角度测量原理与经纬仪的使用.doc

前面我们仪器学****了测量工作中的三项基本工作之一的高程测量,今天我们来一起学****又一项基本工作——角度测量,角度测量包括水平角测量和竖直角测量,其中水平角测量是用于测量地面点的位置,竖直角测量是用于间接测定地面点的高程。
(一)水平角的测量原理
水平角概念:从一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的角,β。如书图3-1。
为了测定水平角β,那么可设想在过角顶B点上方安置一个水平度盘,水平度盘上面带有顺时针刻划、注记。我们可以在BA方向读一个数n,在BC方向读一个数m,那水平角β就等于m减n,用公式表示为
β=右目标读数m-左目标读数n
水平角值为0~360°。
(二)竖直角的测量原理
竖直角概念:测站点到目标点的视线与水平线间的夹角,用α表示。如书图3-2:α为AB方向线的竖直角。其值从水平线算起,向上为正,称为仰角,范围是0°~90°;向下为负,称为俯角,范围为0°~-90°。
天顶距概念:视线与测站点天顶方向之间的夹角,图3-2中以Z表示,其数值为0°~180°,均为正值。与竖直角的关系:
α=90°-Z
为了测定天顶角或竖直角,那我们同测水平角类似,在A点安置一个竖直度盘,同样是带有刻划和注记。这个竖直度盘随着望远镜上下转动,瞄准目标后则有一个读数,那此读数就为竖直角。
根据上述角度测量原理,研制出的能同时完成水平角和竖直角测量的仪器称为经纬仪。经纬仪按不同测角精度又分成多种等级,如DJ1、DJ2、 DJ6 、DJ10等。D、J为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母,数字表示该仪器测量精度。DJ6表示一测回方向观测中误差不超过±6″。工程中常用的精度有2″、6″和10″。

(一)基本构造:照准部,水平度盘,基座
(二)读数方法:最常见的读数方法有分微尺法、单平板玻璃测微器法和对径符合读法。下面分别说明其构造原理及读数方法。

分微尺法也称带尺显微镜法,多用于DJ6级仪器。由于这种方法操作简单,不含隙动差,其应用日广。如国产的TDJ6,Leica T16等都采用这种方法。
这种测微器是一个固定不动的分划尺,它有60个分划,度盘分划经过光路系统放大后,其1°的间隔与分微尺的长度相等。即相当于把1°又细分为60格,每格代表1′,从读数显微镜中看到的影像如书图3-6所示。图中H代表水平度盘,V代表竖直度盘。度盘分划注字向右增加,而分微尺注字则向左增加。分微尺的0分划线即为读数的指标线,度盘分划线则作为读取分微尺读数的指标线。从分微尺上可直接读到1′,′。图3-6中的水平度盘读数为215°′。
(简单介绍)
(介绍)

(一)安置经纬仪在测量角度以前,首先要把经纬仪安置在设置有地面标志的测站上。所谓测站。即是所测角度的顶点。安置工作包括对中、整平两项。

在安置仪器以前,首先将三脚架打开,抽出架腿,并旋紧架腿的固定螺旋。然后将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。这时架头平面即约略水平,且中心与地面点约略在同一铅垂线上。
从仪器箱中取出仪器,用附于三脚架头上的连结螺旋,将仪器与三脚架固连在一起,然后即可精确对中。
根据仪器的结构,可用垂球对中,也可用光学对中器对中。
垂球对中(简单介绍)
如果使用光学对中器对中,可以先用垂球粗略对中,然后取下垂球,再用光学对中器对中。但在使用光学对中器时,仪器应先利用脚螺旋使圆水准器气泡居中,再看光学对中器是否对中。如有偏离,仍在仪器架头上平行移动仪器,在保证圆水准气泡居中的条件下,使其与地面点对准。如果不用垂球粗略对中,则一面观察光学对中器一面移动脚架,使光学对中器与地面点对准。这时仪器架头可能倾斜很大,则根据圆水准气泡偏移方向,伸缩相关架腿,使气泡居中。伸缩架腿时,应先稍微旋松伸缩螺旋,待气泡居中后,立即旋紧。因为光学对中器的精度较高,且不受风力影响,应尽量采用。待仪器精确整平后,仍要检查对中情况。因为只有在仪器整平的条件下,光学对中器的视线才居于铅垂位置,对中才是正确的。

经纬仪整平的目的,乃是使竖轴居于铅垂位置。整平时要先用脚螺旋使圆水准气泡居中,以粗略整平,再用管水准器精确整平。
由于位于照准部上的管水准器只有一个,如图3-10所示,可以先使它与一对脚螺旋连线的方向平行,然后双手以相同速度相反方向旋转这两个脚螺旋,使管水准器的气泡居中。再将照准部平转90°,用另外一个脚螺旋使气泡居中。这样反复进行,直至管水准器在任一方向上气泡都居中为止。在整平后还需检查光学对中器是否偏移。如果偏移,则重复上述操作方法,直至水准气泡居中,对中器