2.5 角度测量

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1、第五章角度测量第五章角度测量为了测定地面点的位置，需进行角度测量，角度测量是基本测量方法之一，用于角度测量的仪器是经纬仪。第一节水平角与竖直角的测量原理水平角是指一点至两目标的方向线在水平面上的投影所形成的夹角。如图!"#"$（%）所示，地面上有高低不同的&、’、(三点，’为测站点，&、(为两目标点，’&、’(两方向线在水平面上的投影’%、’)的夹角!即为两目标方向线的水平角。因此，水平角也是过’&、’(方向线的两个竖直面所夹的二面角。水平角的取值范围为*+,!-.*+。假设在水平面设置一个可以度量角度的刻度圆盘，且刻度圆盘的中心与’

2、点位于同一铅垂直线上，如图!"#"$（)），读取投影线’%的刻度值/，再读取投影线’)的刻度值0，则小平角。!10"/图!"#"$竖直角是指在同一竖直面内倾斜视线与水平线间的夹角。倾斜视线在水平线的上—-$2—第二篇测绘技术应用基础知识方，称为角，用正号表示；倾斜视线在水平线的下方，称为俯角，用负号表示（图!"#"$）。竖直角的取值范围为%&’()%&。第二节光学经纬仪一、基本构造光学经纬仪是用于角度测量的仪器。我国生产的经纬仪用“*+”表示，“*”为“大地测量”的“大”字的汉语拼音的首字母，“+”为“经纬仪”的“经”字的汉语拼音的首

3、字母，紧跟其后的阿拉伯数字代表仪器的精度。经纬仪的精度是用水平方向一测回中误差表征的。例如：*+,表示其一测回方向中误差为,-的经纬仪型号，其他型号可以此类推。有时“*+”也简写为“+”。经纬仪按其测量精度可分为精密和普通两大类。*+%.、*+$、*+!为精密经纬仪，*+,及以下精度的为普通经纬仪。由于经纬仪的精度等级、用途及生产厂家的不同，其具体部件和结构不尽相同，但基本原理和构造是一样的。下面着重介绍最常用的*+,与*+!级经纬仪的原理。图!"#"!为*+,经纬仪的外观，仪器的下部称为基座，其用为是连接仪器与脚架。基座上的三个脚螺

4、旋可作垂直升降运动，用来整平仪器。$/物镜；!/望远镜制动扳手；0/望远镜竖直微动螺旋；1/照准部水平微动螺旋；#/轴座连接螺旋；,/脚螺旋；./复测器扳手；2/照准部水准管；)/读数显微镜；$%/目镜；$$/调焦螺旋；$!/竖盘指标水准管；$0/反光镜；$1/测微轮；$#/照准部水平制动扳手；$,/竖盘指标水准管微动螺旋；$./竖盘外壳图!"#"!基座上面可施转的部分称为照准部，照准部通过竖轴套插入基座后与基座相连。照—0$2—第五章角度测量准部可绕竖轴进行水平方向的旋转，望远镜是照准部的主要部件与横轴固定。横轴架设在照准部的支架上

5、。当寻找目标时，望远镜既可绕横轴作竖直方向的旋转，又可与照准部一起作水平方向的旋转。经纬仪可大致分为望远镜系统、读数系统、轴系、基座等部分。（一）望远镜系统望远镜的用途是寻找并瞄准目标，常用的放大倍率为!"倍、!#倍、$%倍等，望远镜筒外有一个粗瞄装置，在寻找目标时，先用粗瞄器找到目标，再用望远镜的十字丝精确瞄准。如图!&’&$所示，经纬仪望远镜的光路与水准仪望远镜的光路基本相同。当粗略瞄准目标后，用调焦镜调节，使其清晰地成像于十字丝分划板上，观测时，由于人眼屈光度不同，还需调节目镜，使分划板上的十字丝及目标的影像能清晰地被观测到。(

6、)物镜；!)调焦镜；$)目镜；")分划板图!&’&$（二）读数系统读数系统是经纬仪的关键组成部分，它的设计，制造与调试精度决定着经纬仪的最终精度。读数系统由度盘、测微器及一系列棱镜、透镜、光窗组成，其中最主要的是度盘和测微器。度盘是测量角度的标准器。它是由一块玻璃制成的圆盘，上面刻有$*%+的分划，一般格值为(+或!%,、$%,，度与分的刻线长短不同。水平度盘与竖轴相连，在安装时，其度盘分划中心与竖轴轴心重合，以保证仪器绕竖轴旋转时所测角度的正确性，竖盘与望远镜固定，线横轴旋转。在经纬仪的读数系统中，整度或$%,的读数由度盘直接得到，

7、而再细分的读数，由测微器取得，测微器有下面几种形式：()分微尺测微器这是一种相对简单的读数结构，很多-.*级经纬仪采用此种结构。它在读数窗中的影像如图!&’&"所示。图中注有“水平”、“竖直”或“/0”、“1”标志，分别代表两个度盘的读数。在读数窗上设置一个分划尺，度盘的分划经放大后成像于同一平面，分划尺将(+细分成*%小格，每小格的格值为(,，可估读%)(,。每(%小格刻有较长分划，—$(2—第二篇测绘技术应用基础知识并注有数字，代表!"的整!#倍数，在读数时，哪一根度盘分划盖在分划尺上，则读数的整度数就是这根刻划线的注记，分划尺读

8、数以这根刻划线作为指标而得到。图$%&%’中竖直度盘读数为()*#+"#+,，水平度盘读数为$!’*&’"##,。图$%&%’$-单平板玻璃测微器由几何光学可知，当光线垂直射入平板玻璃时，其出射光方向不变。当入射光与平板