归零归零读数。读数。 在不同的测在不同的测回间,为了回间,为了减小度盘刻减小度盘刻划的误差,划的误差,须配度盘须配度盘n1
3、80限差:限差:1、归零差;、归零差;2、上、下半测回同一方向值之差;、上、下半测回同一方向值之差; 3、各测回同一方向值之差、各测回同一方向值之差CD盘右:先瞄准盘右:先瞄准零方向零方向A读读数,数,逆时针逆时针依次瞄准依次瞄准D、C、B读数,再瞄准零方读数,再瞄准零方向向归零归零读数。读数。 数字数字地形测量学地形测量学2C = L (R180) 方向观测法的各项限差经纬仪型号经纬仪型号光学测微器两次光学测微器两次重合读数差重合读数差半测回归零差半测回归零差一测回内一测回内2C较差较差同一方向值同一方向值各测回较差各测回较差DJ1DJ2136891369DJ6-18-24数字数字地形测量学
4、地形测量学2180 )(盘右读数盘左读数平均读数归零后方向值归零后方向值的计算: 各方向平均读数分别减起始方向平均读数。 归零差归零差的计算的计算: 分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数 之差之差;(若;(若超限,应及时重测)超限,应及时重测) 计算计算2c值值(两倍视准误差):(两倍视准误差): 2c = 盘左读数盘左读数-(盘右读数(盘右读数180180) 若若2c超限,应及时重测。超限,应及时重测。 各方向各方向平均读数平均读数的计算的计算: 数字数字地形测量学地形测量学 各测回归零后平均方向值各测回归零后平均方向值的计算:的计算: 各测回归零后方
5、向值的平均值。各测回归零后方向值的平均值。 水平角水平角的计算:的计算: 相邻方向值之差,即为相邻方向所夹的水平角。相邻方向值之差,即为相邻方向所夹的水平角。数字数字地形测量学地形测量学数字数字地形测量学地形测量学返回数字数字地形测量学地形测量学角值角值1 2 3 4 5 6 7 8 9 方向观测法观测手簿测测站站觇觇点点水平度盘读数水平度盘读数盘左盘左盘右盘右2c平均读数平均读数一测回归一测回归零方向值零方向值各测回平各测回平均方向值均方向值 OO第1测回第2测回CDBACCABDC0 00 5479 27 48142 31 18288 46 30 0 00 42180 00 24259 2
6、7 30322 31 00108 46 06180 00 18-12-6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24 0 00 39 79 27 39142 31 09288 46 18 0 00 30 (0 00 34) 0 00 00 79 27 05142 30 35288 45 44 0 00 00 79 26 59142 30 29288 45 47 90 01 06 169 27 54 232 31 30 18 46 48 90 01 00 270 00 48 349 27 36 42 31 00 198 46 36 270 00 36 90 00 57 169 2
7、7 45 232 31 15 18 46 42 90 00 48 0 00 00 79 26 53142 30 23288 45 50 (90 00 52)79 26 59 63 03 30146 15 18 71 14 13-6-12数字数字地形测量学地形测量学数字数字地形测量学地形测量学一一. .仪器误差仪器误差 主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、 加工不完善所引加工不完善所引起的误差。起的误差。 1 1、视准轴误差(、视准轴误差(视准轴不垂直于横轴视准轴不垂直于横轴, ,2c2c值,盘左、盘右取平均消值,盘左、盘右取平均消除除)2 2、横轴倾
