【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 角度測(cè)量 教學(xué)要點(diǎn)一、教學(xué)內(nèi)容（1）水平角和垂直角的測(cè)量原理；（2）經(jīng)緯儀的等級(jí)、有關(guān)參數(shù)，經(jīng)緯儀的構(gòu)造；（3）水平角的測(cè)量方法；（4）豎直度盤(pán)和垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法；（5）經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正；（6）角度測(cè)量誤差；（7）電子經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn) 水平角的測(cè)量方法和垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法；（2）難點(diǎn) 經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正。三、教學(xué)要求（1）了解經(jīng)緯儀的等級(jí)、有關(guān)參數(shù)，經(jīng)緯儀的檢驗(yàn)與校正，電子經(jīng)緯儀；（2）掌握水平角和垂直角的測(cè)量原理，經(jīng)緯儀的構(gòu)造，水平角的測(cè)量方法，垂直角的測(cè)量及計(jì)算方法。四、教學(xué)方法儀器構(gòu)造及使用采用實(shí)物加演示的教學(xué)方法，其它采用多媒體課件教學(xué)。五、作業(yè)1．何謂水平角？若某測(cè)站點(diǎn)與兩個(gè)不同高度的目標(biāo)點(diǎn)位于同一鉛垂面內(nèi)，那么其構(gòu)成的水平角是多少？ 2．觀測(cè)水平角時(shí)，對(duì)中、整平的目的是什么？ 附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法3．觀測(cè)水平角時(shí)，若測(cè)三個(gè)測(cè)回，各測(cè)回盤(pán)左起始方向水平度盤(pán)讀數(shù)應(yīng)安置為多少？4．試述具有度盤(pán)變換手輪裝置的經(jīng)緯儀，將水平度盤(pán)安置為0?00′00″的操作方法。5．整理表1測(cè)回法觀測(cè)記錄。表1 測(cè)回法觀測(cè)手簿測(cè)站豎盤(pán)位置目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回角值一測(cè)回角值各測(cè)回平均值備注176。 ′ ″176。 ′ ″176。 ′ ″176。 ′ ″第一測(cè)回O左A0 01 0088 19 4888 19 4588 19 41B88 20 48右A180 01 3088 19 42B268 21 12第二測(cè)回O左A90 00 0688 19 3088 19 27B178 19 36右A270 00 3688 19 24B358 20 006．整理表2全圓方向觀測(cè)法觀測(cè)記錄。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法表2 方向觀測(cè)法觀測(cè)手簿測(cè)站測(cè)回?cái)?shù)目標(biāo)水平度盤(pán)讀數(shù)2c平均讀數(shù)歸零后方向值各測(cè)回歸零后方向平均值略圖及角值盤(pán)左盤(pán)右176。 ′ ″176。 ′ ″″176?！洹?76?！?″176?！洹錙1A0 02 30180 02 36B60 23 36240 23 42C225 19 0645 19 18D290 14 54110 14 48A0 02 36180 02 422A90 03 30270 03 24B150 23 48330 23 30C315 19 42135 19 30D20 15 06200 15 00A90 03 24270 03 187．完成表3的計(jì)算（盤(pán)左視線水平時(shí)指標(biāo)讀數(shù)為90176。，仰起望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)減小）。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法表3 垂直角觀測(cè)手簿測(cè)站目標(biāo)豎盤(pán)位置豎盤(pán)讀數(shù)半測(cè)回豎角指標(biāo)差一測(cè)回豎角備注176?！洹?76。′″″176。′″OA左78 18 24右281 42 00B左91 32 428．何謂豎盤(pán)指標(biāo)差？觀測(cè)垂直角時(shí)如何消除豎盤(pán)指標(biāo)差的影響？9．經(jīng)緯儀有那幾條主要軸線？各軸線間應(yīng)滿(mǎn)足怎樣的幾何關(guān)系？ 10．測(cè)量水平角時(shí)，采用盤(pán)左盤(pán)右可消除哪些誤差？能否消除儀器豎軸傾斜引起的誤差？11．測(cè)量水平角時(shí)，當(dāng)測(cè)站點(diǎn)與目標(biāo)點(diǎn)較近時(shí)，更要注意儀器的對(duì)中誤差和瞄準(zhǔn)誤差對(duì)嗎？為什么 78 18 24附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法第一節(jié) 水平角測(cè)量原理一、水平角的概念相交于一點(diǎn)的兩方向線在水平面上的垂直投影所形成的夾角，稱(chēng)為水平角。水平角一般用β表示，角值范圍為0?～360?。BAOO1A1B1(左)(右)O0176。270176。baβ水平面(H)圖31 水平角測(cè)量原理如圖31所示，A、O、B是地面上任意三個(gè)點(diǎn)，OA和OB兩條方向線所夾的水平角，即為OA和OB垂直投影在水平面H上的投影O1A1和O1B1所構(gòu)成的夾角β。