4经纬仪测量1

现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.1 水平角测量原理水平角测量原理4.2 DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪4.3 水平角观测水平角观测4.4 竖直角观测竖直角观测4.5 三角高程测量三角高程测量4.6 视距测量视距测量4.7 全站仪简介全站仪简介现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l 角度测量是测量工作的基本内容之一，它包括角度测量是测量工作的基本内容之一，它包括水平角测量水平角测量和和垂直角测量垂直角测量。水平角测量用于求算。水平角测量用于求算点的平面坐标，垂直角测量用于测定点的高程。点的平面坐标，垂直角测量用于测定点的高程。角度测量中最常用的仪器就是光学经纬仪角度测量中最常用的仪器就是光学经纬仪。4-1 4-1 水平角测量原理水平角测量原理 所谓所谓水平角水平角，是指空间两直线的夹角在水平面上，是指空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影的垂直投影。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量地面上一点到两目标点的方向线所夹的水平角，就是过这两方向线所作两竖直面间的二面角 如图，如图，从从C C点观测点观测A、B的水平角在的水平角在Q面上垂直投面上垂直投影所成的影所成的 所谓所谓水平角水平角，是指空间两直线的夹角在水平面上，是指空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影的垂直投影。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量过C点的铅垂线上任意点放置一个有刻度的水平圆盘，其中心位于过C点的铅垂线上。过CA和CB各作一个铅垂面，其与水平圆盘交线读数为a和b现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量所以，所求水平角所以，所求水平角为：为：b b-a a根据这一原理设计的经纬仪要求：根据这一原理设计的经纬仪要求：A：有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标：有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标B：观测水平角时，水平圆盘：观测水平角时，水平圆盘(刻度盘刻度盘)中心应安中心应安放在过测站点的铅垂线上放在过测站点的铅垂线上C：必须有一个瞄准目标用的望远镜，当望远：必须有一个瞄准目标用的望远镜，当望远镜高低变化时，其视准轴应能划出一个铅垂面镜高低变化时，其视准轴应能划出一个铅垂面现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2 4.2 DJ6DJ6级光学经纬仪级光学经纬仪光学经纬仪优点光学经纬仪优点：体积小、重量轻、密封性好、精度高：体积小、重量轻、密封性好、精度高等。等。精密度分三级精密度分三级：11级、级、22级和级和66级，前两种属精密仪级，前两种属精密仪器，后一种属中等精度仪器，是工程测量中常用的一器，后一种属中等精度仪器，是工程测量中常用的一种种。国产经纬仪编制的标准国产经纬仪编制的标准：DJ07DJ07、DJ1DJ1、DJ2DJ2、DJ6DJ6、DJ15DJ15和和DJ60DJ60等级别等级别。其中其中D D和和J J分别表示分别表示“大地测量大地测量”和和“经纬仪经纬仪”两个词汉两个词汉语拼音的第一个字母，后面的数字表示该仪器所能达语拼音的第一个字母，后面的数字表示该仪器所能达到的精度指标。到的精度指标。DJ6DJ6级光学经纬仪属级光学经纬仪属66级仪器级仪器。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量北京光学仪器厂生产的北京光学仪器厂生产的DJ6DJ6级级方向光学经纬仪。（如右图）方向光学经纬仪。（如右图）现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量1-1-望远镜制动螺旋望远镜制动螺旋 2-2-望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋 3-3-物镜物镜 4-4-物镜调焦螺旋物镜调焦螺旋 5-5-目镜目镜 6-6-目镜调焦螺旋目镜调焦螺旋 7-7-光学瞄准器光学瞄准器 8-8-度盘读数显微镜度盘读数显微镜 9-9-度盘读数显微镜调焦螺旋度盘读数显微镜调焦螺旋 10-10-照准部管水准器照准部管水准器 11-11-光光学对中器学对中器 12-12-度盘照明反光镜度盘照明反光镜 13-13-竖盘指标管水准器竖盘指标管水准器 14-14-竖盘指标管水准器观察反射镜竖盘指标管水准器观察反射镜 15-15-竖盘指标管水准器微动螺旋竖盘指标管水准器微动螺旋 16-16-水平方向制动螺旋水平方向制动螺旋 17-17-水平方向微动螺旋水平方向微动螺旋 18-18-水平度水平度盘变换螺旋与保护卡盘变换螺旋与保护卡 19-19-基座圆水准器基座圆水准器 20-20-基座基座 21-21-轴套固定螺旋轴套固定螺旋 22-22-脚螺旋脚螺旋现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2.1 4.2.1 光学经纬仪的构造光学经纬仪的构造 一般将光学经纬仪分解为一般将光学经纬仪分解为基座基座、水平度盘水平度盘和和照准部照准部三三部分。部分。