c4距离测量(其它).ppt

第四章 距离测量 第一节 直线定向 第二节 钢尺量距 第三节 钢尺量距误差及注意事项 第四节 视距测量 第五节 光电测距 第六节 三角高程测量,一.直线方向的表示方法,（1）定义： 直线定向：确定地面直线与标准方向间的水平夹角。 真子午线：地面上一点与地球旋转轴所组成的平面与地球表面的交线叫真子午线。 磁子午线：地面上一点与地球磁场南北极连线所组成的平面与地球表面的交线称为过该点的磁子午线。（磁针在地球磁场的作用下，磁针自由静止时其轴线所指向的方向）。地球磁场与地球南北极不一致，磁北极在加拿大北部布剔亚半岛，位置大约在西经101、北纬75，磁南极在南极大陆，其位置大约在东经114、南纬68,（2）三北方向 真子午线方向：地面上任一点在其真子午线处的切线方向。用天文测量方法和陀螺经纬仪可以得到。 磁子午线方向：地面上任一点在其磁子午线处的切线方向。 磁偏角：地面上同一点的真、磁子午线方向不重合，其夹角称为磁偏角。磁子午线方向在真子午线方向东侧，称为东偏，为正。反之称为西偏，为负。,轴子午线 (坐标纵轴)方向：地面上任一点与其高斯平面直角坐标系或假定坐标系的坐标纵轴平行的方向。 子午线收敛角(mapping angle)在中央子午线上，真子午线与轴子午线重合，其他地区不重合，两者的夹角即为。当轴子午线方向在真子午线方向以东，称为东偏，为正。反之称为西偏，为负。,（3）方位角 定义：由标准方向的北端起，顺时针方向量到所测直线上的水平夹角，称为该直线的方位角。其范围为0360。 方位角有：真方位角、磁方位角、坐标方位角 真方位角：过一点 的真子午线方向的北端起，顺时针到所测直线 的水平夹角，称为该直线的真子午线方位角，用 表示。 磁方位角：过点 的磁子午线方向的北端起，顺时针到所测直线 的水平夹角，称为该直线的磁子午线方位角，用 表示。 坐标方位角：过点 的坐标纵轴方向的北端起，顺时针到所测直线 的水平夹角，称为该直线的坐标方位角，用 表示。,（4）三个方位角之间关系：,称为正方位角，则,为反方位角。,若,同一直线正反坐标方位角相差180，即：,（5）方位角确定 真方位角可用天文观测方法或用陀螺经纬仪(gyro theodolite)来测定 磁方位角可用罗盘仪（compass）来测定，不宜作精密定向。罗盘仪主要用来测量直线的磁方位角的仪器，也可以粗略的测量水平角和竖直角，还可以进行视距测量。罗盘仪的构造主要有罗盘、望远镜、水准器和安平机构,直线磁方位角的测量 1、安置仪器：对中、整平 2、瞄准 3、读数 使用罗盘仪注意事项 ：先检查磁针的灵敏度，测量时，避开高压线和铁器，使用后要固定磁针，以免磨损磁针。,由2个已知点坐标经“坐标反算”求得坐标方位角,。即假设已知 点坐标 和 点坐标 ,则直线 的坐标方位角为,象限角：从标准方向的北端或者南端起，顺时针或者逆时针方向量至直线的锐角。其值范围：090。关系如下：,（6）坐标方位角确定 第一种方法:通过坐标反算坐标方位角：,坐标方位角确定第二种方法:通过坐标方位角推算：,右角：在路线前进方向的右侧角称为右角。 12已知，通过连测求得12边与23边的连接角为2 （右角）、 23边与34边的连接角为3(左角),现推算 、 。 由图中分析可知：,推算坐标方位角的通用公式：,当角为左角时，取“”；若为右角时，取“”。 注意： 计算中，若前360，减360； 若前0，加360。,第二节 钢尺量距 量锯工具 钢尺量距是利用具有标准长度的钢尺直接量测地面两点间的距离，又称距离丈量。 普通钢尺尺宽1015mm，长度有20、30、50m等多种。 钢尺的基本分划为厘米，每分米及每米处刻有数字标记，全长都刻有毫米分划。 钢尺的零分划位置有两种：一种是在钢尺前端有一条刻线作为尺长的零分划线，称为刻线尺。