二、水平角測(cè)角原理如圖31所示，可在O點(diǎn)的上方任意高度處，水平安置一個(gè)帶有刻度的圓盤(pán)，并使圓盤(pán)中心在過(guò)O點(diǎn)的鉛垂線上；通過(guò)OA和OB附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法各作一鉛垂面，設(shè)這兩個(gè)鉛垂面在刻度盤(pán)上截取的讀數(shù)分別為a和b，則水平角β的角值為：β=ab （31）用于測(cè)量水平角的儀器，必須具備一個(gè)能置于水平位置水平度盤(pán)，且水平度盤(pán)的中心位于水平角頂點(diǎn)的鉛垂線上。儀器上的望遠(yuǎn)鏡不僅可以在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述基本要求設(shè)計(jì)制造的測(cè)角儀器。第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀按測(cè)角精度，分為DJ0DJDJDJ6和DJ15等不同級(jí)別。其中“DJ”分別為“大地測(cè)量”和“經(jīng)緯儀”的漢字拼音第一個(gè)字母，下標(biāo)數(shù)字015表示儀器的精度等級(jí)，即“一測(cè)回方向觀測(cè)中誤差的秒數(shù)”。一、DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀主要由照準(zhǔn)部、水平度盤(pán)和基座三部分組成。1．照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部是指經(jīng)緯儀水平度盤(pán)之上，能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)部分的總稱(chēng)。照準(zhǔn)部主要由豎軸、望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤(pán)、讀數(shù)設(shè)備、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管和光學(xué)對(duì)中器等組成。（1）豎軸 照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為儀器的豎軸。通過(guò)調(diào)節(jié)照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋，可以控制照準(zhǔn)部在水平方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡用于瞄準(zhǔn)目標(biāo)。另外為了便于精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)，經(jīng)緯儀的十字絲分劃板與水準(zhǔn)儀的稍有不同，如圖33所示。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法圖33 經(jīng)緯儀的十字絲分劃板望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸稱(chēng)為橫軸。通過(guò)調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋，可以控制望遠(yuǎn)鏡的上下轉(zhuǎn)動(dòng)。望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸垂直于橫軸，橫軸垂直于儀器豎軸。因此，在儀器豎軸鉛直時(shí)，望遠(yuǎn)鏡繞橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)掃出一個(gè)鉛垂面。（3）豎直度盤(pán) 豎直度盤(pán)用于測(cè)量垂直角，豎直度盤(pán)固定在橫軸的一端，隨望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）讀數(shù)設(shè)備 讀數(shù)設(shè)備用于讀取水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)的讀數(shù)。（5）照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管 照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管用于精確整平儀器。水準(zhǔn)管軸垂直于儀器豎軸，當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，經(jīng)緯儀的豎軸鉛直，水平度盤(pán)處于水平位置。（6）光學(xué)對(duì)中器 光學(xué)對(duì)中器用于使水平度盤(pán)中心位于測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線上。2．水平度盤(pán)水平度盤(pán)是用于測(cè)量水平角的。它是由光學(xué)玻璃制成的圓環(huán)，環(huán)上刻有0176。～360176。的分劃線，在整度分劃線上標(biāo)有注記，并按順時(shí)針?lè)较蜃⒂?，其度盤(pán)分劃值，為1?或30′。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法水平度盤(pán)與照準(zhǔn)部是分離的，當(dāng)照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水平度盤(pán)并不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。如果需要改變水平度盤(pán)的位置，可通過(guò)照準(zhǔn)部上的水平度盤(pán)變換手輪，將度盤(pán)變換到所需要的位置。3．基座基座用于支承整個(gè)儀器，并通過(guò)中心連接螺旋將經(jīng)緯儀固定在三腳架上?；嫌腥齻€(gè)腳螺旋，用于整平儀器。