角度测量误差课件.ppt
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1、第三章 角度测量教学要点 (1)水平角和垂直角的测量原理;)水平角和垂直角的测量原理; (2)经纬仪的等级、有关参数,经纬仪的构造;)经纬仪的等级、有关参数,经纬仪的构造; (3)水平角的测量方法;)水平角的测量方法; (4)竖直度盘和垂直角的测量及计算方法;)竖直度盘和垂直角的测量及计算方法; (5)经纬仪的检验与校正;)经纬仪的检验与校正; (6)角度测量误差;)角度测量误差; (7)电子经纬仪简介。)电子经纬仪简介。一、教学内容一、教学内容 二、重点和难点二、重点和难点 重点重点 水平角的测量方法和垂直角的测量及计算方法;水平角的测量方法和垂直角的测量及计算方法; 难点难点 经纬仪的检验
2、与校正。经纬仪的检验与校正。 三、教学要求三、教学要求 (1)了解经纬仪的等级、有关参数,经纬仪的检验)了解经纬仪的等级、有关参数,经纬仪的检验与校正,电子经纬仪;与校正,电子经纬仪; (2)掌握水平角和垂直角的测量原理,经纬仪的构)掌握水平角和垂直角的测量原理,经纬仪的构造,水平角的测量方法,垂直角的测量及计算方法。造,水平角的测量方法,垂直角的测量及计算方法。四、教学方法四、教学方法仪器构造及使用采用实物加演示的教学方法,其它采仪器构造及使用采用实物加演示的教学方法,其它采用多媒体课件教学。用多媒体课件教学。五、思考题与习题五、思考题与习题 1何谓水平角?若某测站点与两个不同高何谓水平角?
3、若某测站点与两个不同高度的目标点位于同一铅垂面内,那么其构度的目标点位于同一铅垂面内,那么其构成的水平角是多少?成的水平角是多少? 2观测水平角时,对中、整平的目的是什观测水平角时,对中、整平的目的是什么?么? 3观测水平角时,若测三个测回,各测回观测水平角时,若测三个测回,各测回盘左起始方向水平度盘读数应安置为多少?盘左起始方向水平度盘读数应安置为多少? 4试述具有度盘变换手轮装置的经纬仪,试述具有度盘变换手轮装置的经纬仪,将水平度盘安置为将水平度盘安置为00000的操作方法。的操作方法。五、思考题与习题五、思考题与习题 5整理表整理表1测回法观测记录。测回法观测记录。表表1 测回法观测手簿
4、测回法观测手簿测站测站竖竖盘盘位位置置目目标标水平度盘读数水平度盘读数半测回角值半测回角值一测回角值一测回角值各测回平均值各测回平均值备注备注 第一测第一测回回O左左A0 01 00B88 20 48右右A180 01 30B268 21 12第二测第二测回回O左左A90 00 06B178 19 36右右A270 00 36B358 20 00五、思考题与习题五、思考题与习题 7完成表完成表3的计算(盘左视线水平时指标的计算(盘左视线水平时指标读数为读数为90,仰起望远镜读数减小)。,仰起望远镜读数减小)。测站测站目目标标竖盘位竖盘位置置竖盘读数竖盘读数半测回竖角半测回竖角指标差指标差一测回
5、竖角一测回竖角备注备注OA左左78 18 24右右281 42 00B左左91 32 42右右268 27 30表表3 垂直角观测手簿垂直角观测手簿五、思考题与习题五、思考题与习题 8何谓竖盘指标差?观测垂直角时如何消除竖何谓竖盘指标差?观测垂直角时如何消除竖盘指标差的影响?盘指标差的影响? 9经纬仪有那几条主要轴线?各轴线间应满足经纬仪有那几条主要轴线?各轴线间应满足怎样的几何关系?怎样的几何关系? 10测量水平角时,采用盘左盘右可消除哪些误测量水平角时,采用盘左盘右可消除哪些误差?能否消除仪器竖轴倾斜引起的误差?差?能否消除仪器竖轴倾斜引起的误差? 11测量水平角时,当测站点与目标点较近时
6、,测量水平角时,当测站点与目标点较近时,更要注意仪器的对中误差和瞄准误差对吗?为什更要注意仪器的对中误差和瞄准误差对吗?为什么?么?1 1 水平角水平角测测量原理量原理 5 5 垂直角的垂直角的测测量方法量方法 2 2 光光学经纬仪学经纬仪的的构构造造 6 6 经纬仪经纬仪的的检验与检验与校正校正 3 3 经纬仪经纬仪的使用的使用 7 7 角度角度测测量量误误差差与与注意事注意事项项 4 4 水平角的水平角的测测量方法量方法 8 8 电电子子经纬仪简经纬仪简介介 章章节节一、水平角的概念一、水平角的概念相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角,相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投
