水平角方向观测计算方法

实验二用测回法观测水平角及竖直角一、仪器及工具1）由实验室借领：经纬仪J6一台，脚架一个，测杆两根，标记笔一支，记录板一块2）自备：铅笔(2H)一支，小刀一个二、实验方法与步骤●水平角指导老师讲解本次实验的内容和方法。

1）在地面上选择三个点A，B，C，用标记笔在地面上标出，要求点与点之间的距离不能小于50m。

2）在点B上对中整平仪器后，以盘左位置照准左方A目标，读出此读数A左，记录员听到读数后，立即复读回报观测者。

经观测者默许后，立即记入测角记录表中，记录表格式见表A-2。

3) 顺时针旋转照准部，照准右方目标C，读出水平度盘读数C左，并记入测角记录表A-2中,上半测回角值β左=C左－A左4) 将经纬仪置于盘右位置，先照准右方目标C，读出水平度盘读数C右，并记入测角记录表中,其读数与盘左时的同一目标C的读数大约相差180°。

5）逆时针旋转照准部，再照准左方目标A，读出水平度盘读数A右，并记入测角记录表中,其读数与盘左时的同一目标A的读数大约相差180°。

β右= C右－A右6) 至此便完成了一测回的观测。

如果限差≤40"，则取其平均值作为一测回的角度观测值，也就是两个方向之间的水平角。

7）如果观测不止一个测回，而是要观测n个测回，那么在每测回要重新配置水平度盘起始读数,即对左方目标每测回在盘左观测时，水平度盘应配置180的整倍数来观测。

8）要求小组中每人独立观测一测回，其他人协助做好其他工作。

9）同样的方法，测出三角形的另外两个内角。

10）检查观测质量：计算∠A+∠B+∠C=180°●竖直角指导老师讲解本次实验的内容和方法。

1）安置好经纬仪，盘左位置照准目标(目标标志自己确定或自己用小方纸制作贴在墙上)读出竖盘数值L读，记录者将L读记入竖直角观测记录表中。

2）根据盘左竖直角计算公式，计算出盘左竖直角，并填入竖直角观测记录表中。

3）再用盘右位置照准同一目标，并读出竖盘读数R读，记录者将R读记入竖直角观测记录表中。

实验四测回法和方向法观测水平角测量实验-适用非测绘类专业加入时间：2008-3-22 8:48:20 $$来源$$ 点击：1861一、目的与要求（1）掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

（2）掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

（3）掌握方向法观测水平角的操作顺序、记录、计算方法，了解各项限差的要求。

二、计划与设备(1) 实习时数为2～4学时。

每实习小组4～5人。

(2) 实习设备有DJ6光学经纬仪l台，记录板l块，竹三脚架2个，垂球2～3个，木桩3个，斧头1把，测伞1把。

自备2H铅笔2支。

三、方法与步骤（一）测回法观测水平角的操作步骤如图2-7，在测站点O上安置经纬仪，用盘左和盘右各观测水平角（∠AOB）一次，盘左观测时为上半测回，盘右观测时为下半测回。

如两次观测角值相差不超过容许误差±40″，则取其平均值作为一测回的结果。

这一种观测法称为测回法。

其观测步骤为：(1)上半测回，盘左瞄准左方点(如图4-1中的A点)，读水平度盘读数(LA)，记录在表2-7中；顺时针方向转动照准部，瞄准右方点(如图2-7中的B点)，读水平度盘读数(LB)，记录在表2-6中；计算上半测回角值β左=LB-LA。

(2)下半测回，盘右倒转望远镜，逆时针方向转动照准部，瞄准右方点B，读数得RB，记录；逆时针方向转动照准部，瞄准左方点A，读数得RA，记录；计算下半测回角值β右=RB--RA。

(3)检查有无超限上下半测回角值之差使用DJ6光学经纬仪观测时，其限差为"，若超过限差″，则取上、下半测回角值的平均值为一测回水平角值，若超过限差±40"，则需重测整个测回。

