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【摘 要】 建筑测绘作为测绘学科的一个分支,主要是采集和表述房屋和房屋用地的有关信息。角度测量是建筑测绘工作的基本内容之一,角度测量分为水平角和竖直角两类。本文首先介绍了角度测量的原理和光学经纬仪及使用,然后对水平角观测误差进行了分析。
【关键词】 房地产;测绘;角度测量
引言:
在建筑测量中,无论是布设控制网,测定控制点的位置和坐标,还是测定房屋和房屋用地及其相关要素的几何位置,或是测量各种地物的位置,都離不开角度测量。经纬仪是测量角度的主要仪器,在建筑测绘中最常用的是DJ2、DJ6级光学经纬仪,另外随着电子技术的发展,电子经纬仪的使用也越来越广泛。
1 角度测量
水平角是指相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹角度,或指分别过两条直线所作的竖直面间所夹的二面角。水平角一般用β表示,角值范围为0°~360°。在同一竖直面内,目标方向线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角(又称垂角或高度角)。其大小为0°~±90°。经纬仪是用于测量水平角和竖直角的仪器,它主要由一个水平度盘、一个竖直度盘以及照准装置和对中装置组成。
2 光学经纬仪及使用
经纬仪是测量角度的仪器。经纬仪的种类很多,分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。目前,在一般的土木工程测量中使用较多的是光学经纬仪,在工程上最常用的是DJ6光学经纬仪。DJ6光学经纬仪属于普通经纬仪。经纬仪一般都包括照准部、水平度盘和基座三大部分。基座主要有轴座、脚螺旋和连接板。转动脚螺旋可使照准部上的水准气泡居中,从而使竖轴铅直,水平度盘水平。将三角架头上的连接螺旋旋进基座连接板,仪器与三角架就可固定连在一起照准部的构件最多,主要有望远镜、读数设备、竖直度盆、水准器和竖轴。照准部的旋转轴即为仪器的纵轴,照准部在水平方向转动,瞄准目标时,由水平制动螺旋和水平微动螺旋来控制。望远镜用来照准远处的观测目标,望过镜旋转的铀为横袖。瞄准目标时,由望远镜制动螺旋和望远镜微动螺旋来控制。由于望远镜在竖直平面内转动,所以又称为垂直制动螺旋和垂直微动螺旋。经纬仪的水平度盘和垂直度盘由光学玻璃制成。经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数等几个步骤。
2.1经纬仪的对中
对中的目的是要把经纬仪的纵轴安置在测站点所在的铅垂线上,并同时保持水平度盘的水平。其大致方法是:按观测者的身高调整好三脚架腿的长度,张开三角架,特三角安放在测站点上,使三条腿的张度适巾,成120°,架头大致水平,此时从仪器箱中取出经纬仪放在架头上,一手握住仪器,另一手将三角架的连接螺旋旋入基座底板,并旋紧连接螺旋。对中的方法有两种,即垂球对中和光学对中器对中。
2.2经纬仪的整平
整平的目的是使经纬仪的纵轴铅垂,从而使水平度盘和横轴处于水平位置,垂直废盘位于铅垂面内。整平的方法是:首先松开水平制动螺旋,转动照准部,使长水准管与任意两个脚螺旋大致平行。两手以相反方向旋转两个脚螺旋,使水准管气泡居中。然后将照准部平转90°使水准管垂直脚螺旋的连线,旋转脚螺旋,并使水准管气泡居中。以上操作重复进行,直到气泡在任何位置都居中。
2.3观测目标的瞄准
在进行观测前,首先松开望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋,将望远镜对向明亮的背景(如天空),调节目镜调焦螺旋,使十字丝分划板成保员清晰。用望远镜瞄准目标的一般方法是:松开望远镜和照准部制动螺旋,通过望远镜筒上面的瞄准器,旋转照准部和望远镜粗略瞄准目标,并使目标的成像位于十字丝附近,然后旋紧制动螺旋。调节物镜调焦螺旋,使目标成伤十分清晰,旋转照准部和望远镜微动螺旋,将十字丝对准目标的适当位置。
3 水平角观测误差分析
水平角观测误差的主要来源有仪器误差、观测误差以及外界条件影响带来的误差。下面分别加以分析。
3.1仪器误差
仪器误差的来源有两方面:一方面是仪器检校不完善所引起的,如视准轴不垂直于横轴,以及横轴不垂直于竖轴等;另一方面是由于仪器制造加工不完善所引起的,如度盘偏心差、度盘刻画误差等。
1)视准轴不垂直于横轴的误差:尽管仪器进行了检校,但校正不可能绝对完善,总是存在一定的残余误差。在观测过程中,通过盘左、盘有两个位置观测取平均值,可以消除此项误差的影响。
