第四章角度测量4.1角度测量4.2角度测量原理4.3光学经纬仪4.4竖直角测量第一节角度测量概述角度测量是测量的基本工作之一角度测量包括水平角测量和竖直角测量角度测量的主要仪器是经纬仪角度测量的意义水平角——坐标方位角——坐标（确定直线的方向和点的 平面位置）竖直角——把直线的倾斜长度换算为水平长度一计算三 角咼程第二节角度测量原理一、水平角测量原理• 1、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，称为水平角水平角一般用B表示，角值范围为 0 〜360 o水平角测量原理图3・1水平角测量原理图3・1水平角测量原理Ai如图所不，A、 0、B是地面上任 意三个点，0A和 0B两条方向线所 夹的水平角，即 为0A和0B垂直 投影在水平面H上 的投影01A1和 01B1所构成的 角0图3・1水平角测量原理2 ■水平角测量原理如图3・1所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上;通过OA和OB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a和b,则水平角卩的角值为：(3-1)P = b-a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顶点的铅垂线o仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，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二、竖直角测量原理• 1、竖直角的概念•观测目标的方向（视线）与同一竖直 面内的水平线之间的夹角，称为该方 向线的竖直角，又称垂直角、倾角 通常用6表示其角值范围为0〜 90•仰角:其角值为正；俯角:其角值为负•如图3・笛所示2、竖直角原理图3-11垂直角测虽原理第三节光学经纬仪•光学经纬仪的类型很多，按其精度划可分为 等级系列• D:大地测量；J:经纬仪，汉语拼音第一个字母• “07J “們、“2”等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标, 数字愈小，精度愈高•这里重点介绍DJ6级光学经纬仪的构造和使用方法一、J6级光学经纬仪的构造光学经纬仪由照准部、基座、轴系三部分组成一）照准部照准部的主要部件有望远镜、水准器、转动控制装置、读数设备、度盘等1 •望远镜光望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成视准轴：物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴视差：目标的影象与十字丝平面不重合的现象称为视差消除视差的方法：⑴将望远镜朝向天空或一明亮的物体，转动目镜筒，直至看清十字丝⑵将望远镜照准目标，转动调焦透镜使目标清晰地成象在十字丝平面上物镜脚螺旋物镜塑远对光螺旋J垂直制动读数窗J管水淮器0复测钮水平微动目镜调焦噱旋——垂直微动霍, 轴座固定螺旋脚螺旋水平制动2冰准器水准器：圆水准器、管水准 器。
圆水准器用于粗略整平 仪器，管水准器用于精确整平 仪器3 •水平度盘（D分微尺测微器读书方法 先读取度盘读数；再以度盘分化线为准读取测微 尺上的整分数；最后估读秒数至测微器一格的 十分之一（6“）水平度盘• (2).单平板玻璃测微器•读数方法先转动测微轮，使双指标 线被一条度盘分划线平分,读取度盘上的整度数或30分数;•在以单指标线为准读取分 秒数，估读秒数至测微器 一格的十分之一(2“)，M> <6)第三节水平角观测方法• 一、经纬仪的安置• 1、对中O•仪器中心与测点中心对在 一条铅垂线上•方法：垂球对中；光学对 中•要求：垂球对中偏差S 3mm；光学对中偏差S 1mm；・2、整平•使水平度盘水平（二）光学对中器对中、整平■帶脚架,粗平,粗 装照准部，拧紧连接螺 旋；用脚螺旋使光学对中器 对中；d 56.7.伸缩架腿整平圆气泡; 用脚螺旋整平长气泡;松连接螺旋再精确对中;用脚螺旋精平长气泡若不符合要求，再重复6、7步342水平角观测方法二、测角方法1、测回法 （适用于观测两个方向之间的单角）（1）水平度盘归零（2）用盘左（正镜）位置观测卩左="-a1（3）用盘右（倒镜）位置观测• 0右二 b2 ・a2・（4）上半测回和下半测回构成一测回。
