第二章第二章 方向与角度测量方向与角度测量 2-1 方向测量方向测量 方向测量：测定地面直线与标准方向间方向测量：测定地面直线与标准方向间的水平夹角。的水平夹角。 2-2 2-2 角度测量角度测量一、角度一、角度水平角水平角：一点到两目标：一点到两目标的方向线垂直投影在水的方向线垂直投影在水平面所成的角。平面所成的角。范围：顺时针范围：顺时针00360360水平面aocAOC0ca计算公式=右(终)边c-左(始)边a当ca时 = c a 当ca 时 = c+360 a 水平面aocAOC水平面aocAOC水平面aocAOC水平面aocAOC 竖角竖角：同一垂直面内倾斜视线与水平线的夹角：同一垂直面内倾斜视线与水平线的夹角 范围：范围：0090 90 仰角仰角 俯角俯角 水平线天顶铅垂线水平线ACB090 180270AaCaCZAZ二、经纬仪二、经纬仪（一）经纬仪测角原理（一）经纬仪测角原理测角必须满足的要求测角必须满足的要求1、水平度盘中心必须位于测角顶点的铅垂线上；、水平度盘中心必须位于测角顶点的铅垂线上；2、水平度盘必须水平；、水平度盘必须水平；3、同一垂直面内的方向线投影在水平度盘上的读、同一垂直面内的方向线投影在水平度盘上的读数不变；数不变；4、竖盘中心在横轴上。、竖盘中心在横轴上。（二）（二） 经纬仪结构经纬仪结构1 、 照准部照准部（竖轴、横轴）（竖轴、横轴）望远镜望远镜：瞄准目标：瞄准目标视准轴视准轴CC1：物镜光心与十字丝交点连线。：物镜光心与十字丝交点连线。视差视差：目标像不在十字丝平面上时，观测者眼睛移动：目标像不在十字丝平面上时，观测者眼睛移动 时，目标像与十字丝相对移动。时，目标像与十字丝相对移动。消除视差的方法：消除视差的方法：a 按正确的操作步骤调焦；目镜调焦，使十字丝清晰；按正确的操作步骤调焦；目镜调焦，使十字丝清晰；物镜调焦，使目标像最清晰物镜调焦，使目标像最清晰b 控制眼睛本身不作调焦控制眼睛本身不作调焦水准器水准器 管水准器（精平）管水准器（精平） 2mm间隔分划线与零点（圆弧中点）成对称。间隔分划线与零点（圆弧中点）成对称。水准管轴水准管轴过零点与圆弧相切的纵向切线。过零点与圆弧相切的纵向切线。 圆水准器（粗平）圆水准器（粗平） 圆水准轴圆水准轴零点与球心的连线零点与球心的连线2、 水平度盘水平度盘顺时针顺时针0360注记；注记；水平度盘平面与竖轴正交；水平度盘平面与竖轴正交；水平度盘与照准部相互脱离；水平度盘与照准部相互脱离；改变度盘位置，使用度盘变换手轮改变度盘位置，使用度盘变换手轮J6经纬仪读数经纬仪读数分微尺的分划值为分微尺的分划值为1， 估读到估读到 0.1(6)。“H”水平度盘水平度盘 “V”竖直度盘竖直度盘3、 基座基座 脚螺旋用于整平仪器脚螺旋用于整平仪器090180270017373（三）（三）经纬仪的安置经纬仪的安置对中对中 3mm 目的：使水平度盘的中心安置在测角顶点所目的：使水平度盘的中心安置在测角顶点所在的铅垂线上。在的铅垂线上。整平整平 1格格目的：使竖轴竖直，水平度盘水平。目的：使竖轴竖直，水平度盘水平。1、垂球法垂球法B2、光学对中法、光学对中法（1 1）大致水平大致对中）大致水平大致对中 眼睛看着对中器，眼睛看着对中器，移动移动三脚架两个脚三脚架两个脚, ,使仪器大致对中使仪器大致对中, , 并保持并保持“架头架头”大致水平。大致水平。（2 2）伸缩脚架粗平）伸缩脚架粗平 根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。根据气泡位置，伸缩三脚架两个脚，使圆水准气泡居中。