(一一)照准部照准部 (1)(1)望远镜望远镜 作用作用：精确瞄准目标的。：精确瞄准目标的。它和水平轴连接在一起，而它和水平轴连接在一起，而水平轴则放在支架上，所以水平轴则放在支架上，所以经纬仪上的望远镜可以绕水经纬仪上的望远镜可以绕水平轴在竖直面内上下任意转平轴在竖直面内上下任意转动。动。为了控制望远镜上下移为了控制望远镜上下移动，设置了动，设置了望远镜制动扳钮望远镜制动扳钮和和望远镜微动螺旋望远镜微动螺旋。照准部照准部基座基座水平度盘水平度盘现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(2)(2)竖直度盘竖直度盘(竖盘竖盘)由光学玻璃制成由光学玻璃制成。作用作用：观测竖直角。观测竖直角。它和望远镜连成一体并随望远镜一起转动。它和望远镜连成一体并随望远镜一起转动。(3)(3)水准器水准器 照准部上有一个照准部上有一个水准管水准管和一个和一个圆水准器圆水准器。作用作用：圆水准器用作粗略整平仪器，水准管圆水准器用作粗略整平仪器，水准管用作精确整平仪器用作精确整平仪器。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 照准部的下部有一个能插在轴座内的照准部的下部有一个能插在轴座内的竖轴竖轴，整整个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。为个照准部可在轴座内任意地作水平方向的旋转。为了控制照准部的转动，照准部下部也装有水平制动了控制照准部的转动，照准部下部也装有水平制动扳钮和水平微动螺旋扳钮和水平微动螺旋。(二二)水平度盘水平度盘l 由光学玻璃制成。盘上有由光学玻璃制成。盘上有0-3600-360顺时针注记顺时针注记的分划线。的分划线。复测扳扭：扳下时，水平度盘与照准部可以一复测扳扭：扳下时，水平度盘与照准部可以一起转动。起转动。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(三三)基座基座 基座是仪器的底座，其上有脚螺旋和连接板。基座是仪器的底座，其上有脚螺旋和连接板。测量测量时必须将三脚架上的中心螺旋时必须将三脚架上的中心螺旋(连接螺旋连接螺旋)旋进连接板，旋进连接板，仪器和三脚架就连接在一起。仪器和三脚架就连接在一起。中心螺旋下端挂上垂球，即指示水平度盘的中心位中心螺旋下端挂上垂球，即指示水平度盘的中心位置。置。注意注意：把轴座固定螺旋和中心螺旋适当地旋紧：把轴座固定螺旋和中心螺旋适当地旋紧(并并应随时检查应随时检查)，以免发生摔坏仪器事故，以免发生摔坏仪器事故。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2.2 4.2.2 光学经纬仪的读数装置和读数方法光学经纬仪的读数装置和读数方法 (一一)单平板玻璃测微器及其读数方法单平板玻璃测微器及其读数方法 度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定。读读数数转动测微轮，转动测微轮，使度盘分划线使度盘分划线精确地平分双精确地平分双指标线指标线度数和整度数和整30数在度数在度盘上读出盘上读出分数和秒数在测分数和秒数在测微盘上读出微盘上读出测微盘每小测微盘每小格为格为20，约，约能估读到五能估读到五分之一格分之一格现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 (一一)单平板玻璃测微器及其读数方法单平板玻璃测微器及其读数方法 度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定度盘分划像的位移量可用测微盘的转动量测定。测微盘测微盘竖盘读数竖盘读数水平盘读数水平盘读数现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量J6光学经纬仪读数HzHzV VHzHz 21321312241224V？现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(二二)测微尺读数装置及其读数方法测微尺读数装置及其读数方法 采用测微尺读数装置。采用测微尺读数装置。度盘上每一格为度盘上每一格为1 1。测微尺的总长度等于度盘每格测微尺的总长度等于度盘每格(1(1)的宽度，而的宽度，而 测微尺分成测微尺分成6060个小格，故每一小格代表个小格，故每一小格代表11。读读数数以测微尺以测微尺的零分划的零分划线为起始线为起始线线度数在度盘度数在度盘上读出上读出不足不足1 1的的读数，在测读数，在测微尺上读出微尺上读出测微尺分成测微尺分成60个小格，每一个小格，每一小格代表小格代表1现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测微尺的总长度等于度盘每格测微尺的总长度等于度盘每格(1(1)的宽度，而测微尺分成的宽度，而测微尺分成6060个小格，故每一小格个小格，故每一小格代表代表11。水平盘读数水平盘读数竖盘读数竖盘读数现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.2.3 4.2.3 光学经纬仪应满足的几何条件光学经纬仪应满足的几何条件 一台完善的经纬一台完善的经纬仪，其各条轴线之间仪，其各条轴线之间应满足以下主要几何应满足以下主要几何条件，即条件，即三轴相互垂三轴相互垂直直条件：条件：水平度盘的水平度盘的水准管轴水准管轴(LL)(LL)应垂直应垂直于竖轴于竖轴(VV)(VV)；视准轴视准轴(CC)(CC)应垂直于水平轴应垂直于水平轴(HH)(HH)；水平轴水平轴(HH)(HH)应垂直于竖轴应垂直于竖轴(VV)(VV)。