普通测量学
单位:山东省农业管理干部学院农管系
作者:房元勋
电话,0531-8117779,13156110662
Email:Fangyuanxun@eyou.com







? 3.1 水平角和竖直角测量原理
? 3.2 DJ6光学经纬仪
? 3.3 经纬仪的使用
? 3.4 水平角测量
? 3.5 竖直角测量
? 3.6 经纬仪的检验和校正
? 3.7 角度测量误差与注意事项
3.
1











1
? 水平角 是指相交的两条直线在同一水
平面上的投影所夹的角度,或者说分别
过两条直线所作的竖直面所夹的二面
角。一般用 β表示。
其值范围,0~ 360°。
水平角值为两个方向值之差。
β =a-b
? 竖直角 是指在同一竖直面内,倾斜视
线与水平方向线之间的夹角。一般用 α
表示。
其值范围,0~± 90°。仰角时为
正,俯角为负。
竖直角值也为两个方向值之差,但
其中水平方向是固定的,为常数。
α=目标读数 -水平读书
3.
1











2
3.
2DJ
6





2
3.
2DJ
6





1
? 基座 —— 用于支撑仪器上部,连接三角架。
? 照准部 —— 包括望远镜、水准器、照准部旋转
轴、横轴、支架、光学读数装置及水平和竖直
制动和微动螺旋等。
? 1,望远镜、水准器 —— 同水准仪。
? 2,光学读数显微镜 —— 从中可以看到水平和竖直度盘
成像,读出读数。
? 3,照准部旋转轴、横轴 —— 望远镜可以随照准部在水
平方向 360° 旋转、绕横轴在竖直方向 360° 旋转。水
平、竖直制动和微动螺旋可以控制其旋转。
? 度盘 —— 有水平度盘和竖直度盘,皆由光学玻
璃制成。
? 水平度盘水平放置,照准部旋转时固定不动,可用度
盘变换手轮配置其起始读数。竖直度盘竖直固定在横
轴上,随望远镜一起转动。
? 读数装置 —— 分微尺测微器,可直接由读数显
微镜中看到水平和竖直度盘及分微尺的成像,
并可直接读数,最小读数为 0.1‘ 或 6,。
3.
2DJ
6





3
3.
2DJ
6





4




1
3.
2DJ
6





4




2
? 1.分微尺测微器及其读数方法
分微尺测微器的结构简单,读数方便,具有一
定的读数精度,广泛应用于 J6级光学经纬仪。
国产 J6级光学经纬仪,除北京红旗外,均采用
这种装置。这类仪器的度盘分划度为 1°,按顺
时针方向注记。其读数设备是由一系列光学零
件组成的 光学系统。
读数的主要设备为读数窗上的 分微尺,水平度
盘与竖盘上 1°的分划间隔,成象后与分微尺的
全长相等。上面的窗格里是水平度盘及其分微
尺的影象,下面的窗格里是竖盘和其分微尺的
影象。分微尺分成 60等分,格值 1′,可估读到
0.1′。读数时,以分微尺上的零线为指标。度数
由落在分微尺上的度盘分划的注记读出,小于 1′
的数值,即分微尺零线至该度盘刻度线间的角
值,由分微尺上读出。
3.
2DJ
6





4




3
? 2.单平板玻璃测微器及其读数方法
采用单平板玻璃测微器读数的光学经纬
仪有北京红旗 Ⅱ 型、瑞士 Wild T1型等。
单平板玻玻测微器主要由平板玻璃、测
微尺、连接机构和测微轮组成。转动测
微轮,通过齿轮带动平板玻璃和与之固
连在一起的测微尺一起转动;测微尺和
平板玻璃同步转动,单平板玻璃测微器
读数窗的影象,下面的窗格为水平度盘影
象;中间的窗格为竖直度盘影象;上面
较小的窗格为测微尺影象。度盘分划值
为 30′,测微尺的量程也为 30′,将其分为
90格,即测微尺最小分划值为 20″,当度
盘分划影象移动一个分划值 (30′)时,测
微尺也正好转动 30′
3.
3




使

1


? 对中:使仪器竖轴与地面标志点在同一铅垂线上。
利用光学对点器对中。方法是按观测者身高调好三
角架的高度,张开,使架头中心对准测站点并大致
水平。将经纬仪安置在架头上,从光学对点器中观
察测站点以及对点器标志圈是否清晰,不清晰调节
清晰。移动角架,使地面标志点进入对点器标志圈
中心。
? 整平:使经纬仪的竖轴铅垂,水平度盘水平。
? 1,先用伸缩脚架的方法调节圆水准气泡居中。
? 2,再调节脚螺旋使水准管气泡居中。操作步骤如下:先
使水准管平行于任意两个脚螺旋,同时相对调节这两个
脚螺旋使气泡居中;然后将照准部旋转 90°,调节第三
个脚螺旋使气泡居中。反复调节。
? 照准目标:调节十字丝清晰,然后再照准目标固定
照准部,调节目标清晰并注意消除视差。观测水平
角时用十字丝交点部分竖丝瞄准目标;观测竖直角
时用十字丝横丝切准目标顶部。
? 读数:打开反光镜,由读数显微镜中看到水平和竖
直度盘及分微尺的成像,若不清晰,可调节清晰后,
读出水平度盘或竖直度盘以及测微尺上的读数。
3.
3




