工程测量第四章距离测量与直线定向.ppt

第四章 距离测量与直线定向,第一节 距离丈量,距离丈量是在地面点位标定后，采用丈量工具，沿两 点间的直线方向进行丈量的测距方法。 一、丈量工具 1、钢尺 2、皮尺 3、绳尺 4、标杆 5、测钎 6、垂球,二、直线定线 当两点间距比较远时，可以把直线分成几段来分别丈量。 这样就需要确定一系列的点，这些点都应该在所需要丈量 距离的两点的连线上。确定这些点的工作就是直线定线， 可用目测定线、仪器定线。 1、目测定线 1）两点间定线 在A、B处分别立标杆； 甲退后到距A点一定距离处，瞄准B点； 乙持标杆，在1点左右移动，直到甲认为在AB线上； 依次定完其它点。 2）两点延长线上定线,2、仪器定线 仪器定线是采用经纬仪或其它仪器进行定线的方法。 如图采用经纬仪在AB直线上定C点的方法： 1）在A点安置经纬仪、整平； 2）B点处立标杆； 3）望远镜照准B点底部，制动经纬仪； 4）利用望远镜的十字竖丝指挥另一人，在AB线上左右移 动标杆，直到标杆与竖丝重合，钉木桩，再用经纬仪在木 桩上精确定出位置，钉铁钉。,三、距离丈量的一般方法 丈量工作要求尺子水平、尺子拉直、读数准确。 1、平坦地面的距离丈量 1）甲拉到尺子零点端，乙拉另一端； 2）甲在起点A，乙在定线人员的指挥下定出一尺段1点； 3）甲、乙往B点移动一尺段，定出2点； 4）依次定出其他点及最后不足一尺段的长度； 5）进行返测量： 6）计算；,距离丈量的精度用相对误差表示K：,2、倾斜地面的距离丈量 1）平量法 进行定线后将尺子拉平； 一端对准高处地面，另一端吊一垂球，定点，量距； 量下一段； 返测； 2）斜量法 沿坡面测出斜距L、两点的高差h或地面的倾角，计算：,四、钢尺量距的精密方法 1、定线打分段桩 1）在A点安置经纬仪，瞄准B点底部定线； 2）在AB线上按照比一尺段稍短的距离钉木桩； 3）用盘左、盘右定出两点； 4）取两点的的中点为标定桩点位。,2、丈量相邻桩定间的斜距 1）两人施加标准拉力拉尺对准A、1点； 2）一人指挥、记录、测量温度； 3）两人同时读数； 4）依次测量其他测段并返测。,3、测量相邻桩定间的高差 取测量前后的高差平均值。 4、成果计算 1）尺长方程式 钢尺在标准拉力下，尺长与温度的函数关系式：,2）各段平距的计算： 尺长改正 温度改正 倾斜改正 改正后平距,3）计算总距离并评定精度,第二节 视距测量,视距测量是采用安设有视距丝的望远镜，配合视距尺 进行视距测量。在大比例尺地形图测量中，可采用水准尺 代替视距尺，其可以快速测定平距、高差。,一、视距测量原理 1、视线水平时的测距公式,由三角形相似：,得：,得：,令：,得：,现制造仪器时候多采用内对光望远镜，选择合适的透镜焦距和透镜间距离，使q0，则,两点间高差：,二、视线倾斜时的测距公式 由图中可知：,又由图中可知：,实际测量时，可以将中丝切尺为i，这样公式简化为：,三、视距测量的注意事项 1、作业前检查乘常数K； 2、读数时视距尺应竖直，最好采用有水准器的视距尺； 3、视线应距离地面一定距离，也不能过高； 4、读数时要尽量消除视差； 5、距离较远或竖直角太大时，更要注意经纬仪水准管气 泡的居中。,第三节 红外光电测距,一、测距仪的分类 1、按载波和光源的不同进行分类 二、按照测程分类 1、短程光电测距仪 测程5km，测距中误差（5mm+5D10-6mm ） 2中程光电测距仪 5km 测程 15km，测距中误差（5mm+2D10-6mm） 3、长程光电测距仪 测程 15km，测距中误差（5mm+1D10-6mm） 精密电磁波测距仪 （0.2mm+0.2D10-6mm） 三、按测距精度分类（以1km的测距中误差表示） 级：mD 5mm；级： 5mm mD 10mm 级： 10mm mD 20mm 测距仪的精度 mD=A+BD,四、红外测距的基本原理 测距仪发射光波，到达反射镜后，将光波反射回仪器的接 收系统。则两点间的距离为：,由于光波传播速度C很大，使得要求对时间t的测量精度非常的高，这实际上无法办到。实际中采用相位测距技术。,五、红外测距仪的使用 1、开机； 2、输入当前环境温度； 3、输入当前环境气压； 4、输入新的棱镜常数； 5、测距。 6、测距仪与经纬仪的联结及光轴平行性的检查,半站仪,六、测距的误差来源及注意事项 1、误差来源 1）固定误差A； 2）与测距成比例的误差B； 3）操作中的误差。 2、注意事项 1）作业时要防止日晒、雨淋； 2）不要使测距仪对准太阳； 3）选择良好的观测气象条件； 4）运输、转移过程中，避免撞击。,第四节 直线定向,测量中，确定直线的方向，就是确定直线与参考零方 向直线的夹角。参考零方向就是标准方向，指向北方。,一、标准方向的分类 1、真子午线方向 真子午线就是地理子午线。真子午线方向就是通过地球表 面某点的真子午线的切线方向。 2、磁子午线方向 通过地球表面某点的磁子午线的切线方向，即磁针在该点 静止时的指向。,3、坐标纵轴方向 坐标纵轴方向是指高斯投影带中的中央子午线方向，一带 内各点的坐标纵轴方向互相平行，测量中使用的标准方向 为坐标纵轴方向。,二、直线方向的表示方法 1、方位角 从标准方向的北端起，顺时针方向到某直线转过的角度， 称为方位角。以坐标纵轴方向为标准方向的方位角称为 坐标方位角，为0o360o。 2、正反坐标方位角,若点M到N为正方向，直线MN的坐标方位角MN就称为 正方位角，则点N到M为反方向，直线NM的坐标方位角 NM就称为反方位角。,三、用罗盘仪测定直线的方向 用罗盘仪测定直线的方向是磁方位角。 1、罗盘仪的构造 1）罗盘 由磁针和刻度盘构成。由于我国位于北半球，为了消除磁 针北极受磁力下倾的影响，在磁针的南极绕有铜丝。刻度 盘逆时针方向注记0o360o。,2）望远镜 望远镜和刻度盘连在一起转动，其视准轴与刻度盘上的0o和180o在一个竖直平面内。 3）水准器和安平机构 用以安平罗盘和连接三脚架。,2、直线的磁方位角测定 1）安置仪器 2）放下磁针 3）瞄准目标 4）读取读数 按照磁针的北端进行读数。,3、罗盘使用的注意事项 1）避免在高磁场范围使用； 2）观测时铁器不要接近仪器； 3）读数时眼睛的视线方向应与磁针在同一竖直面内； 4）仪器使用完毕，应制动顶针。,第五节 距离、方位角与坐标之间的关系,一、距离与坐标之间的关系 由地面A、B两点的坐标反算水平距离的计算公式为：,必考！,二、方位角与坐标的关系 两点方向的方位角计算与坐标及方向所指向的象限有关：,指向象限：,指向象限：,指向象限：,指向象限：,坐标的计算：,方位角的计算：