8、斜误差(、横轴倾斜误差(横轴垂直于竖轴横轴垂直于竖轴, ,i i角,盘左、盘右取平均可消除)角,盘左、盘右取平均可消除)3 3、度盘偏心差(、度盘偏心差(照准部旋转中心与水平度盘分划中照准部旋转中心与水平度盘分划中 心不重合心不重合,盘,盘 左、盘右取平均可消除)左、盘右取平均可消除) 4 4、度盘刻划误差(度盘刻划不均匀,测回间变换度盘可减弱)、度盘刻划误差(度盘刻划不均匀,测回间变换度盘可减弱)5 5、竖轴倾斜误差(盘左、盘右取平均不可消除,精确整平减弱)竖轴倾斜误差(盘左、盘右取平均不可消除,精确整平减弱)三轴误差三轴误差(1.视准轴误差、视准轴误差、2.横轴误差、横轴误差、3.竖轴误差
9、竖轴误差)数字数字地形测量学地形测量学Cxxcc , 0, 竖竖角角cosCxc仪器的视准轴不与横轴垂直所产生的误差称为视准轴误差。仪器的视准轴不与横轴垂直所产生的误差称为视准轴误差。数字数字地形测量学地形测量学 视准轴误差视准轴误差 产生视准轴误差的主要原因有:产生视准轴误差的主要原因有: 十字丝分划板安置不正确;十字丝分划板安置不正确; 调焦透镜运行时晃动;调焦透镜运行时晃动; 气温变化引起仪器部件的气温变化引起仪器部件的 胀缩,特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化。胀缩,特别是仪器受热不均匀使视准轴位置变化。 规定:盘左时视准轴物镜端向左偏斜时,规定:盘左时视准轴物镜端向左偏斜时,c 为
10、正,为正, 向右偏斜时,向右偏斜时,c 为负。为负。)(21)(21RLRLAxRRxLLcc 盘盘右右:盘盘左左:数字数字地形测量学地形测量学 横轴倾斜误差横轴倾斜误差 仪器的横轴与竖轴不垂直,所产生的误差称为横轴倾斜误差仪器的横轴与竖轴不垂直,所产生的误差称为横轴倾斜误差tan ixi0, 0, iixx 竖竖角角数字数字地形测量学地形测量学 横轴倾斜误差横轴倾斜误差 产生原因:产生原因: 仪器支架两端不等高仪器支架两端不等高, 横轴两端轴径不相等横轴两端轴径不相等。 规定:规定: 盘左时横轴左端低于另一端时,盘左时横轴左端低于另一端时, i 为正,为正, 高于另一端时,高于另一端时, i
11、 为负。为负。 )(21)(21RLRLAxRRxLLcc 盘盘右右:盘盘左左:数字数字地形测量学地形测量学 视准轴误差和横轴倾斜误差同时存在时视准轴误差和横轴倾斜误差同时存在时: 盘左时视准轴误差和横轴倾斜误差对水平方向读数的影响为盘左时视准轴误差和横轴倾斜误差对水平方向读数的影响为xc 和和 xi ,盘左和盘右观测时,正确的水平度盘读数为,盘左和盘右观测时,正确的水平度盘读数为L和和 R , 而有视准轴误差和横轴倾斜误差时的实际读数为而有视准轴误差和横轴倾斜误差时的实际读数为L和和R,则则:cixxLLcixxRRtancos2)(2180icxxRLic)(21RLA即:取盘左、盘右读数
12、即:取盘左、盘右读数的平均值的平均值 可消除视准可消除视准轴、横轴倾斜误差对水轴、横轴倾斜误差对水平方向读数的影响。平方向读数的影响。数字数字地形测量学地形测量学若横轴位于O1O2,则无论V有多大,它也始终保持水平。除此以外,横轴在平面P上的任何位置均将产生不同大小的倾斜,其中以垂直于O1O2的ON位置的倾斜角最大,并等于竖轴的倾斜角V。竖轴倾斜误差竖轴倾斜误差若视准轴与横轴正交,横轴垂直于竖轴,竖轴与照准部水准管轴垂直,由于仪器未严格整平而使竖轴不在竖直位置,竖轴偏离铅垂线一微小角度,这就是竖轴倾斜误差。RORRiVsintancoscosVxViVV 由于盘左、盘右照准同一目标时的由于盘左
13、、盘右照准同一目标时的相同,则相同,则xv的符号不变,故盘左盘右的符号不变,故盘左盘右的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。的平均值不能消除竖轴倾斜误差对水平方向的影响。数字数字地形测量学地形测量学 仪器对中误差仪器对中误差 测站偏心测站偏心21 sin11eD sin22eD2121sinsinDDe数字数字地形测量学地形测量学 目标偏心误差目标偏心误差 观测标志对中误差观测标志对中误差)(121111sinse2222sinse11122212sinsinsese数字数字地形测量学地形测量学二、观测误差二、观测误差1、仪器对中误差仪器对中误差(与偏心距成正比,与视线边长成反比,当水