在基座上還有一個(gè)軸座固定螺旋，用于控制照準(zhǔn)部和基座之間的銜接。二、讀數(shù)設(shè)備及讀數(shù)方法度盤(pán)上小于度盤(pán)分劃值的讀數(shù)要利用測(cè)微器讀出，DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀一般采用分微尺測(cè)微器。如圖34所示，在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)可以看到兩個(gè)讀數(shù)窗：注有“水平”或“H”的是水平度盤(pán)讀數(shù)窗；注有“豎直”或“V”的是豎直數(shù)窗。每個(gè)讀數(shù)窗上有一分微尺。圖34 分微尺測(cè)微器讀數(shù)附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法分微尺的長(zhǎng)度等于度盤(pán)上1?影像的寬度，即分微尺全長(zhǎng)代表1?。將分微尺分成60小格，每1小格代表1′，′，即6″。每10小格注有數(shù)字，表示10′的倍數(shù)。讀數(shù)時(shí)，先調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡目鏡對(duì)光螺旋，使讀數(shù)窗內(nèi)度盤(pán)影像清晰，然后，讀出位于分微尺中的度盤(pán)分劃線上的注記度數(shù)，最后，以度盤(pán)分劃線為指標(biāo)，在分微尺上讀取不足1?的分?jǐn)?shù)，并估讀秒數(shù)。如圖34所示，其水平度盤(pán)讀數(shù)為164?06′36″，豎直度盤(pán)讀數(shù)為86?51′36″。三、DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀構(gòu)造簡(jiǎn)介1．DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀的特點(diǎn)與DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀相比主要有以下特點(diǎn)：（1）軸系間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)較大，照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管的靈敏度較高。（2）在DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)顯微鏡中，只能看到水平度盤(pán)和豎直度盤(pán)中的一種影像，讀數(shù)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)換像手輪，使讀數(shù)顯微鏡中出現(xiàn)需要讀數(shù)的度盤(pán)影像。（3）DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀采用對(duì)徑符合讀數(shù)裝置，相當(dāng)于取度盤(pán)對(duì)徑相差180?處的兩個(gè)讀數(shù)的平均值，以可消除偏心誤差的影響，提高讀數(shù)精度。2．DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法用對(duì)徑符合讀數(shù)裝置是通過(guò)一系列棱鏡和透鏡的作用，將度盤(pán)相對(duì)180?的分劃線，同時(shí)反映到讀數(shù)顯微鏡中，并分別位于一條橫線的上、下方，如圖36所示，右下方為分劃線重合窗，右上方讀數(shù)窗中上面的數(shù)字為整度值，中間凸出的小方框中的數(shù)字為整10′附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法數(shù)，左下方為測(cè)微尺讀數(shù)窗。微尺刻劃有600小格，最小分劃為1″，″，全程測(cè)微范圍為10′。測(cè)微尺的讀數(shù)窗中左邊注記數(shù)字為分，右邊注記數(shù)字為整10″數(shù)。讀數(shù)方法如下：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪，使分劃線重合窗中上、下分劃線精確重合，如圖36b所示。（2）在讀數(shù)窗中讀出度數(shù)。（3）在中間凸出的小方框中讀出整10′數(shù)。（4）在測(cè)微尺讀數(shù)窗中，根據(jù)單指標(biāo)線的位置，直接讀出不足10′的分?jǐn)?shù)和秒數(shù)，″。（5）將度數(shù)、整10′數(shù)及測(cè)微尺上讀數(shù)相加，即為度盤(pán)讀數(shù)。在圖36b中所示讀數(shù)為：65?+510′+4′″＝65?54′″。如圖示：附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法第三節(jié) 經(jīng)緯儀的使用一、安置儀器安置儀器是將經(jīng)緯儀安置在測(cè)站點(diǎn)上，包括對(duì)中和整平兩項(xiàng)內(nèi)容。對(duì)中的目的是使儀器中心與測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心位于同一鉛垂線上；整平的目的是使儀器豎軸處于鉛垂位置，水平度盤(pán)處于水平位置。1．初步對(duì)中整平（1）用錘球?qū)χ?，其操作方法如下?）將三腳架調(diào)整到合適高度，張開(kāi)三腳架安置在測(cè)站點(diǎn)上方，在腳架的連接螺旋上掛上錘球，如果錘球尖離標(biāo)志中心太遠(yuǎn)，可固定一腳移動(dòng)另外兩腳，或?qū)⑷_架整體平移，使錘球尖大致對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心，并注意使架頭大致水平，然后將三腳架的腳尖踩入土中。2）將經(jīng)緯儀從箱中取出，用連接螺旋將經(jīng)緯儀安裝在三腳架上。