距離測(cè)量及直線定向ppt課件

1、鋼尺量距 普通視距 光電測(cè)距 垂球垂球鋼尺鋼尺端點(diǎn)尺和刻線尺端點(diǎn)尺和刻線尺鋼尺鋼尺測(cè)釬測(cè)釬標(biāo)桿標(biāo)桿彈簧秤彈簧秤二、二、 鋼尺量距的普通方法鋼尺量距的普通方法 1、直線定線標(biāo)定各尺段端點(diǎn)在同不斷線上的任務(wù)稱為直線定線。2、平坦地面的量距A、B兩點(diǎn)間的程度間隔 為：qnlD式中：n 尺段數(shù)； l 鋼尺的尺長(zhǎng)； q 缺乏一整尺的余長(zhǎng)。 為了校核、提高精度，還要進(jìn)展返測(cè)，用往、返測(cè)長(zhǎng)度之差 與全長(zhǎng)平均數(shù) 之比，并化成分子為1的分?jǐn)?shù)來(lái)衡量間隔 丈量的精度。這個(gè)比值稱為相對(duì)誤差K：D平均D返往平均DDDK1 平坦地域鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/30003、傾斜地面丈量 在困難地域鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1

2、/1000 當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，不能夠?qū)⒄摮呃秸闪繒r(shí)，那么可將直線分成假設(shè)干小段進(jìn)展丈量。每段的長(zhǎng)度視坡度大小、量距的方便而定。三、鋼尺量距精細(xì)方法1/10000 1、經(jīng)緯儀定線 將經(jīng)緯儀安頓于A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，然后在AB的視野上用鋼尺量距，依次定出比鋼尺一整尺略短的尺段端點(diǎn)1，2，。在各尺段端點(diǎn)打入木樁，樁頂高出地面5cm10cm，在每個(gè)樁頂刻劃十字線，其中一條在AB方向上，另一條垂直AB方向，以其交點(diǎn)作為鋼尺讀數(shù)的根據(jù)。A1325B42、量距 量距是用經(jīng)過檢定的鋼尺，兩人拉尺，兩人讀數(shù)，一人記錄及觀測(cè)溫度。 量距時(shí)由后尺手用彈簧秤控制施加于鋼尺的拉力(30 m鋼尺，規(guī)范拉力為100 N)。

3、前、后讀數(shù)員應(yīng)同時(shí)在鋼尺上讀數(shù)，估讀到0.5mm。每尺段要挪動(dòng)鋼尺三次不同位置，三次丈量結(jié)果的互差不應(yīng)超越2mm，取三段丈量結(jié)果的平均值作為尺段的最后結(jié)果。 隨之進(jìn)展返測(cè)，如要進(jìn)展溫度和傾斜矯正，還要觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度和各樁頂高差。經(jīng)過檢定的鋼尺長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程示：000)(lttlllt溫度為t時(shí)的鋼尺實(shí)踐長(zhǎng)度；鋼尺的名義長(zhǎng)度；尺長(zhǎng)矯正值，即溫度在 時(shí)鋼尺全長(zhǎng)矯正數(shù)；鋼尺膨脹系數(shù)，普通取=1.25 鋼尺檢定時(shí)的溫度；量距時(shí)的溫度。tl0ll0tt105)(10C0t四、尺長(zhǎng)方程五、鋼尺量距成果整理 精細(xì)量距結(jié)果應(yīng)進(jìn)展以下三項(xiàng)矯正1、尺長(zhǎng)矯正2、溫度矯正lllld0lttlt)(0l 全長(zhǎng)矯正數(shù)0l

4、 名義長(zhǎng)度0l 任一尺段 鋼尺膨脹系數(shù) t 丈量時(shí)溫度 t0 規(guī)范溫度當(dāng)為斜距時(shí)應(yīng)換算成平距d，那么傾斜矯正值為：llhllhlldlh21222122)1 ()(將上式 項(xiàng)展開成級(jí)數(shù)： 2122)1 (lh3424422821)821 (lhlhlhlhllh取第一項(xiàng)lhlh223.傾斜矯正 每一尺段矯正后的程度間隔 為：htdlllld例題：用尺長(zhǎng)方程為例題：用尺長(zhǎng)方程為的鋼尺實(shí)測(cè)的鋼尺實(shí)測(cè)ABAB尺段如圖，長(zhǎng)度尺段如圖，長(zhǎng)度l=29.896m,Al=29.896m,A、B B兩點(diǎn)間高差兩點(diǎn)間高差h=0.272m,h=0.272m,丈量時(shí)丈量時(shí)的溫度的溫度t=25.8t=25.8C,C,試

