距離測(cè)量方法和直線定向

1、第四章 距離測(cè)量與直線定向距離測(cè)量方法和直線定向本章學(xué)習(xí)指導(dǎo) 一、牢記: 直線定線、直線定向、基本方向的種類(lèi)、方位角、象限角二、了解：鋼尺精密量距、光電測(cè)距、羅盤(pán)儀的構(gòu)造三、應(yīng)用：鋼尺一般量距、普通視距測(cè)量、測(cè)定直線磁方位角的方法距離測(cè)量方法和直線定向4.1 鋼尺量距4.2 視距測(cè)量4.3 光電測(cè)距儀4.4 直線定向距離測(cè)量方法和直線定向距離測(cè)量：測(cè)量地面兩點(diǎn)之間的水平距離。距離測(cè)量 的方法鋼尺量距 普通視距 光電測(cè)距 距離測(cè)量方法和直線定向垂球一、量距工具鋼尺端點(diǎn)尺和刻線尺鋼尺測(cè)釬標(biāo)桿彈簧秤距離測(cè)量方法和直線定向二、 鋼尺量距的一般方法 1、直線定線標(biāo)定各尺段端點(diǎn)在同一直線上的工作稱(chēng)為直線定

2、線。距離測(cè)量方法和直線定向2、平坦地面的量距A、B兩點(diǎn)間的水平距離為：式中：n 尺段數(shù)； l 鋼尺的尺長(zhǎng)； q 不足一整尺的余長(zhǎng)。距離測(cè)量方法和直線定向 為了校核、提高精度，還要進(jìn)行返測(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)衡量距離丈量的精度。這個(gè)比值稱(chēng)為相對(duì)誤差K： 平坦地區(qū)鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/3000距離測(cè)量方法和直線定向3、傾斜地面丈量 在困難地區(qū)鋼尺量距相對(duì)誤差不應(yīng)大于1/1000 當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，不可能將整根鋼尺拉平丈量時(shí)，則可將直線分成若干小段進(jìn)行丈量。每段的長(zhǎng)度視坡度大小、量距的方便而定。距離測(cè)量方法和直線定向三、鋼尺量距精密方法（1/10000

3、） 1、經(jīng)緯儀定線 將經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，然后在AB的視線上用鋼尺量距，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)的依據(jù)。A1325B4距離測(cè)量方法和直線定向2、量距 量距是用經(jīng)過(guò)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，標(biāo)準(zhǔn)拉力為100 N)。前、后讀數(shù)員應(yīng)同時(shí)在鋼尺上讀數(shù)，估讀到0.1mm。每尺段要移動(dòng)鋼尺三次不同位置，三次丈量結(jié)果的互差不應(yīng)超過(guò)2mm，取三段丈量結(jié)果的平均值作為

4、尺段的最后結(jié)果。 隨之進(jìn)行返測(cè)，如要進(jìn)行溫度和傾斜改正，還要觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度和各樁頂高差。距離測(cè)量方法和直線定向經(jīng)過(guò)檢定的鋼尺長(zhǎng)度可用尺長(zhǎng)方程示：溫度為t時(shí)的鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度；鋼尺的名義長(zhǎng)度；尺長(zhǎng)改正值，即溫度在 時(shí)鋼尺全長(zhǎng)改正數(shù)；鋼尺膨脹系數(shù)，一般取=1.25 鋼尺檢定時(shí)的溫度；量距時(shí)的溫度。四、尺長(zhǎng)方程距離測(cè)量方法和直線定向五、鋼尺量距成果整理 精密量距結(jié)果應(yīng)進(jìn)行以下三項(xiàng)改正1、尺長(zhǎng)改正2、溫度改正 全長(zhǎng)改正數(shù) 名義長(zhǎng)度 任一尺段 鋼尺膨脹系數(shù) t 丈量時(shí)溫度 t0 標(biāo)準(zhǔn)溫度距離測(cè)量方法和直線定向當(dāng)為斜距時(shí)應(yīng)換算成平距d，則傾斜改正值為：將上式 項(xiàng)展開(kāi)成級(jí)數(shù)： 取第一項(xiàng)3.傾斜改正 每一尺段改正后

