资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,*,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,*,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,*,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,*,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 间隔丈量三角高程丈量,第一节 卷尺量距,第二节 视距丈量,第三节 电磁波测距,第四节 三角高程丈量,第五节 全站仪及其运用,本 章 小 结,exit,第五章 间隔丈量与三角高程丈量,第一节 卷尺量距,一、地面上点的标志,点的标志可分为暂时性和永久性两种。暂时性标志可采用木桩打入地中，桩顶略高于地面，并在桩顶钉一小钉或画一个十字表示点的位置，如以下图a)所示。,在点上竖立的观测标志,永久性标志可用石桩或混凝土桩，在石桩顶刻十字或在混凝土桩顶埋入刻有十字的钢柱以表示点位，如以下图b)所示。,第一节 卷尺量距,二、丈量工具,通常运用的量距工具为钢尺、皮尺、竹尺和测绳，还有测钎、标杆和垂球等辅助工具。,端点尺,刻线尺,第一节 卷尺量距,三、直线定线,1.两点间定线,2.两点间互不通视定线,2.在倾斜地面丈量,第一节 卷尺量距,四、丈量方法往返丈量,间隔用下式计算：D=nl+l,式中：l整尺段的长度；,n丈量的整尺段数；,l零尺段长度。,往返丈量较差 D=D往-D返,间隔平均值 D平=D往+D返,相对误差 K=,1.在平坦地面丈量,第一节 卷尺量距,五、间隔丈量的本卷须知,1影响量距成果的,主要要素,(1)尺身不平。,(2)定线不直。,(3)拉力不均。,(4)对点和投点不准。,(5)丈量中常出现的错误。,2本卷须知,(1)间隔丈量的三个根本要求是：“直、平、准。,(2)丈量时尺身要置程度，尺要拉紧。,(3)钢尺在拉出和收卷时，要防止钢尺打卷。,(4)尺子用过后，要用软布擦干净后。,第二节 视距丈量,一、视距丈量公式,视距丝 装 置,暂时性标志可采用木桩打入地中，桩顶略高于地面，并在桩顶钉一小钉或画一个十字表示点的位置，如以下图a)所示。,对于较长的间隔,那么水准面及大地水准面均是曲面这一点不容忽视,在2-3中已引见了水准面曲率对高差丈量的影响。,全站仪可以进展角度程度角、竖直角丈量；,(1)间隔丈量的三个根本要求是：“直、平、准。,光在真空中的传播速度(光速)为一个重要的物理量,经过近代的科学实验,迄今所知的光速的准确数值为C=2997924581.,往返丈量较差：=D往-D返,第四节 全站仪及其运用,第四节 三角高程丈量,f1=h=,3量仪器高、棱镜高并输入全站仪。,永久性标志可用石桩或混凝土桩，在石桩顶刻十字或在混凝土桩顶埋入刻有十字的钢柱以表示点位，如以下图b)所示。,3.,由以下图所示，为尺间隔,p为视距丝间距,f为物镜焦距,为物镜到仪器中心的间隔。,二、视距丈量的原理,一视距丈量原理,1视准轴程度时的视距测 量原理,由以下图所示，为尺间隔,p为视距丝间距,f为物镜焦距,为物镜到仪器中心的间隔。由图可知mnF与 MNF类似,即得,而 S=FQ+f+,令,S=K +c,第二节 视距丈量,2视准轴倾斜时的视距丈量原理,如左图所示。由于标尺竖在B点,它与视野不垂直,故不能用视野程度时的公式计算间隔。想象将标尺绕G点旋转一个角度(等于视野的倾角),那么视野与视距标尺的尺面垂直。于是,即用视野程度时的公式计算间隔S,即,S=K,式中的MN=K 又无法测得。但由左图可以看出MN=MN存在着一定的关系,即,MGM=NGN=,MMG=90+/2,NNG=90-/2,式中/2=1711.3“书117页，角值很小,故可近似地将MMG和NNG看成直角。