14、平角接近(与偏心距成正比,与视线边长成反比,当水平角接近 180时影响最大;精确对中可减弱)时影响最大;精确对中可减弱)2、目标偏心差目标偏心差 (与偏心距成正比,与视线边长成反比;瞄准目标底部(与偏心距成正比,与视线边长成反比;瞄准目标底部 可减弱)可减弱)3、仪器整平误差仪器整平误差(精确整平,一测回内气泡偏离不能超过(精确整平,一测回内气泡偏离不能超过2格,否则,测格,否则,测 回间重新整平回间重新整平 )4、照准误差照准误差 (消除视差,精确瞄准)(消除视差,精确瞄准)5、读数误差读数误差 (消除视差,认真读数)(消除视差,认真读数)数字数字地形测量学地形测量学三、外界条件的影响三、外
15、界条件的影响 外界条件的影响比较复杂,应选择有利的观 测条件,尽量避免不利因素对测量的影响。 1、温度的影响(打伞遮阳) 2、大气折光的影响(选择良好的天气观测) 数字数字地形测量学地形测量学1.仪器高度要和观测者的身高相适应;仪器高度要和观测者的身高相适应;三脚架要踩三脚架要踩 实实,仪器与脚仪器与脚 架连接要牢固,架连接要牢固,操作仪器时不要用手扶三操作仪器时不要用手扶三脚架脚架;转动照准部和;转动照准部和 望远镜之前,应先松开制动螺望远镜之前,应先松开制动螺旋,旋,使用各种螺旋时用力要轻使用各种螺旋时用力要轻。2.精确对中,特别是对精确对中,特别是对短边测角,对中要求应更严格短边测角,对
16、中要求应更严格。3.当观测目标间高低相差较大时,更应注意仪器整平。当观测目标间高低相差较大时,更应注意仪器整平。4.照准标志要竖直,尽可能用十字丝交点瞄准标杆或照准标志要竖直,尽可能用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。测钎底部。数字数字地形测量学地形测量学 消除减少误差方法消除减少误差方法: 1)认真安置仪器,对中准确。认真安置仪器,对中准确。 2)多测回测量。多测回测量。 3)盘左盘右观测。盘左盘右观测。 4)精确整平仪器。一测回不平重测。精确整平仪器。一测回不平重测。 5)看清目标,瞄准准确。看清目标,瞄准准确。 6)认真读数。认真读数。 7)好天气,避烈日。好天气,避烈日。 8)认真检查。认
17、真检查。 9)认真设点位,目标好。认真设点位,目标好。数字数字地形测量学地形测量学数字数字地形测量学地形测量学1垂直角的概念垂直角的概念 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,又称倾角,用倾角,用表示。其角值范围为表示。其角值范围为090。 视线在水平线的上方,垂直角为仰角,符号为正(视线在水平线的上方,垂直角为仰角,符号为正(+);); 视线在水平线的下方,垂直角为俯角,符号为负(视线在水平线的下方,垂直角为俯角,符号为负()。)。)。)。+B高度角高度角:目标方目标方向和水平方向在向和水平方向在同一竖直面内所同一
18、竖直面内所构成的角度构成的角度。)9090( 数字数字地形测量学地形测量学AB 2、天顶距天顶距 目标方向和天顶方向在同一竖直面内所构成的角度目标方向和天顶方向在同一竖直面内所构成的角度。z)1800( z天顶距和高度角统称为竖角。但竖角一般意义是指高天顶距和高度角统称为竖角。但竖角一般意义是指高度角,有的资料称为垂直角度角,有的资料称为垂直角。数字数字地形测量学地形测量学3、垂直角测量原理、垂直角测量原理 同水平角一样,垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之同水平角一样,垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读差。望远镜瞄准目标的视线与水
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