专题五 光学经纬仪（讲义）-河南省职教高考《建筑工程测量》(高教版）专题复习讲练测

专题五 光学经纬仪（讲义）-《建筑工程测量》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.能够举例说明水平角在实际测量场景中的应用。 2.理解掌握水平角测量的基本原理。 3.正确列举DJ6光学经纬仪的组成部分及其功能。 4.了解 DJ2光学经纬仪读数显微镜中特殊部件。 5.准确描述使用经纬仪的操作步骤和原理。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、水平角的概念 空间相交的两条直线在同一水平面上的投影所夹的角度称为水平角。 如图3-1所示，A、O、B为地面上高程不同的三个点，沿铅垂线方向投影到水平面H上，得到相应A1、O1、B1点，则水平投影线O1、A1与O1、B1构成的夹角β，就是地面上OA、OB两方向线之间的水平角。另外，从图3-1可以看出，水平角β就是过OA、OB所作竖直面之间的两面角。 水平角的角值范围是0°~360°。 二、水平角测量原理 为了测定水平角的大小，设想在O点铅垂线上任一处O'点，水平安置一个带有顺时针均匀刻划的水平度盘，通过左方向 OB和右方向OA的竖直面与水平度盘相交，在度盘上截取相应的读数为b和a（如图3-1所示），则水平角β为右方向读数a减去左方向读数b，即β=a-b 经纬仪就是根据水平角测量原理设计的一种测角仪器。 三、DJ6光学经纬仪的构造 各种型号的光学经纬仪，基本结构大致相同（如图3-2所示），主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。 1.照准部 照准部是仪器上部可转动部分的总称。照准部的旋转轴称为仪器的竖轴，竖轴插入基座内的竖轴套中。 通过调节照准部制动螺旋和照准部微动螺旋，可以控制照准部在水平方向上的转动。照准部主要由望远镜、竖直度盘、照准部水准管、读数设备、支架和光学对中器等组成。 （1）望远镜—望远镜用于瞄准目标，其构造与水准仪的望远镜基本相同，为了瞄准目标，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。望远镜的旋转轴称为横轴。望远镜通过横轴安装在支架 上，通过调节望远镜制动螺旋和望远镜微动螺旋，可以控制望远镜在竖直面内的转动。 （2）竖直度盘—竖直度盘用于测量竖直角，竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动，与竖盘配 套的有竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。 （3）照准部水准管—照准部水准管用来精确整平仪器。有的经纬仪，还装有圆水准器，用来粗略整平仪 器。 （4）读数装置—读数装置用于读取水平度盘和竖直度盘的读数。 （5）支架—用来支承望远镜的旋转轴(横轴)。 （6）光学对中器—光学对中器用于使水平度盘中心位于测站点的铅垂线上。 2.水平度盘 水平度盘是用于测量水平角。水平度盘是由光学玻璃制成的圆环，圆环上刻有0°~360°的分划线，并按顺时针方向注记，相邻两分划线之间的格值为1°或30'。 水平度盘通过外轴装在基座中心的套轴内，并用中心锁紧螺旋使之固紧。当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。若需改变水平度盘的位置，可通过照准部上的水平度盘变换手轮或复测扳手，将度盘变换到所需要的位置。例如，要使经纬仪瞄准某一目标时，水平度盘读数为0°00'00”，这两种装置的具体操作方法如下： （1）度盘变换手轮—先转动照准部瞄准该目标，再按下度盘变换手轮下的保险手柄，将手轮推压进去并转动，将水平度盘转到0°00'00读数位置上，然后，将手松开，手轮退出，把保险手柄倒回。 （2）复测扳手—先将复测扳手扳上，转动照准部，使水平度盘读数为0°00'00”，然后，把复测扳手扳下（此时，水平度盘与照准部结合在一起，两者一起转动，转动照准部，水平度盘读数不变)，再转动照准部，瞄准该目标。 3.基座 基座用于支撑整个仪器，并通过中心螺旋将经纬仪固定在三脚架上。 基座上有三个脚螺旋，用来整平仪器。 基座上有轴套，仪器竖轴插入基座轴套后，拧紧轴座固定螺旋，可使仪器固定在基座上。