調(diào)整腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。3）此時(shí)，如果錘球尖偏離測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心，可旋松連接螺旋，在架頭上移動(dòng)經(jīng)緯儀，使錘球尖精確對(duì)中測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心，然后旋緊連接螺旋。（2）用光學(xué)對(duì)中器對(duì)中時(shí)，其操作方法如下。1）使架頭大致對(duì)中和水平，連接經(jīng)緯儀；調(diào)節(jié)光學(xué)對(duì)中器的目鏡和物鏡對(duì)光螺旋，使光學(xué)對(duì)中器的分劃板小圓圈和測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志的影像清晰。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法2）轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，使光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站標(biāo)志中心，此時(shí)圓水準(zhǔn)器氣泡偏離，伸縮三腳架架腿，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，注意腳架尖位置不得移動(dòng)。2．精確對(duì)中和整平（1）整平 先轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使水準(zhǔn)管平行于任意一對(duì)腳螺旋的連線，如圖37a所示，兩手同時(shí)向內(nèi)或向外轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)腳螺旋，使氣泡居中，注意氣泡移動(dòng)方向始終與左手大拇指移動(dòng)方向一致；然后將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)90176。，如圖37b所示，轉(zhuǎn)動(dòng)第三個(gè)腳螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡居中。再將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)回原位置，檢查氣泡是否居中，若不居中，按上述步驟反復(fù)進(jìn)行，直到水準(zhǔn)管在任何位置，氣泡偏離零點(diǎn)不超過(guò)一格為止。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法（2）對(duì)中 先旋松連接螺旋，在架頭上輕輕移動(dòng)經(jīng)緯儀，使錘球尖精確對(duì)中測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志中心，或使對(duì)中器分劃板的刻劃中心與測(cè)站點(diǎn)標(biāo)志影像重合；然后旋緊連接螺旋。錘球?qū)χ姓`差一般可控制在3mm以?xún)?nèi)，光學(xué)對(duì)中器對(duì)中誤差一般可控制在1mm以?xún)?nèi)。對(duì)中和整平，一般都需要經(jīng)過(guò)幾次“整平—對(duì)中—整平”的循環(huán)過(guò)程，直至整平和對(duì)中均符合要求。二、瞄準(zhǔn)目標(biāo)（1）松開(kāi)望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和照準(zhǔn)部制動(dòng)螺旋，將望遠(yuǎn)鏡朝向明亮背景，調(diào)節(jié)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰。（2）利用望遠(yuǎn)鏡上的照門(mén)和準(zhǔn)星粗略對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，擰緊照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋；調(diào)節(jié)物鏡對(duì)光螺旋，使目標(biāo)影像清晰，并注意消除視差。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。測(cè)量水平角時(shí)，應(yīng)用十字絲交點(diǎn)附近的豎絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部，如圖38所示。附 記教 學(xué) 內(nèi) 容、過(guò) 程 及 授 課 方 法三、讀數(shù)（1）打開(kāi)反光鏡，調(diào)節(jié)反光鏡鏡面位置，使讀數(shù)窗亮度適中。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡目鏡對(duì)光螺旋，使度盤(pán)、測(cè)微尺及指標(biāo)線的影像清晰。（3）根據(jù)儀器的讀數(shù)設(shè)備，按前述的經(jīng)緯儀讀數(shù)方法進(jìn)行讀數(shù)第四節(jié) 水平角的測(cè)量方法一、測(cè)回法1．測(cè)回法的觀測(cè)方法（測(cè)回法適用于觀測(cè)兩個(gè)方向之間的單角）如圖39所示，設(shè)O為測(cè)站點(diǎn)，A、B為觀測(cè)目標(biāo)，用測(cè)回法觀測(cè)OA與OB兩方向之間的水平角β，具體施測(cè)步驟如下。 （1）在測(cè)站點(diǎn)O安置經(jīng)緯儀，在A、B兩點(diǎn)豎立測(cè)桿或測(cè)釬等，作為目標(biāo)標(biāo)志。（2）將儀器置于盤(pán)左位置，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，先瞄準(zhǔn)