7、影所形成的夹角,称为水平角。水平角一般用称为水平角。水平角一般用表示,角值范围为表示,角值范围为0 0360360。 第一节第一节 水平角测量原理水平角测量原理 BAOO1A1B1(左)(右)O0270ba水平面(H)图3-1 水平角测量原理如图如图3-1所示,所示,A、O、B是地面上任意三个点,是地面上任意三个点,OA和和OB两条方向线所夹的水平两条方向线所夹的水平角,即为角,即为OA和和OB垂直投影在水平面垂直投影在水平面H上的投影上的投影O1A1和和O1B1所构成的夹角所构成的夹角。二、水平角测角原理二、水平角测角原理 如图如图3-1所示,可在所示,可在O点的上方任意高度处,水平点的上方
8、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;通过点的铅垂线上;通过OA和和OB各作一铅垂面,设各作一铅垂面,设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a和和b,则水平角则水平角的角值为:的角值为: =b-a (3-1) 用于测量水平角的仪器,必须具备一个能置于水用于测量水平角的仪器,必须具备一个能置于水平位置水平度盘,且水平度盘的中心位于水平角平位置水平度盘,且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。仪器上的望远镜不仅可以在水顶点的铅垂线上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动,而且还能在竖
9、直面内转动。经纬仪平面内转动,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。就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。一、一、 DJ6经纬仪的构造经纬仪的构造 第二节第二节 光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 照准部照准部( (水平水平) )制动、微动制动、微动望远镜望远镜( (竖直竖直) )制动、微动制动、微动圆水准器圆水准器水准管水准管望远镜望远镜 目镜调焦,物镜调焦,目镜调焦,物镜调焦, 粗瞄准器,十字丝粗瞄准器,十字丝读数显微镜读数显微镜竖直度盘竖直度盘光学对点器光学对点器复测扳手或度盘变换器复测扳手或度盘变换器 望远镜十字丝望远镜十字丝水平度盘由光学玻璃制成水平度
10、盘由光学玻璃制成 顺时针顺时针0 0 360360刻度;刻度; 水平度盘与照准部相互脱离;水平度盘与照准部相互脱离; 改变度盘位置,要使用度盘变换手轮或复改变度盘位置,要使用度盘变换手轮或复测测 扳手。扳手。090180270090180270脚螺旋用于整平仪器脚螺旋用于整平仪器二、二、J6经纬仪读数方法经纬仪读数方法水平度盘读数:水平度盘读数: 737304042424017373(1 1)分微尺的分划值为)分微尺的分划值为1 1,估读到,估读到 0.10.1(6)(6)。(2 2)“H”H”水平度盘水平度盘读数,读数, “ “V”V”竖直竖直度盘读数。度盘读数。 三、三、J2光学经纬仪的构
11、造光学经纬仪的构造 如图与如图与J6J6相比,增加了:相比,增加了:1 1、测微轮、测微轮读数时,对径分划线影像符合。读数时,对径分划线影像符合。2 2、换像手轮、换像手轮水平读数和竖直读数间的互换。水平读数和竖直读数间的互换。3 3、竖直读盘反光镜、竖直读盘反光镜竖直读数时反光。竖直读数时反光。测微轮测微轮换像手轮换像手轮竖直读盘竖直读盘反光镜反光镜四、四、DJ2的读数方法的读数方法一般采用对径重合读数法一般采用对径重合读数法转动测微轮,使上下转动测微轮,使上下分划线精确重合后读数。分划线精确重合后读数。 精度较高,常用于国家三、四等三角测量和精密工程测量。1、垂球垂球(plumb bob)
12、法法(1 1)脚架头上移动仪器进行对中。)脚架头上移动仪器进行对中。(2 2)旋转脚螺旋进行整平。)旋转脚螺旋进行整平。(3 3)反复()反复(1 1)、()、(2 2)两步。)两步。B内容及要求: 对中 (centering) 3mm 整平(leveling) 1格BCA第三节第三节 经纬仪的使用经纬仪的使用 一、安置仪器一、安置仪器 2、光学对中器法(边讲边现场示范)(1)大致水平大致对中)大致水平大致对中眼睛看着对中器,眼睛看着对中器,拖动拖动三脚架两个脚三脚架两个脚, ,使仪器使仪器大致对中大致对中, ,并保持并保持“架头架头”大致水平大致水平。(2)伸缩脚架粗平)伸缩脚架粗平 根据气