水准管轴水准管轴竖轴竖轴V视准轴视准轴水平轴水平轴现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4-3 如图如图,欲测欲测BABA、BCBC两方向间的水平角两方向间的水平角ABC,ABC,则则安置仪器于安置仪器于B B点点(该点称为测站点或测站该点称为测站点或测站)进行观进行观测。测。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.3.1 4.3.1 经纬仪的安置经纬仪的安置 经纬仪的安置，包括经纬仪的安置，包括对中对中和和整平整平两个内容。两个内容。1 1、对中、对中 目的：目的：是把仪器中心安置在测站点是把仪器中心安置在测站点O O的铅垂线上。的铅垂线上。做法：做法：lA A：先张开三脚架，挂上垂球：先张开三脚架，挂上垂球(垂球线打活结垂球线打活结)，将，将三脚架的一条腿插稳于三脚架的一条腿插稳于B B点附近的适当位置。点附近的适当位置。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量lB B：再用两手握住三脚架的另外两条腿移：再用两手握住三脚架的另外两条腿移动，使垂球尖大致对准动，使垂球尖大致对准B B点木桩上的小钉，并点木桩上的小钉，并使三脚架头大致放平，同时，将这两条腿也插使三脚架头大致放平，同时，将这两条腿也插稳。稳。l C C：然后安上仪器，拧上中心螺旋：然后安上仪器，拧上中心螺旋(暂不完暂不完全拧紧全拧紧)，适当移动基座使垂球尖精确对准，适当移动基座使垂球尖精确对准B B点。点。在一般的测量工作中，要求对中误差不应大于在一般的测量工作中，要求对中误差不应大于3mm3mm。l D D：最后将中心螺旋适当上紧，以防仪器从：最后将中心螺旋适当上紧，以防仪器从三脚架上摔下来。三脚架上摔下来。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 2 2、整平、整平 目的：目的：使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。做法：做法：l (1)(1)转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，进行仪器转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，进行仪器的初步整平。的初步整平。l (2)(2)转动照准部，使水平度盘上的水准管平行于转动照准部，使水平度盘上的水准管平行于任意两个脚螺旋的连线，按照左手拇指规则以相反方任意两个脚螺旋的连线，按照左手拇指规则以相反方向旋转两脚螺旋，使气泡居中向旋转两脚螺旋，使气泡居中(如图如图a a)。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (3)(3)再旋转照准部，使水准管转动再旋转照准部，使水准管转动9090，再旋，再旋转另一脚螺旋，使水准管气泡居中转另一脚螺旋，使水准管气泡居中(如图如图b)b)。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (4)(4)反复几次，直到水准管在两个位置气泡都反复几次，直到水准管在两个位置气泡都 居中为止。居中为止。一般要求气泡偏离中点不超过一格即可。一般要求气泡偏离中点不超过一格即可。有的光学经纬仪装有光学对中器，使对中比有的光学经纬仪装有光学对中器，使对中比较精确。与垂球相比，可使对中精度从较精确。与垂球相比，可使对中精度从3mm3mm提高到提高到0.5mm0.5mm。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量光学对中的方法光学对中的方法：A A：用上述方法将三脚架插紧；：用上述方法将三脚架插紧；B B：装上仪器用脚螺旋进行对中，再通过：装上仪器用脚螺旋进行对中，再通过升降三脚架使圆水准器气泡居中；升降三脚架使圆水准器气泡居中；现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 D：用仪器上的水准管及光学对中器，进行精确用仪器上的水准管及光学对中器，进行精确整平和对中整平和对中(这时因移动量已很小，可稍微转动脚这时因移动量已很小，可稍微转动脚螺旋，使水准管气泡居中螺旋，使水准管气泡居中)。C C：这时，仪器可能又不对中了，稍微松动：这时，仪器可能又不对中了，稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中。反复一、二次，直到在光学对中器目镜中见到反复一、二次，直到在光学对中器目镜中见到地面上的测站点在对中器的圆圈内为止。地面上的测站点在对中器的圆圈内为止。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.3.2 4.3.2 测回法测水平角测回法测水平角 l 水平角的观测方法，根据观测条件、精度要求水平角的观测方法，根据观测条件、精度要求和使用仪器的不同，分为和使用仪器的不同，分为测回法测回法、复测法复测法、全圆全圆测回法测回法和和方向观测法方向观测法。这里只介绍常用而简便的测回法。这里只介绍常用而简便的测回法。测回法：测回法：l (1)(1)在在A A、B B两目标点上立好标杆两目标点上立好标杆(测钎测钎)，将经纬，将经纬仪安置于测站点仪安置于测站点O O处。处。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (2)(2)盘左照准盘左照准(即正镜位置：观测时竖盘在望即正镜位置：观测时竖盘在望远镜的左边远镜的左边)，用望远镜大致瞄准，用望远镜大致瞄准A A点上的标杆；点上的标杆；然后，用微动螺旋使望远镜精确地瞄准然后，用微动螺旋使望远镜精确地瞄准A A点，读点，读取水平度盘读数取水平度盘读数a a。