备课笔记 第三章 角度测量
- 1 - 第三章 角度测量
第一节 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。
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。如右图所示，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。
第二节 光学经纬仪
第三节 水平角观测
一、经纬仪的技术操作
经纬仪的技术操作包括：对中—整平—瞄准—读数
采用光学对中器安置经纬仪的操作步骤如下：
1. 将仪器置于测站点上，架头大致水平。粗略对中测站点。
2. 旋转脚螺旋使光学对中器对准测站点。
3. 伸缩三脚架腿，使圆水准气泡居中。再用脚螺旋精确整平经纬仪。
4. 如果光学对中器分划圈不在测站点上，应松开连接螺旋，在架头上平移仪器，使分划圈对准测站点。
5. 重新再整平仪器，依此反复进行直至仪器整平后，光学对中器分划圈对准测站点为止。
二、水平角观测方法
1. 测回法
盘左位置：左=b左–a左
盘右位置： 右＝b右–a左
测回角值： ＝（左+ 右）/2
2. 方向观测法
1）选择起始方向；
2）盘左顺时针观测各方向；
3）盘右逆时针观测各方向；
4）在符合限差要求后，计算各方向归零方向值。
第四节 竖直角测量
一、竖直度盘的构造
竖直度盘垂直固定在望远镜旋转轴的一端，随望远镜的转动而转动。竖直度盘的刻划与水平度盘基本相同，但其注字随仪器构造的不同分为顺时针和逆时针两种形式。 备课笔记 第三章 角度测量
- 2 - 对于J6级光学经纬仪竖盘与指标及指标水准管之间应满足下列关系：当视准轴水平，指标水准管气泡居中时，指标所指的竖盘读数值盘左为90°，盘右为270°。
第三章
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地面上某点到两目标的方向线铅垂投影在水平面上的构成的角度，称为水平角。其取值为0°～360°。在同一铅直面内，某一方向线与水平视线间的夹角，称为竖直角。竖直角的取值是0°～±90°。
竖直角测量原理
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DJ6级光学经纬仪包括分微尺测微器和单平板玻璃测微器。
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与DJ6经纬仪相比，DJ2经纬仪的读数系统和读数方法有如下特点：
（1）DJ2级光学经纬仪采用双平板玻璃测微器或双光楔测微器，因此其读数采用对径符合读数法，相当于利用度盘上相差180°的两个指标读数并取其平均值，以此可以消除度盘偏心的误差。
（2）在DJ2级光学经纬仪的读数窗中，竖直度盘和水平度盘的读数不能同时看到，必须通过换像手轮分别看到。
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经纬仪各部件主要轴线有：竖轴VV、横轴HH、望远镜视准轴CC和照准部水准管轴LL。
根据角度测量原理和保证角度观测的精度，经纬仪的主要轴线之间应满足以下条件：
(l)照准部水准管轴LL应竖直于竖轴VV；
(2)十字丝竖丝应竖直于横轴HH；
(3)视准轴CC应竖直于横轴HH；
(4)横轴HH应竖直于竖轴VV；
(5)竖盘指标差应为零。
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测量水平角时，采用盘左、盘右两个位置观测为了消除仪器视准轴误差和横轴不水平误差。
观测竖直角时，采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除竖直指标差带来的影响。
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（1）对中误差
仪器对中不准确，使仪器中心偏离测站中心的位移叫偏心距，偏心距将使所观测的水平角值不是大就是小。经研究已经知道，对中引起的水平角观测误差与偏心距成正比，并与测站到观测点的距离成反比。因此，在进行水平角观测时，仪器的对中误差不应超出相应规范规定的范围，特别对于短边的角度进行观测时，更应该精确对中。