5、的水平距離為：距離測(cè)量方法和直線定向例題：用尺長(zhǎng)方程為的鋼尺實(shí)測(cè)AB尺段（如圖），長(zhǎng)度l=29.896m,A、B兩點(diǎn)間高差h=0.272m,測(cè)量時(shí)的溫度t=25.8C,試求AB尺段的水平距離。解：1）尺長(zhǎng)改正距離測(cè)量方法和直線定向3）傾斜改正4）A-B尺段水平距離2）溫度改正距離測(cè)量方法和直線定向六、鋼尺量距誤差及注意事項(xiàng)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、丈量誤差返回距離測(cè)量方法和直線定向 普通視距測(cè)量的精度一般為1/2001/300，但由于操作簡(jiǎn)便，不受地形起伏限制，可同時(shí)測(cè)定距離和高差，被廣泛用于測(cè)距精度要求不高的地形測(cè)量中。距離測(cè)量方法和直線定向一、普通

6、視距測(cè)量原理 視距測(cè)量是利用視距絲配合標(biāo)尺讀數(shù)來(lái)完成的。望遠(yuǎn)鏡十字絲環(huán)視距絲距離測(cè)量方法和直線定向?qū)τ诘瓜裢h(yuǎn)鏡：下絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為a，上絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)為b，視距間隔 l（l=a-b），則水平距離D有：h2 固定值（約34）l2l112AD1D2ih2、視距測(cè)量原理通常情況下k=100距離測(cè)量方法和直線定向視準(zhǔn)軸水平時(shí)的視距公式為：測(cè)站點(diǎn)到立尺點(diǎn)的高差為：i 儀器高，是樁頂?shù)絻x器水 平軸的高度；v 中絲在標(biāo)尺上的讀數(shù)。l1l22h21D1D2Aih22、視準(zhǔn)軸水平時(shí)的距離和高差公式距離測(cè)量方法和直線定向3、視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)的距離和高差公式圖中設(shè)則oAiDaabBvbLh 原理：距離測(cè)量方法和直

7、線定向傾斜距離L為：或oAiDaabBvbLh 計(jì)算：水平距離D為： 高差h為：距離測(cè)量方法和直線定向例題：如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327,試求A、B兩點(diǎn)間的水平距離和高差。距離測(cè)量方法和直線定向例題：如上圖，在A點(diǎn)量取經(jīng)緯儀高度i=1.400m，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)B點(diǎn)標(biāo)尺，中絲、上絲、下絲讀數(shù)分別為v=1.400m，b=1.242m，a=1.558m，=327,試求A、B兩點(diǎn)間的水平距離和高差。解：1）尺間距2）水平距離3）高差距離測(cè)量方法和直線定向二、 視距測(cè)量誤差及注意事項(xiàng)

8、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。 1.讀數(shù)誤差 2.標(biāo)尺不豎直誤差 3.外界條件的影響視距測(cè)量差返回距離測(cè)量方法和直線定向 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)以測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種方法。 電磁波測(cè)距儀的分類(lèi)： 1、光電測(cè)距儀 （可見(jiàn)光、紅外光、激光） 2、微波測(cè)距儀 （無(wú)線電波、微波）紅外測(cè)距儀距離測(cè)量方法和直線定向 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、工作強(qiáng)度低。 建筑工程測(cè)量中應(yīng)用較多的是短程 紅外光電測(cè)距儀。距離測(cè)量方法和直線定向 光電測(cè)距儀是通過(guò)測(cè)量光波在待測(cè)距離D上 往、返傳播的時(shí)間t2D

9、，計(jì)算待測(cè)距離D：式中：c 光波在空氣中的傳播速度一、測(cè)距原理距離測(cè)量方法和直線定向二、測(cè)程及測(cè)距儀的精度：1、測(cè)程：測(cè)距儀一次所能測(cè)的最遠(yuǎn)距離。短程測(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。 距離測(cè)量方法和直線定向2、測(cè)距儀的精度：式中：mD 測(cè)距中誤差，單位為mm； a 固定誤差，單位為mm； b 比例誤差； D 以km為單位的距離。 RED mini短程紅外測(cè)距儀的精度為 當(dāng)距離D為0.6km時(shí)，測(cè)距精度是mD=5.8mm。 ( 通常寫(xiě)作ppm)距離測(cè)量方法和直線定向三、RED mini紅外測(cè)距儀各種反射棱鏡經(jīng)緯儀與測(cè)距儀配接測(cè)距儀功