l (3)(3)松开水平制动扳钮，按顺时针方向转动松开水平制动扳钮，按顺时针方向转动照照 准部，用上述方法精确瞄准准部，用上述方法精确瞄准B B点，读取水平度点，读取水平度盘读数盘读数b b。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 望远镜视准轴从望远镜视准轴从OAOA方向转到方向转到OBOB方向时，指标线在水平度方向时，指标线在水平度盘上所走的角值盘上所走的角值，就是所要测量的水平角，得：，就是所要测量的水平角，得：左左=b ba a按上述程序测量水平角一次，称为半测回半测回。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得为了校核测量成果，消除仪器误差，以便得到更精确的角值，要用到更精确的角值，要用盘右位置盘右位置(又称倒镜位又称倒镜位置，即在观测时，竖盘在望远镜的右边置，即在观测时，竖盘在望远镜的右边)再观再观测一次，即测一次，即：l (4)(4)倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。这次，用望远镜先精确瞄准这次，用望远镜先精确瞄准B B点，读取水平度点，读取水平度盘读数盘读数b b。l (5)(5)松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照准部，用望远镜精确瞄准准部，用望远镜精确瞄准A A点，读取水平度盘点，读取水平度盘读数读数a a，则：，则：现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 右右=b=b2 2a a2 2按正镜先测的叫按正镜先测的叫上半测回上半测回，按倒镜后测的叫，按倒镜后测的叫下半下半测回测回，上、下两个半测回合在一起，称为，上、下两个半测回合在一起，称为一个测回一个测回。l 按按城市测量规范城市测量规范(下称下称规范规范)规定，当用规定，当用66级经纬仪观测时，如两个半测回所测水平角的角度级经纬仪观测时，如两个半测回所测水平角的角度差值不超过差值不超过4040时，可取其平均值作为时，可取其平均值作为角的观测结角的观测结果，如不符合要求，应重测。果，如不符合要求，应重测。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4-4 4-4 竖直角观测竖直角观测 4.4.1 4.4.1 竖直角测量原理竖直角测量原理 竖直角竖直角：同一竖直面内视线与水平线间的夹角。：同一竖直面内视线与水平线间的夹角。其角值为其角值为 0 09090。视线在水平线之上，竖直角为视线在水平线之上，竖直角为“正正”，称，称仰角仰角；视线在水平线之下，竖直角为；视线在水平线之下，竖直角为“负负”，称称俯角俯角。竖直角测量的角值是度盘上两个方向读数竖直角测量的角值是度盘上两个方向读数之差。之差。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 与水平角不同的是与水平角不同的是竖直角的两个方向中，必竖直角的两个方向中，必有一个是水平方向有一个是水平方向。在观测竖直角时，只观测目标点一个方向并在观测竖直角时，只观测目标点一个方向并读数就可算得该目标点的竖直角读数就可算得该目标点的竖直角。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4.4.24.4.2 竖盘装置的构造竖盘装置的构造竖盘装置构造竖盘装置构造竖直度盘（竖盘）竖直度盘（竖盘）指标水准管指标水准管指标水准管微动指标水准管微动螺旋螺旋 固定在望远镜旋转轴固定在望远镜旋转轴(横横轴轴)的一端，随望远镜一起的一端，随望远镜一起在竖直面内转动玻璃制成在竖直面内转动玻璃制成，刻划的注记有，刻划的注记有顺时针方顺时针方向和逆时针方向向和逆时针方向两种，一两种，一般为全圆式注记般为全圆式注记指标水准管气泡居中后，指指标水准管气泡居中后，指标即处于正确位置；此时，标即处于正确位置；此时，如望远镜视准轴水平，竖盘如望远镜视准轴水平，竖盘读数则应为读数则应为9090的整数倍的整数倍(即即0 0、9090、180180、270270中中的一个的一个)现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 作为竖盘读数用的的指标装置指标装置，和指标水和指标水准管、指标水准管微动螺旋连在一起的，准管、指标水准管微动螺旋连在一起的，它们不随望远镜一起转动它们不随望远镜一起转动。指标水准管。指标水准管气泡居中后，指标即处于正确位置。观气泡居中后，指标即处于正确位置。观测时，必须用竖盘指标微动螺旋，使指测时，必须用竖盘指标微动螺旋，使指标水准管气泡居中，然后才能读数。标水准管气泡居中，然后才能读数。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量竖盘刻画注记有顺时针方向竖盘刻画注记有顺时针方向(图图a)a)和逆时和逆时针方向针方向(图图b)b)现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l 竖盘指标自动归零装置竖盘指标自动归零装置(即即自动补偿自动补偿装置装置)。它取消了指标水准管和指标水准。它取消了指标水准管和指标水准管微动螺旋，而增加了一个补偿器。把管微动螺旋，而增加了一个补偿器。把仪器整平后就可以读得相当于指标处于仪器整平后就可以读得相当于指标处于正确位置的竖盘读数。正确位置的竖盘读数。