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1、6/16/2019,煤矿测量学,主讲:付智华,6/16/2019,第三章 经纬仪及角度测量,6/16/2019,本章知识点,角度测量的原理,竖直角观测,比例尺水平角观测,经纬仪的检验与校正,光学经纬仪,全站仪测量系统,6/16/2019,第一节 角度测量原理,3.1.1 概述,角度测量是确定地面点位的基本工作之一；包括水平角测量和竖直角测量。,经纬仪,测量仪器,全站仪,6/16/2019,第一节 角度测量的原理,角度测量：测定水平角和竖直角。 水平角:地面上两相交直线间的夹角在水平面上的投影。范围：=0360 竖直角：在同一竖直面内倾斜视线与水平线的夹角。范围：=090 ，仰角为正，俯角为负。
2、,测量的原理： 两个方向的读数差 =c-a 范围：顺时针0360,测量的原理： 两个方向的读数差 竖直角的大小： 以水平方向为基准指向两侧目标。 仰角为正，俯角为负 其范围：=090,6/16/2019,3.2.1 光学经纬仪类型,第二节 光学经纬仪,按其精度等级划分: DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、 DJ15等。 D:大地测量 J：经纬仪 下标数字：该仪器的精度指标（单位为秒，表示该仪器一测回方向观测中误差的秒数）。 一般工程测量最常用: DJ6级光学经纬仪（普通经纬仪）,6/16/2019,DJ6级光学经纬仪,6/16/2019,第二节 光学经纬仪,DJ6级光学经纬仪经纬仪一般由基座、
3、水平度盘、照准部三部分组成。,3.2.2 经纬仪的结构,基座,水平度盘,照准部,6/16/2019,（一）基座 基座是支承整个仪器的底座；三个脚螺旋用于整平仪器。,（三）照准部 照准部是基座上方能够转动的部分的总称。主要由望远镜、竖直度盘、水准器以及读数设备等组成。,（二）度盘 度盘是由光学玻璃制成的精密刻度盘，分划从0至360，按顺时针注记，每格1或30，用以测量水平角。,6/16/2019,经纬仪1,6/16/2019,经纬仪2,6/16/2019,光学望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成 。,横丝,纵丝,望远镜,6/16/2019,经纬仪的两水准气泡,水准器：圆水准器
4、、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,6/16/2019,经纬仪的两水准气泡,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,圆水准器 作用：指示仪器竖轴是否竖直。 圆水准器轴： 连接零点与球面球心的直线,管水准器 作用：指示水平度盘是否水平。 管水准器轴： 过零点与圆弧纵向相切的切线。,6/16/2019,经纬仪的三轴：视准轴、水平轴、垂直轴,视准轴垂直于水平轴,水平轴垂直于竖直轴,6/16/2019,第二节 光学经纬仪,3.2.3 经纬仪的基本操作,6/16/2019,第二节 光学经纬仪,3.2.3 经纬仪的基本操作,对中,
5、整平,经纬仪的操作步骤有对中、整平、照准、读数四大步。,6/16/2019,气泡居中，1、2等高,1,2,3,高,气泡居中，3与1、2等高,气泡运动的方向与右手旋转的方向相同,6/16/2019,瞄准方法(4点) 目镜对光使十字丝清晰 用准星粗瞄目标 物镜对光，使目标像清晰 用水平微动精确瞄准目标,TDJ2E TDJ2 （北光）,照准,瞄准时，尽量用纵丝瞄准目标下部。,6/16/2019,DJ6采用分微尺测微器读书方法 “H”水平度盘读数 “V”竖直度盘读数 方法：1、先读取度盘读数；1 2、再以度盘分化线为准读取测微尺上的整分数；分微尺的分划值为1 3、最后估读估读到秒。秒数至测微器一格的十
6、分之(6“)。,730424,读数,6/16/2019,两个基本概念：,盘左 盘右,盘左观测,盘右观测,竖直度盘,竖直度盘,6/16/2019,第二节 光学经纬仪,（一）测回法： 适用于：2个方向的单角（AOB） （二）方向观测法： 适用于：在一个测站上需要观测两个以上方向。,常用方法有测回法和方向观测法,3.2.4 水平角观测,6/16/2019,步骤： （1）安置仪器于测站O点，对中、整平。盘左瞄准左边A，配度盘至000X，读取a1。 （2）顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。 则上半测回角值:1= b1-a1 （3）盘右，瞄准右边B，读取b2。 （4）逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半
