大学精品课件：测量教案3章-角度测量.ppt

1、角度类型水平角，竖直角 角度测量测量地面点连线的水平角；视线 方向与水平面的竖直角 仪器经纬仪，全站仪 水平角测量求算点的平面位置 竖直角测量测定高差;也可以化算为水平 距离 第3章 角度测量 3.1 角度测量原理 (1) 水平角测量原理水平角测量原理 地面一点与两目标点连 线在水平面上的投影的夹角。 或过B 、C两点铅垂面与 过B 、A两点铅垂面两面角。 方法：B点水平安置刻度 圆盘(顺时针注记)。若测出 BA方向的度盘读数 a；BC方 向的度盘读数 c。则水平角 =ca (2) 竖直角测量原理竖直角测量原理 竖直面内，视线与水平线的夹角 视线在水平线上仰角，竖直角0 视线在水平线下俯角，竖

2、直角2格，重新整平与对中仪器，重新观测 3.5 竖直角测量方法竖直角测量方法 (1) 竖直角的用途竖直角的用途 包括倾斜距离化算为水平距离；计算三角高程 1) 倾斜距离化算为水平距离倾斜距离化算为水平距离的一般公式 D=Scos 2) 三角高程一般计算三角高程一般计算 地形高低起伏、两点间高差较大时不便于水准测量用三角高 程测量测定两点间平距或斜距及竖直角光电测距三角高程测量经 纬仪三角高程测量前者可代替四等水准测量后者山区图根高程控 制 hAB=Ssin+i-v HB=HA+hAB 3）高差测量严 密计算 三角高程测量严密计算公式三角高程测量严密计算公式 一般公式hAB=Ssin+iv； D

3、=Scos 没有考虑地球曲率和大气折光影响 只适用于两点相距200m的三角高程计算 地球曲率改正数(球差) R=6371km 地表大气层受重力影响 低层空气密度高层空气密度 视线穿过密度不均匀介质时，形成上凸曲线 视线切线方向向上抬高，测得竖直角偏大 大气垂直折光视线半径R/k的圆曲线 k大气垂直折光系数 大气垂直折光改正(气差) 球差改正与气差改正之和 f两差改正 k0.080.14间，f0 k随地区、气候、季节、地面覆盖物 视线超出地面高度不同而变化 人们还不能精确地测定它的数值 一般取k=0.14计算两差改正f 考虑两差改正f 的三角高程测量公式 平距D计算高差hAB=Dtan+iv+f

4、 斜距S计算高差hAB=Ssin+iv+f 折光系数k不能精确测定，使两差改正f带有误差 距离D越长，误差越大 为减少两差改正数 f，城市测量规范规定 代替四等水准的光电测距三角高程，其边长1km 减小两差改正误差的另一个方法 在A，B两点同时进行对向观测，两点k值相同 两差改正f 也相等，往返测高差分别为 hAB=DtanA+iAvB+f hBA=DtanB+iBvA+f 取往返测高差的平均值 可抵消掉 f 的影响 2005年珠峰高程复测原理 第一阶段 海拔5600米之前水准测量法 从拉孜(位于西藏自治区西南部,为此次测量起点) 到5600米的珠峰半山坡使用精密水准测量 路线长为500km，

5、每天测量4公里 3月开始从拉孜出发的陕西测绘队 应在6月15日前测完全程500km路段 精密水准测量工作 第二阶段： 海拔5600米以后6点联测确保精度 从5600米起使用觇标、GPS、雪深雷达 综合测量峰顶高度 测量人员将直接进行珠峰山顶测量 测量人员在观测点，用三角高程测量原理 观测登山队员竖立在珠峰顶上的觇标 测量距离、竖直角 计算最终得出珠峰山体高度 为提高测量精度，珠峰脚下布设6个观测点 观测队员进行6点联测 (2) 竖盘构造竖盘构造 竖盘固定于望远镜横轴一端并与望远镜连在一起 竖盘随望远镜一起绕横轴旋转，竖盘面横轴 竖盘读数指标与竖盘指标管水准器连在一起 望远镜置于盘左，竖盘指标管