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.4.3 4.4.3 竖直角的观测和计算竖直角的观测和计算 用盘左和盘右各观测一次，称为用盘左和盘右各观测一次，称为一个测回一个测回。这样。这样可以减小误差、提高观测精度。可以减小误差、提高观测精度。竖直角的观测和计算方法：竖直角的观测和计算方法：l (1)(1)安置经纬仪安置经纬仪，用，用盘左瞄准目标点盘左瞄准目标点B B，使十字丝，使十字丝横丝切于目标顶端（如图），转动竖盘指标水准管横丝切于目标顶端（如图），转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，进行读数进行读数。设盘左读数设盘左读数L L 记入竖直角观测记录手。记入竖直角观测记录手。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 十字丝横丝切于目标顶端十字丝横丝切于目标顶端现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 (2)(2)倒转望远镜倒转望远镜，用盘右位置再瞄准，用盘右位置再瞄准B B点，使竖点，使竖盘指标水准管气泡居中后，盘指标水准管气泡居中后，进行盘右读数进行盘右读数R R。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l (3)(3)计算竖直角计算竖直角。竖直角竖直角是观测目标是观测目标的读数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数的读数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数(即即0 0、9090、180180、270270)之差。但哪个是被之差。但哪个是被减数，哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来减数，哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来确定。确定。竖直角计算：竖直角计算：1 1）在观测之前，将望远镜大致放平，读取）在观测之前，将望远镜大致放平，读取竖盘读数。竖盘读数。2 2）然后将望远镜上仰：）然后将望远镜上仰：若读数增大，则竖直角等于瞄准目标若读数增大，则竖直角等于瞄准目标时的读数减去视线水平时的读数；时的读数减去视线水平时的读数；现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量若读数减小，则竖直角等于视线水平时的若读数减小，则竖直角等于视线水平时的 读数减去瞄准目标时的读数。读数减去瞄准目标时的读数。RLRLRLRL27090:27090:盘右：盘左：逆时针刻划盘右：盘左：顺时针刻划RLRLRLRL27090:27090:盘右：盘左：逆时针刻划盘右：盘左：顺时针刻划2)(RL如果在一个测站上观测多个方向的竖直角，则如果在一个测站上观测多个方向的竖直角，则在盘左顺时针依次照准各目标，而在盘右时，逆时在盘左顺时针依次照准各目标，而在盘右时，逆时针依次照准各目标，读数、记录方法同上针依次照准各目标，读数、记录方法同上。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.4.4 4.4.4 竖盘指标差竖盘指标差 上述竖直角的计算，基于假设：当竖盘指标水准上述竖直角的计算，基于假设：当竖盘指标水准管气泡居中时，指标应处于正确位置。此时，竖盘管气泡居中时，指标应处于正确位置。此时，竖盘读数应为读数应为9090或或270270。竖盘指标差（竖盘指标差（x x）：）：当竖盘指标水准管气泡居中当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向时，指标并不恰好指向9090或或270270，而与正确位置，而与正确位置相差一个小角度相差一个小角度x x。指标差产生的原因指标差产生的原因指标水准管未校正完善。指标水准管未校正完善。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量l以顺时针注记的竖盘为例以顺时针注记的竖盘为例当视准轴水当视准轴水平、指标水准管气泡居中时，由于指标差平、指标水准管气泡居中时，由于指标差x x的的存在，竖盘盘左读数为存在，竖盘盘左读数为9090 x x，则正确的竖，则正确的竖直角应为：直角应为：（9090 x)x)L=L=x x同样，盘右时正确的竖直角应为同样，盘右时正确的竖直角应为：（270 x)=x现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量用正倒镜观测取平均数可以消除竖盘指标的影响。用正倒镜观测取平均数可以消除竖盘指标的影响。将上两式相加并除以将上两式相加并除以2 2，得，得：=(）/2现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4-5 4-5 三角高程测量三角高程测量 三角高程测量三角高程测量：根据两点间的水平距离：根据两点间的水平距离(或或倾斜距离倾斜距离)和竖直角计算两点间的高差。和竖直角计算两点间的高差。已知已知A点高程为点高程为H，欲测定，欲测定B点点高程高程H。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 在在A A点安置经纬仪，在点安置经纬仪，在B B点竖立标杆，用望远点竖立标杆，用望远镜中丝瞄准标杆的顶点，测得竖直角镜中丝瞄准标杆的顶点，测得竖直角；量取量取经纬仪的经纬仪的水平轴到水平轴到A A点的高度点的高度，称为称为仪器高仪器高（i）；量取量取标杆顶部到标杆顶部到B B点的高度点的高度，称为称为觇觇杆高杆高（v）。