图 4-12．测回法观测水平角的练习在测区范围地面上选择彼此相距30m左右的三点A、B、C，打下木桩，在桩顶钉小铁钉或画十字作为标志中心；在A点安置经纬仪，在B、C点架设竹三脚架并挂垂球，用测回法测得∠A；同法分别在B、C点安置仪器，测得∠B、∠C。

水平角的测量方法一、测回法1．测回法的观测方法（测回法适用于观测两个方向之间的单角）如图3-9所示，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β，具体施测步骤如下。

（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。

（2）将仪器置于盘左位置，转动照准部，先瞄准左目标A，置零、读取水平度盘读数a L，设读数为0˚01′30″，记入水平角观测手簿表3-1相应栏内。

松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读取水平度盘读数b L，设读数为98˚20′48″，记入表3-1相应栏内。

以上称为上半测回，盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL为：βL=b L－a L=98˚20′48″－0˚01′30″=98˚19′18″（3）松开照准部制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，先瞄准右目标B，读取水平度盘读数b R，设读数为278˚21′12″，记入表3-1相应栏内。

松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读取水平度盘读数a R，设读数为180˚01′42″，记入表3-1相应栏内。

以上称为下半测回，盘右位置的水平角角值（也称下半测回角值）βR为：βR=b R－a R=278˚21′12″－180˚01′42″=98˚19′30″上半测回和下半测回构成一测回。

表3-1 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平均值备注°′″°′″°′″°′″第一测回O 左A0 01 3098 19 1898 19 2498 19 30B98 20 48右A180 01 4298 19 30B278 21 12第二测回O 左A90 01 0698 19 3098 19 36B188 20 36右A270 00 5498 19 42B8 20 366OABβ均值作为一测回角值β。

在本例中，上、下两半测回角值之差为：△β=βL －βR =98˚19′18″－98˚19′30″=－12″一测回角值为：98˚19′18″+98˚19′30″98˚19′24″将结果记入表3-1相应栏内。

角度测量的原理及其方法角度测量原理一、水平角测量原理地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。

如图3-1所示，A、B、O为地面上的任意点，通OA和OB直线各作一垂直面，并把OA和OB分别投影到水平投影面上，其投影线Oa和Ob的夹角∠aOb，就是∠AOB的水平角β。

如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器，其度盘中心O′在通过测站O点的铅垂线上，设OA和OB两条方向线在水平刻度盘上的投影读数为a1和b1，则水平角β为：β= b1 - a1(3-1)二、竖直角测量原理在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。

如图3-2所示，视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。

图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测量原理图如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线，设照准目标点A时视线的读数为n，水平视线的读数为m，则竖直角α为：α= n - m (3-2)光学经纬仪一、DJ6级光学经纬仪的构造它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。

现将各组成部分分别介绍如下：１．望远镜望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同，是用来照准远方目标。

它和横轴固连在一起放在支架上，并要求望远镜视准轴垂直于横轴，当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。