（2）整平误差
若仪器未能精确整平或在观测过程中气泡不再居中，竖轴就会偏离铅直位置。整平误差不能用观测方法来消除，此项误差的影响与观测目标时视线竖直角的大小有关，当观测目标与仪器视线大致同高时，影响较小；当观测目标时，视线竖直角较大，则整平误差的影响明显增大，此时，应特别注意认真整平仪器。当发现水准管气泡偏离零点超过一格以上时，应重新整平仪器，重新观测。
1 第3章 经纬仪及其角度测量
3.1 角度测量原理
角度测量是测量工作的重要内容之一。角度测量的目的是测定地面点连线之间的空间位置关系，以此来确定点的平面坐标和高程，它包括水平角测量和竖直角测量，所采用的仪器为光学经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。本章重点介绍光学经纬仪及其角度测量方法。
3.1.1 水平角测量原理
水平面αbc270090180OββAnmCB 图3-1 水平角测量原理
从一点到两个目标的方向线在水平面上的垂直投影所构成的角度，称为水平角。或者说，空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影，称为水平角。如图3-1所示，A、B、C为三个高度不同的地面点。根据水平角的定义，将A、B、C三点分别沿铅垂方向投影到水平面上，其投影线ab和ac所构成的角∠cab，即为方向线AC、AB所夹的水平角。注意：两直线AC、AB的空间夹角CAB并不是水平角。为了测定水平角值的大小，可以在过顶点A的铅垂线上任意点安置一个有刻度的水平圆盘，称之为水平度盘。度盘中心O位于过A点的铅垂线上。则方向线AC、AB在水平度盘上的垂直投影On、Om，在水平度盘上的读数分别为n和m，若将水平度盘按顺时针刻划，则所求的水平角就是两个读数之差，即：
nm (3-1)
经纬仪就是根据上述测角原理来设计的。在仪器上设置一个带有刻划的水平圆盘和在圆盘上读数的指针，将度盘中心与经纬仪的竖轴处于同一铅垂线上。观测水平角时，安置仪器在测点正上方，使水平度盘中心处在过测点的铅垂线上，通过装置在经纬仪上的望远镜瞄准目标，提供两方向线；当望远镜高低变化时，其视准轴在同一铅垂面内变动，从而提供上述两条方向线在水平读盘上的垂直投影，通过经纬仪中的读数装置读取两投影线在度盘上的方向值，两者之差即为所测的水平角。这就是经纬仪水平角测量的基本原理。
第三章 角度测量
单选题
1、经纬仪水平度盘调平用（ B ）。
A.微倾螺旋 B.脚螺旋 C.微动螺旋 D.轴座固定螺旋
2、目前国产DJ6级光学经纬仪度盘分划值是（ A ）。
A.1°和30′ B.2°和1° C.30′和15′ D.2°和4°
3、水平角的角值范围是（ C ）。
A. 00~1800 B. -900~+900 C. 00~3600 D. -1800~+1800
4、DJ6经纬仪的测量精度通常要（ D ）DJ2经纬仪的测量精度。
A.等于 B.高于 C.接近于 D.低于
5、光学经纬仪有DJ1、DJ2、DJ6多种型号，数字下标1、2、6表示（ A ）中误差的值。
A.水平角测量一测回角度 B.竖直方向测量一测回方向
C.竖直角测量一测回角度 D.水平方向测量一测回方向
6、地面上两相交直线的水平角是（ B ）的夹角。
A.这两条直线的实际； B.这两条直线在水平面的投影线
C.这两条直线在同一竖直上的投影 D.这两条直线在某一倾斜面的投影线
7、通过经纬仪竖轴的同一竖直面内不同高度的点在水平度盘上读取的读数是（ D ）。
A.点位越高，读数越大 B.不相同 C.点位越高，读数越小 D.相同
8、当经纬仪竖轴与目标点在同一竖面时，不同高度的水平度盘读数（ A ）。
A.相等 B.不相等 C.有时不相等 D.不能确定
9、经纬仪横轴不垂直竖轴时，望远镜旋转视准面为（ B ）。
A.铅锤面 B.倾斜面 C.竖直面 D.水平面
10、测水平角时，水平度盘与指标的运动关系是（ A ）。
A.水平度盘不动，指标动 B.指标不动，水平度盘动