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量ilvhtanvilhtanviLhsinvilHhHHAABtanRlf243.0fvilhtan距离大于300m时，考虑地球曲率和大气折光影响现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 三角高程测量一般应进行三角高程测量一般应进行往返观测往返观测（对向观测对向观测），由），由A A向向B B观测观测(直觇直觇)，由，由B B向向A A观测观测(反觇反觇)。对向观测作用对向观测作用：消除地球曲率和大：消除地球曲率和大气折光的影响。气折光的影响。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4-6 4-6 视距测量视距测量 视距测量视距测量：利用望远镜内的视距丝和视距尺：利用望远镜内的视距丝和视距尺,同时测同时测定两点间的水平距离和高差。定两点间的水平距离和高差。优点优点：操作简便、速度快、不受地形起伏的限制操作简便、速度快、不受地形起伏的限制等等。缺点缺点：精度低，一般仅能达到：精度低，一般仅能达到1/3001/300的精度。的精度。应用范围应用范围：能满足测定碎部点位置的精度要求，广泛应用：能满足测定碎部点位置的精度要求，广泛应用于于地形测量地形测量及其他及其他低精度距离测量中。低精度距离测量中。主要仪器和工具：主要仪器和工具：经纬仪和视距尺经纬仪和视距尺(或水准尺或水准尺)；视；视距尺的刻划与水准尺基本相同距尺的刻划与水准尺基本相同。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.6.1 4.6.1 视距测量原理视距测量原理 1 1、视线水平时的视距公式、视线水平时的视距公式如图，测定如图，测定A A、B B两点间的水平距离两点间的水平距离l l和高差和高差h h。在。在A A点安置点安置经纬仪，在经纬仪，在B B点立视距尺。使望远镜视线水平，瞄准点立视距尺。使望远镜视线水平，瞄准B B点视距点视距尺，视线与视距尺垂直。尺，视线与视距尺垂直。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量-仪器中心到物镜的距离；仪器中心到物镜的距离；f-f-物镜焦距；物镜焦距；l l-焦点焦点F F至视距尺距离；至视距尺距离；S S-上下两视距丝上下两视距丝m m、n n(即望远镜纵十字丝上的上下即望远镜纵十字丝上的上下两根短横刻划线两根短横刻划线)在视距尺上的尺间隔。在视距尺上的尺间隔。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量fllSCKSl100fCPfSlMFNnFmPfK 现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 2 2、视线倾斜时、视线倾斜时(如下图如下图)的视距公式的视距公式coscosSKLlSKLcosSS 2cosKSl viKSh2sin21vilhtan现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 4.6.2 4.6.2 视距测量方法视距测量方法 测测A A、B B两点间的水平距离和高差，两点间的水平距离和高差，测量步骤如下测量步骤如下：l (1)(1)在在A A点安置经纬仪，进行对中、整平，并量取仪点安置经纬仪，进行对中、整平，并量取仪器高器高i i;l (2)(2)用望远镜瞄准用望远镜瞄准B B点上的视距尺，读取上丝、中丝点上的视距尺，读取上丝、中丝(v v)和下丝读数，然后用微动螺旋使指标水准管气泡居中，和下丝读数，然后用微动螺旋使指标水准管气泡居中，再读取竖盘读数。再读取竖盘读数。l(3)(3)计算尺间隔计算尺间隔S S及竖直角及竖直角，按，按求水平距离的公式求水平距离的公式和和用视用视距表示的三角高差计算公式距表示的三角高差计算公式计算水平距离和高差。计算水平距离和高差。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量4-7 4-7 全站仪简介全站仪简介 全站仪又名电子速测仪全站仪又名电子速测仪工作原理工作原理：利用望远镜瞄准目标，然后借助某种：利用望远镜瞄准目标，然后借助某种形式的度盘读取方向值。形式的度盘读取方向值。新特点新特点：A A：小型光电测距装置与经纬仪相结合，：小型光电测距装置与经纬仪相结合，构构成了三维测量系统成了三维测量系统；B B：用光电扫描度盘替代光学玻璃度盘；：用光电扫描度盘替代光学玻璃度盘；C C：运用微处理机：运用微处理机对测量过程和测量数据的对测量过程和测量数据的现场处理实施控制现场处理实施控制；现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量 D D：利用倾斜传感器：利用倾斜传感器对竖直角的剩余倾斜值进行对竖直角的剩余倾斜值进行自动改正自动改正；E E：具有：具有液晶数字显示液晶数字显示测量值；测量值；F F：电子数据自动记录装置电子数据自动记录装置。全站仪集测角、测距于一体，由微处理机控制能全站仪集测角、测距于一体，由微处理机控制能自动进行测距、测角，能自动归算水平距离、高差自动进行测距、测角，能自动归算水平距离、高差和坐标等，还能进行施工放样，能自动记录观测数和坐标等，还能进行施工放样，能自动记录观测数据。据。独立观测值独立观测值：斜距、水平方向值和垂直角斜距、水平方向值和垂直角。其他。其他数据如平距、高差、坐标等可由全站仪内的微处理数据如平距、高差、坐标等可由全站仪内的微处理机计算而得。