（3）脚螺旋精平）脚螺旋精平左手大拇指法则左手大拇指法则123123（3 3）脚螺旋精平）脚螺旋精平左手大拇指法则左手大拇指法则a.a.转动仪器，使水准管与脚螺旋转动仪器，使水准管与脚螺旋1 1、2 2连线连线平行平行。b.b.根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋根据气泡位置运用法则，对向旋转脚螺旋1 1、2 2 。c.c.转动仪器转动仪器9090，运用法则，旋转脚螺旋，运用法则，旋转脚螺旋3 3（4 4）架头上平移基座，精确对中）架头上平移基座，精确对中（5 5）脚螺旋精平）脚螺旋精平（6 6）反复（）反复（4 4）、（）、（5 5）两步。）两步。（四）、经纬仪的瞄准（四）、经纬仪的瞄准步骤：步骤：粗瞄粗瞄制动制动调焦调焦微动精瞄。微动精瞄。 注意：观测水平角，用竖丝瞄准目标下部；观测竖注意：观测水平角，用竖丝瞄准目标下部；观测竖角用横丝瞄准。角用横丝瞄准。动 测量仪器的使用和保养测量仪器的使用和保养1、接受仪器后及时检查仪器箱锁扣、背带、提手是否结、接受仪器后及时检查仪器箱锁扣、背带、提手是否结实牢靠，脚架器材附件是否完好。实牢靠，脚架器材附件是否完好。2、使用时，应先将三脚架安放好，使脚尖牢固插入土中。、使用时，应先将三脚架安放好，使脚尖牢固插入土中。伸缩式脚架应注意脚腿抽出后及时拧紧固定螺丝。若在伸缩式脚架应注意脚腿抽出后及时拧紧固定螺丝。若在光滑地面架设仪器，要采取安全措施。光滑地面架设仪器，要采取安全措施。3、打开仪器箱取出仪器之前，必须记住仪器在箱内的安、打开仪器箱取出仪器之前，必须记住仪器在箱内的安放位置。仪器从箱内取出时一只手握住经纬仪的一个支放位置。仪器从箱内取出时一只手握住经纬仪的一个支架，另一只手托住基座的底部，并立即用连接螺丝将仪架，另一只手托住基座的底部，并立即用连接螺丝将仪器固定在三脚架上。随即盖好仪器箱。器固定在三脚架上。随即盖好仪器箱。4、使用时应手握支架，平稳地转动仪器。旋转有制动螺、使用时应手握支架，平稳地转动仪器。旋转有制动螺旋的部件时，要先松制动后转动，不能强行转动仪器。旋的部件时，要先松制动后转动，不能强行转动仪器。制动螺旋不可拧的太紧，只要制动后能微动即可。制动螺旋不可拧的太紧，只要制动后能微动即可。5、物镜和目镜禁止用手摸，不可用粗布或手帕擦。、物镜和目镜禁止用手摸，不可用粗布或手帕擦。6、仪器的各种零件和附件用毕后，应及时放入仪器箱、仪器的各种零件和附件用毕后，应及时放入仪器箱内的固定位置，不得随意放入衣袋或其它地方。内的固定位置，不得随意放入衣袋或其它地方。7、仪器不能受撞击或过度震动。当仪器在三脚架上时，、仪器不能受撞击或过度震动。当仪器在三脚架上时，作业员不得离开仪器。作业员不得离开仪器。8、仪器在野外使用时，应避免烈日曝晒，防止各轴系、仪器在野外使用时，应避免烈日曝晒，防止各轴系关系改变和气泡位移。作业时用伞遮阳避雨。关系改变和气泡位移。作业时用伞遮阳避雨。9、仪器使用完毕，应用软毛刷拂去灰尘，松开制动螺、仪器使用完毕，应用软毛刷拂去灰尘，松开制动螺旋和按钮。然后左手抓住仪器，右手松开中心连接螺旋和按钮。然后左手抓住仪器，右手松开中心连接螺旋后，双手抱住仪器放入仪器箱内。装箱和关箱时如旋后，双手抱住仪器放入仪器箱内。装箱和关箱时如发现放不下或关不上的情况，切勿硬压硬挤，应查明发现放不下或关不上的情况，切勿硬压硬挤，应查明原因。原因。10、仪器箱上不准坐人，不准随意拆卸仪器上的部件和、仪器箱上不准坐人，不准随意拆卸仪器上的部件和螺旋。螺旋。实习一：实习一：DJ6光学经纬仪的认识与使用光学经纬仪的认识与使用一、实习目的一、实习目的1、认识、认识J6光学经纬仪的基本结构及主要部件的名称和光学经纬仪的基本结构及主要部件的名称和作用；作用；2、掌握、掌握J6光学经纬仪的基本操作和读数方法。