四章距離測量與直線定向ppt課件

1、第四章第四章 間隔丈量與直線定向間隔丈量與直線定向 光電測距光電測距 直線定向直線定向 鋼尺量距鋼尺量距 視距丈量視距丈量4.1 4.1 鋼尺量距鋼尺量距 丈量間隔可根據(jù)不同的精度要求，不同的丈量條件采用不同的方法。間隔間隔指兩點(diǎn)間的程度直線長度。指兩點(diǎn)間的程度直線長度。鋼尺量距光學(xué)視距法測距光電測距等間隔丈量常用的方法：間隔丈量常用的方法：一鋼尺量距的工具：一鋼尺量距的工具：鋼尺、花桿、鋼尺、花桿、 測釬、垂球、彈簧秤、溫度計(jì)測釬、垂球、彈簧秤、溫度計(jì) 鋼尺：鋼尺： 用薄鋼片制成，其長度有用薄鋼片制成，其長度有1515、2020、3030、5050米等。米等。 尺面最小刻劃為毫米，注記到厘米

2、。尺面最小刻劃為毫米，注記到厘米。 尺子的零端分兩種情況：尺子端點(diǎn)或端部某位置的刻劃。尺子的零端分兩種情況：尺子端點(diǎn)或端部某位置的刻劃。345678910010cm0123456710cm8910根據(jù)不同的精度要求，所用的工具和方法不同。根據(jù)不同的精度要求，所用的工具和方法不同。端點(diǎn)尺端點(diǎn)尺刻線尺刻線尺一、一、 鋼尺量距的普通方法鋼尺量距的普通方法二鋼尺量距的普通方法：二鋼尺量距的普通方法：llqDABABDAB=n l + q1、平坦地域的間隔丈量、平坦地域的間隔丈量式中：式中：n尺段數(shù)尺段數(shù) l整尺長度整尺長度 q缺乏一整尺的余長缺乏一整尺的余長步驟：定線、丈量、計(jì)算步驟：定線、丈量、計(jì)算

3、21返往平平返往DDDMDDDDDK限差要求：限差要求： K1/3000必需求進(jìn)展往返丈量必需求進(jìn)展往返丈量2、傾斜地域的間隔丈量、傾斜地域的間隔丈量llAB將尺子拉平，用垂球在地面標(biāo)出端點(diǎn)。將尺子拉平，用垂球在地面標(biāo)出端點(diǎn)。L = l 1 + l 2 + + l n沿斜坡丈量出傾斜間隔沿斜坡丈量出傾斜間隔L L，并測出傾斜，并測出傾斜角角，或高差，或高差h h，計(jì)算程度間隔，計(jì)算程度間隔D D。D = L cos LBADh22hLDAB1 1、平量法地面坡度不大、平量法地面坡度不大2 2、斜量法地面坡度較為均勻、斜量法地面坡度較為均勻二、鋼尺量距的精細(xì)方法二、鋼尺量距的精細(xì)方法量距量距前、

4、后尺手要用彈簧秤，每尺段讀三次，前、后尺手要用彈簧秤，每尺段讀三次， 取平均值作為結(jié)果。取平均值作為結(jié)果。讀溫度讀溫度定線定線用經(jīng)緯儀標(biāo)定直線方向用經(jīng)緯儀標(biāo)定直線方向丈量樁頂高程丈量樁頂高程用水準(zhǔn)丈量方法測定高差用水準(zhǔn)丈量方法測定高差尺段長度計(jì)算尺段長度計(jì)算進(jìn)展三項(xiàng)矯正進(jìn)展三項(xiàng)矯正計(jì)算全長計(jì)算全長 三三 項(xiàng)項(xiàng) 改改 正正 計(jì)計(jì) 算算 鋼尺尺面注記的長度稱為名義長度 l0，鋼尺在規(guī)范拉力、規(guī)范溫度下的檢定長度 l為鋼尺的實(shí)踐長度。鋼尺的實(shí)踐長度與名義長度往往不相等。 一尺長矯正一尺長矯正Llllld00L：為實(shí)踐所：為實(shí)踐所 量間隔量間隔那么尺長矯正為：那么尺長矯正為： 鋼尺長度受溫度影響會發(fā)生