2、方向观测法水平角观测记录表盘左观测盘右观测水平角观测记录表测站丨丨标盘位水平盘读数O / //半测回角值O / //平均角值0 / 〃备注0A左00 01 2478 25 2478 25 30B78 26 48A右180 01 3678 25 36B258 27 12水平角观测记录表第四节竖直角度观测水平角观测记录表水平角观测记录表_、竖直度盘构造水平角观测记录表水平角观测记录表a) b)图3-13竖直度盘刻度注记（盘左位置）二、竖直角计算方法二、竖直角计算方法€-E13-14竖盘读数与垂直角计算回顾•水平角测量原理•经纬仪的构造•仪器的读教方法•经纬仪的安置使用•水平角的观测方法一、经纬仪的安置使用经纬仪的使用包括架役仪器、对中与整 平、调焦与腊准和续教四项基本操作•（一丿架设仪器先将三脚架放置益.地面上，使架头大玫水 平，再将仪器从仪器箔内取出，淡紧中心螺 淡二丿对中与整平• 1 c对中的目的：使测点中心与仪器竖轴中心在同一铅垂 线上• 2.整平的目的：使仪器水平读盘居于木平住置• 3、对中的方出：有垂球对中和光学对A器对中两种C1J垂球对中及整平的步骤:・Q）安置三脚架：嵩度迨中，使测点在垂球正下方, 且架头尽可能水平；② 粗略整平：调节三脚架，使圆木准气泡居中；③ 精确整平：调节脚螺炎，使管木准气泡居中；@）精确对中：移动基座，精确对中；⑤重复③、@）两步，直到完全对中、整平。
2)光学对点器对中及整平的步骤：① 安置仪器：當度迨中，使测点在视场內；② 强制对中：调节脚螺炎，使光学对点器中心与测点重合；③ 粗略整平：调节三脚架，使圆水准气泡居中;⑨精确整平：调节脚螺炎，使管水准气泡居中;⑤ 精确对中：移动基座，精确对中(只能前■后、左右移动，不能旋转丿；⑥ 重复⑨、⑤两步，直到完全对中、整平三丿调焦与腊准• 1 .目的：视准轴对准观测耳标的中心•2.方法：① 调节目镜调焦螺淡，使十字丝请晰；② 利用粗临器,粗略牆准目标，固定制动螺炎；③ 调节物镜调焦螺炎使目标成像请晰，注意除差;@）调节制动.微动螺炎，精确牆准 测水平角 用玖丝夹 粗目标测竖直角 用横丝切 目标顶部 （四丿读数方法:① 打开反光镜，使養数窗光线均匀；② 调焦使读数窗分划请晰（注意请除视差丿；③ 按不同的测微器直接 養取水平、竖直度盘读数（度、分、砂，秒为估读且为6的得教丿o水平角：21506z 48 竖直角：7852z 00 、水平角的观测方法•盘左：观测者对着望远镜的目镜肘，竖盘 疫望远镜的左边，又称正镜•盘右：观测者对着望远镜的目镜肘，竖盘 疫望远镜的右边，又称倒镜 测回冻（只有两个方向丿1、操作步骤Q）安置仪器于o点，对中整平；② 盘左（正镜丿精确腊准A点，度盘归零，谄录镁数；③ 顺肘针转动仪器，精确牆准B点读数; 以上三步称盘左半测回或上半测回⑨盘右（倒镜丿,精确牆准A点读数； ⑤逆肘针转动仪器，腊准B点镁数。
以上两步称盘右半测回或下半测回•2、记录与计算（见蔻3.1）（D盘左（正镜丿观测瞄A,记录a左=0 0036〃 腊B,记录 b左=68 4248〃 上半测回的角值：[3左二 b左7左=68 4242"②盘右（倒镜丿观测腊B,记录 b右=248 4230"瞄A,记录 a^= 180 0（X24〃 下半测回角值：卩右二 b右右=684206〃③检核对于DJ6经纬仪，上下半测回角度之差应满足:|0人：一0右15 40",否则，应重测测回角值0 = 0左+0右=684209"2♦多测角精度要求较富肘，需观测多个测回： (D第一测回度盘归零；② 其他各测回间按1807n (n为测回数丿的差 值,雯换度盘；③ 各测回角值之差不得超过40”；(g)取各测回平均值作为最后结果屋回阡曽屋屮囊>7・2小结1经纬仪的使用包捂架段仪器、对中与整、调焦与腊准和读教西项基本操作2、水平角观测方法 测回法ABi•承平角测量原置夂诃之同"角3平 1、水平角：相天的两才、直/面上的枚影2 原•理； 上OA枚影在於平牛 盘.上篠数为d，B严 影在於平度盘上犊 数为b则：水平面卩二b — a 角值取值诃〜％o物镜物镜H镜调焦螺旋U脚螺旋一赢望远对光螺旋」垂直制动读数窗5)1——垂直微动管水准器复测钮_水平微动轴座固定螺旋竖直度盘水准器竖直度盘微倾螺旋采光镜水平制动水平微动C~J读数方法分测微尺和测微赛两种方法。
测微器竖直读数：92 17z 30”水平读数：转动测微轮重合读数水平镁数:215 06, 48”竖直读数：78 52，00”经纬仪册准目标肘所使用的照准工具有测钎、 标杆和觇牌等A——A0’/B三、竖直角观测1、瞄准图3-16垂直角测量瞄准图3-11垂亡角测虽原理竖直角观测2、指标水准管气泡居中（现在的仪器都有竖盘自动归零装置）3、读数L、R竖直角计算公式盘左时，6=90-L 盘右时，6=R-270g5、记录与计算 竖直角记录计算表测站目标11一臂f0标差 指“」gJ” -3- f o注 备mHm4567MOARo2259o225-36H36486422325OBE6328124478 +45 TsH455478254458 +。