光学经纬仪的基本操作和读数方法。二、仪器二、仪器 DJ6 DJ6光学经纬仪光学经纬仪1 1台（脚架）台（脚架）三、实验步骤提要三、实验步骤提要1 1、认识、认识DJ6DJ6光学经纬仪的各操作部件，掌握使用方法；光学经纬仪的各操作部件，掌握使用方法；2 2、在一个指定点上，练习用光学对中器对中、整平经、在一个指定点上，练习用光学对中器对中、整平经纬仪的方法；纬仪的方法；3 3、练习用望远镜精确瞄准目标。掌握正确的调焦方法，、练习用望远镜精确瞄准目标。掌握正确的调焦方法，消除视差；消除视差；4 4、学会、学会J6J6光学经纬仪的读数方法；光学经纬仪的读数方法；5 5、练习配置水平度盘的方法。、练习配置水平度盘的方法。四、注意事项四、注意事项1 1、安置仪器时应使三脚架架头大致水平。、安置仪器时应使三脚架架头大致水平。2 2、将经纬仪由箱中取出时必须一手拿住经纬仪、将经纬仪由箱中取出时必须一手拿住经纬仪的一个支架，一手托住基座的底部，并立即旋的一个支架，一手托住基座的底部，并立即旋紧连接螺旋，严防仪器从脚架上摔下。紧连接螺旋，严防仪器从脚架上摔下。3 3、在三脚架架头上移动经纬仪完成对中后，要、在三脚架架头上移动经纬仪完成对中后，要立即旋紧中心连接螺旋。立即旋紧中心连接螺旋。2-2 2-2 角度测量角度测量一、角度一、角度水平角：一点到两目标水平角：一点到两目标的方向线垂直投影在水的方向线垂直投影在水平面所成的角。平面所成的角。范围：顺时针范围：顺时针00360360水平面aocAOC0ca计算公式=右(终)边c-左(始)边a当ca时 = c a 当ca 时 = c+360 a 水平面aocAOC水平面aocAOC水平面aocAOC水平面aocAOC常用的方法：常用的方法：测回法测回法方向观测法方向观测法两个基本概念两个基本概念盘左盘左盘右盘右目的：消除仪器误差目的：消除仪器误差 检核检核盘左观测盘左观测竖直度盘竖直度盘盘右观测盘右观测竖直度盘竖直度盘三、水平角观测三、水平角观测（一）测回法（一）测回法1 1、适用、适用：2 2个方向的单角（个方向的单角（AOBAOB）2 2、步骤、步骤：（1 1）安置仪器）安置仪器, ,盘左瞄准盘左瞄准A A，配置度盘，读取，配置度盘，读取a a左左（2 2）顺顺转瞄准转瞄准B B，读取，读取b b左左（3 3）盘右，瞄准）盘右，瞄准B B，读取，读取b b右右（4 4）逆逆转瞄准转瞄准A A，读取，读取a a右右 测站测站ABOa左左b左左测站测站ABOa右右b右右限差：限差：上、下半测回角值之差上、下半测回角值之差40 40 各测回角值互差各测回角值互差 25 25度盘配置方法度盘配置方法 180/n180/n目的：减小水平度盘刻划不均匀的影响目的：减小水平度盘刻划不均匀的影响上半测回下半测回测回法记录手簿测回法记录手簿测测站站目目标标竖盘竖盘位置位置水平度盘读水平度盘读数数 半测回角值半测回角值 一测回角值一测回角值 各测回各测回平均角平均角 备注备注O O 一一测测回回A A左左 0 12 12 0 12 127171727255 36 55 36 B B 72 08 48 72 08 48A A右右180 12 00180 12 00B B252 08 30252 08 30O O二二测测回回A A左左 90 08 42 90 08 42B B162 05 24162 05 24A A右右270 08 30 270 08 30 B B342 05 06342 05 06ABO 记录要求记录要求 P 23 竖角竖角：同一垂直面内倾斜视线与水平线的夹角：同一垂直面内倾斜视线与水平线的夹角 范围：范围：0090 90 仰角仰角 俯角俯角 水平线天顶铅垂线水平线ACB090 180270AaCaCZAZ四、竖角观测四、竖角观测（一）竖盘装置（一）竖盘装置1 1 1 1、包括包括: : 竖盘竖盘 竖盘指标水准管竖盘指标水准管 指标水准管微动螺旋指标水准管微动螺旋2 2 2 2特点：读数指标线固定不特点：读数指标线固定不动，而整个竖盘随望远镜一动，而整个竖盘随望远镜一起转动。