6、水准气泡居中时 竖盘读数应=90 (3) 竖直角计算竖直角计算 盘左竖直角：L=90L 盘右竖直角：R=R 270 (4) 竖盘指标差竖盘指标差 竖盘指标差望远镜视准轴水平 竖盘读数相对于正确值(90(盘左)或270(盘右) 角度的偏差x (偏向物镜端时，x0) 盘左竖直角=90xL= L x，(左加) 盘右竖直角=R (270x)= R x ，(右减) 指标差x =(R L )/2 左右取平均=(L R )/2，抵消竖盘指标差 竖直角观测手簿与计算 盘左竖直角L=90L 盘右竖直角R=R 270 指标差x =(R L )/2 盘左盘右取平均=(L R )/2 ( (6 6) ) 竖盘指标自动

7、归零补偿器竖盘指标自动归零补偿器 竖盘光路中安装补偿器，代替竖盘指标管水准器 竖轴偏离铅垂线的角度在一定范围内时 通过补偿器能读到 相当于竖盘指标管水准气泡居中时的读数 3.6 经纬仪的检验和校正经纬仪的检验和校正 (1) 经纬仪的轴线及其应满足的关系经纬仪的轴线及其应满足的关系 视准轴CC 横轴HH 管水准器轴LL 竖轴VV 轴线应满足的关系 LLVV 十字丝竖丝HH CCHH HHVV 竖盘指标差x=0 光学对中器视准轴与竖轴重合 经纬仪的轴线 (2) 经纬仪的检验与校正经纬仪的检验与校正 LLVV的检验与校正的检验与校正 检验：检验：圆水准气泡居中，初平仪器 管水准器轴一对脚螺旋，居中气

8、泡 照准部旋转180，气泡居中，则 LLVV 校正校正校正针拨动管水准器一端校正螺丝 使气泡向中央移动偏距的一半 余下一半旋转与管水准器轴的一对脚螺旋完成 十字丝竖丝十字丝竖丝HH的检验与校正的检验与校正 检验检验十字丝交点精确瞄准远处目标P 旋转水平微动螺旋 点左、右移动轨迹偏离十字丝横丝时要校正 校正卸下十字丝分划板护罩，松开4个压环螺丝 缓慢转动十字丝组，直到照准部水平微动时 P点始终在横丝上移动为止，最后旋紧4个压环螺丝 CCHH的检验与校正的检验与校正 检验检验平坦场地，选相距约100m的 A，B两点 仪器安置于A，B连线中点 A点设置与仪器等高的标志 B点设置与仪器等高的水平标尺

9、，垂直于视线 OB 盘左瞄A点,固定照准部 纵转望远镜,瞄B尺读数B1 盘右瞄A点,固定照准部 纵转望远镜,瞄B尺读数B2 B1 B2需要校正 校正校正由B2点向B1点量B1B2/4长度定B3点，OB3HH 校正针拨动十字丝环左右一对校正螺丝 十字丝交点与B3点重合 完成校正后，应重复上述的检验操作 直至满足C20时，必须校正 检验检验高墙上固定清晰照准标志P 距墙面20m30m安置经纬仪 盘左瞄准P点，固定照准部 望远镜视准轴水平，墙面定出P1点 纵转望远镜,盘右瞄准P点 固定照准部 望远镜视准轴水平 墙面上定出P2点 横轴误差 校正校正打开仪器的支架护盖，调整偏心轴承环 抬高或降低横轴的一

10、端使i=0 需要在无尘的室内环境中 专用平行光管操作，用户不具备条件时 交专业维修人员校正 竖盘指标差竖盘指标差 x=0 的检验与校正的检验与校正 检验检验安置好仪器 盘左、盘右观测某清晰目标竖直角一测回， 计算指标差x 盘左竖直角L=90L 盘右竖直角R=R 270 指标差x =(R L )/2 校正校正消除指标差的盘右竖盘正确读数为Rx 旋转竖盘指标管水准器微动螺旋，使竖盘读数为Rx 此时，竖盘指标管水准气泡必然不再居中 用校正针拨动竖盘指标管水准器校正螺丝 使气泡居中，该校正需反复进行 光学对中器视准轴与竖轴重合的检验与校正光学对中器视准轴与竖轴重合的检验与校正 检验检验地面上放置白纸，

