4角度测量与距离测量

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1、笫四章角度测量与距离测量第一节角度测量原理地面点的平面位置，往往通过测定水平角度和丈量距离来计算坐标。该点的高程，除了用水准测量方法确定外，还可以通过测定竖直角用三角高程测量方法确定。因此，测定水平角和竖直角都是测量的基本工作，统称为角度测量。一、水平角测量原理水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为0°"360°,水平角也可是理解为过空间两条相交方向线在水平面内的投影之间的夹角。如图4—1所示，空间两直线0A和0B相交于点0,将点0、A、B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的投影点6、A】、Bn水平线0】A］和Ob的夹

2、角B就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，即水平角。在图4-1中，空间二面角B的测量方法是在与两个铅垂面的交线OOi垂直的平面上安置一水平度盘，使得交线00】经过度盘中心，并且度盘处于水平状态，对以交点0为中心的水平方向线的方向值能方便地进行度量，通过望远镜瞄准远处的目标A和B,进而给出0A和0B方向线，在水平度盘上的读数分别为。和几水平角B为两个方向读数之差：二、竖直角测量原理竖直角是指在同一铅垂面内，某日标方向的视线与水平线间的夹角-也称高度角，竖直角的角值为-90°~+90。,竖直角也可以理解为某目标方向与其在水平面内投影的夹角。视线与铅

3、垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0^180°o图4一2中，Z为力方向视线的天顶距读数。图4—2竖直角测量原理当视线在水平线以上时竖直角称为仰角，角值规定为正值；视线在水平线以下时为俯角，角值规定为负值。为了测得竖直角，在经纬仪上还须安置一个竖直度盘，要使得该度盘位于铅垂面内，且该度盘中心要投影到测点上。竖直角的大小为视线在竖盘上的读数与水平线读数之差。通常情况下，当视线水平时，竖直度盘上的读数为90°或270°o在图4—2中，用经纬仪测量竖直角5时，望远镜照准目标A,读岀其方向在竖盘上的读数，水平方向读数为固定值，即可计〔出A方向相

4、对于0点的竖直角大小。第二节角度测量仪器一、角度测量仪器的分类常用的角度测量仪器主要有经纬仪和全站仪。经纬仪是测量工作中的主耍测角仪器，用来测量水平角和竖直角。经纬仪的种类很多，按照其精度可以分为DJo7、DJ］、DJ2、DJ6和DJ15等5个等级，其中“D”为我国大地测量仪器总代号,"J”为经纬仪的代号，数字"07”、“1”、“2”、“6”和“15”为该经纬仪水平角测量一测回方向观测中误差的大小，单位为秒。按照刻度盘和读数方式不同，经纬仪可以分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪。目前,游标经纬仪早已被淘汰，本书不再介绍，光学经纬仪较少使用

5、，最常用的是电子经纬仪。全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距等系统组成，测量结果能自动显示、计算和存储,并能与外围设备自动交换信息的多功能测量仪器，通常简称为全站仪。全站仪精度分类方式与经纬仪类似。二、光学经纬仪光学经纬仪是一种精密的光学仪器，广泛使用在地形测量、工程测量及矿山测量中，它利用几何光学的放大、反射、折射等原理进行度盘读数，可以精密测定水平角、垂直角及概略的距离。光学经纬仪主要有整平对中系统、瞄准系统、读数系统等几个主要部分组成。图4—2为DJ6经纬仪的基本构造图。1—物镜；2—竖直度盘；3—竖盘指标水准管微动螺旋；4—圆水准器

6、；5—照准部微动螺旋；6—照准部制动扳钮；7—水准管反光镜；8—竖盘指标水准管；9—度盘照明反光镜；10—测微轮;71—水平度盘；12—塞座；13—鱼远镜韵蕉嗇；4一目饒；15—读数显徼镜目镜；16—照淮竟*准管；17—复测扳手；18—脚螺旋；19—望远镜制动扳钮；20—望远镜微动螺旋；21—轴座固定*累旋。图4—2DJ6经纬仪的基本构造（一）光学经纬仪的整平对中系统整平对中系统是安置经纬仪必要的系统，根据角度测量原理，经纬仪纵轴要与测站点位于同一铅垂线上，且水平度盘处于水平状态、竖直度盘处于竖直状态，因此安置经纬仪吋要使其整平和对中。该系统

7、主要包括基座、光学对中器、圆水准器、管水准器、竖盘指标水准管等部分组成。如图4—3所示，基座上有三个脚螺旋，其作用是整平。粗略整平以基座上的圆水准器气泡居中为标志，精确整平用照准部上的水准管进行，精确整平后水准管气泡应居中，基座底板中心有bg一0-仪器固定脚定向卡槽基區锁定钮脚螺旋连接螺旋孔，用于仪器安置时与三脚架上的连接螺丝配合固紧仪器。图4一3ujt空绅仪的基座光学对中器是一个小型外对光式望远镜，如图4—4所示，其视线线棱镜折射后与经纬仪的I棱镜纵轴重合，在牧器整旳儈凱下，如果对中器分照准部一/一目镜划板中心与测站阳心畫合，则垂直轴与过测

8、站水平度盘/中心铅垂线重合，这一谢對呻做仪器的对中。图4一4光学对中器结构竖盘指标水准管是指示竖盘指标位置正确与否的构造，在正常情况下，当竖盘指标水准管气泡居中时，