起转动。3 3、竖盘的注记形式、竖盘的注记形式 当指标处于正确位置时，视线水平时的当指标处于正确位置时，视线水平时的竖盘读数为竖盘读数为90 (90 (盘左盘左) )或或270 (270 (盘右盘右) )( (二二) )、竖角计算公式、竖角计算公式 视线上倾时读数减小视线上倾时读数减小 视线上倾时读数增加视线上倾时读数增加( (三三) )、竖盘指标差、竖盘指标差定义定义 由于指标线偏离正确位置，当视线水平时，由于指标线偏离正确位置，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于竖盘读数不是恰好等于9090或或270270上，而是相差一上，而是相差一个个x x角，称为竖盘指标差。当偏离方向与竖盘注记增角，称为竖盘指标差。当偏离方向与竖盘注记增加方向一致时，加方向一致时，x x为正，反之为负。为正，反之为负。180180270270 0 09090盘左盘左竖盘指标差计算竖盘指标差计算盘左：盘左：盘右：盘右：取盘左、盘右竖角的平均值得：取盘左、盘右竖角的平均值得：指标差的计算公式为：指标差的计算公式为：盘左盘右竖角平均盘左盘右竖角平均值不受指标差影响值不受指标差影响（四）、竖角观测（四）、竖角观测观测步骤：观测步骤：安置好经纬仪，盘左，瞄准目标，调安置好经纬仪，盘左，瞄准目标，调节指标水准管气泡居中，读节指标水准管气泡居中，读L L；盘右，瞄准同一盘右，瞄准同一目标的同一部位，调节指标水准管气泡居中读目标的同一部位，调节指标水准管气泡居中读R R； 计算竖角和竖盘指标差。计算竖角和竖盘指标差。两倍指标差互差两倍指标差互差:J61:J61测测站站目目标标竖盘竖盘位置位置 竖盘读数竖盘读数 半测回值半测回值 两倍指标差两倍指标差 一测回值一测回值 各测回平各测回平均值均值 O A 左左 85 35 48 4 24 12 - 244 24 24右右274 24 36 4 24 36A左左右右实习二实习二 水平角观测（测回法）水平角观测（测回法）一、实习内容一、实习内容 测回法测水平角测回法测水平角二、仪器设备二、仪器设备 J6光学经纬仪光学经纬仪1台台 2H铅笔铅笔三、实习要求三、实习要求1、每组测一个水平角、测回数即为小组成员数，同一、每组测一个水平角、测回数即为小组成员数，同一测回内不得重新整平仪器；测回间重新安置仪器、测回内不得重新整平仪器；测回间重新安置仪器、配置度盘。配置度盘。2、限差限差： 上、下半测回角值之差上、下半测回角值之差40 各测回角值互差各测回角值互差 253、每组上交合格的观测记录。、每组上交合格的观测记录。实习三实习三 竖角观测竖角观测一、实习内容一、实习内容 用测回法观测竖角用测回法观测竖角二、仪器二、仪器 J6经纬仪经纬仪1台台三、实习要求三、实习要求1、每个小组选取两个目标，各组员观测此两个、每个小组选取两个目标，各组员观测此两个目标的竖角值并计算出指标差目标的竖角值并计算出指标差2、限差：同一个竖角值之差、限差：同一个竖角值之差24 指标差互差指标差互差253、实习结束后各小组上交竖角观测手簿、实习结束后各小组上交竖角观测手簿作业P116 3、4、5P28 6、7