,于是,MG=MGCOS 即 cos,NG=NGCOS 即 cos,得,S=S COS =,二、视距丈量的原理,第二节 视距丈量,f2=-K,光电测距边边长加乘常数和气候矫正的计算方法。,往返丈量较差：=D往-D返,MG=MGCOS 即 cos,往返丈量较差 D=D往-D返,S=K,第四节 三角高程丈量,(5)丈量中常出现的错误。,n丈量的整尺段数；,第五节 全站仪及其运用,全站仪可以进展角度程度角、竖直角丈量；,为HA,欲测定B点的高程HB。,由于地球曲率影响总是使测得的高差小于实践的高差,因此,球差矫正f1恒为正值。,式中,R为平均地求曲率半径,取R=6371km。,在测距仪的构件中,用相位计按相位比较的方法只能测定往返调制光波相位差的尾数,而无法测定整周数N,因此,只需当待测间隔小于光尺长度时,才干有确定的数值。,hAB=SSIN+i-v+f,第二节 视距丈量,1在测站 A 安顿经纬仪，量取仪器高 i，在测点 B 竖立视距尺；,2照准视距尺，用上下视距丝分别在尺上读取读数，算出视距间隔 ll=下丝读数-上丝读数。也可先将中丝对准仪器高读竖直角，然后把上丝对准临近整数刻划后直接读取视距间隔；,三、观测与计算方法,二、观测与计算方法,第二节 视距丈量,3转动竖盘目的水准管微动螺旋使竖盘目的水准管气泡居中，读取竖盘读数，算出竖直角。对有竖盘目的自动归零安装的仪器，应翻开自动归零安装后再读数；,4根据视距公式，计算程度间隔和高差及立尺点的高程。,视距丈量,动 画,一、电磁波测距仪的分类,电磁波测距的仪器按其所采用的载波可分为:,1.用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪；,2.用激光作为载波的激光测距仪；,3.用红外光作为载波的红外光测距仪(通称红外测 距仪)。,后两者又总称为光电测距仪。微波测距仪和激光测距仪多用于长程测距,测程可达数十公里,普通用于大地丈量。红外测距仪用于中、短程测距,普通用于小地域控制丈量、地形丈量、房地产丈量和建筑施工丈量。,第三节 电磁波测距,二、光电测距仪的测距原理,光电测距的根本原理是利用知光速C,测定它在两点间的传播时间t,以计算间隔。如以下图所示,欲测定A,B两点间的间隔时,将一台发射和接纳光波的测距仪主机放在一端A点,另一端点B放反射棱镜,那么其间隔S可按下式计算:,S=C t/2,第三节 电磁波测距,二、光电测距仪的测距原理,光在真空中的传播速度(光速)为一个重要的物理量,经过近代的科学实验,迄今所知的光速的准确数值为C=2997924581.2m/s。,如今要丈量5厘米的长度,需求多少时间,5厘米是一微小量,可对S=C t/2 进展微分,得:ds=cdt/2dt=2ds/2,同窗位算一下dt=？,目前最先进的电子脉冲计数,能准确测定到 10-8s,第三节 电磁波测距,二、光电测距仪的测距原理,为了进一步提高光电测距的精度,必需采用精度更高的间接测时手段相位法测时,据此测定间隔称为相位式测距。,相位式光电测距的原理为:采用周期为T的高频电振荡对测距仪的发射光源进展延续的振幅调制，使光强随电振荡的频率周期地明暗变化(每周相位的变化为02),如以下图所示。,第三节 电磁波测距,调制光波(调制信号)在待测间隔上往返传播，使在同一瞬时发射光与接纳光产生相位移(相位差)，根据相位差间接计算出传播时间,从而计算间隔。,二、光电测距仪的测距原理,设调制信号的频率为f(每秒振荡次数),那么其周期T=1/f(每振荡一次的时间(s),那么调制光的波长为,=CT=C/f,C=f=/T,调制光波在往返传播时间内,调制信号的相位变化了N个整周(NT)及缺乏一个整周的尾数T,即,t=NT+T,由于一个周期中相位差的变化为2,缺乏一整周的相位差尾数为,因此,T=T t=T(N+),这样得到相位式光电测距的根本公式:,第三节 电磁波测距,二、光电测距仪的测距原理,由此可见,相位式光电测距的原理和钢卷尺量距相仿，,相当于用一支长度为/2的“光尺来丈量间隔，N为“整尺,段数，(/2)(/2)为小于一整“光尺的“余长。