第03章角度测量-水平角及竖直角

第3章角度测量§3.4水平角测量方法§3.4水平角测量方法测回法，方向观测法。(1)测回法观测两个方向之间的单角，一测回操作步骤：盘左：照准A点→配水平盘→读数→顺时针转C点→读数；盘右：照准C点→读数→逆时针转A点→读数。测回法观测水平角的记录格式测回法观测手簿测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回角值备注1234°‘5°‘6°‘7°‘8第一测回2左右右左第二测回2131313130012009145009133002714500180113091333091331590112418144309133060145002701148913312913309913312(2)方向观测法观测三个及以上方向用，一测回操作步骤：选择标志十分清晰的点作零方向，如A点。盘左照准A点→配水平度盘盘左(顺时针)：瞄A读数→瞄B读数→瞄C读数→瞄D读数→再瞄A读数(盘左归零)。盘右(逆时针)：瞄A读数→瞄D读数→瞄C读数→瞄B读数→再瞄A读数(盘右归零)。方向观测法观测水平角记录格式(3)方向观测法的限差《城市测量规范》规定的限差。照准点垂直角超过±3°时，该方向2C较差按同一观测时段内相邻测回比较。角值123456789˚＇方向观测法观测手簿测站觇点水平度盘读数盘左盘右2c平均读数一测回归零方向值各测回平均方向值˚＇˚＇˚＇˚＇˚＇第1测回O第2测回OCDBACΔΔCABDC00054792748142311828846300004218000242592730322310010846061800018-12+6+30+18+18+24+24+18+18+30+12+24000397927391423109288461800030（00034）00000792705142303528845440000079265914230292884547900106169275423231301846489001002700048349273652310019846362700036900057169274523231151846429000480000079265314230232884550（900052）7926596303301461518711413-6+12(4)水平角观测的注意事项1)仪器高度与观测者身高相适应；三脚架踩实，仪器与脚架连接牢固，操作仪器时，不要用手扶三脚架；转动照准部和望远镜前，应先松开制动螺旋，使用各种螺旋时，用力应轻。2)精确对中，尤其对短边测角。3)观测目标间高低相差较大时，更应注意整平仪器。4)照准标志应竖直，用十字丝交点瞄准标杆或测钎底部。5)记录要清楚，应当场计算，发现错误，立即重测。6)一测回水平角观测中，不得再调照准部管水准气泡，气泡偏离中央2格，应重新整平与对中仪器，重新观测。§3.5竖直角测量方法(1)竖直角的用途将观测的倾斜距离化算为水平距离或计算三角高程。1)倾斜距离化算为水平距离D=Scosα2)三角高程计算hAB=Ssinα+i-vHB=HA+hAB(2)竖盘构造竖盘固定在望远镜横轴一端并与望远镜连接在一起，竖盘随望远镜一起绕横轴旋转，竖盘面垂直于横轴。竖盘读数指标与竖盘指标管水准器连接在一起，望远镜置于盘左，竖盘指标管水准气泡居中时，竖盘读数应为90°。(3)竖直角的计算盘左竖直角：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°(4)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。盘左竖直角：α=90°＋x－L=αL＋x，左加；盘右竖直角：α=R－(270°＋x)=αR－x，右减；指标差：x=(αR－αL)/2=(L+R-360)/2；盘左盘右取平均：α=(αL＋αR)/2，抵消竖盘指标差。(5)竖直角观测：安置仪器：对中，整平中丝切目标：盘左读L，得L=90-L盘右读R，得R=R-270注意：使竖盘指标水准管气泡居中或补偿开关置ON2RLAB竖直角观测手簿与计算盘左竖直角：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°指标差：x=(αR－αL)/2盘左盘右取平均：α=(αL＋αR)/2天顶距同一竖直面内，视线与铅垂线间的夹角Z。Z天顶距等于盘左时的竖盘读数。Z=90-=90-（90-L）Z=L(6)竖盘指标自动归零补偿器仪器竖盘光路中安装补偿器，代替竖盘指标管水准器仪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(1)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①LL⊥VV②十字丝竖丝⊥HH③CC⊥HH④HH⊥VV⑤竖盘指标差x=0⑥光学对中器的视准轴与竖轴重合经纬仪的轴线(2)经纬仪的检验与校正①LL⊥VV的检验与校正检验：圆水准气泡居中，初平仪器。管水准器轴平行于一对脚螺旋，居中气泡，照准部旋转180°，气泡居中，则LL⊥VV。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，余下一半通过旋转与管水准器轴平行的一对脚螺旋完成。②十字丝竖丝⊥HH的检验与校正检验：用十字丝交点精确瞄准远处一目标P，旋转望远镜微动螺旋，目标点始终不离开竖丝时，表明二者垂直。③CC⊥HH的检验与校正检验：平坦场地，选相距约100m的A，B两点仪器安置于A，B连线的中点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，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：由B2点向B1点量取B1B2/4长度定出B3点，OB3⊥HH用校正针拨动十字丝环的左右一对校正螺丝→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C60″为止。④HH⊥VV的检验与校正横轴不垂直于竖直，偏离正确位置的角值i——横轴误差i20″时，必须校正检验：高墙上固定清晰照准标志P距墙面20m～30m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，横轴误差为：cot221DPPi⑤竖盘指标差x=0的检验与校正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：αL=90°－L盘右竖直角：αR=R－270°指标差：x=(αR－αL)/2校正：消除了指标差的盘右竖盘正确读数为R－x旋转竖盘指标管水准器微动螺旋，使竖盘读数为R－x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，该项校正需要反复进行。⑥光学对中器的视准轴与竖轴重合的检验与校正检验：地面上放置白纸，白纸上画十字形的标志，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，需要校正。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仪器误差,对中与目标偏心误差,观测误差,外界环境影响。(1)仪器误差1)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可消除视准轴误差影响000180180)180~(~RLCRCLRLL2)横轴误差横轴误差i对水平角的影响(i)”与方向竖直角α有关双盘位方向观测取平均可消除横轴误差的影响tan)(ii3)竖轴误差竖轴VV偏离铅垂线的偏差δ——竖轴误差造成水平度盘偏离水平面δ角无论盘左或盘右观测，倾斜方向都一样，竖轴误差不能用双盘位观测取平均值的方法消除，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一格，否则应重新进行对中整平操作。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，不重合产生的测角误差；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而产生的测角误差，各测回零方向根据测回数n，按照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δ=δ1+δ2β=180°，θ=90°，δ取得最大值e=3mm，D=100m，δ″=12.4″))sin(sin(2121DDe)11(21maxDDe2)目标偏心误差照准点所竖目标与地面点标志中心不在同一铅垂线上偏差e1对水平角观测的影响为γθ1=90°时，γ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De11sin(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1/10——±6″(4)外界环境的影响松软的土壤和风力影响仪器的稳定日晒和环境温度的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——目标影像的跳动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。