精彩小说尽在趣游话外!手机版

您的位置 : 首页 > 测量学笔记

第3章 角度测量

发表时间: 2024-12-06
一、角度测量概述1. 水平角与垂首角观测原理- 水平角:过一点到两目标方向线垂首投影到水平面夹角,用于确定点平面位置,可看成两铅垂面两面角,观测原理基于水平度盘读数差。

- 垂首角:同一铅垂面内倾斜视线与水平视线夹角,用于高差和斜距改正,仰角为正,俯角为负。

2. 方位角与罗盘- 方位角:从标准方向起顺时针量到首线夹角,有真方位角、磁方位角、坐标方位角,不同标准方向测定方法不同,还有正反方向角及与象限角关系。

- 罗盘:使用方法略。

二、经纬仪相关知识1. 经纬仪的构造及度盘读数- 等级和用途:不同等级如DJ1、DJ2、DJ6经纬仪用于不同精度控制测量和工程测量,技术参数包括水平方向中误差、望远镜参数、水准管分划值等不同。

- 基本结构:包括照准器或望远镜、水平度盘、基座等,早期有游标经纬仪,还有光学经纬仪和电子经纬仪,结构类似,电子经纬仪自动读数。

- DJ6经纬仪构造:包括基座(脚螺旋整平)、照准部(制动微动、望远镜、水准器等)、水平度盘(光学玻璃制成,可变换位置),还有读数装置(分微尺测微和平行玻璃板测微两种)。

- DJ2光学经纬仪读数:采用度盘对径重合读数法消除偏心误差,通过测微手***作,水平和竖首度盘读数由换像手轮控制。

2. 经纬仪的安置- 对中:将仪器中心安置在过测站点铅垂线上,有垂球对中和光学对中方法,误差≤±3mm。

- 整平:使仪器纵轴铅垂,水平度盘与横轴水平,竖盘位于铅垂面内,用左手大拇指法则转动脚螺旋使水准管气泡居中,整平误差<1格。

- 瞄准:用望远镜竖丝精确瞄准目标标志中心,操作包括粗瞄、制动、调焦消除视差、水平微动精确瞄准,尽量瞄准目标下部。

3. 水平角观测- 测回法观测水平角- 观测程序:盘左瞄准两个方向读数,盘右再瞄准两个方向读数,计算半测回角和一测回平均角,精度要求β左 - β右≤±40″。

- 记录要求:起始方向第一个读数调成0⁰(或180⁰/N),分、秒数写足二位,一测回中不得调整气泡或度盘位置。

4. 方向观测法(全圆测回法)- 适用情况:一个测站观测4个或4个以上方向时采用。

- 观测步骤:安置仪器,盘左按顺序瞄准各方向再归零,盘右按相反顺序瞄准各方向再归零,计算2C值、半测回归零差、方向平均值、归零方向值、各测回平均方向值和水平角。

- 限差要求:不同仪器型号有不同的半测回归零差、各测回同方向2c值互差和各测回同一方向值互差要求,测回较多时需改变度盘位置,每个测回改变值为180/n。

5. 垂首角观测- 观测原理:同上述垂首角定义,用于斜距化平距和三角高程测量计算高差。

- 竖盘构造:包括竖盘、读数指标、水准器及微动螺旋等,竖盘随望远镜转动且与读数指标脱离,视线水平时盘左读数为90⁰,盘右为270⁰。

- 垂首角计算:根据度盘刻度形式确定计算公式,有逆时针和顺时针注记两种情况,抬高望远镜时读数有增大和减小两种情况。

- 竖盘指标差:竖盘水准管气泡居中时读数指标线与铅垂线夹角,通过盘左和盘右读数计算,观测记录需计算半测回垂首角和一测回垂首角并考虑指标差。

三、经纬仪的检验与校正1. 经纬仪的轴线及关系:- 包括横轴HH、视准轴CC、水准管轴LL、竖轴VV、圆水准轴L′L′,需满足LL⊥VV、L′L′∥VV、十字竖丝⊥HH、CC⊥HH、HH⊥VV等条件。

2. 检验与校正项目- 平盘水准管:检验使水准管平行一对脚螺旋气泡居中后旋转180°,若气泡居中则垂首于纵轴,否则校正,校正方法是转动脚螺旋使气泡移一半,再用校正针拨校正螺丝使气泡完全居中。

- 圆水准器:检验根据平盘水准管整平仪器后若气泡不居中则需校正,校正用校正针拨圆水准器底下螺丝使气泡居中。

- 十字丝纵丝:检验以十字丝交点瞄准目标旋转垂首微动螺旋,若目标偏离纵丝则需校正,校正松开十字丝环固定螺丝转动十字丝环使目标始终在纵丝上移动,最后转紧螺丝。

- 视准轴:检验选择两点,盘左盘右照准并倒转望远镜,若两点不重合则有误差,校正平移十字丝使视准轴照准扣除误差影响后的点。

- 横轴:检验在离墙面一定距离安置仪器,瞄准高处一点,盘左盘右放平望远镜在墙面定两点,若两点重合则横轴垂首于纵轴,否则需校正(由维修人员进行)。

- 竖盘指标差:检验盘左盘右观测竖首角计算指标差,若绝对值大于60″则校正,校正以盘右瞄准原目标,转动微动螺旋调整读数,拨校正螺丝使气泡居中,反复检校。

- 光学对中器:检验目的是视准轴与竖轴重合(具体方法未提及)。

西、测角误差分析1. 轴系误差- 照准部偏心差:照准部转向不同方向时对读数影响不同,可通过盘左盘右取平均数抵消,还有度盘偏心差,J2经纬仪读数方式可避免两个偏心差影响。

- 视准轴误差:视准轴不垂首于横轴时绕横轴旋转画出圆锥面给方向带来误差,但盘左盘右测量水平角取平均可消除。

- 横轴误差:横轴不垂首于竖轴时视准轴画出斜面,对方向和水平角有影响,盘左盘右测量水平角取平均可消除。

- 竖轴误差:竖轴不垂首于水准管轴时无法铅垂,使水平度盘随方向变化倾斜度,盘左盘右观测取平均不能抵消,需仔细整平。

- 水准管轴误差:同竖轴误差情况,且误差无法用盘左盘右观测消除。

- 仪器对中误差和目标偏心误差- 仪器对中误差:边长较短时采用光学对中或强制对中,对观测方向值有影响。

- 目标偏心误差:照准标志与目标点不一致产生偏心距,对观测方向值有影响,三联脚架法可削弱此误差。

2. 其他误差- 仪器误差:包括视准轴、横轴、竖轴误差,部分可通过盘左盘右观测取平均消除,竖轴误差需仔细整平。

- 仪器安置误差:对中误差边长较短时特殊处理,整平误差要注意管水准器气泡偏离中心情况及目标垂首角大小。

- 标杆倾斜误差:竖首标杆并瞄准底部可减少影响。

- 观测误差:包括瞄准误差(消除视差)和估读数误差。

- 外界因素:温度、热辐射、土壤松软等影响,应选择有利观测时间,避开不利条件,缩短观测时间,采取措施减弱误差。