第4章测距和定向-土木

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,直线定向,第四章,距离测量,4.1卷尺丈量,4.2视距测量,4.3光电测距,4.4直线定向,第一节 卷尺丈量,一、所用主要工具,：钢尺、皮尺,钢尺,：,3,4,5,6,7,8,9,10,0,端点尺,刻线尺,9cm,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,9cm,辅助工具,花杆,测钎,垂球,温度计,弹簧秤,第一节 卷尺丈量,二、直线定线,：,在地面上标定出位于同一直线上的若干点，以便分段丈量。,分为,目视定线,和,经纬仪定线,两种,。,1,、目视定线,A,B,1,2,3,2,、经纬仪定线,A,B,1,2,三、钢尺量距的一般方法,1,、平地量距,2,、斜坡量距,第一节 卷尺丈量,1,、平地量距,A,B,1,2,3,l,l,l,q,D,AB,=n l+q,2,、斜坡量距,l,1,l,2,l,3,D,AB,=l,i,D,AB,=L,cos,L,四、钢尺量距的记录方法与精度,测线,整尺段数,零尺段,总长度,平均长度,精度,AB,往,650,36.537,336.537,650,36.428,336.428,336.482,相对误差,K=D,往,D,返,D,平,=1,M,1 3087,K,限,=1 2000,或,1 1000,返,量距的误差分析,定线误差,A,B,倾斜误差,温度误差,尺长误差,精密量距,：一般指量距精度要求高于,12000,的量距。,1,量距步骤：,（,1,）定线,:,经纬仪定线，钢尺概量一整尺（约小,5,cm）,打下木桩，桩顶标点定直线,。,（2,）测定桩顶间高差,（,3,）量距,：精确到,0.1,毫米，测得斜距,（,4,）成果整理,：进行尺长、温度、倾斜改正，必要时进行距离改化。,五、钢尺量距的精密方法,钢尺出厂时都附有尺长方程式，注有温度、拉力、尺长。刻划长度称名义长度。,实际的,尺长方程式,为：,其中：,名义长度；温度,t,时的实际长度；,尺长改正数；检定时的温度；,测量时的实时温度；,钢尺的膨胀系数，一般为（,1.161.25）,2,钢尺的检定,3,距离改正,三项改正数：,1,尺长改正,：,D,l,=D,(l-l,0,)/l,0,，l,实际长度，,l,0,名义长度,2,温度改正,：,D,t,=D,(tt,0,)，,为膨胀系数，一般取,0.000012/,C,3,倾斜改正,：,D,h,=-h,2,/2D,4,最终距离,：,D=,D+,D,l,+,D,t,+,D,h,第四章,距离测量,4.1卷尺丈量,4.2视距测量,4.3光电测距,4.4直线定向,视 距 测 量,一、视距测量的概念,：,使用带有,视距丝,的仪器间接地同时测定地面上两点间的,距离,和,高差,。所用仪器是经纬仪（有时可用水准仪）和水准尺。,视距丝,经纬仪和水准仪,二、视距测量的原理和公式,视准轴水平时,A,B,m,M,g,G,f,d,p,D,h,n,i,D=,kn,h=il,F,l,二、视距测量的原理和公式,2、视准轴倾斜时,A,B,D,h,M,N,M,N,D=Kn cos,2,h=D tg+i-l,D,C,i,l,D tg,三、视距测量方法,（1）将经纬仪安置在测站,A，,进行对中和整平。,（2）量取仪器高,i,（3）,将视距尺立于欲测的,B,点上，分别读出上、下视距丝和中丝读数,l,，,将下丝读数减上丝读数得视距间距,n,。,（4）,在中丝不变的情况下读取竖直度盘读数，并将竖盘读数换算为竖直角,。,（5）,根据测得的,n,、,、,i,和,l,计算水平距离,D,和高差,h，,再根据测站的高程计算出测点的高程。