4第四章距离测量与直线定向

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 距离测量与直线定向,第一节 距离丈量,一、地面点的标志,点的标志有临时性标志和永久性标志两种,1.临时性标志：可用木桩标定,2.永久性标志：混凝土桩或石桩,二、丈量工具,1、钢尺, 端点尺：, 刻线尺：,3 4 5 6 7 8 9 10,10,cm,端点尺,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,刻线尺,第一节 距离丈量,二、丈量工具,2、皮尺,3、绳尺,4、标杆(又称花杆),5、测钎,6、垂球,第一节 距离丈量,三、直线定线,直线定线即在两点的直线方向上竖立一系列标杆，把中间若干点确定在已知直线的方向上,（一）目测定线,1两点间定线,A,B,C,A,B,A,B,C,D,B,2两点延长线上定线,（二）仪器定线,第一节 距离丈量,四、距离丈量的一般方法。,距离丈量可分为平坦地面的距离丈量和倾斜地面的距离丈量。丈量工作要求平、直、准。,（一）平坦地面的距离丈量法：,1观测与计算：,观测：（如图所示）,计算：,AB,两点间的距离公式,D=,nl,+q,式中：,n,整尺段数,l,整尺长,q,不足一整尺的余长,2精度检核：应往返进行丈量,第一节 距离丈量,距离丈量的精度用相对误差来衡量。,K=,相对误差：在平坦地区要达到1/3000，在地形起伏较大地区应达到1/2000，在困难地区应达到1/1000。,（二）、倾斜地面的距离丈量法：,1、平量法:由高向低丈量两次,2、斜量法,按高差计算：,D=,按倾斜角计算：,D=L*,cos,第二节 视距测量,一、视距测量原理。视距测量利用望远镜十字丝平面上的上、下两根视距丝,a,与,b，,配合视距尺和测得的竖直角,a，,用视距公式算得水平距离及高差的一种方法。,（一）、视距水平时的视距公式：,D,h,M,N,l,v,B,F,d,f,n,m,p,n,m,i,A,D=,kl,+q (,外对光式望远镜),D=,kl,(,内对光式望远镜),h=I-v,式中：,k=100 k：,视距乘常数,l：,尺间隔,q：,视距加常数,i：,仪器高,v：,中丝读数,第二节 视距测量,（二）、视线倾斜时的视距公式,竖直角公式：水平距离,D=klcos2,高差,h=1/2klsin2+i-v=,Dtg,+i-v,天顶距公式：水平距离,D=klsin2Z,高差,h=1/2klsin2Z+i-v,第二节 视距测量,二、视距测量的观测与计算,1、观测步骤,（1）如上页图，将仪器安置在测站点,M,上,（2）量取仪器高,i（,至毫米或厘米）,(3）将视距尺竖直立于,N,点上,（4）观测者用望远镜瞄准视距尺上某一高度，分别读取上、下视距丝毫中丝读数，然后调节竖直指标水准管微倾螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，并将所有观测值记录于下表中。,第二节视距测量,2、水平距离、高差、高程的计算。,先根据上、下视距丝读数和竖盘读数，计算视距间隔与竖直角，再根据视距测量公式计算水平距离、高差和高程。,三、视距测量的注意事项,1.作业前要对仪器的乘常数,K,值进行检验，,K,值应在100,0.1以内，否则应加入改正值。,2.作业时要将视距尺竖直，最好采用有水准器的视距尺，如果使用塔尺，应注意检查各节尺的接头是否准确。,3.为了减少垂直折光的影响，观测时应使视线离开地面1,m,以上。,4.观测时应仔细对光，消除视差，使成像清晰。读数时尽量不变动眼睛位置，要估读到毫米。,5.要严格按规范要求控制视距，在距离较远或竖直角较大时，要注意指标水准管气泡的居中。,第三节 红外光电测距,红外光电测距也称红外测距仪，是电磁波测距仪中的一种。,一、测距仪的分类,1、按载波和光源的不同进行分类。,2、按测程分类。,3、按测距精度分类。,二、红外光电测距仪发展趋势,三、测距的基本原理,设光速为,C，,光波生、返于,A、B,间的时间为,t，,则距离,D,为:,D=1/2C*t,第三节 红外光电测距,四、红外测距仪,目前，红外测距仪种类繁多，而且逐渐向全站型过渡，但使用方法相近。,五、测距的误差来源及注意事项,1、误差来源,一部分是与距离,D,比例的误差，即光速值误差、大气折射率误差和测距频率误差；另一部分是与距离无关的误差，即测相误差、加常数误差、对中误差。