注册土木工程师(岩土)《专业基础考试》历年考点一览表考点详解和强化训练(角度测量)

第三节角度测量
3.1 历年考点一览表
3.2 考点详解
考点一：水平角和垂直角观测原理★★★
角度测量是确定地面点位时的基本测量工作之一。

用于角度测量的仪器是经纬仪，它既可以测量水平角，又可以测量垂直角。

1．水平角观测原理
如图2-3-1所示，A、B、C为地面上任意三点，将三点沿铅垂线方向投影到水平面H 上，得到相应的A1、B1，C1点，则水平线B1A1与B1C1的夹角β即为地面BA与BC两方向线间的水平角。

由此可见，测站点至两观测目标点分别连线在水平面上投影后的夹角即为水平角。

图2-3-1 水平角
为了测定水平角值，可在角顶的铅垂线上安置一架经纬仪，仪器必须有一个能水平放置的刻度圆盘—水平度盘，度盘上有顺时针方向的0°～360°的刻度，度盘的中心放在B点的铅垂线上，另外，经纬仪还必须有一个能够瞄准远方目标的望远镜，望远镜不但可以在水平面内转动，而且还能在铅垂面内旋转。

通过望远镜分别瞄准高低不同的目标A和C，其在水平度盘上相应读数为a和c，则水平角β即为两个读数之差。

即：β＝c－a。

2．垂直角观测原理
同一铅垂面内，某方向的视线与水平线的夹角称为垂直角a（又称竖直角、高度角），其角值为0°～±90°。

视线与铅垂线（指向天顶）的夹角称为天顶距Z，角值为0°～180°。

仰角是指目标视线在水平线以上的垂直角，角值为正；俯角是指目标视线在水平线以下的垂直角，角值为负，如图2-3-2所示。

图2-3-2 垂直角和天顶距
为了测定垂直角，经纬仪还必须在铅垂面内装有一个刻度盘垂直度盘（简称竖盘）。

垂直角与天顶距的关系为：Α＝90°－Z。

垂直角与水平角一样，其角值为度盘上两个方向的读数之差，所不同的是，垂直角的两个方向中的一个是水平方向，对某种经纬仪来说，视线水平时的竖盘读数应为0°或90°的倍数，所以，测量垂直角时，只要瞄准目标，读出竖盘读数，即可计算出垂直角。

【典型例题】使用经纬仪观测水平角时，若照准同一竖直面内不同高度的两个目标点，分别读取水平盘读数，此时两个目标点的水平度盘读数理论上应该是（）。

[2018年真题]
A．相同的
B．不相同的
C．不一定相同
D．在特殊情况下相同
【答案】A
【解析】工程测量中测站点与两个观测点之间形成一个夹角，该夹角在水平面上的投影称为水平角。

使用经纬仪照准同一竖直平面内不同高度的目标点时，由于目标点的水平投影坐标没有发生改变，因此经纬仪不会发生转动，那么水平盘读数并不会发生改变；当目标点在水平方向上有变化时，水平盘读数才发生改变。

【典型例题】测量中的竖直角是指在同一竖直面内，某一方向线与下列何项之间的夹角？（）[2017年真题]
A．坐标纵轴
B．仪器横轴
C．正北方向
D．水平线
【答案】D
【解析】水平角是指测站点至两观测目标点分别连线在水平面上投影后的夹角。

竖直角是指在同一竖直面内，倾斜视线与水平线间所夹的锐角。

考点二：经纬仪的构造★★
1．经纬仪的技术参数
经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪两类，光学经纬仪利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行度盘读数；电子经纬仪则利用物理光学、电子学和光电转换等原理显示度盘读
数。

经纬仪按其精度划分为DJ1、DJ2、DJ6等级别，下标1、2、6分别为该经纬仪一测回方向观测中误差的秒数。

表2-3-1列出了各等级经纬仪的主要技术参数及主要用途。

表2-3-1 光学经纬仪系列技术参数
2．经纬仪的构造
从总体来说，经纬仪的构造分为三部分，如图2-3-3（a）所示：1—基座、2—水平度盘、3—照准部。

水平度盘按顺时针刻有0°～360°分划线，读数方法分测微尺读数和平板玻璃测微读数两种。

各部分的主要机械构件如图2-3-3（b）所示：基座部分有：4—脚螺旋，用于置平仪器；水平度盘部分有：5—纵轴套、6—水平度盘；照准部有：7—仪器的纵轴，8—照准部水准管（又称平盘水准管）；两侧有：9—支架、10—支承望远镜的横轴、11—望远镜和12—垂直度盘。

图2-3-3 经纬仪的构造
在水平方向，仪器的照准部以纵轴为旋转轴，在纵轴套中旋转。

水平度盘可以在纵轴套外围旋转。

在垂直方向，横轴连同望远镜和垂直度盘一起在支架的轴承中旋转，这样可以使经纬仪的望远镜在一定的仰角和俯角范围内瞄准任何一个目标。

为了使望远镜能精确瞄准目标，水平方向和垂直方向的转动都可以用制动螺旋和微动螺旋来控制。

【典型例题】经纬仪有四条主要轴线，如果视准轴不垂直于横轴，此时望远镜绕横轴旋转时，则视准轴的轨迹是（）。

[2016年真题]
A．一个圆锥面
B．一个倾斜面
C．一个竖直面
D．一个不规则的曲面
【答案】A
【解析】横轴和竖轴是经纬仪上最重要的两个轴，它们应当相互垂直成90°。

若竖轴铅。