为了控制望远镜的俯仰程度，在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和微动螺旋。

在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋，以控制水平方向的转动。

当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后，转动微动螺旋，望远镜或照准部才能作微小的转动。

２．水平度盘水平度盘是用光学玻璃制成圆盘，在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。

相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。

度盘固定在轴套上，轴套套在轴座上。

水平度盘和照准部两者之间的转动关系，由离合器扳手或度盘变换手轮控制。

实验四方向观测法测水平角一、实验目的1．用J2经纬仪按方向法进行观测练习，以掌握用方向观测法进行三、四等水平方向观测与记录的方法和操作步骤。

2．领会规范中对方向观测所制定的各项规定。

3．了解测站各项限差要求，理解对方向观测的成果质量进行判别及处理的方法。

二、实验要求1．预习方向观测法的观测程序。

2．弄清方向观测法记录表格的填写次序和方法。

3．每人至少观测1~2个合格测回，全组完成一套9个测回合格成果。

4．限差要求（对J2仪器而言）两次重合读数差3″；半测回归零差8″；一测回2C互差13″；各方向归零后的测回互差9″。

5．对不合格的成果返工重测。

重测的测绘应注明“重测”字样。

三、仪器及工具学时：2J2型经纬仪一台，三脚架一副，测伞一把，记录板一块。

自备铅笔、小刀、小三角板或直尺、记录表格。

四、实验步骤一测回的操作步骤（以三等观测为例）1．先选择好远距离的边长均匀的四个以上方向的目标。

2．安置仪器后，将仪器照准零方向，按下列度盘位置表配置度盘和测微器：3．顺转照准部1~2周后精确照准零方向，进行水平度盘和测微器读数（重合对径分划两次）；4．顺转照准部，精确照准2方向，仍按上述方法读数；顺转照准部依次进行3、4……n方向的观测，最后闭合至零方向（当观测方向数≤3时，可不必闭合至零方向），以上构成上半测回；5．纵转望远镜，逆转照准部1~2周后，精确照准零方向，按上法读数；6．逆转照准部，按上半测回的相反次序依次观测n、n-1、……3、2直至零方向。

构成下半测回。

上、下半测回构成一个测回。

1．观测程序及记录要严守操作规程。

2．观测中要注意消除视差。

3．记录者向观测者回报后再记，记录中的计算部分应训练用心算进行。

4．测微器读数不许涂改。

六、上交资料每组上交一份大于4个方向9个测回的合格成果（所有原始记录一律上交）。

七、实习报告编写提纲1．写明本次实习的名称、目的、时间及地点；2．写明所用仪器的名称及编号；3．附观测记录成果；4．对一个测站上的观测成果进行质量分析，提出重测、补测和取舍的具体意见；5．进行测站平差，得出一个测站上合格的水平角观测成果；6．实习心得与体会。

实验二方向观测法测水平角和竖直角测量一．实验目的1．掌握方向观测法测水平角的方法。

2．掌握竖直角测量的方法。

3．弄清归零、归零差、归零方向值、2c变化值的概念。

4．在每个半测回中，起始方向首末两次读数之差（即归零差）≤18''。

5．同一方向值各测回互差≤24''二．实验仪器经纬仪1台，三角架1个，记录板1个，铅笔1支。

三．仪器介绍1．构造正面背面正面背面2．键盘功能与信息显示四．测量前的准备1．仪器的安置、对中与整平安置三脚架和仪器⑴选择坚固地面放置脚架之三脚，架设脚架头至适当高度，以方便观测操作。