5、求試求ABAB尺段的程度間隔尺段的程度間隔 。mCtCmmlt30)20(1025. 10025. 030015 解：解：1 1尺長(zhǎng)矯正尺長(zhǎng)矯正mmlllld0025.0)896.29300025.0(03 3傾斜矯正傾斜矯正4 4A-BA-B尺段程度間隔尺段程度間隔 mmmlhlh0012.0896.292)272.0(222mlllldhtd900.292 2溫度矯正溫度矯正mmCCClttlt0022.0896.29)208.25(1025.1)(001050六、鋼尺量距誤差及本卷須知六、鋼尺量距誤差及本卷須知1、尺長(zhǎng)誤差2、溫度誤差3、拉力誤差4、鋼尺傾斜誤差5、定線誤差6、丈量誤差前

6、往 普通視距丈量的精度普通視距丈量的精度普通為普通為1/2001/300，但，但由于操作簡(jiǎn)便，不受地形由于操作簡(jiǎn)便，不受地形起伏限制，可同時(shí)測(cè)定間起伏限制，可同時(shí)測(cè)定間隔隔 和高差，被廣泛用于測(cè)和高差，被廣泛用于測(cè)距精度要求不高的地形丈距精度要求不高的地形丈量中。量中。 視距丈量是視距丈量是利用視距絲配利用視距絲配合標(biāo)尺讀數(shù)來(lái)合標(biāo)尺讀數(shù)來(lái)完成的。完成的。望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)視距絲視距絲mnlfdD = p + f + d D = K l+CK=100 , C=0一、視野程度時(shí)的測(cè)距原理一、視野程度時(shí)的測(cè)距原理mnfk 圖中圖中bboaao90obboaa設(shè)設(shè)ablbal,那那么么cos

7、coscoslobaobooaloAiDaabBvbLh 原理：傾斜間隔傾斜間隔 L為：為：cosKllKL2coscosKlLDviKlhviDh2sin21tan或或oAiDaabBvbLh 計(jì)算：程度間隔程度間隔 D為：為： 高差高差h為：為：例題：如上圖，在例題：如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327 ,試求試求A、B兩點(diǎn)間的程度間隔兩點(diǎn)間的程度間隔 和高差。和高差。解：解：1尺間距尺間距2程度間隔程度間隔 3

8、高差高差mmbal316.0)242.1558.1(mmKlD49.31723cos316. 0100cos22mmmmviDh90.140.140.1723tan49.31tan4、 視距丈量誤差及本卷須知此外還有：標(biāo)尺分劃誤差、豎直角觀測(cè)誤差、此外還有：標(biāo)尺分劃誤差、豎直角觀測(cè)誤差、 視距常數(shù)誤差等。視距常數(shù)誤差等。視距丈量差視距丈量差前往 電磁波測(cè)距儀是用電磁波光波或微波作為 載波傳輸測(cè)距信號(hào)以丈量?jī)牲c(diǎn)間間隔 的一種方法。 電磁波測(cè)距儀的分類：按載波分 1、光電測(cè)距儀 可見光、紅外光、激光 2、微波測(cè)距儀 無(wú)線電波、微波紅外測(cè)距儀紅外測(cè)距儀按測(cè)程分測(cè)程：測(cè)距儀一次所能測(cè)的最遠(yuǎn)間隔 。短程

9、測(cè)距儀 測(cè)程小于5km； 中程測(cè)距儀 測(cè)程在5km-30km； 遠(yuǎn)程測(cè)距儀 測(cè)程在30km以上。 電磁波測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn)： 1、測(cè)程遠(yuǎn)、精度高。 2、受地形限制少等優(yōu)點(diǎn)。 3、作業(yè)快、任務(wù)強(qiáng)度低。 建筑工程丈量中運(yùn)用較多的是短程 紅外光電測(cè)距儀。 光電測(cè)距儀是經(jīng)過丈量光波在待測(cè)間隔 D上 往、返傳播的時(shí)間t2D，計(jì)算待測(cè)間隔 D：式中：式中：c 光波在空氣中的傳播速度光波在空氣中的傳播速度D221ctD二、測(cè)距原理 光電測(cè)距儀按照t2D的不同丈量方式，可分為：脈沖式直接測(cè)定時(shí)間相位式間接測(cè)定時(shí)間1、脈沖式 脈沖式光電測(cè)距儀是將發(fā)射光波的光強(qiáng)調(diào)制成一定頻率的尖脈沖，經(jīng)過丈量發(fā)射的尖脈沖在待測(cè)間隔 上