机计算而得。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量拓普康拓普康GTS-100N 索佳索佳130R 测角精度2 5 测距精度(2+2ppmD)mm测角精度 1 2 5 测距精度(2+2ppmD)mm 现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量徕卡徕卡TPS1200南方南方NTS-960NTS-960现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量复习思考题复习思考题:1 1、什么叫水平角什么叫水平角?什么叫竖直角什么叫竖直角?2 2、观测水平角时观测水平角时,对中和整平的目的是什么对中和整平的目的是什么?试述光试述光学经纬仪的对中和整平方法。学经纬仪的对中和整平方法。3 3、经纬仪应满足哪些几何条件经纬仪应满足哪些几何条件?如满足上述条件后如满足上述条件后,当仪器整平后纵向旋转望远镜时当仪器整平后纵向旋转望远镜时,视准轴扫出的应视准轴扫出的应是一个什么面是一个什么面?4 4、试绘图举例说明试绘图举例说明DJ6-IDJ6-I型和经型和经IIIIII型两种经纬仪读型两种经纬仪读数设备的读数方法。数设备的读数方法。现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量左 3240054右 1440106左 1434312右 3234300ACB作业作业:测回法观测水平角测回法观测水平角的盘左、盘右读数如下图，请的盘左、盘右读数如下图，请填写下表并计算填写下表并计算角值。角值。测站目标竖盘位置水平度盘 读数半测回 角值一测回 角值备注 AC左324005417942181794218B1434312C右14401061794154B3234300现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量5 5、何谓竖盘指标差何谓竖盘指标差?竖盘指标水准管有何作用竖盘指标水准管有何作用?用图表示经用图表示经型及型及DJ6-IDJ6-I型经纬仪竖盘注记的式样型经纬仪竖盘注记的式样,并写出用并写出用L L和和RR计算指标差计算指标差x x和和竖直角竖直角的公式的公式.6 6、角度测量为什么要用正倒镜观测角度测量为什么要用正倒镜观测?经经型型:盘左盘左L=90L=90-L-L盘右盘右R=R-270R=R-270=(=(L+R)/2L+R)/2X=(X=(R-L)/2R-L)/2DJ6-IDJ6-I型型:盘左盘左L=L-90L=L-90盘右盘右R=270-RR=270-R=(=(L+R)/2L+R)/2X=(X=(L-R)/2L-R)/2现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量本章重点：水平角，水平角观测本章重点：水平角，水平角观测已知已知AB边的坐标方位角边的坐标方位角BA=3051024，求，求BC边的坐标方位角边的坐标方位角BC，根据前章的定义和公式：，根据前章的定义和公式：BC=BA+因此求未知边的坐标方位角转换为测量水平角因此求未知边的坐标方位角转换为测量水平角。使用经纬仪测量水平角的步骤：(1)(1)在A、C两目标点上立好标杆(测钎)，将经纬仪安置于测站点B处。(2)(2)盘左照准(即正镜位置：精确地瞄准A点，读取水平度盘读数a。(3)(3)松开水平制动扳钮，按顺时针方向转动照准部，用上述方法精确瞄准C点，读取水平度盘读数b。实际实际 测得为测得为 1452048，则，则 BC=BA+=3051024+1452048-360 =90 3112(4)(4)倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。这次，用望远镜先精确瞄准C点，读取水平度盘读数b。(5)(5)松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照准部，用望远镜精确瞄准A点，读取水平度盘读数a。按正镜先测的叫上半测回，按倒镜后测的叫下半测回，上、下两个半测回合在一起，称为一个测回。计算计算左左=b=ba a，右右=b b2 2a a2 2 =（左左+右）右）/2X XBABABCBC现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量已知已知B点的高程点的高程HB=35.000m，求，求A、C点点的高程？根据前面的三角高程公式：的高程？根据前面的三角高程公式：AC vAvCivilhtanviLhsinSCKSl100本章重点：竖直角，竖直角观测、三角高程本章重点：竖直角，竖直角观测、三角高程实际水平距离实际水平距离 l=78.65m，竖直角竖直角C=C=112048，则，则 hBC=78.65tan(112048)+1.60m-1.90m=15.48mHc=HB+hBC=35.000m+15.48m=50.48m现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量(1)安置经纬仪，用盘左瞄准目标点C，使十字丝横丝切于目标顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，进行读数。设盘左读数L 记入竖直角观测记录手。(2)倒转望远镜，用盘右位置再瞄准C点，使竖盘指标水准管气泡居中后，进行盘右读数R。(3)计算竖直角。竖直角是观测目标的读数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数(即0、90、180、270)之差。