10、能鍵盤(pán)儀器簡(jiǎn)介：距離測(cè)量方法和直線定向距離測(cè)量方法和直線定向四、光電測(cè)距的注意事項(xiàng)(1) 防止日曬雨淋，在儀器使用和運(yùn)輸中應(yīng)注意防震。(2) 嚴(yán)防陽(yáng)光及強(qiáng)光直射物鏡，以免損壞光電器件。(3) 儀器長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)將電池取出。 (4) 測(cè)線應(yīng)離開(kāi)地面障礙物一定高度，避免通過(guò)發(fā)熱體 和較寬水面上空，避開(kāi)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的地方。(5) 鏡站的后面不應(yīng)有反光鏡和強(qiáng)光源等背景干擾。(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)。返回距離測(cè)量方法和直線定向 確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平角度稱(chēng)為直線定向。標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向距離測(cè)量方法和直線定向一、標(biāo)準(zhǔn)方向的分類(lèi)1、真子午線方向 通過(guò)

11、地球表面某點(diǎn)的真子午線的切線方向，稱(chēng)為該點(diǎn)的真子午線方向。真子午線的切線方向P1P2距離測(cè)量方法和直線定向 真子午線方向是用天文測(cè)量方法或用陀螺經(jīng)緯儀測(cè)定的。 陀螺儀GP1-2A距離測(cè)量方法和直線定向2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，磁針自由靜止時(shí)其軸線所指的方向。APPP北極 P磁北極距離測(cè)量方法和直線定向 磁子午線方向可用羅盤(pán)儀測(cè)定。 DQL-1型森林羅盤(pán)儀DQL-1B型森林羅盤(pán)儀距離測(cè)量方法和直線定向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)縱軸方向作為標(biāo)準(zhǔn)方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標(biāo)系距離測(cè)量方法和直線定

12、向二、直線方向的表示方法1、方位角1）方位角的定義 從直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端起，順時(shí)針?lè)较蛄恐林本€的水平夾角，稱(chēng)為該直線的方位角；其角值范圍為0 360。12標(biāo)準(zhǔn)方向北端方位角22222距離測(cè)量方法和直線定向標(biāo)準(zhǔn)方向真子午線方向磁子午線方向坐標(biāo)縱軸方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐標(biāo)方位角（ ）2磁北真北坐標(biāo)北AmA1距離測(cè)量方法和直線定向 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，所以在一般測(cè)量工作中，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)系距離測(cè)量方法和直線定向2）幾種方位角之間的關(guān)系 2磁北真北坐標(biāo)北AmA1

13、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)。距離測(cè)量方法和直線定向2、 象限角 某直線的象限角是由直線起點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)方向北端或南端起，沿順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛄恐猎撝本€的銳角，用R表示。直線R與的關(guān)系O1O2O3O4（北）（西）y（東）（南）xoRO1RO3RO2RO4O1O2O3O41234O1=RO1O2=180RO2O3=180 RO3O4=360RO4距離測(cè)量方法和直線定向已知直線AB的磁方位角Am= 27212，A點(diǎn)的磁偏角為西偏202，子午線收斂角為東偏201，求直線的坐標(biāo)方位角。距離測(cè)量方法和直線定向（ 26809）距離測(cè)量方法和直線定向坐標(biāo)方位角的推算12已知，通過(guò)連測(cè)求得12邊與23邊的連接角為2 （右角）、 23邊與34邊的連接角為3（左角），現(xiàn)推算23、34。1234xxx23341223前進(jìn)方向距離測(cè)量方法和直線定向1234xx2312221前進(jìn)方向x34332 由圖中分析可知：距離測(cè)量方法和直線定向推算坐標(biāo)方位角的通用公式：注意： 計(jì)算中，若前360，減360； 若前360（41720360）