13、泡位置,伸缩三脚架两个脚,使圆水根据气泡位置,伸缩三脚架两个脚,使圆水准气泡居中。准气泡居中。 (3)脚螺旋精平左手大拇指法则气泡居中,气泡居中,1、2等高等高123气泡居中,气泡居中,3与与1、2等高等高1231 1)转动仪器,使水准管与脚螺旋)转动仪器,使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线连线平行平行。2 2)根据气泡位置运用法则,对向旋转脚螺旋)根据气泡位置运用法则,对向旋转脚螺旋1 1、2 2 。3 3)转动仪器)转动仪器90900 0,运用法则,旋转脚螺旋,运用法则,旋转脚螺旋3 3 。气泡居中,气泡居中,1、2等高等高123气泡居中,气泡居中,3与与1、2等高等高123(4)架头上移
14、动仪器,精确对)架头上移动仪器,精确对 (5)脚螺旋精平脚螺旋精平 (6) 反复(反复(4)、()、(5)两步。)两步。 经纬仪的瞄准步骤步骤:粗瞄粗瞄制动制动调焦调焦微动精瞄。微动精瞄。( (示范示范) )注意:注意:瞄准时,尽量瞄准目标下部。瞄准时,尽量瞄准目标下部。 三、读数三、读数 (1)打开反光镜,调节反光镜镜面位置,使读)打开反光镜,调节反光镜镜面位置,使读数窗亮度适中。数窗亮度适中。(2)转动读数显微镜目镜对光螺旋,使度盘、)转动读数显微镜目镜对光螺旋,使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。测微尺及指标线的影像清晰。(3)根据仪器的读数设备,按前述的经纬仪读)根据仪器的读数设备,按前
15、述的经纬仪读数方法进行读数。数方法进行读数。第四节第四节 水平角的测量方法水平角的测量方法 1.测回法测回法2.方向观测法方向观测法任务:测回法测量水平角 知识目标: 测回法操作步骤;测回法操作步骤; 测回法表格计算方法。测回法表格计算方法。 能力目标: 测回法测量水平角的原理与仪器操作;测回法测量水平角的原理与仪器操作; 测回法测量水平角的实施及成果整理,精度符测回法测量水平角的实施及成果整理,精度符合要求。;合要求。; 3、计算公式c水平面acABC0a水平度盘水平度盘 = =右右( (终终) )边边c-c-左左( (始始) )边边a a当当c ca a时时 = c a = c a 当当c
16、a ca 时时 = c+360= c+3600 0 a a 两个基本概念:盘左盘左盘右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测回法1、适用:、适用:2 2个方向的单角(个方向的单角(AOBAOB)2、步骤、步骤:(边讲边操作示范)(边讲边操作示范)(1 1)盘左瞄准左边)盘左瞄准左边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 1测站测站ABOa1b1(3)倒镜成盘右,瞄准右边
17、)倒镜成盘右,瞄准右边B,读取,读取b2。(4)逆时针旋转瞄准左边)逆时针旋转瞄准左边A,读取,读取a2。 则下半测回角值则下半测回角值:2 2= = b2- -a2 2测站测站ABOa2b2(5)计算角值)计算角值 若:若:1 1-2 24040(图根级)(图根级)则有:则有: = = (1 1+2 2)/2/2经纬仪测回法录像经纬仪测回法录像3、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
18、回角值角值 示示 意意 图图u测回法小结测回法小结:u度盘配置方法度盘配置方法: 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的差值来配的差值来配置度盘。置度盘。( (举例举例) )ABBA左边盘右右边右边盘左左边逆时针倒镜顺时针 任务:方向观测法测量水平角 知识目标: 方向观测法操作步骤;方向观测法操作步骤; 方向观测法表格计算方法。方向观测法表格计算方法。 能力目标: 方向观测法测量水平角的原理与仪器操作;方向观测法测量水平角的原理与仪器操作; 方向观测法测量水平角的实施及成果整理,精方向观测法测量水平角的实施及成果整理,精度符合要求。;度符合要求。; 方向观
19、测法1适用:适用:在一个测站上需要观测两个以上方向。在一个测站上需要观测两个以上方向。2步骤:步骤:(有四个观测方向)(有四个观测方向)ABOCD盘盘左左零方向零方向(2)下半测回倒镜成盘右,逆时倒镜成盘右,逆时针依次观测针依次观测A A,D D,C C,B B,A A。同理各测回间按同理各测回间按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(学生操作并剖析)(学生操作并剖析)3计算、记录(1)半测回归零差)半测回归零差: J2 12 ;J6 18 。 (2)2C值(两倍照准误差)值(两倍照准误差): 2C=盘左读数(盘右读数盘左读
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