使用仪器时，务必将基座上的固定螺旋拧紧，不得随意松动。 四、DJ2光学经纬仪的特点 DJ2光学经纬仪的构造与DJ2光学经纬仪的构造基本相同，不同之处在于： （1）DJ2光学经纬仪的望远镜放大倍数较大，照准部水准管的灵敏度较高及度盘分划格值较小。 （2）DJ2光学经纬仪采用对径符合读数装置。 （3）DJ2光学经纬仪在读数显微镜中，只能看到水平度盘或竖直度盘中的一种影像，读数时，必须通过换像手轮（图3-6中10）选择所需的度盘影像。 五、经纬仪的使用 经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四步基本操作程序。 1.对中 对中的目的是使仪器的中心与测站点（标志中心）处于同一铅垂线上。具体操作方法如下： （1）线锤对中 打开三脚架，安在测站点上，使架头的中心大致对准测站点的标志中心，调节脚架腿，使其高度适中，并通过目估使架头大致水平。 踩紧三脚架，装上仪器，旋紧中心连接螺旋，挂上线锤。如果线锤尖离标志中心较远，则将三脚架平移，或者固定一架脚移动另外两架脚，使线锤尖大致对准测站标志，然后将脚架尖踩入土中。 略微旋松中心螺旋，在架头上移动仪器，使线锤尖精确对准标志中心，最后再旋紧中心螺旋。 用线锤进行对中的误差一般可控制在3mm以内。 （2）光学对中器对中 ①使架头大致水平，用线锤(或目估)初步对中。 ②拉动对中器目镜，使测站标志的影像清晰。 ③转动脚螺旋，使对中器对准测站标志。 ④伸缩脚架，使圆水准器气泡居中。 ⑤再转动脚螺旋，使照准部水准管气泡精确居中。 ⑥检查对中器是否对准测站标志，若有小的偏差，可略微旋松中心螺旋，在架头上移动仪器，使其精确对中，最后再旋紧中心螺旋。 用光学对中器对中的误差可控制在1mm以内。 2.整平 整平的目的是使仪器的竖轴竖直，水平度盘处于水平位置。具体操作方法如下： （1）使照准部水准管大致平行于任意两个脚螺旋的连线方向，如图3-8a所示。 （2）两手同时反向转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中(水准管气泡移动方向与左手大拇指运动方向一致）。 （3）将照准部转动90°，如图3-8b所示，此时转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。 按上述步骤反复进行，直至水准管在任何位置，气泡偏离零点不超过一格为止。 3.瞄准目标 测量水平角时，要用望远镜十字丝分划板的竖丝瞄准观测标志。具体操作程序如下： （1）松开望远镜和照准部制动螺旋，将望远镜对向明亮背景，调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。 （2）利用望远镜上的粗瞄器，粗略对准目标，旋紧制动螺旋。 （3）通过调节物镜调焦螺旋，使目标影像清晰，注意消除视差，如图3-9a所示。 （4）转动望远镜和照准部的微动螺旋，使十字丝分划板的竖丝精确地瞄准目标，如图3-9b所示。注意尽可能瞄准目标的下部。 4.读数 （1）打开反光镜，调节镜面位置，使读数窗内进光明亮均匀。 （2）调节读数显微镜目镜调焦螺旋，使读数窗内分划线清晰。 （3）按前述的DJ。光学经纬仪读数方法进行读数。 综上所述，经纬仪的使用程序为：对中→整平→瞄准目标→读数。 [真题练讲] 1.（2022年河南省统一考试）水平角的角值取值范围是（ ）。 A. 0-90° B. 0~180° C. 0-270° D. 0-360° 答案：D 解析：水平角是空间两相交直线在水平面上投影所夹的角，其取值范围是0° - 360°。就像一个圆周角，从0°开始，绕一圈结束于360°，可以完整地表示平面内两条相交直线的各种角度关系。 2.（2023年安徽省统一考试）经纬仪精确整平时，调节下面哪个螺旋（ ）。 A.微动螺旋 B.微倾螺旋 C.脚螺旋 D.物镜螺旋 答案：C 解析：脚螺旋是经纬仪精确整平的工具。通过调节脚螺旋，使照准部水准管气泡居中，从而使仪器竖轴铅垂，达到精确整平的目的。 3.（2020年江西省统一考试）经纬仪整平，要求其水准管气泡居中误差一般不得大于（ ）。 A.1格 B.1.5格 C.2格 D.1.5格 答案：A 解析：经纬仪整平要求水准管气泡居中误差一般不得大于1格。