5、變化。設(shè)鋼尺在檢定時的溫度為t0，現(xiàn)場丈量時的溫度為t，鋼尺的線膨脹系數(shù)為=0.0000125/1二溫度矯正二溫度矯正那么溫度矯正為那么溫度矯正為：lt=t- t0LL：為實(shí)踐所：為實(shí)踐所 量間隔量間隔那么傾斜矯正為：那么傾斜矯正為：Lhlh22 D=L+ld+ l t +lh 設(shè)沿地面所量斜距為 L，用水準(zhǔn)儀測得兩樁頂高差為h，現(xiàn)要將 L 換算成程度間隔，那么須加傾斜矯正數(shù)lh三傾斜矯正三傾斜矯正L：為實(shí)踐所：為實(shí)踐所 量間隔量間隔經(jīng)過三項(xiàng)矯正后的程度間隔應(yīng)為經(jīng)過三項(xiàng)矯正后的程度間隔應(yīng)為:例：設(shè)用鋼尺丈量一坡度均勻的傾斜間隔，其結(jié)果例：設(shè)用鋼尺丈量一坡度均勻的傾斜間隔，其結(jié)果為為95.042

6、m，丈量時的拉力，丈量時的拉力P=10kg，溫度，溫度t=0，兩端點(diǎn)的高差兩端點(diǎn)的高差h=0.42 m，求程度間隔。所用鋼尺，求程度間隔。所用鋼尺名義長名義長30 m，當(dāng)拉力，當(dāng)拉力P=10kg，t=20時，尺長矯時，尺長矯正數(shù)正數(shù)l =+0.004m。 解：解：1、求尺長矯正、求尺長矯正： ml013. 0042.9530004. 0mlt024.0042.952000000125.0002、求溫度矯正、求溫度矯正:3、傾斜矯正：、傾斜矯正：經(jīng)矯正后的程度間隔：經(jīng)矯正后的程度間隔：mlhlh001.0042.95242.0222L=l+l+lt+lh =95.042+0.0130.0240.

7、001=95.030m000lttlllt三、鋼尺檢定三、鋼尺檢定鋼尺由于其制造誤差、經(jīng)常運(yùn)用中的變形以及丈量時溫度和拉力不同的影響，使得其實(shí)踐長度往往不等于名義長度。因此，丈量之前必需對鋼尺進(jìn)展檢定，求出它在規(guī)范拉力和規(guī)范溫度下的實(shí)踐長度，以便對丈量結(jié)果加以矯正。鋼尺檢定后，應(yīng)給出尺長隨溫度變化的函數(shù)式，稱為尺長方程式式中：式中：lt溫度為溫度為 t 時鋼尺實(shí)踐長度；時鋼尺實(shí)踐長度； l0鋼尺名義長度；鋼尺名義長度； l鋼尺尺長矯正數(shù)；鋼尺尺長矯正數(shù)； 鋼尺膨脹系數(shù)；鋼尺膨脹系數(shù)； t0鋼尺檢定時溫度；鋼尺檢定時溫度； t量距時溫度。量距時溫度。 四、鋼尺量距的誤差分析四、鋼尺量距的誤差分析

8、1. 定線誤差定線誤差2. 尺長誤差尺長誤差3. 溫度誤差溫度誤差4. 拉力誤差拉力誤差5. 鋼尺不程度的誤差鋼尺不程度的誤差6. 鋼尺對準(zhǔn)及讀數(shù)誤差鋼尺對準(zhǔn)及讀數(shù)誤差 4.2 4.2 視視 距距 測測 量量一、視距丈量概述一、視距丈量概述視距丈量是利用望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的視距安裝配合視距尺，根據(jù)幾何光學(xué)和三角丈量原理，同時測定間隔和高差的方法。視距安裝視距安裝1、原理、原理: 2. 特點(diǎn)特點(diǎn):這種方法具有操作方便，速度快，不受地面高低起伏限制等優(yōu)點(diǎn)。3. 工具工具:視距丈量所用的主要儀器、工具是經(jīng)緯儀和視距尺。4. 精度精度:普通為1/100 1/300,精度較低，所以廣泛用于碎部丈量中。二、視野程度