7、测回角值:2= b2-a2 （5）计算角值 若：1-240“（图根级） 则有： = （1+2）/2,（一）测回法,6/16/2019,测回法记录格式,254 24 06,180 05 00,74 19 06,00 04 18,74 23 42,74 19 24,74 19 15,若观测N个测回，各测回间按180/N的差值来配置度盘。,测回法小结: 左右（顺）右左（逆）,6/16/2019,（二）方向观测法,1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。 2步骤：（有四个观测方向）,A,B,O,C,D,（1）上半测回 选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、
8、B，C，D，A。,6/16/2019,（2）下半测回,倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。 同理各测回间按1800/N的差值，来配置水平度盘。,6/16/2019,3计算、记录,（1）半测回归零差: J2 12 “ ；J6 18 “ 。 （2）2C值（两倍照准误差）: 2C=盘左读数（盘右读数180）。 一测回内2C互差：J218 “ ；J6不作要求。,6/16/2019,（3）各方向盘左、盘右读数的平均值： 平均值=盘左读数+（盘右读数180）/2 注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。 （4）归零方向值 将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。 （5）各测回
9、归零方向值的平均值 同一方向值各测回间互差:J2 12“ ；J6 24“ 。,6/16/2019,图形：方向观测法记录手薄,6/16/2019,方向观测法记录计算的实例讲解：,1、上半测回归零差=000212“- 000206“=6“。 2、OA方向2C值= 000212“- 18000206“=6“。 OD方向2C值= 18200224“- 200224“=0“。 这两个方向的2C互差= 6“,3、OA方向盘左、盘右读数的平均值： (000212“+(18000206“-1800)/2=000209“。 再取平均得：(000209“+ 000203“)/2=000206“ OD方向盘左、盘右
10、读数的平均值： (18200224“+(200224“+1800)/2=18200224“。,6/16/2019,4、OB方向的归零方向值： 5101536“-000206“= 5101330“。 OD方向的归零方向值： 18200224“- 000206“= 18200018“。,5、OB方向各测回归零方向值的平均值： (5101330“+5101325“)/2= 5101328“。 OB方向值各测回间互差: 5101330“- 5101325“=5“。,方向观测法小结:,6/16/2019,第四节 竖直角观测,3.4.2 竖直度盘的构造,竖盘指标 水准管,微动螺旋,竖盘,6/16/2019
11、,竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。,（1）顺时针注记,6/16/2019,（2）逆时针注记,6/16/2019,3.4.2竖直角的计算公式,1、顺时针注记 左=90-L 右=R-270 故一测回竖直角 =（左+右）/2,6/16/2019,2、逆时针注记,问题：左= ？ 右=？,故有:左= L -90 右=270- R 一测回竖直角: =（左+右）/2,6/16/2019,3.4.3竖盘指标差,1、定义 由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于90或270上，而是与90或270相差一个x角，称为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时，x为正，反之为负。,6/16/201
12、9,（2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。 一般规范规定，指标差变动范围，J625“、J215 “。,2、计算公式,对于顺时针注记的： 正确的竖直角=(90+x) -L=左+x =R-(270+x)=右-x,6/16/2019,电子经纬仪在结构及外观上和光学经纬仪相类似。主要不同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。,第六节 全站仪,3.2.3 经纬仪的基本操作,6/16/2019,全站仪的结构,6/16/2019,日本索佳SET230RK全站仪,日本索佳SET1130R全站仪,6/16/2019,日本拓普康GPT-3002N/LN 全站仪,拓普康GTS-102N全站仪,6/16/2019,瑞士徕卡TCR402全站仪,瑞士徕卡TCRA1201全站仪,6/16/2019,苏光OTS600系列数字键全站仪,苏光OTS238、538工程型全站仪,苏一光600系列模拟器,6/16/2019,北光BTS-3002C中文全站仪,北光BTS-6082C中文数字型全站仪,6/16/2019,南方NTS-300(RL)系列,南方NTS-662、NTS-663、NTS-665全站仪,