2)横轴不垂直于竖轴的误差:与视准轴不垂直于横轴的误差一样,横轴不垂直于竖轴的误差通过盘左、盘有两个位置观测取平均值,可以消除此项误差的影响。
3)竖轴倾斜误差:由于水准管应垂直于仪器竖轴的校正不完善而引起竖轴倾斜误差。此项误差不能用盘左、盘右两个位置观测取平均值的方法来消除。这种残余误差的影响与视线竖直角的正切成正比。因此,在山区进行测量时,要特别注意水准管轴垂直于竖轴的检校。在观测过程中,应特别注意仪器的整平。
4)度盘偏心差:由于水平度盘的刻画中心与仪器照准部的旋转中心不重合而产生的照准部偏心误差称为度盘偏心差。采用对径方向两读数的平均值方法可以消除此项误差的影响。对于单指标读数的仪器,可通过盘左、盘右取平均值来消除此项误差的影响。
5)度盘刻画误差:度盘的刻画或多或少存在误差。在观测水平角时,采用各测回间变动度盘起始位置的办法来消除或削弱其影响。
3.2观察误差
观察误差主要包括仪器对中误差、目标偏心误差、仪器整平误差、照准误差和读数误差等。水平角观测时必须保持水平度盘水平、竖盘垂直。若气泡不居中,导致竖轴倾斜而引起的角度误差,不能通过改变观测方法来消除。因此,在观测过程中,应特别注意仪器的整平。在同一测回内,若气泡偏离超过2格,应重新整平仪器,并重新观测该测回。照准误差除取决于望远镜的放大率以外,还与人眼的分辨能力,目标的形状、颜色、大小、亮度和清晰度等有关。因此,在水平角观测时,除适当选样经纬仪外,还应尽量选择适宜的标志、有利的气候条件和观测时间,以削弱照准误差的影响。读数误差与仪器的读数设备及人的因素有关。对DJ6光学经纬仪来说,估读误差一般不超过分划值(1`)的十分之一,即土6″。如果照明情况水佳,读数显微镜目镜末调好,以及读数不熟练,则估读的极限误差也可能会增大。
3.3外界条件影响带来的误差
外界环境的影响比较复杂,一般难以由人力来控制。大风可使仪器和标杆不稳定,雾气会使目标成像模糊;松软的土质会影响仪器的稳定;烈日暴晒可使三脚架发生扭转,影响仪器的整平;温度变化会引起视准轴依置变化;大气折光变化致使视线发生偏折等。这些都会给角度测量带来误差。因此,应选择有利的观测条件,尽量避免不利因素对角度测量的影响。
参考文献:
[1]吴天全,史宏军.房地产测绘发展浅析[J].科技信息(科学教研),2007.
[2]吴张峰,杨光.房地产测绘系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2004
【关键词】 房地产;测绘;角度测量
引言:
在建筑测量中,无论是布设控制网,测定控制点的位置和坐标,还是测定房屋和房屋用地及其相关要素的几何位置,或是测量各种地物的位置,都離不开角度测量。经纬仪是测量角度的主要仪器,在建筑测绘中最常用的是DJ2、DJ6级光学经纬仪,另外随着电子技术的发展,电子经纬仪的使用也越来越广泛。
1 角度测量
水平角是指相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹角度,或指分别过两条直线所作的竖直面间所夹的二面角。水平角一般用β表示,角值范围为0°~360°。在同一竖直面内,目标方向线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角(又称垂角或高度角)。其大小为0°~±90°。经纬仪是用于测量水平角和竖直角的仪器,它主要由一个水平度盘、一个竖直度盘以及照准装置和对中装置组成。
2 光学经纬仪及使用
经纬仪是测量角度的仪器。经纬仪的种类很多,分光学经纬仪和电子经纬仪两大类。目前,在一般的土木工程测量中使用较多的是光学经纬仪,在工程上最常用的是DJ6光学经纬仪。DJ6光学经纬仪属于普通经纬仪。经纬仪一般都包括照准部、水平度盘和基座三大部分。基座主要有轴座、脚螺旋和连接板。转动脚螺旋可使照准部上的水准气泡居中,从而使竖轴铅直,水平度盘水平。将三角架头上的连接螺旋旋进基座连接板,仪器与三角架就可固定连在一起照准部的构件最多,主要有望远镜、读数设备、竖直度盆、水准器和竖轴。照准部的旋转轴即为仪器的纵轴,照准部在水平方向转动,瞄准目标时,由水平制动螺旋和水平微动螺旋来控制。望远镜用来照准远处的观测目标,望过镜旋转的铀为横袖。瞄准目标时,由望远镜制动螺旋和望远镜微动螺旋来控制。由于望远镜在竖直平面内转动,所以又称为垂直制动螺旋和垂直微动螺旋。经纬仪的水平度盘和垂直度盘由光学玻璃制成。经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数等几个步骤。
