第5章 直線方向的測量

第五章：直線方向的測量直線定向：確定直線的方向，確定直線與一基本方向的夾角直線定向的基本方向：1真子午線方向：過地球上某點及地球的北極和南極的半個大圓2磁子午線方向：過地球上某點及地球的磁北極和磁南極的半個大圓3坐標縱軸方向：過坐標原點指向北方的直線兩點真子午線方向間的夾角1,真子午線方向：在不同的點上，真子午線方向是不平行的2,磁子午線方向磁偏角：同一點的磁子午線方向與真子午線方向的夾角稱為磁偏角，用δ表示。磁子午線北端在真子午線方向以東時為東偏，δ為正，在西偏時為西偏，δ為負。我國磁偏角的變化約在＋6°（西北地區(qū)）到－10o（東北地區(qū)）磁偏角真子午線磁子午線北極在不同的點上，磁子午線方向是不平行的3坐標縱軸方向北/x東/yoIIIIIIIV在不同的點上，坐標縱軸方向是平行的oABDS+_子午線收斂角確定直線方向的方法方位角:

基本方向的北端沿順時針方向量到直線的角度（0o~360o）基本方向確定直線方向的方法(a)真方位角：真子午線方向的北端沿順時針方向量到直線的角度。(b)坐標方位角：坐標縱線方向的北端沿順時針方向量到直線的角度。(c)磁方位角：真子午線方向的北端沿順時針方向量到直線的角度。直線不同方位間的關(guān)系真方位角與磁方位角的關(guān)系真方位角與坐標方位角的關(guān)系象限角直線與基本方向構(gòu)成的銳角（0~90）直線的正反方位角直線的正方位角與直線的反方位角：一條直線有正反兩個方向，在起點量得的直線方向為直線的正方向，相應(yīng)的方位角為正方位角；反之，在在終點量得的直線方向為直線的反方向，相應(yīng)的方位角為反方位角。直線的正反方位角的關(guān)系同一直線正反真方位角的關(guān)系同一直線正反坐標方位角的關(guān)系真子午線方向坐標縱軸方向用羅盤儀測量直線的磁方向羅盤儀的構(gòu)造：由望遠鏡，磁針和度盤三部分組成。望遠鏡：望遠鏡是照準設(shè)備，它連接在支架1上，支架與度盤盒3相連，可隨度盤一起轉(zhuǎn)動。磁針：磁針2支撐在度盤中心的頂針上，可以自由轉(zhuǎn)動，禁止時指向磁子午線方向。自動螺旋4可將磁針托起，保護磁針和頂針。磁針的南端有一平衡物，以消除南北磁場差的影響。用羅盤儀測量直線的磁方向1度盤：度盤隨望遠鏡一起轉(zhuǎn)動，度盤最小刻劃為1o或1/2o。其注記方式有兩種：0o起按逆時針增加至360o，稱為“方位羅盤”；零一種把一周分為4個象限，0o處注有“南”和“北”，90o注有“東”和“西”，可直接讀出磁象限角，稱為“象限羅盤儀”。安置儀器：將羅盤安置在直線的起點，對中，整平后，照準直線的另一端，然后放下磁針，當(dāng)磁針靜止后，即可進行讀數(shù)。用羅盤儀測量直線的磁方向3讀數(shù)：對于方位羅盤，當(dāng)物鏡靠近0o時，用北端直接讀出磁方位角；反之，用磁針南端讀數(shù)。示例：如圖，過a點的真子午線方向為坐標縱軸方向，在圖上畫出ab,bc,ca三直線的真方位角和坐標方位角，并列出各邊真方位角與坐標方位角的關(guān)系bac北用陀螺經(jīng)緯儀測量直線的真方位角陀螺儀是由陀螺和經(jīng)緯儀組合而成的一種定向用儀器。陀螺儀有兩個重要特性：