11、白纸上画十字形标志 以标志点P为对中标志安置仪器，旋转照准部180 点像偏离对中器分划板中心到P时 对中器视准轴与竖轴不重合，需校正 校正校正在白纸上定出P与P点的中点O 转动对中器校正螺丝使对中器分划板中心对准O点 需要反复进行 3.7水平角测量的误差分析水平角测量的误差分析 仪器误差、对中与目标偏心误差、观测误差、外界环境 (1) 仪器误差仪器误差 1) 视准轴误差视准轴误差 视准轴误差视准轴CC不垂直于横轴HH的偏差C CC绕HH旋转一周扫出两个圆锥面 双盘位方向观测取平均消除视准轴误差影响 2) 横轴误差横轴误差 横轴误差i对水平角的影响(i)”与方向竖直角有关 双盘位方向观测取平均消

12、除横轴误差影响 3) 竖轴误差竖轴误差 竖轴VV偏离铅垂线的偏差竖轴误差 造成水平盘倾斜水平面角 盘左或盘右观测，倾斜方向相同 竖轴误差不能用双盘位观测取平均值消除 观测前应严格检校仪器 观测时保持照准部管水准气泡居中 观测过程中气泡偏离量应1格 否则应重新对中整平操作 4) 照准部偏心误差和分划不均匀误差 照准部旋转中心与水平盘分划中心 不重合产生测角误差 盘左盘右观测取平均可消除其影响 度盘最小分划间隔不相等产生测角误差 各测回零方向根据测回数n 按180/n变换水平度盘位置削弱该误差影响 (2) 对中误差与目标偏心误差 1) 对中误差 对中点B偏离测点标志B距离e 对水平角观测的影响为=

13、1+2 =180，=90，取得最大值 e =3mm，D=100m， =12.4 2) 目标偏心误差 照准点目标与地面标志中心不在同一铅垂线上（测钎 或占牌不竖直） 偏差e1对水平角观测的影响为 1=90时，取得最大值 与瞄准方向垂直的目标偏心e1 对水平方向观测的影响最大 (3) 观测误差 1) 瞄准误差 人眼可分辨的两个点最小视角为60 使用放大倍数为V的望远镜观测时 最小分辨视角可减小V倍 mV=60/V DJ6经纬仪V =26， mV=60/26= 2.3 2) 读数误差 使用测微尺的DJ6级光学经纬仪 读数误差为测微尺最小分划1的1/106 (4) 外界环境的影响 松软土壤和风力影响仪

14、器稳定 日晒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 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 布设测量点位时，注意避开松软的土壤和建、构筑物 经纬仪实习要求（共5个） 1，经纬仪的认识和检验 重点在熟悉经纬仪的构造及操作方法，检验只做前四个 条件的检查，并且后两个作为选作内容。 2，测回法测量水平角 按测回法原理，选择某一固定点为基准点O，进行相 应的对中整平（光学对中法：粗精对中；粗精整平； 再次精对中；检查是否精平），然后选择A，B两个固 定点进行角AOB的观测（其中A点为零

15、方向点）。测 两个测回。上下半测回角值互差（42），两个测回 角值互差（24） 经纬仪实习要求（共5个） 3，方向法测量水平角 按方向法观测原理，选择某一固定点为基准点O， 进行相应的对中整平（光学对中法：粗精对中； 粗精整平；再次精对中；检查是否精平），然 后选择A，B，C三个固定点进行方向观测（其 中A点为零方向点）。基本要求是一个测回， 对时间较充裕的小组，增加一个测回。半测回 归零差 （18），两个测回角值互差（24） 经纬仪实习要求（共5个） 4，竖直角与视距三角高程测量 用 一 水 准 尺 作 为 参 照 目 标 ， 分 别 测 量 2.0m/2.2m/2.4m/2.6m四个不同位置的三 角高程结果，最后计算每次测量得到的高差， 以此高差作为衡量测量精度的标准。四次测量 的竖盘指标差互差小于25.四次测量结果高差 互差小于2cm时，取四次的平均值为测量结果。 进行往返观测，观测的往返测量高差互差小于 50mm。 经纬仪实习要求（共5个） 5，经纬仪法测图 测量五个选定点的相对位置，绘制五点的平面位 置关系。练习地形图的碎部测量方法。本次实 习对测量精度不做具体要求。试按平整为水平 场地计算平衡填挖土方量，计算设计高程和填 挖土方量。