10、往返傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算間隔 。脈沖測(cè)距原理圖002fqqTtD：脈沖的振蕩頻率0fq：計(jì)數(shù)器計(jì)得的時(shí)鐘 脈沖個(gè)數(shù) 計(jì)數(shù)器只能記憶整數(shù)個(gè)時(shí)鐘脈沖，不足一周期的時(shí)間被丟掉了。測(cè)距精度較低，普通在“米級(jí)，最好的達(dá)“分米級(jí)。2、相位式 相位式光電測(cè)距儀是將發(fā)射光強(qiáng)調(diào)制成正弦波的方式，經(jīng)過丈量正弦光波在待測(cè)距離上往、返傳播的相位移來(lái)解算時(shí)間。 將返程的正弦波以棱鏡站為中心對(duì)稱展開后的圖形：N2由于D2 2 tft，所以fNt22）（NN2)2(2NfcD那么：式中 ，2N10 Nm103C8取，那么不同的調(diào)制頻率對(duì)應(yīng)的測(cè)尺長(zhǎng)見下表：調(diào)制頻率測(cè)尺長(zhǎng)2ZMH15ZMH5 . 7ZMH5 . 1ZKH150ZK

11、H7510m20m100m1km2km 調(diào)制頻率越大，測(cè)尺長(zhǎng)度越短。 相位式測(cè)距儀的根本任務(wù)原理圖：1、由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一個(gè)調(diào)制光波，同時(shí)至檢相器；2、調(diào)制光波在待測(cè)間隔 上傳播，反射鏡反射后，經(jīng)接 收系統(tǒng)進(jìn)入檢相器；3、檢相器將發(fā)射信號(hào)與接納信號(hào)進(jìn)展相位比較，測(cè)出 相位差 ；4、每改動(dòng)頻率f 后的調(diào)制光波，測(cè)出一個(gè) ，組合后經(jīng) 微處置器計(jì)算顯示結(jié)果。2、測(cè)距儀的精度：、測(cè)距儀的精度：)10(6bDamD式中：式中：mD 測(cè)距中誤差，單位為測(cè)距中誤差，單位為mm； a 固定誤差，單位為固定誤差，單位為mm； b 比例誤差；比例誤差； D 以以km為單位的間隔為單位的間隔 。 RED mini短程

12、紅外測(cè)距儀的精度為短程紅外測(cè)距儀的精度為 當(dāng)間隔當(dāng)間隔 D為為0.6km時(shí)，測(cè)距精度是時(shí)，測(cè)距精度是mD=5.8mm。 ( 通常寫作通常寫作ppm)1055(6DmmmD610四、RED mini紅外測(cè)距儀各種反射棱鏡各種反射棱鏡經(jīng)緯儀與測(cè)距儀配接經(jīng)緯儀與測(cè)距儀配接測(cè)距儀功能鍵盤測(cè)距儀功能鍵盤1、儀器簡(jiǎn)介： 經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)覘牌中心的視野與測(cè)距儀瞄準(zhǔn)反射棱鏡中心的視野堅(jiān)持平行。 調(diào)整經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡，使十字 絲對(duì) 準(zhǔn)反射棱鏡的覘牌中心 調(diào)整測(cè)距儀望遠(yuǎn)鏡，使十字絲對(duì)準(zhǔn)反射棱鏡中心2、間隔、間隔 計(jì)算：計(jì)算：1 1儀器常數(shù)矯正測(cè)距儀的乘常數(shù)儀器常數(shù)矯正測(cè)距儀的乘常數(shù)R R和加和加常數(shù)常數(shù)K K加常數(shù)加常數(shù)K

13、=L L mm乘常數(shù)乘常數(shù)R的單位是的單位是mm/km對(duì)于觀測(cè)值為對(duì)于觀測(cè)值為L(zhǎng) 的間隔的間隔 ，其常數(shù)矯正值為：，其常數(shù)矯正值為：LRKLk2 2氣候矯氣候矯正正RED mini測(cè)距儀的氣候矯正公式為：測(cè)距儀的氣候矯正公式為：LtPLt003661.013872.096.278式中：式中：Lt氣候矯正值，單位為氣候矯正值，單位為mm； P測(cè)站氣壓，單位為測(cè)站氣壓，單位為mmHg， 1 mmHg=133.322Pa； t測(cè)站溫度，單位為測(cè)站溫度，單位為C； L間隔間隔 ，單位為，單位為km 。3 3 傾斜矯正傾斜矯正cosLD LL經(jīng)過常數(shù)矯正和氣候矯正后的距；經(jīng)過常數(shù)矯正和氣候矯正后的距；經(jīng)

