第3章--精密光学经纬仪和水平角观测
- 格式:ppt
- 大小:1.80 MB
- 文档页数:100
绪论控制测量学的任务及其作用控制测量学的主要任务是什么?平面控制网分成几类?他们的作用各是什么?控制测量学与大地测量学的主要区别是什么?他们又有什么联系?如何理解控制网有控制全局的作用?地球的形状和测量的基准面什么是水准面?什么是大地水准面?测量外业所依据的基准面和基准线是什么测量成果计算的基准面是什么?总地球椭球与参考椭球的区别何在?为什么参考椭球可能有很多个?地面上任何一点的重力取决于什么?为什么说垂线方向主要受引力影响?决定地面上一点位置可以有哪几种坐标系来表示?何谓大地经度和大地纬度?什么叫垂线偏差?什么叫大地水准面差距?三角测量的一般知识布设平面控制网有哪几种传统方法?三角测量的基本原理是什么?分别解释平面控制网的起算数据,观测元素,推算元素的意义。
他们之间的相互关系如何?试归纳工程测量三角网计算数据是如何获得的,方法有哪几种?分别叙述三角网、导线网、边角网的必要起算数据和观测元素是什么?何谓独立网?何谓非独立网?国家三角网的布设原则国家三角网的布设原则是什么?试述分级布网,逐级控制的必要性。
推证平面控制点所控制的面积与边长的关系式。
各等级三角网的作用,技术规格和要求是什么?为什么布设三角网要有统一的规格。
国家三角网的布设方案一、二等国家三角网的布设方案是怎样的?三、四等国家三角网的布设方案又是怎样的?何谓插点法、插网法、插锁法?他们各有什么优缺点?为什么说插网法用得比较广泛?三角测量的精度估算进行精度估算的目的是什么?它与平差中的精度评定有什么异同点?三角形最有利形状的结论是什么?如何得来?为什么要在三角锁的两端加测起算边和起算方位角?平面控制网的技术设计为什么要编制技术设计书?技术设计书的主要内容有哪些?现场踏勘的主要内容有哪些?怎样进行图上设计?图上设计对点位的基本要求是什么?图上设计的主要内容和步骤是什么?平面控制网的选点、造标和埋石实地选点时,对点位提出哪些要求?为什么?精密测角仪器的结构和特点经纬仪测角的基本原则是什么?精密经纬仪水准器、水平度盘、垂直度盘、测微器、纵横轴系等部件,分别解决了哪些矛盾?如何解决的?观测过程中仪器没有精确整平对观测带来何种影响?造成?瞧鞑荒芫 氛 降脑 蚴鞘裁矗渴允龆僚谭只 蟛畹男灾始凹跞跗溆跋斓拇胧 <扑?2c 的目的是什么?2c 变化过大说明什么问题?精密测角误差的来源及其影响影响目标成像质量的主要原因是什么?因采取什么措施来保证成像质量?旁折光是怎样产生的?什么样的地形地貌容易产生旁折光?有什么措施可以减弱其影响?为了减弱仪器误差,使用水平微动螺旋和垂直微动螺旋应注意什么?为什么?观测成果的验算为什么要进行验算?或验算的目的是什么?试述制定三角形闭合差、极条件闭合差、起算边条件闭合差的限值的基本思想。
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β就是两个读数之差,即:β(3-1)=nm-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。
3.1.2 竖直角测量原理竖直角是指同一铅垂面内某方向线与指标线(包括水平线或铅垂线)之间的夹角。
当指标线为水平线时称其为倾角;指标线为铅垂线的天顶方向时称其为天顶距。
光学经纬仪构造及使⽤⽅法§3.2 精密光学经纬仪的构造及使⽤⽅法控制测量中,需⽤经纬仪进⾏⼤量的⽔平⾓和垂直⾓观测。
使⽤经纬仪进⾏⾓度观测,最重要的环节是:仪器整平、照准和读数。
我们围绕这三个环节,对光学经纬仪的构造和使⽤⽅法作如下介绍。
3.2.1 ⽔准器由前节可知,测⾓时必须使经纬仪的垂直轴与测站铅垂线⼀致。
这样,在仪器结构正确的条件下,才能正确测定所需的⾓度。
要满⾜这⼀要求,必须借助于安装在仪器照准部上的⽔准器,即照准部⽔准器。
照准部⽔准器⼀般采⽤管状⽔准器。
管⽔准器是图3-3 ⽔准轴与⽔准器轴⽤质量较好的玻璃管制成,将玻璃管的内壁打磨成光滑的曲⾯,管内注⼊冰点低,流动性强,附着⼒较⼩的液体,并留有空隙形成⽓泡,将管两端封闭,就成为带有⽓泡的⽔准器,如图3-3所⽰。
1. ⽔准轴与⽔准器轴为了便于观察⽔准器的倾斜量,在⽔准管的外壁上刻有若⼲个分划,分划间隔⼀般为2mm,其中间点称为零点。
⽔准器安置在⼀个⾦属框架内,并安装在经纬仪照准部⽀架上,所以把这种管状⽔准器称为照准部⽔准器。
照准部⽔准器框架的⼀端有⽔准器校正螺旋,通过校正螺旋,使照准部⽔准器的⽔准器轴与仪器垂直轴正交。
所谓⽔准器轴,就是过⽔准器零点O ,⽔准管内壁圆弧的切线,如图3-3所⽰。
另外,由于⽔准管内的液体⽐空⽓重,当液体静⽌时,管内⽓泡永远居于管内最⾼位置,如图3-3中的'O 位置。
显然,过'O 作圆弧的切线,此切线总是⽔平的,我们称此切线为⽔准轴由此可知,使其⽔准轴与⽔准器轴相重合,即⽓泡最⾼点'O 与⽔准器分划中⼼O 重合,这时经纬仪的垂直轴与测站铅垂线重合,这个过程称为整置仪器⽔平。
2. ⽔准器格值我们知道,当⽔准器倾斜时,⽔准管内的⽓泡便会随之移动。
不同的⽔准器,虽然倾斜的⾓度完全相同,各⾃的⽓泡移动量不会完全相同。
这是因为不同的⽔准器,它们的灵敏度不同。
灵敏度以⽔准器格值表⽰。
所谓⽔准器格值,就是当⽔准⽓泡移动⼀格时,⽔准器轴所变动的⾓度,也就是⽔准管上的⼀格所对应的圆⼼⾓。