,2、注意事项,（1）作业时要防止仪器日晒、雨淋。,（2）不要让测距仪的手镜对着太阳，避免强光损坏增收管。,（3）对于精度要求较高的测量，应选择气象条件较好的情况下作业。,（4）不要把仪器从寒冷处直接拿进温室，要先入在仪器箱中慢慢降温，以免内部凝结水气。,（5）运输时应放入仪器箱内，避免强烈撞击。,（6）仪器应放在干燥通风处保存。,第四节 直线定向,直线定向：确定直线与标准方向之间的角度关系。,一、标准方向的种类,（一）真子午线方向：地理子午线就称真子午线,（二）磁子午线方向：能过地球表面某点的磁子午线的切线方向，该点的磁子午线方向。,（三）坐标纵轴方向：是指高斯投影带中的中央午线方向。,在工程中常用坐标纵轴方向为标准方向。,（四） “三北”方向的关系：,1、 真、磁子午线的关系：,磁偏角：真、磁子午线之间的夹角，叫磁偏角。,东 偏：磁子午线偏真子午线以东为东偏；（正）,西偏：磁子午线偏真子午线以西为西偏；（负）,2、子午线收敛角：,第四节 直线定向,二、直线方向的表示方法,1、方位角。从标准方向北端起，顺时针方向量到某直线的夹角。,角值范围：0360,N,N,A,B,2、正反坐标方位角。一条直线有正反两个方向，通常以直线前进的方向为正方向。,正反方位角的数值相差180,AB,直线的方位角记为,AB,BA,直线的方位角记为,BA,AB,与 ,BA,互为正反方位角,AB, ,BA,180,第四节 直线定向,3、象限角。测量上有时用象限角来确定直线的方向。所谓象限角，就是由标准方向的北端或南端起量至某直线所夹的锐角，常用,R,表示。,角值范围：090,由于象限角可自标准方向的北端量起，也可自其南端量起；可以向东量，也可以向西量。所以象限角除注明角度的大小外，还必须注明角度所在的象限。,第四节 直线定向,三、用罗盘仪测量直线的方向,罗盘仪是主要用来测量直线的磁方位角的仪器，也可以粗略的测量水平角和竖直角，还可以进行视距测量。,1、罗盘仪的构造：罗盘、望远镜、水准器和安平机构,2、直线磁方位角的测量,（1）将仪器搬到测线的一端，并在测线另一端插上花杆,（2） 安置仪器：,、对中：将仪器装于三脚架上，并挂上锤球后，移动,三脚架，使锤球尖对准测站点，此时仪器中心与地,面点处于同一条铅垂线上。,、整平：松开仪器球形支柱上的螺旋，上、下俯仰度,盘位置，使度盘上的两个水准气泡同时居中，旋紧,螺旋，固定度盘，此时罗盘仪主盘处于水平位置。,（3）瞄准读数：,转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。,转动罗盘仪，使望远镜对准测线另一端的目标，调节调焦螺旋，使目,标成像清晰稳定，再转动望远镜，使十字丝对准立于测点上的花杆的,最底部。,松开磁针制动螺旋，等磁针静止后，从正上方向下读取磁针指北端所,指的读数，即为测线的磁方位角。,读数完毕后，旋紧磁针制动螺旋，将磁针顶起以防止磁针磨损。,第四节 直线定向,校核：测得直线的正磁方位角之后，还要测其反磁方位角。若测得正、反磁方位角相差为,180, ,1,之内，可按下式取其平均值，作为最后成果。如误差超出,1,，应重新观测。,Am = 1/2 Am,正,+ (,Am,反,180,),3、使用罗盘仪注意事项,（1）在磁铁矿区或离高压线、无线电天线、电视转播台等较近的地方不宜使用罗盘仪，有电磁干扰现象。,（2）观测时一切铁器等物体，如斧头、钢尺、测钎等不要接近仪器。,（3）读数时，眼睛的视线方向与磁针应在同一竖直面内，以减小读数误差。,（4）观测完毕后搬动仪器应拧紧磁针制动螺旋，固定好磁针以防损坏磁针。,第五节 距离、方位角与坐标之间的关系,一、距离与坐标的关系,AB,=,arctan,O,x,y,A,AB,当已知地面上,A、B,两点的坐标时，可以用坐标反算两点间的水平距离,D，,其计算公式为：,当地面上,A、B,两点的坐标时，可用坐标反算方位角,AB，,其计算公式为：,二、方位角与坐标的关系,第五节 距离、方位角与坐标之间的关系,按不同象限分别讨论：,1.当,AB,直线位于第象限时，即,XB-XA0,和,YBYA0，,坐标方位角计算公式与上式相同,2.当,AB,直线位于第象限时，即,XB-XA0，,坐标方位角计算公式为：,AB=,arctan,+180,3.,当,AB,直线位于第象限时，即,XB-XA0,和,YBYA0,和,YBYA0，,坐标方位角计算公式为：,AB=,arctan,+360,