,第三节 电磁波测距,在测距仪的构件中,用相位计按相位比较的方法只能测定往返调制光波相位差的尾数,而无法测定整周数N,因此,只需当待测间隔小于光尺长度时,才干有确定的数值。另外,用相位计普通也只能测定4位有效数值。因此在相位式测距仪中有两种调制频率、两种光尺长度。如f1=15kHz。1 /2=10m(称为精尺),可以测定间隔尾数的米、分米、厘米、毫米数;f2=150kHz,2/=1000m(称为粗尺)可以定百米、十米、米数。这两种尺子结合运用,可以测定1km以内的间隔值。,当地形高低起伏、两点间高差较大而不便于进展水准丈量时,可以用三角高程丈量的方法测定两点间的高差和点的高程。进展三角高程丈量时,应测定两点间的平距或斜距以及垂直角,这是间隔丈量与角度丈量的结合。,第四节 三角高程丈量,一三角高程丈量的计算公式,如左图所示,知A点的高程,为HA,欲测定B点的高程HB。,置经纬仪于A点,用卷尺量取,仪器高I(地面点至经纬仪横,轴的高度),在B点安顿觇牌,量取目的高v(地面点至觇牌中心或觇牌横轴的高度),测定垂直角。,第四节 三角高程丈量,假设曾经测定A,B两点间的程度间隔D,那么A,B两点的高差计算公式为：hAB=Dtan+i-v,hAB=SSIN+i-v,第四节 三角高程丈量,hAB=Dtan+i-v,hAB=SSIN+i-v,以上三角高程丈量公式中,设大地水准面和经过A,B点的程度面为相互平行的平面,对于间隔较近(如200m以内)的两点,还可以以为是这样的。对于较长的间隔,那么水准面及大地水准面均是曲面这一点不容忽视,在2-3中已引见了水准面曲率对高差丈量的影响。因此,对于长间隔三角高程丈量,应进展地球曲率影响的矫正,简称球差矫正(f1),如左图所示。,f1=h=,式中,R为平均地求曲率半径,取R=6371km。由于地球曲率影响总是使测得的高差小于实践的高差,因此,球差矫正f1恒为正值。,另外,由于围绕地球的大气层受重力影响,低层空气的密度大于高层空气的密度,观测垂直角时的视野穿过密度不均匀的介质,成为一条向上凸的曲线(称为大气垂直折光),使视野的切线方向向上抬高,测得垂直角偏大,。因此,还应进展大气折光影响的矫正,简称气差矫正f2,f2恒为负值。,大气垂直折光视野使视野成为曲率大约为地球外表曲率的1/k倍的圆曲线(称为大气垂直折光系数),因此,得到气差矫正的计算公式:,f2=-K,球差矫正和气差矫正合在一同,为气差矫正(f):,f=f1+f2=(1 K,大气垂直折光系数k随时间,日照,气温,气压,视野高度和地面情况等要素而改动,普通取其平均值,令k=0.14。在表5-8中,列出程度间隔D=100200m的两差矫正值f。由于f1 f2,故f恒为正值。,hAB=Dtan+i-v+f,hAB=SSIN+i-v+f,第四节 三角高程丈量,第五节 全站仪及其运用,1.全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进展角度程度角、竖直角丈量、间隔斜距、平距、高差丈量和数据处置，由机械、光学、电子元件组合而成的丈量仪器。,2.全站仪的构造原理,3.全站仪影像图,第四节 全站仪及其运用,按POWER或ON键，开机后仪器进展自检，自检终了后进入丈量形状。有的全站仪自检终了后须设置程度度盘与竖盘目的，设置程度度盘目的的方法是旋转照准部，听到鸣响即设置完成；设置竖盘目的的方法是纵转望远镜，听到鸣响即设置完成。设置完成后显示窗才干显示程度度盘与竖直度盘的读数。,全站仪的根本操作方法,1.测前的预备任务,1安顿仪器,将全站仪衔接到三脚架上，对中并整平。多数全站仪有双轴补偿功能，所以仪器整平后，在观测过程中，既使气泡稍有偏离，对观测也无影响。,2开机,全站仪简介,录像,第四节 全站仪及其运用,3量仪器高、棱镜高
展开阅读全文