14、緯儀測(cè)定的測(cè)線豎直角。經(jīng)緯儀測(cè)定的測(cè)線豎直角。五、光電測(cè)距的本卷須知(1) (1) 防止日曬雨淋，在儀器運(yùn)用和運(yùn)輸中應(yīng)留意防震。防止日曬雨淋，在儀器運(yùn)用和運(yùn)輸中應(yīng)留意防震。(2) (2) 嚴(yán)防陽(yáng)光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光電器件。嚴(yán)防陽(yáng)光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光電器件。(3) (3) 儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。 (4) (4) 測(cè)線應(yīng)分開地面妨礙物一定高度，防止經(jīng)過發(fā)熱體測(cè)線應(yīng)分開地面妨礙物一定高度，防止經(jīng)過發(fā)熱體 和較寬水面上空，避開強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的地方。和較寬水面上空，避開強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的地方。(5) (5) 鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。鏡站的

15、后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。(6) (6) 應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測(cè)。應(yīng)在大氣條件比較穩(wěn)定和通視良好的條件下觀測(cè)。前往 確定直線與規(guī)范方向之間的程度角度稱為確定直線與規(guī)范方向之間的程度角度稱為直線定向。直線定向。規(guī)規(guī)范范方方向向真子午線方向真子午線方向磁子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向坐標(biāo)縱軸方向1、真子午線方向 經(jīng)過地球外表某點(diǎn)的真子午線的切線方向，稱為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線的切線方向真子午線的切線方向P1P2 真子午線方向是用天文丈量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。 陀螺儀陀螺儀GP1-2AGP1-2A2磁子午線方向 磁子午線方向是磁針在地球磁場(chǎng)的作用下，磁針自

16、在靜止時(shí)其軸線所指的方向。AP PPP北極北極 P P 磁北極磁北極 磁子午線方向可用羅盤儀測(cè)定。磁子午線方向可用羅盤儀測(cè)定。 DQL-1DQL-1型森林羅盤儀型森林羅盤儀DQL-1BDQL-1B型森林羅盤儀型森林羅盤儀3坐標(biāo)縱軸方向 我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)系，6帶或3帶都以該帶的中央子午線為坐標(biāo)縱軸，因此取坐標(biāo)縱軸方向作為規(guī)范方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系1、方位角1方位角的定義 從直線起點(diǎn)的規(guī)范方向北端起，順時(shí)針方向量至直線的程度夾角，稱為該直線的方位角；其角值范圍為0 360。12規(guī)范方向北端規(guī)范方向北端方位角方位角22222規(guī)規(guī)范范方方向向真子午線方向真子午

17、線方向磁子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向坐標(biāo)縱軸方向真方位角真方位角A磁方位角磁方位角Am坐標(biāo)方位角坐標(biāo)方位角 2磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北AmA1 由于地面各點(diǎn)的真北或磁北方向互不平行，用真磁方位角表示直線方向會(huì)給方位角的推算帶來(lái)不便，所以在普通丈量任務(wù)中，常采用坐標(biāo)方位角來(lái)表示直線方向。xyoP1P2坐標(biāo)北與真北的關(guān)系坐標(biāo)北與真北的關(guān)系2幾種方位角之間的關(guān)系 mAAAmA2磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北AmA1磁偏角真北方向與磁北方向之間的夾角；子午線收斂角真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)北方向偏于真北方向東側(cè)時(shí)， 和為正；偏于西側(cè)時(shí)， 和為負(fù)。3 3正、反坐標(biāo)方位角正、

18、反坐標(biāo)方位角 直線直線1-2 1-2 ：點(diǎn)：點(diǎn)1 1是起點(diǎn)，點(diǎn)是起點(diǎn)，點(diǎn)2 2是終點(diǎn)。是終點(diǎn)。12 12 正坐標(biāo)方位角；正坐標(biāo)方位角；21 21 反坐標(biāo)方位角。反坐標(biāo)方位角。2112xyoxx1218012211802112180正反直線直線2-12-1：所以一條直線的正、反坐標(biāo)方位角互差1802、 象限角 某直線的象限角是由直線起點(diǎn)的規(guī)范方向某直線的象限角是由直線起點(diǎn)的規(guī)范方向北端或南端起，沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向量至該北端或南端起，沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向量至該直線的銳角，用直線的銳角，用R R表示。表示。直線直線R與與的關(guān)系的關(guān)系O1O2O3O4北北西西y東東南南xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=360RO4 12 12知，經(jīng)過連測(cè)求得知，經(jīng)過連測(cè)求得1212邊與邊與2323邊的銜接角為邊的銜接角為2 2 右角、右角、 2323邊與邊與3434邊