,四、视距测量误差主要来源,视距读数误差,竖直角测量误差,标尺倾斜误差,大气垂直折光的影响,第四章,距离测量,4.1卷尺丈量,4.2视距测量,4.3光电测距,4.4直线定向,光电测距仪:,以激光和红外光为载波,微波测距仪,:以微波为载波的测距仪,光电测距仪:,通过测定光波在两点间传播的时间来计算距离,按测定传播时间方式的不同，可分为相位式测距仪和脉冲式测距仪；,按测程的大小，可分为远程(20,km,以上)、中程(5-20,km),和短程(5,km,以下)三类。,（,一）相位式光电测距仪的基本原理,D=c t/2,c=c,0,/n,D,t=N T+T,调制频率为,f,T=1/f,=,cT,=c/f c=f=/T,T=(/2)T,D=,（N+/2）/2,D,各型号的大致相同,主要有：,照准头,控制器,反光镜,等组成。,二、测距仪的构造,ND3000/2000,红外测距仪,三、测量距离的步骤,将测距仪和反射镜分别安置在测段两点上。,望远镜瞄准反光镜相应位置，反射镜面与入射光线垂直。,打开开关，检查光电信号的强弱，合乎要求后开始测距。,记录若干次读数，为一测回。并记录大气温度和气压。,四、光电测距成果整理,1、仪器常数改正,乘常数改正,S,K,=KS,加常数改正,S,C,=C,2、,气象改正,S,A,=AS,3、,倾斜改正,S,=S(COS-1),最终平距,D=S+S,K,+,S,C,+,S,A,+,S,4 水平距离向椭球面的化算,D=D（1+,H,m,/R),-1,H,m,：,两中心高程均值,5 椭球面距离向高斯平面的化算,d=(y,m,2,/2R,2,)D,y,m,：,两端点高斯横坐标自然值的均值,D=D+d,（三）光电测距的误差来源,1 调制频率误差,2 气象参数误差,3 对中误差,4 测相误差,5 光速误差,6 照准误差,7 仪器加常数测定误差,8 周期误差,总结：三种测距方法的比较,方法,特点,卷尺丈量,劳动强度大，工作效率低，受地形影响大，精度为1/10001/4000,视距测量,观测速度快，操作方便，不受地形限制，精度为1/2001/300，测程小。广泛应用在地形测量中。,光电测距,观测速度快，测程大，不受地形影响，精度极高,。,第四章,距离测量,4.1卷尺丈量,4.2视距测量,4.3光电测距,4.4直线定向,P,第四节：直线定向,直线定向,：确定直线的方向称为直线定向。,一、标准方向,1,真子午线方向,：地面上某点指向地球北极的方向。,磁偏角,P,N,磁偏角,真北,磁北,磁北,+,-,东,西,子午线收敛角,子午线收敛角,P,B,真北,坐标北,坐标北,+,-,东,西,3,、坐标纵轴,（,x,轴）,：高斯,克吕格平面直角坐标的坐标纵轴方向,2,、磁子午线,方向,：,磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向。,P,X,Y,方位角、正、反方位角,N,N,AB,A,B,BA,方位角,：从直线一端的北方向开始顺时针至该直线的水平角,。,根据所取的标准方向不同，方位角可分为：,真方位角,磁方位角,坐标方位角,正、反坐标方位角相差,180,度。,坐标方位角的推算,若已知直线12的方位角,12,，12,和23间的水平角,2,左,（或,2,右,），来推算直线23的方位角,23,。,推算公式,23,=,12,2,左,180,23,=,12,2,左,180,1,2,3,12,23,2 左,2 右,21,1 坐标的正算,已知,A,点的坐标 、，直线,AB,的平距 和坐标方位角 ，计算,B,点的坐标 ，。,推算公式,：,三、坐标正、反算,x,y,B,A,已知,A,点的坐标 、，,B,点的坐标 、，计,算直线,AB,的平距 和坐标方位角 。,推算公式：,2 坐标的反算,3 方位角值确定,根据,x、y,值判断：,象限,方位角,x,y,+,+,-,+,-,-,+,-,