使

2


3.
3




使

3


3.
4





? 3.4.1测回法
用于测量两个目标所构成的
水平角
? 3.4.2方向法
用于测量三个及其以上目标
所构成的水平角
3.
4.
1



1


? 在角顶 O上安置经纬仪,对中整平
? 盘左测回
? 先用盘左位置照准起始目标 A,配度盘:
转动度盘变换手轮配置读数为 0° 04′左右,然后读
出读数 aL;
? 顺时针转动照准部瞄准目标 B,读数 bL;
? 盘右测回
? 倒镜逆时针盘右照准目标 B,读数 bR;
? 逆时针转动照准部瞄准目标 A读数 aL;
? 以上读数记入手簿中。
? 数据计算:
βL = bL- aL
βR = bR- aR
若 βL -βR <=?40 ?,则 β=(βL﹢ βR) / 2
? 以上为一个测回观测,为提高精度,可按上述
方法观测 n个测回,但每测回盘左起始方向应按
180° /n 配置度盘起始读数。
3.4.1 测回法 2记录 1
342 05 06B
162 05 24B
71 56 36
270 08 30

A
252 08 30B
72 08 48B
71 56 30
180 12 00

A
71 56 39
71 56 42
90 08 42

A
2
O
71 56 36
71 56 33
71 56 36
0 12 12

A
1
O


各测回平均角值
° ′ ″
一测回角值
° ′ ″
半测回角值
° ′ ″
水平度盘读数
° ′ ″
竖盘
位置




βL -βR <=?40 ?
3.4.1 测回法 2记录 2
3.
4.
2


法-


? 若观测目标 ABCD,先用盘左顺时针转动
依次照准 A→B→C → D→A ;
? 再盘右逆时针转动照准部依次瞄准目标
A→D → C →B→A 。
以上读数也依次记入手簿中。以上也
为一个测回观测,每测回盘左起始方向
也应按 180° /n 配置度盘起始读数。
3.4.2 方向法 -记录计算
90 01 15-10270 01 2090 01 10A
91 19 25181 20 45-101 20 50181 20 40C
138 40 45228 42 05-1048 42 10228 42 00D
52 31 40142 33 000322 33 00142 33 00B
0 02 06-12180 02 120 02 00A
91 19 2291 19 1991 21 25-10271 21 3091 21 20C
138 40 40138 40 34138 42 40-20318 42 50138 42 30D
52 31 3752 31 3452 33 400232 33 4052 33 40B
270 01 30
180 02 10
盘 右
° ′ ″
盘 左
° ′ ″
0 00 00
(90 01 20)
90 01 25
-1090 01 20A
2
O
0 00 000 00 00
(0 02 06)
0 02 05
-100 02 00A
1
O


各测回平均
方向值
° ′ ″
归零
方向值
° ′ ″
平均方向值
° ′ ″
2C

水平度盘读数目



3.
5





1
? 一、竖盘结构
因为组成竖直角的水平视线方向固定,所以当
视线水平时,竖盘读数是常数。竖盘安置在横
轴上望远镜一侧,当望远镜转动时,竖盘转动
但指示读数的指标固定。指标与竖盘指标水准
管连在一起,当视线水平、气泡居中时,竖盘
读数为 90°或 270° 。
? 二、竖直角观测与计算
? ①在角顶 O上安置经纬仪,对中整平后,盘左位置照
准目标顶端,调竖盘指标水准管气泡居中,读数 L;
? ② 盘右照准目标,调竖盘指标水准管气泡居中,读数
R ; 以上读数记入手簿中。
以上为一个测回观测,为提高精度,可按上述方法
观测 n个测回。
? ③ 计算竖直角,αL = 90° - L αR = R- 270°
α=(αL﹢ αR) / 2
? 三、竖直度盘指标差 —— 当视线水平、竖盘指
标水准管气泡居中时,竖盘指标不指向正确位
置,而是有一差值 x,其为指标差。其计算公式
为:
2 LRx
?? ??
3.
5