9、時的間隔與高差公式二、視野程度時的間隔與高差公式間隔公式間隔公式:plfdflpfDDdfvlpiAB高差公式高差公式:cfkpf,D=Kl+Ccfkpf,令：令：那么：那么：h = i- vk視距乘常數(shù)視距乘常數(shù)c視距加常數(shù)視距加常數(shù)k=100， c0i儀器高，是樁頂?shù)絻x器橫軸中心的高度儀器高，是樁頂?shù)絻x器橫軸中心的高度v瞄準(zhǔn)高，是十字絲中絲在尺上的讀數(shù)瞄準(zhǔn)高，是十字絲中絲在尺上的讀數(shù)三、視野傾斜時的間隔與高差公式三、視野傾斜時的間隔與高差公式D=k livhhDcoslklkD2coscoslKDDvitgDhtgDh間隔公式：間隔公式：高差公式：高差公式：2cosklD viDtgh視野

10、傾斜時的間隔與高差公式視野傾斜時的間隔與高差公式視野程度時的間隔與高差公式視野程度時的間隔與高差公式D= 100 l間隔公式：間隔公式：高差公式：高差公式：h=i-v四、視距丈量的施測四、視距丈量的施測 1、在測站點(diǎn)安頓儀器、在測站點(diǎn)安頓儀器,量取儀器高量取儀器高 i 。 (測站點(diǎn)至儀器橫軸的高度測站點(diǎn)至儀器橫軸的高度,量至厘米量至厘米)。3、使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，然后、使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，讀取豎盤讀數(shù)，然后 計(jì)算豎直角。計(jì)算豎直角。4、計(jì)算程度間隔。、計(jì)算程度間隔。5、計(jì)算高差和高程。、計(jì)算高差和高程。2、盤左位置瞄準(zhǔn)視距尺，讀取視距尺的下絲、盤左位置瞄準(zhǔn)視距尺，讀取視距尺的

11、下絲、上絲及中絲讀數(shù)。上絲及中絲讀數(shù)。 11.6421.2770.3651.4609141001410036.51.0749.33 11.1800.8150.365 1.000 905800 05800 36.5 1.08 49.34 21.6871.2300.457 1.460 923300 23300 45.6 2.03 50.29 22.2251.7700.455 2.000 931330 31330 45.6 2.02 50.28點(diǎn)點(diǎn)號號下下 絲絲中中 絲絲讀讀 數(shù)數(shù)豎豎 盤盤讀讀 數(shù)數(shù)(盤左盤左)豎直角豎直角間隔間隔(m)高差高差(m)高程高程(m)上上 絲絲尺間距尺間距測站：測站：

12、A HA=48.263m 儀器高儀器高i ： i=1.46m視距丈量記錄手簿視距丈量記錄手簿9018002701、視距尺分劃誤差、視距尺分劃誤差2、乘常數(shù)、乘常數(shù)K不準(zhǔn)確的誤差不準(zhǔn)確的誤差3、豎直角測角誤差、豎直角測角誤差4、視距絲讀數(shù)誤差、視距絲讀數(shù)誤差5、視距尺傾斜對視距丈量影響、視距尺傾斜對視距丈量影響6、外界氣候條件對視距丈量影響、外界氣候條件對視距丈量影響五、視距丈量誤差分析五、視距丈量誤差分析 1、為減少垂直折光的影響，觀測時應(yīng)盡能夠使視野離地、為減少垂直折光的影響，觀測時應(yīng)盡能夠使視野離地面面1m以上；以上；2、作業(yè)時，要將視距尺豎直，并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的、作業(yè)時，要將視距尺豎

13、直，并盡量采用帶有水準(zhǔn)器的視距尺；視距尺；3、要嚴(yán)厲測定視距常數(shù)，、要嚴(yán)厲測定視距常數(shù)，K值應(yīng)在值應(yīng)在100土土0.1之內(nèi)；之內(nèi)；4、視距尺普通應(yīng)是厘米刻劃的整體尺，假設(shè)運(yùn)用塔尺，、視距尺普通應(yīng)是厘米刻劃的整體尺，假設(shè)運(yùn)用塔尺，應(yīng)留意檢查各節(jié)的接頭能否準(zhǔn)確；應(yīng)留意檢查各節(jié)的接頭能否準(zhǔn)確；5、要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)展觀測。、要在成像穩(wěn)定的情況下進(jìn)展觀測。本卷須知：本卷須知：4.3 4.3 光電測距光電測距一、光電測距原理一、光電測距原理經(jīng)過測定光在測線兩端往反傳播的時間進(jìn)展測距的方法。ABDctD21式中c為光在大氣中的傳播速度二、光電測距成果計(jì)算二、光電測距成果計(jì)算1、儀器常數(shù)矯正、儀器常數(shù)矯