另一种是零点位于尺端，即拉环外沿，这种尺称为端点尺，其缺点是拉环易磨损。,钢尺量距中辅助工具还有测钎、花杆、垂球、弹簧秤和温度计。 花杆用于定直线。 测钎用来标志所量尺段的起、止点 。 垂球用于不平坦地面将尺的端点垂直投影到地面 弹簧秤和温度计，用于控制拉力和测定温度。,目视定线 经纬仪定线,二. 直线定线 将所量尺段标定在待测二点间一条直线上的工作称为直线定线。,A,B,为了提高量距精度，一般采用往、返丈量。返测时是从B 量至A，要重新定线。取往、返距离平均值为丈量结果。,(二). 倾斜地面距离丈量 在倾斜地面上量距，视地形情况可用水平量距法或倾斜量距法。 在地面起伏不大时，可将钢尺拉平丈量，称为水平量距法。 在地面当倾斜地面坡度均匀时，可以将钢尺贴在地面上量斜距S。用水准 测量方法测出高差h，再将丈量的斜距换算成平距，称为倾斜量距法。,两点间水平距离为：,相对误差：,2.温度改正 受温度影响钢尺长度会伸缩。当野外量距时，温度t与检定钢尺时的温度t0不一致时，要进行温度改正，其改正公式为：,钢尺膨胀系数，0.0000125/C,例 某尺段实测距离为29.902m,钢尺检定长度30.005m，检定温度 ，丈量时温度为 ，所测高差为0.252m，求水平距离。,解：（1）尺长改正,（2）温度改正,（五）.钢尺检定 钢尺名义长度和实际长度不一样，因此在精密量距前必须 对钢尺进行检定。 钢尺检定一般用平台法。,第三节 钢尺量距误差及注意事项 一尺长误差 钢尺名义长度与实际长度之差产生的尺长误差 对量距的影响，是随着距离的增加而增加的。 二温度误差 三尺子倾斜或垂曲误差 四定线误差 五拉力误差 六丈量误差,第四节 视距测量 一视距测量原理 视距测量是利用望远镜内的视距装置配合视距尺，根据几 何光学和三角测量原理，同时测定距离和高差的方法。,二视线水平时视距测量公式 下丝在标尺上的读数为a，上丝在标尺上的读数为b（设望远 镜为倒像）。 上、下丝读数之差称为视距间隔L，即L=a-b D=cL D=100L=100(a-b),四视距测量的观测和计算 视距测量主要用于地形测量，测定测站至地形点的水平 距离及地形点的高程，主要步骤如下： （一）在控制点A上安置经纬仪作为测站点。量取仪器高i， 并抄录控制点A的高程HA ，i与HA都取至厘米数。 （二）立标尺于欲测定位置的地形点上，尽量使尺子竖直， 尺面对准仪器； （三）视距测量一般用经纬仪盘左的位置进行观测，望远镜 瞄准标尺后，消除视差，读取下丝读数a及上丝读数 b（估读至毫米数），计算视距间隔L=a-b；读取中 丝读数v（读至厘米数）；使竖盘水准管气泡居中， 读竖盘读数。,返回,视距测量记录 测站:A 测站高程：21.40m 仪器高:1.42,第五节 光电测距,一、光电测距的基本原理,S,二、测距仪及其分类,目前，光电测距仪的种类比较多。 按其所用光源，一般分为红外测距仪和 激光测距仪两种。 按其测程大小，分为短程（3km以内）、 中程（km）和远程（大于15km）三种。 按其精度的高低，分为级、级、 级三种。它们1km测距中误差分别为：5mm 、510mm和10 20mm。 在一般的测量工作中，使用最多的是 级短程红外测距仪。 标称精度： a：固定误差；b：比例误差,三、光电测距的成果整理,仪器常数改正 气象改正 倾斜改正,S,D,D=SCos ,四、使用测距仪应注意的事项,切不可将测距仪的镜头对准太阳，以免损坏 光电器件。 视场内只能有一个反射棱镜，应避免测线两 侧及镜站后方有其它光源和反射物体，同时应 尽量避免逆光观测。 应在大气比较稳定和通视良好的条件下进行 观测。 测量完毕要注意关机，不可带电迁站。 仪器不要暴晒和雨淋，在强烈阳光下要撑伞 遮阳。 应经常保持仪器清洁和干燥。 在运输过程中要注意采取防震措施。,第六节 三角高