建筑测量教案3章

第三章角度测量

教学要点

一、教学内容

（1）水平角和垂直角的测量原理；

（2）经纬仪的等级、有关参数，经纬仪的构造； （3）水平角的测量方法；

（4）竖直度盘和垂直角的测量及计算方法； （5）经纬仪的检验与校正； （6）角度测量误差； （7）电子经纬仪简介。

二、重点和难点

（1）重点 水平角的测量方法和垂直角的测量及计算方法； （2）难点 经纬仪的检验与校正。

三、教学要求

（1）了解经纬仪的等级、有关参数，经纬仪的检验与校正，电子经纬仪；

（2）掌握水平角和垂直角的测量原理，经纬仪的构造，水平角的测量方法，垂直角的测量及计算方法。

四、教学方法

仪器构造及使用采用实物加演示的教学方法，其它采用多媒体课件教学。

五、作业

1．何谓水平角？若某测站点与两个不同高度的目标点位于同一铅垂面内，那么其构成的水平角是多少？

2．观测水平角时，对中、整平的目的是什么？

3．观测水平角时，若测三个测回，各测回盘左起始方向水平度盘读数应安臵为多少？ 4．试述具有度盘变换手轮装臵的经纬仪，将水平度盘安臵为0?00′00″的操作方法。

5．整理表1测回法观测记录。

表1 测回法观测手簿

水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回平均值 竖盘位测站 目标 备注 置 ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ A 0 01 00 左 B 88 20 48 第一测回 O A 180 01 30 右 B 268 21 12 A 90 00 06 左 B 178 19 36 第二测回 O A 270 00 36 右 B 358 20 00 6．整理表2全圆方向观测法观测记录。 表2 方向观测法观测手簿

测测目回站 标 数 水平度盘读数 归零后 各测回归零后平均读数 2c 略图 方向值 方向平均值 盘左 盘右 及角值 ° ′ ″ ° ′ ″ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ ° ′ ″ 0 02 A 30 180 02 36 60 23 36 240 23 42 1 B C 225 19 06 45 19 18 D 290 14 54 110 14 48 O A 0 02 36 180 02 42 A 90 03 30 270 03 24 B 150 23 48 330 23 30 2 C 315 19 42 135 19 30 D 20 15 06 200 15 00 A 90 03 24 270 03 18 7．完成表3的计算（盘左视线水平时指标读数为90°，仰起望远镜读数减小）。 表3 垂直角观测手簿

测站 目竖盘位标 置 A O B 左 右 左 右 竖盘读数 °′″ 78 18 24 281 42 00 91 32 42 268 27 30 半测回竖角 °′″ 指标差 ″ 一测回竖角 °′″ 备注 8．何谓竖盘指标差？观测垂直角时如何消除竖盘指标差的影响？ 9．经纬仪有那几条主要轴线？各轴线间应满足怎样的几何关系？

10．测量水平角时，采用盘左盘右可消除哪些误差？能否消除仪器竖轴倾斜引起的误差？ 11．测量水平角时，当测站点与目标点较近时，更要注意仪器的对中误差和瞄准误差对吗？为什么？

第一节 水平角测量原理

一、水平角的概念

相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。水平角一般用β表示，角值范围为0?～360?。

0° O O b a (右) A B1 (左) B 270° O1 水平面(H) β A1 图3-1 水平角测量原理

如图3-1所示，A、O、B是地面上任意三个点，OA和OB两条方向线所夹的水平角，即为OA和OB垂直投影在水

平面H上的投影O1A1和O1B1所构成的夹角β。

二、水平角测角原理

如图3-1所示，可在O点的上方任意高度处，水平安臵一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上；通过OA和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：

??b?a （3-1） 用于测量水平角的仪器，必须具备一个能臵于水平位臵水平度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。

第二节 光学经纬仪的构造

光学经纬仪按测角精度，分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6和DJ15等不同级别。其中“DJ”分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，下标数字07、1、2、6、15表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。

一、DJ6型光学经纬仪的构造

DJ6型光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。

1．照准部

照准部是指经纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。照准部主要由竖轴、望远镜、竖直度盘、读数设备、照准部水准管和光学对中器等组成。

（1）竖轴 照准部的旋转轴称为仪器的竖轴。通过调节照准部制动螺旋和微动螺旋，可以控制照准部在水平方向上的转动。

（2）望远镜 望远镜用于瞄准目标。另外为了便于精确瞄准目标，经纬仪的十字丝分划板与水准仪的稍有不同，如图3-3所示。

图3-3 经纬仪的十字丝分划板

望远镜的旋转轴称为横轴。通过调节望远镜制动螺旋和微动螺旋，可以控制望远镜的上下转动。

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