因为如果气泡偏离超过1格，会导致仪器竖轴倾斜，从而影响测量的准确性，使所测角度产生较大误差。 4.（2023年河南省统一考试）经纬仪消除视差的方法是（ ）。 A. 反复调节目镜和物镜 B. 只调节目镜 C. 只调节物镜 D. 调节脚螺旋 答案：A 解析：消除视差需要反复调节目镜和物镜，使目标像和十字丝同时清晰。 5.（2021年河南省统一考试）经纬仪读数时，要注意（ ）。 A. 保持仪器稳定 B. 随意移动仪器 C. 调整望远镜方向 D. 改变对中状态 答案：A 解析：读数时要保持仪器稳定，避免仪器晃动导致读数不准确。 [限时练讲] 1.下列关于经纬仪使用顺序正确的是（ ）。 A. 整平 - 对中 - 瞄准 - 读数 B. 对中 - 整平 - 瞄准 - 读数 C. 瞄准 - 对中 - 整平 - 读数 D. 读数 - 瞄准 - 整平 - 对中 答案：B 解析：经纬仪正确的使用顺序是先对中，再整平，接着瞄准目标，最后进行读数。 2.DJ6光学经纬仪照准部的制动螺旋用于（ ）。 A. 快速转动照准部 B. 固定照准部方向 C. 调整照准部水平 D. 连接照准部和水平度盘 答案：B 解析：制动螺旋的作用是固定照准部方向，需要微动时再配合微动螺旋进行小范围调整。 3.水平角测量过程中，如果没有对仪器进行精确对中，会导致（ ）。 A. 角度读数偏大 B. 角度读数偏小 C. 角度测量误差 D. 不影响测量结果 答案：C 解析：没有精确对中会使仪器中心与测站点不在同一铅垂线上，从而产生角度测量误差。 4.经纬仪在建筑工程中主要用于（ ）。 A. 测量长度 B. 测量高度 C. 测量角度 D. 测量面积 答案：C 解析：经纬仪主要功能是测量角度，包括水平角和竖直角，在建筑工程的角度测量工作中有广泛应用。 5.DJ6光学经纬仪水平度盘刻度的最小分划一般是（ ）。 A. 1° B. 30′ C. 15′ D. 10′ 答案：A 解析：DJ6光学经纬仪水平度盘刻度的最小分划一般是1°。 6.当经纬仪的竖盘在望远镜左侧时，称为（ ）。 A. 盘左 B. 盘右 C. 左盘 D. 右盘 答案：A 解析：竖盘在望远镜左侧时称为盘左，在右侧时称为盘右。 7.DJ2光学经纬仪读数方法相对DJ6光学经纬仪（ ）。 A. 更简单 B. 更复杂 C. 一样 D. 无法比较 答案：B 解析：DJ2光学经纬仪精度更高，读数方法也更复杂，例如它可能涉及到对径符合读数等操作。 8.经纬仪对中不准确会对水平角测量产生什么影响？ 答案：对中不准确会使测量的水平角产生误差。因为对中是让仪器中心与测站点在同一铅垂线上，若有偏差，相当于测量角度的原点发生变化，导致所测角度不是实际的角度，误差大小与对中偏差程度有关。 9.简述经纬仪整平中圆水准器和管水准器的作用。 答案：圆水准器用于初步整平，通过调整脚架使气泡大致居中，使仪器大致水平。管水准器用于精确整平，调节脚螺旋使管水准器气泡居中，保证竖轴铅垂，使水平度盘精确水平。 10.简述经纬仪使用中，为什么要先对中再整平？ 答案：对中是确定测量角度的中心位置，若先整平后对中可能会破坏已整平状态。先对中后整平可以在保证仪器以测站点为中心的基础上，通过整平操作使仪器处于水平和铅垂状态，便于准确测量角度。 11.如果经纬仪的水平度盘刻划出现磨损，会对测量产生什么影响？ 答案：水平度盘刻划磨损会导致读数不准确。磨损可能使度盘上的角度标记模糊或缺失，造成读数误差，进而影响水平角测量的精度，使测量结果偏离真实值，影响后续工程施工等相关操作的准确性。 12.简述使用经纬仪测量水平角时，如何保证测量的准确性？ 答案：要精确对中、整平仪器，正确使用制动和微动螺旋瞄准目标，消除视差，多次测量取平均值。按规范操作读数装置，注意仪器的维护和校准，避免外界因素如震动、阳光直射等影响，保证测量环境稳定。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.各种型号的光学经纬仪，基本结构大致相同，主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。 2.常用的读数装置有分微尺测微器及其读数方法、单平板玻璃测微器及其读数方法。 3.经纬仪的使用包括对中、整平、瞄准和读数四步基本操作程序。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$