《土木工程测量》第3章教案1

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1、第3章角度测量测量地面点连线的水平夹角及视线方向与水平面的竖直角，称角度测量(angularobservation)。角度测量是测量的基本工作之一。角度测量所使用的仪器是经纬仪(theodolite)和全站仪(totalstation)。水平角测量用于求算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改化为水平距离。§3.1角度测量原理(1)水平角测量原理水平角(horizontalangle)是指地面一点到两个目标点连线在水平面上投影的夹角，它也是过两条方向线的铅垂面所夹的两面角。为了测量水平角，应在过B点的上方水平地安置一个有刻度的圆盘，称为水平度盘(horizontalci

2、rcle)；水平度盘的中心应位于过B点的铅垂线上；经纬仪还必须有一个能够瞄准远方目标的望远镜；望远镜应可以在水平面和铅垂面内旋转，通过望远镜分别瞄准高低不同的目标A和C。(2)竖直角测量原理竖直角(verticalangle)是指在同一竖直面内，视线与水平线的夹角。视线在水平线上方的称为仰角，角值为正；视线在水平线下方的称为俯角，角值为负。为了测量竖直角，经纬仪必须在铅垂面内安置一个有圆盘，称为竖直度盘或竖盘(verticalcircle)。竖直角也是两个方向在度盘上的读数之差，与水平角不同的是，其中有一个是水平方向。水平方向的读数可以通过竖盘指标管水准器或竖盘指标自动补偿装置来确

3、定；经纬仪设计时，一般使视线水平时的竖盘读数为0°或90°的倍数，这样，测量竖直角时，只要瞄准目标，读出竖盘读数并减去仪器视线水平时的竖盘读数就可以计算出视线方向的竖直角。§3.2光学经纬仪的结构及其度盘读数规范给出的国产光学经纬仪(opticaltheodolite)按其精度划分的型号有：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ30，其中字母D、J分别为“大地测量”和“经纬仪”汉语拼音的第一个字母，07、1、2、6、30分别为该仪器一测回方向观测中误差的秒数。瑞士Leica公司的光学经纬仪按其精度划分的型号为：T4、T3、T2、T1、T16，其中字母T为单词“Theodolite”

4、(经纬仪)的第一个字母，以秒为单位的一测回方向观测中误差分别为±0.5″、±1″、±2″、±6″、±16″。§3.2.1DJ6级光学经纬仪的结构根据控制水平度盘转动方式的不同，DJ6级光学经纬仪又分为方向经纬仪和复测经纬仪。地表测量中，通常使用方向经纬仪，复测经纬仪主要应用于地下工程测量。图3-3是北京光学仪器厂生产的DJ6级方向光学经纬仪。一般将光学经纬仪分解为基座(tribrach)、水平度盘(horizontalcircle)和照准部(alidade)三部分。1-望远镜制动螺旋2-望远镜微动螺旋3-物镜4-物镜调焦螺旋5-目镜6-目镜调焦螺旋7-光学瞄准器8-度盘读数显微镜9

5、-度盘读数显微镜调焦螺旋10-照准部管水准器11-光学对中器12-度盘照明反光镜13-竖盘指标管水准器14-竖盘指标管水准器观察反射镜15-竖盘指标管水准器微动螺旋16-水平方向制动螺旋17-水平方向微动螺旋18-水平度盘变换螺旋与保护卡19-基座圆水准器20-基座21-轴套固定螺旋22-脚螺旋(1)基座基座上有三个脚螺旋，一个圆水准气泡，用来粗平仪器。水平度盘旋转轴套套在竖轴套外围，拧紧轴套固定螺旋，可将仪器固定在基座上；旋松该螺旋，可将经纬仪水平度盘连同照准部从基座中拔出。(2)水平度盘水平度盘是一个圆环形的光学玻璃盘片，盘片边缘刻划并按顺时针注记有0°~360°的角度数值。(

6、3)照准部照准部是指水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转的全部部件的总称，它包括竖轴、U形支架、望远镜、横轴、竖直度盘、管水准器、竖盘指标管水准器(verticalindexbubbletube)和读数装置等。照准部的旋转轴称为仪器竖轴，竖轴插入基座内的竖轴轴套中旋转；照准部在水平方向的转动，由水平制动、水平微动螺旋控制；望远镜在纵向的转动，由望远镜制动、望远镜微动螺旋控制；竖盘指标管水准器的微倾运动由竖盘指标管水准器微动螺旋控制；照准部上的管水准器，用于精平仪器。水平角测量需要旋转照准部和望远镜依次瞄准不同方向的目标并读取水平度盘的读数；在一测回观测过程中，水平度盘是固定不动的；为了角

7、度计算的方便，在观测开始之前，通常将起始方向(称为零方向)的水平度盘读数配置为0°左右，这就需要有控制水平度盘转动的部件。有两种控制水平度盘转动的结构：1)水平度盘位置变换螺旋：方向经纬仪使用。2)复测装置：复测经纬仪(repetitiontheodolite)是用复测扳手代替水平度盘位置变换螺旋来控制控制水平度盘的转动。§3.2.2DJ6级光学经纬仪的读数装置光学经纬仪的读数设备包括度盘、光路系统和测微器。水平度盘和竖直度盘上的分划线，通过一系列棱镜和透镜成像显示在