定軸性：在無外力作用下，陀螺軸的方向保持不變。

進動性：陀螺軸受外力作用時，陀螺軸將按一定的規(guī)律產(chǎn)生進動。陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)造1陀螺經(jīng)緯儀由以下幾部分組成：（－）靈敏部：陀螺儀的核心部分是陀螺馬達1，安裝在陀螺房2中，通過懸掛柱3由懸掛帶4掛在儀器頂部，有兩根導(dǎo)流絲5和懸掛帶4及旁路結(jié)構(gòu)為馬達供電，懸掛柱上裝有反光鏡6。陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)造2（二）光學(xué)觀測系統(tǒng)：與支架固連的光標線7，經(jīng)過反光棱鏡和反光鏡反射后，通過透鏡成像在分化板8上。在目鏡內(nèi)可見到圖5－22的影像。陀螺經(jīng)緯儀的構(gòu)造3（三）鎖緊和限幅裝置：用于固定靈敏部和限制它的擺動。轉(zhuǎn)動儀器的外部手輪，通過凸輪9帶動鎖緊裝置10升降，使靈敏部被托起（鎖緊)或放下（擺動）陀螺北方向的測定1（一)準備工作：在測線的一端，對中整平，用羅盤儀使望遠鏡近似指北，觀測目鏡與望遠鏡目鏡在同一側(cè)。打開電源箱，接好電纜，操作鈕旋到“照明”位置，檢查電池電壓，電表指針應(yīng)在紅區(qū)，即可開始工作。陀螺北方向的測定2（二）粗定向：可用羅盤使視線大致指北。也可用陀螺儀按下列方法進行：操作鈕旋向“啟動”，指示燈亮。當(dāng)馬達達到額定轉(zhuǎn)速，指示燈滅。稍后1分鐘即可慢慢放下靈敏部，在觀測目鏡中可看到光標像在擺動。旋轉(zhuǎn)照準部進行跟蹤，使光標保持與分化板零線重合。當(dāng)光標出現(xiàn)短暫停留，表示也到達逆轉(zhuǎn)點，使光標與分化板零線重合，讀取經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)u1。當(dāng)光標到達另一逆轉(zhuǎn)點，讀水平度盤讀數(shù)u2托起靈敏部，自動陀螺。取平均，將照準部轉(zhuǎn)到平均直位置。精度±3′陀螺北方向的測定3(三）精確定向（逆轉(zhuǎn)點法）啟動陀螺馬達，達到額定轉(zhuǎn)速慢慢放下，并限幅。用微動螺旋跟蹤，使分化板零線緊跟光標。到達逆轉(zhuǎn)點時，讀取水平度盤讀數(shù)陀螺北方向的測定4連續(xù)跟蹤5個逆轉(zhuǎn)點取5個點的平均值：三陀螺經(jīng)緯儀的檢驗和校正1（一）靈敏部零位的檢驗和校正

懸?guī)Я阄唬涸隈R達沒有啟動情況下放下靈敏部，靈敏部因受懸掛帶和導(dǎo)流絲的彈性作用下，也會產(chǎn)生擺動，其平衡位置稱懸?guī)Я阄?。該零位?yīng)與分化板上“0”線重合，否則存在零位偏差。零位檢驗方法：整平，不啟動馬達放下靈敏部，觀察光標擺動，當(dāng)?shù)竭_端點時，在分化板上讀取5次數(shù)，讀至0.1格，按下式計算零位偏差零位偏差應(yīng)小于0.5格。精密定向前后應(yīng)進行次項檢驗三陀螺經(jīng)緯儀的檢驗和校正2（二）儀器常數(shù)的測定測線的陀螺方位角計算：設(shè)測線的方向值為X,陀螺北的方向值為NT,則測線的陀螺方位角為AT=X-NT儀器常數(shù)測定：可在已知真方位角的直線上進行，測出該直線的陀螺方位角，則儀器常數(shù)為Δ＝A-AT進行測量之前和之后應(yīng)進行此測定，取平均值進行陀螺方位角改正.四用陀螺經(jīng)緯儀測量直線方位角的程序1在直線起點安置經(jīng)緯儀，對中整平，盤左盤右一測回測量直線的方向值X12安置陀螺經(jīng)緯儀（或羅盤）粗定向3測前零位檢驗4逆轉(zhuǎn)點法精密定向，得陀螺北得方向值5測后零位檢驗6再盤左盤右一測回測量直線的方向值X2X2X1應(yīng)小于20，最后取均值7計算直線的陀螺方位角AT=X-NT8計算直線的真位角A=AT+Δ

方位角測量一般應(yīng)不少于3次五記錄和計算1測線觀測者記錄者日期儀器項目左方讀數(shù)中值右方讀數(shù)周期測線方向測前零位-8.436s測前測后＋8.8+0.3(-8.2)盤左184o42′.6盤左184o42′.5(+8.7)+0.35-8.0盤右42.5盤右42.5+8.6+0.25(-8.1)平均184o42′.55平均184o42′.5-(8.2)平均值184o42′.52平均+0.30五記錄和計算2項目左方讀數(shù)中值右方讀數(shù)周期測線方向逆轉(zhuǎn)點讀數(shù)358o36′.78m45s測線方位角計算(358o38′.0)359o59.50′1o21.0′測線方向值184o42.52′358o39′.3359o59.52(1o19.75′)陀螺北方向值359o59.48′(358o40′.35)359o59.42′1o18.5′陀螺方位角184o