14、正加常數(shù)加常數(shù) k ：緣由：發(fā)光管的發(fā)射面、接納管接納面，反光：緣由：發(fā)光管的發(fā)射面、接納管接納面，反光 鏡的等效反射面與反光鏡中心不一致鏡的等效反射面與反光鏡中心不一致;乘常數(shù)乘常數(shù) R ： 緣由：振蕩器頻率變化，發(fā)光管相位不均勻。緣由：振蕩器頻率變化，發(fā)光管相位不均勻。2、氣候矯正、氣候矯正儀器設(shè)計(jì)氣候參數(shù)：儀器設(shè)計(jì)氣候參數(shù)：sggsLncffncL2,200HzfmmHgptpetfng1498545576012,0tpD0037.01.029.02.2803、 傾斜矯正傾斜矯正)cos(0 DDD0D4.4 4.4 直線定向直線定向一、根本概念一、根本概念確定直線與規(guī)范方確定直線與規(guī)范

15、方向之間的角度關(guān)系向之間的角度關(guān)系稱直線定向稱直線定向.確定地面兩點(diǎn)在平面上的位置，不僅需求量測兩點(diǎn)間的間隔，還要確定該直線的方向。為此選擇一個規(guī)范方向，根據(jù)直線與規(guī)范方向之間的關(guān)系確定直線方向。這一任務(wù)稱為直線定向。AB二、規(guī)范方向基準(zhǔn)方向二、規(guī)范方向基準(zhǔn)方向1、真子午線方向、真子午線方向真子午線是過地面某點(diǎn)真子午面與地球外表交線的方向。真子午線北端所指方向?yàn)檎狈较??？梢杂锰煳恼闪康姆椒ɑ蛴猛勇萁?jīng)緯儀方 法測定。丈量中常用的規(guī)范方向有三種：P2、磁子午線方向、磁子午線方向磁子午線方向是過地球某點(diǎn)磁子午線的切線方向，它可以用羅盤儀測定。即當(dāng)磁針靜止時指針指的方向?yàn)榇抛游缇€方向。其北端所指方向

16、為磁北方向。P磁北磁北 我國地圖常采用高斯平面直角坐標(biāo)系，用3帶或6帶投影的中央子午線作為坐標(biāo)縱軸。因此在該帶內(nèi)直線定向，就是用該帶的坐標(biāo)縱軸方向作為規(guī)范方向。坐標(biāo)縱軸北端所指方向?yàn)樽鴺?biāo)北方向。3、坐標(biāo)縱軸方向、坐標(biāo)縱軸方向XYxyoP1P21、方位角定義：、方位角定義：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 ()三、表示直線方向的方法三、表示直線方向的方法丈量中常用方位角表示直線方向丈量中常用方位角表示直線方向 由規(guī)范方向的北端起，順時針方向到某直線程度夾角,稱為該直線的方位角,方位角值從0-360。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

17、Am磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北A122、幾種方位角之間的關(guān)系、幾種方位角之間的關(guān)系磁偏角磁偏角真北方向與磁北方向之間的夾角；真北方向與磁北方向之間的夾角；子午線收斂角子午線收斂角真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。真北方向與坐標(biāo)北方向之間的夾角。AmAAmA當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)北方向偏于真北方向東側(cè)時，當(dāng)磁北方向或坐標(biāo)北方向偏于真北方向東側(cè)時， 和和為正；偏于西側(cè)時，為正；偏于西側(cè)時， 和和為負(fù)。為負(fù)。2磁北磁北真北真北坐標(biāo)北坐標(biāo)北AmA1四、正、反坐標(biāo)方位角四、正、反坐標(biāo)方位角ABABBA0180ABBA只需坐標(biāo)方位角才滿足上式關(guān)系只需坐標(biāo)方位角才滿足上式關(guān)系正反方位角只是相對而言正反方位角只是相對而言五、