2
3.5 竖直角观测记录手簿




竖盘
位置
竖盘读数
° ′ ″
竖直角
° ′ ″
竖直角平均
值 ° ′ ″
指标差

备注
O
M 左 72 23 30 +17 36 30
+17 36 15 -15
竖盘为
顺时针
注记M 右 287 36 00 +17 36 00
N 左 95 21 48 -5 21 48
-5 22 06 -15N 右 264 37 42 -5 22 18
3.
6









? 一、经纬仪应满足的轴线条件
? 二、经纬仪的检验与校正
3.
6.
1








线


? 1.水准管轴垂直于竖轴;
? 2,十字丝竖丝垂直于横轴;
? 3,横轴垂直于竖轴;
? 4,视准轴垂直于横轴
3.
6.
2









1
? 照准部水准管的检验与校正
? 1.检验:将仪器整平后,将照准部旋转 180o,
气泡仍居中,说明条件满足。若气泡偏离量
超过一格,应进行校正。
? 2,校正:先用脚螺旋校正偏离量的一半,再
用校正针拨动水准管校正螺丝使气泡居中。
反复检验校正。
? 十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正
? 1.检验:用十字丝中点精确瞄准一点状目标,
固定竖直制动螺旋后,用微动螺旋使望远镜
上、下移动。若点沿竖丝移动,则满足条件,
否则需校正。
? 2,校正:打开目镜护盖,松开十字丝分划板
固定螺丝,旋转十字丝分划板到正确位置后,
再旋紧固定螺丝,盖上护盖。反复检验校正。
3.
6.
2









2
? 视准轴垂直于横轴的检验与校正
? 1.检验:选择高差不大相距约 60米的 A,B两点,在其
中点安置仪器,A点设标志,B点横放一根直尺,并
使 A点,B尺和仪器的高度大致相同。盘左瞄准 A点,
固定照准部,纵转望远镜,在 B尺读数为 B1。 盘右操
作读数为 B2 。 若 B1与 B2重合,则满足条件,否则计算
视准误差 c= ρ·B1B2/4D,若 c> 60″时应进行校正。
? 2,校正:盘右位置保持 B尺不动,在 B尺上定出 B3点,
使 B2B3 = B1B2 /4, 用校正针拨十字丝校正螺丝,一松
一紧,平移十字丝分划板,直到十字丝交点与 B3点重
合,最后旋紧螺丝。反复检验校正。
? 横轴垂直于竖轴的检验与校正
? 1.检验:在距墙 30米处安置仪器,盘左瞄准墙上一个
明显高点 P,仰角应大于 30° 。固定照准部,将望远
镜大致放平。在墙上标出十字丝中点所对位置 P1; 盘
右同法标出 P2。 若 P1与 P2重合则满足条件,否则当横
轴误差为 i > 20″时需校正。
? 2,校正:找出 P1与 P2的中点 PZ,打开支架护盖,旋转
支架内的校正螺丝,使横轴一端抬高或降低,使十字
丝交点与 PZ重合。此项校正应由专门机构进行。
3.
6.
2









3
?竖轴指标差的检验和校正
?光学对中器的检验校正
3.
6.
2









4
3.
6.
2









5
3.
7











? 一、角度测量误差分析
? 1.仪器误差:水平角测量时有照准部偏心误差、视准
误差、横轴误差,它们可盘左盘右观测取平均值消除;
还有度盘刻划不均匀误差,可采用配置度盘读数的方
法减弱其影响;竖轴倾斜误差无法采用观测方法减弱
或消除,应严格检校水准管和仔细整平。竖直角测量
时有竖盘指标差,盘左盘右观测取平均值可消除。
? 2.观测误差:有对中误差,其可采取强制归心或加改
正数的方法消除;目标偏心误差,尽量瞄准目标底部,
计算改正数;照准误差,是偶然误差;读数误差,取
决于仪器读数设备。
? 3.外界条件的影响
? 应选择微风多云、空气清晰度好、大气湍流不严重的条
件下观测。
? 二、角度观测注意事项
安置仪器高度适中,转动照准部及使用各种螺
旋时,用力要轻;若观测目标高度相差较大,
特别要注意整平仪器;消除视差,瞄准目标底
部;按观测顺序记录读数,注意检查限差,超
限应重测;一测回内不能重新整平,如需重新
整平,可在测回之间进行。






? 书籍
?,测量学》,合肥工业大学等合编,1993
?,建筑工程测量》,李生平,2003
?,工程测绘技术》,梁勇等,2000
? 山东大学,测量学课件
? 福州大学,测量学教学网站
? 集美大学,测量学与地图学课件
? Internet资源
? 国土资源部 http://www.mlr.gov.cn/
? 国家测绘局 http://www.sbsm.gov.cn/
? 中国测绘科学研究院 http://www.casm.ac.cn/
? 武汉大学测绘学院 www.sgg.whu.edu.cn/
? 南方测绘 http://www.southsurvey.com/
? 测量规范