但哪个是被减数，哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来确定。竖直角计算：1）在观测之前，将望远镜大致放平，读取竖盘读数。2）然后将望远镜上仰：若读数增大，则竖直角等于瞄准目标时的读数减去视线水平时的读数；若读数减小，则竖直角等于视线水平时的 读数减去瞄准目标时的读数。RLRLRLRL27090:27090:盘右：盘左：逆时针刻划盘右：盘左：顺时针刻划RLRLRLRL27090:27090:盘右：盘左：逆时针刻划盘右：盘左：顺时针刻划2)(RL竖直角观测竖直角观测现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量实验 J6级经纬仪测角（水平角和竖直角）一、内容和要求一、内容和要求1.认识认识J6级光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称与作用级光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称与作用2.掌握经纬仪安置及操作方法，学会水平度盘及竖直度盘的读数方法掌握经纬仪安置及操作方法，学会水平度盘及竖直度盘的读数方法3.学会测回法观测水平角和竖直角并掌握水平角的计算方法。学会测回法观测水平角和竖直角并掌握水平角的计算方法。二、仪器及工具：二、仪器及工具：J6级光学经纬仪一台，测钎二支，测伞一把级光学经纬仪一台，测钎二支，测伞一把三、方法与步骤三、方法与步骤 1.对中对中 2.整平整平 3.瞄准瞄准 4.读数读数（一）用测回法观测水平角（一）用测回法观测水平角(1)(1)在在A A、C C两目标点上立好标杆两目标点上立好标杆(测钎测钎)，将经纬仪安置于测站点，将经纬仪安置于测站点B B处。处。(2)(2)盘左照准盘左照准(即正镜位置：精确地瞄准即正镜位置：精确地瞄准A A点，读取水平度盘读数点，读取水平度盘读数a a。(3)(3)松开水平制动扳钮，顺时针转动照准部，用上述方法精确瞄准松开水平制动扳钮，顺时针转动照准部，用上述方法精确瞄准C C点，读取水平度盘读数点，读取水平度盘读数b b。(4)(4)倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。这次，用望远镜先精确瞄准倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置。这次，用望远镜先精确瞄准C C点，读取水平度盘读数点，读取水平度盘读数b b。(5)(5)松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照准部，用望远镜精确瞄准松开水平制动扳钮，逆时针方向转动照准部，用望远镜精确瞄准A A点，读取水平度盘读数点，读取水平度盘读数a a。按正镜测的叫按正镜测的叫上半测回上半测回，按倒镜测的叫，按倒镜测的叫下半测回下半测回，上、下两个半测回合在一起，称为，上、下两个半测回合在一起，称为一个测回一个测回。计算计算左左=b=ba a，右右=b=b2 2a a2 2 =（左左+右）右）/2现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量（一）用测回法观测竖直角（一）用测回法观测竖直角(1)(1)安置经纬仪，用盘左瞄准目标点安置经纬仪，用盘左瞄准目标点C C，使十字丝横丝切于目标顶端，转动竖，使十字丝横丝切于目标顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，进行读数。设盘左读数盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，进行读数。设盘左读数L L 记入竖直角观测记录手。记入竖直角观测记录手。(2)(2)倒转望远镜，用盘右位置再瞄准倒转望远镜，用盘右位置再瞄准C C点，使竖盘指标水准管气泡居中后，进点，使竖盘指标水准管气泡居中后，进行盘右读数行盘右读数R R。(3)(3)计算竖直角计算竖直角。竖直角。竖直角是观测目标的读数与望远镜视准轴水平时的竖盘是观测目标的读数与望远镜视准轴水平时的竖盘读数读数(即即0 0、9090、180180、270270)之差。但哪个是被减数，哪个是减数，则之差。但哪个是被减数，哪个是减数，则应按竖盘的注记形式来确定。应按竖盘的注记形式来确定。竖直角计算：竖直角计算：1 1）在观测之前，将望远镜大致放平，读取竖盘读数。）在观测之前，将望远镜大致放平，读取竖盘读数。2 2）然后将望远镜上仰：）然后将望远镜上仰：若读数增大，则竖直角等于瞄准目标时的读数减若读数增大，则竖直角等于瞄准目标时的读数减去视线水平时的读数；去视线水平时的读数；若读数减小，则竖直角等于视线水平时的若读数减小，则竖直角等于视线水平时的 读数减去瞄准目标时的读数。读数减去瞄准目标时的读数。实验 J6级经纬仪测角（水平角和竖直角）RLRLRLRL27090:27090:盘右：盘左：逆时针刻划盘右：盘左：顺时针刻划2)(RL竖直角=(L+R)/2=(R-L-180)/2竖盘指标差 x=(R+L-360)/2现代测量技术室现代测量技术室Survey现代测量学现代测量学第四章第四章 经纬仪测量经纬仪测量测站目标盘 左盘 右平均角度备注度盘读数上半测回度盘读数上半测回A0 10 2072 15 30180 10 1072 15 10 72 15 20B72 25 50252 25 201.水平角和竖直角测量记录表 测站目标盘 左盘 右平均角度指标差x读数 L竖直角左读数 R竖直角右A84 18 205 41 40 275 42 505 42 50 5 42 150 00 35B竖直角=(左+右)/2=(R-L-180)/2竖盘指标差 x=(R+L-360)/2-