⑵将垂球挂在三脚架的挂钩上，使脚架头尽量水平地移动脚架位置并让垂球粗略对准地面测量中心，然后将脚尖插入地面使其稳固。

⑶检查脚架各固定螺丝固紧后，将仪器置于脚架头上并用中心联接螺丝联结固定。

使用光学对中器对中⑴调整仪器三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。

通过对中器目镜观察，调整目镜环，使对中分划标记清晰。

⑵调整对中器的调焦手轮，直至地面测量标志中心清晰并与对中分划标记在同一成像平面内。

⑶松开脚架中心螺丝（松至仪器能移动即可），通过光学对中器观察地面标志，小心地平移仪器（勿旋转），直到对中十字丝（或圆点）中心与地面标志中心重合。

⑷再调整脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。

⑸再通过光学对中器，观察在面标志中心是否与对中器中心重合，否则重复（3）和（4）操作，直至重合为止。

⑹确认仪器对中后，将中心螺丝旋紧固定好仪器。

⑴旋转仪器照准部让长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。

调整两个脚螺旋时，旋转方向应相反（如图）。

⑵将照准部转动90°，用另一脚螺旋使长水准器气泡居中。

⑶重复⑴和⑵，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。

⑷在⑴的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。

2 望远镜目镜调整和目标照准目镜调整⑴取下望远镜镜盖。

简述测回法测水平角的主要步骤和相应的角度计算方法（假定观测两个方向）。

用测回法测量AOB ，先在A 、B 两点上立好测钎，将经纬仪置于O 点，按以下程序观测： （1） 正镜，照准A ，读取水平读盘读数1a ，记入观测手簿； （2）顺时针转动望远镜照准 B ，读取水平读盘读数1b ； 由正镜方向两读数差可以计算出上半测回水平角βL= 1b -- 1a （3）倒转望远镜，瞄准B ，读取水平读盘读数2b ； （4）逆时针方向转动望远镜，瞄准A ，读取水平读盘读数2a ； 计算下半测回水平角βR= 2b -- 2a 若上下半测回角度差小于限差，则取平均值作为最后的角度，否则重新观测。

2、 说明用水准仪进行等外水准测量时的一个测站上的操作步骤（双面尺法）与高差计算方法。

（1）在测站上安置水准仪，使离前后尺距离尽可能相等，整平。

（2）瞄准后视尺黑面，精平后读数，再瞄准后视尺红面读数，计算看是否满足限差要求；若不满足则重新测量，获得满足要求的黑红面读数 ；（3）瞄准前视尺黑面，精平后读数，再瞄准前视尺红面读数，计算看是否满足限差要求；若不满足则重新测量，获得满足要求的黑红面读数； （7分） （4）分别由黑面和红面计算高差，进行限差比较，若不满足则重新测量，若满足则取二者平均值作为最终高差 。

3 、结合实际操作说明水准测量时一测站上主要的工作步骤包括哪些，如何根据观测读数计算两点高差？ 水准测量时一测站上的工作步骤为： （1）在两点中间位置安置水准仪，在两点立尺，对仪器进行粗略整平； （2）瞄准后视点A ，精平，读取读数a ；（3）瞄准前视点B ，精平，读取读数b ； （4）计算高差h = a – b 。

说明经纬仪测量时一测站上进行对中和整平的主要步骤和方法对中和整平的主要步骤和方法是：首先进行对中，其目的是把仪器中心安置在测站点O 的铅垂线上，在O 点附近张开三脚架，挂上垂球，固定三脚架的一条腿，两手握住另外两条腿作前、后、左、右移动，使垂球尖大致对准O 点的中心标志，并使三脚架头大致放平，将这两条腿也插稳。

水准测量的原理：利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺进行读数，测定地面上两点的高差，从而由已知高程推求未知高程。

如图2- 1。

高差法：HB = HA + hAB = HA + ( a - b )仪高法：Hi = HA + a HB = Hi - bDS3水准仪及水准点水平角测量原理（一）定义：水平角就是地面上某点到两目标的方向线铅垂投影到水平面上所成的角度，其取值范围为0 ~ 360。

（二）测角原理：如图3-1测回法测回法是测水平角的基本方法，用于两个目标方向之间的水平角的观测。

如图，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β。

竖直角测量原理：（一）定义地面某点至目标的方向线与水平面之间的夹角，取值范围为–90~90。

仰角为正，俯角为负。

（二）测角原理：如图距离：两标志点之间的水平直线长度。

直线定线：把多根标杆标定在已知直线的工作。

方法有目估定线和经纬仪定线。

钢尺量距：精密钢尺量距时必须对所量距离施加尺长改正、温度改正，倾斜，即用钢尺的实际长度。

其实际长度用尺长方程式表示，它的一般形式为：l t = l + Δl + a ×l（t - t0 ）视距测量：利用望远镜的视距丝装置，根据几何光学原理同时测定距离和高差的方法。

视线水平时：距离：D = k·l 高差：h = i –v斜距情况下：距离：D = kl cos2α高差：h = ( 1 / 2 ) kl sin2α+ i –v式中：l为上下丝读数之差；α为竖直角；i为仪器高；v为目标高（中丝读数）；k = 100光电测距：原理：通过测定光波在两点间传播的时间计算距离的方法。

公式：D′= ( 1 / 2 )* c* t式中：c为空气中的光速；t为光波在两点间往返的时间。