2.1经纬仪的对中
对中的目的是要把经纬仪的纵轴安置在测站点所在的铅垂线上,并同时保持水平度盘的水平。其大致方法是:按观测者的身高调整好三脚架腿的长度,张开三角架,特三角安放在测站点上,使三条腿的张度适巾,成120°,架头大致水平,此时从仪器箱中取出经纬仪放在架头上,一手握住仪器,另一手将三角架的连接螺旋旋入基座底板,并旋紧连接螺旋。对中的方法有两种,即垂球对中和光学对中器对中。
2.2经纬仪的整平
整平的目的是使经纬仪的纵轴铅垂,从而使水平度盘和横轴处于水平位置,垂直废盘位于铅垂面内。整平的方法是:首先松开水平制动螺旋,转动照准部,使长水准管与任意两个脚螺旋大致平行。两手以相反方向旋转两个脚螺旋,使水准管气泡居中。然后将照准部平转90°使水准管垂直脚螺旋的连线,旋转脚螺旋,并使水准管气泡居中。以上操作重复进行,直到气泡在任何位置都居中。
2.3观测目标的瞄准
在进行观测前,首先松开望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋,将望远镜对向明亮的背景(如天空),调节目镜调焦螺旋,使十字丝分划板成保员清晰。用望远镜瞄准目标的一般方法是:松开望远镜和照准部制动螺旋,通过望远镜筒上面的瞄准器,旋转照准部和望远镜粗略瞄准目标,并使目标的成像位于十字丝附近,然后旋紧制动螺旋。调节物镜调焦螺旋,使目标成伤十分清晰,旋转照准部和望远镜微动螺旋,将十字丝对准目标的适当位置。
3 水平角观测误差分析
水平角观测误差的主要来源有仪器误差、观测误差以及外界条件影响带来的误差。下面分别加以分析。
3.1仪器误差
仪器误差的来源有两方面:一方面是仪器检校不完善所引起的,如视准轴不垂直于横轴,以及横轴不垂直于竖轴等;另一方面是由于仪器制造加工不完善所引起的,如度盘偏心差、度盘刻画误差等。
1)视准轴不垂直于横轴的误差:尽管仪器进行了检校,但校正不可能绝对完善,总是存在一定的残余误差。在观测过程中,通过盘左、盘有两个位置观测取平均值,可以消除此项误差的影响。
2)横轴不垂直于竖轴的误差:与视准轴不垂直于横轴的误差一样,横轴不垂直于竖轴的误差通过盘左、盘有两个位置观测取平均值,可以消除此项误差的影响。
3)竖轴倾斜误差:由于水准管应垂直于仪器竖轴的校正不完善而引起竖轴倾斜误差。此项误差不能用盘左、盘右两个位置观测取平均值的方法来消除。这种残余误差的影响与视线竖直角的正切成正比。因此,在山区进行测量时,要特别注意水准管轴垂直于竖轴的检校。在观测过程中,应特别注意仪器的整平。
4)度盘偏心差:由于水平度盘的刻画中心与仪器照准部的旋转中心不重合而产生的照准部偏心误差称为度盘偏心差。采用对径方向两读数的平均值方法可以消除此项误差的影响。对于单指标读数的仪器,可通过盘左、盘右取平均值来消除此项误差的影响。
5)度盘刻画误差:度盘的刻画或多或少存在误差。在观测水平角时,采用各测回间变动度盘起始位置的办法来消除或削弱其影响。
3.2观察误差
观察误差主要包括仪器对中误差、目标偏心误差、仪器整平误差、照准误差和读数误差等。水平角观测时必须保持水平度盘水平、竖盘垂直。若气泡不居中,导致竖轴倾斜而引起的角度误差,不能通过改变观测方法来消除。因此,在观测过程中,应特别注意仪器的整平。在同一测回内,若气泡偏离超过2格,应重新整平仪器,并重新观测该测回。照准误差除取决于望远镜的放大率以外,还与人眼的分辨能力,目标的形状、颜色、大小、亮度和清晰度等有关。因此,在水平角观测时,除适当选样经纬仪外,还应尽量选择适宜的标志、有利的气候条件和观测时间,以削弱照准误差的影响。读数误差与仪器的读数设备及人的因素有关。对DJ6光学经纬仪来说,估读误差一般不超过分划值(1`)的十分之一,即土6″。如果照明情况水佳,读数显微镜目镜末调好,以及读数不熟练,则估读的极限误差也可能会增大。
3.3外界条件影响带来的误差
外界环境的影响比较复杂,一般难以由人力来控制。大风可使仪器和标杆不稳定,雾气会使目标成像模糊;松软的土质会影响仪器的稳定;烈日暴晒可使三脚架发生扭转,影响仪器的整平;温度变化会引起视准轴依置变化;大气折光变化致使视线发生偏折等。这些都会给角度测量带来误差。因此,应选择有利的观测条件,尽量避免不利因素对角度测量的影响。
参考文献:
[1]吴天全,史宏军.房地产测绘发展浅析[J].科技信息(科学教研),2007.
[2]吴张峰,杨光.房地产测绘系统的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2004