距离测量与直线定向1.ppt

第四章 距离测量与直线定向,第一节 距离丈量,一、地面点的标志 点的标志有临时性标志和永久性标志两种 1.临时性标志：可用木桩标定 2.永久性标志：混凝土桩或石桩 二、丈量工具 1、钢尺 端点尺： 刻线尺：,第一节 距离丈量,二、丈量工具 2、皮尺 3、绳尺 4、标杆(又称花杆) 5、测钎 6、垂球,第一节 距离丈量,三、直线定线 直线定线即在两点的直线方向上竖立一系列标杆，把中间若干点确定在已知直线的方向上 （一）目测定线 1两点间定线,2两点延长线上定线,（二）仪器定线,第一节 距离丈量,四、距离丈量的一般方法。 距离丈量可分为平坦地面的距离丈量和倾斜地面的距离丈量。丈量工作要求平、直、准。 （一）平坦地面的距离丈量法：,1观测与计算： 观测：（如图所示） 计算： AB两点间的距离公式 D=nl+q 式中：n整尺段数 l整尺长 q不足一整尺的余长 2精度检核：应往返进行丈量,第一节 距离丈量,距离丈量的精度用相对误差来衡量。 K= 相对误差：在平坦地区要达到1/3000，在地形起伏较大地区应达到1/2000，在困难地区应达到1/1000。 （二）、倾斜地面的距离丈量法： 1、平量法:由高向低丈量两次 2、斜量法 按高差计算： D= 按倾斜角计算： D=L*cos,第二节 视距测量,一、视距测量原理。视距测量利用望远镜十字丝平面上的上、下两根视距丝a与b，配合视距尺和测得的竖直角a，用视距公式算得水平距离及高差的一种方法。 （一）、视距水平时的视距公式：,D= kl+q (外对光式望远镜) D= kl (内对光式望远镜) h=I-v 式中：k=100 k：视距乘常数 l：尺间隔 q：视距加常数 i：仪器高 v：中丝读数,第二节 视距测量,（二）、视线倾斜时的视距公式,竖直角公式：水平距离 D=klcos2 高差 h=1/2klsin2+i-v=Dtg+i-v 天顶距公式：水平距离 D=klsin2Z 高差 h=1/2klsin2Z+i-v,第二节 视距测量,二、视距测量的观测与计算 1、观测步骤 （1）如上页图，将仪器安置在测站点M上 （2）量取仪器高i（至毫米或厘米） (3）将视距尺竖直立于N点上 （4）观测者用望远镜瞄准视距尺上某一高度，分别读取上、下视距丝毫中丝读数，然后调节竖直指标水准管微倾螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数，并将所有观测值记录于下表中。,第二节 视距测量,2、水平距离、高差、高程的计算。 先根据上、下视距丝读数和竖盘读数，计算视距间隔与竖直角，再根据视距测量公式计算水平距离、高差和高程。 三、视距测量的注意事项 1.作业前要对仪器的乘常数K值进行检验，K值应在1000.1以内，否则应加入改正值。 2.作业时要将视距尺竖直，最好采用有水准器的视距尺，如果使用塔尺，应注意检查各节尺的接头是否准确。 3.为了减少垂直折光的影响，观测时应使视线离开地面1m以上。 4.观测时应仔细对光，消除视差，使成像清晰。读数时尽量不变动眼睛位置，要估读到毫米。 5.要严格按规范要求控制视距，在距离较远或竖直角较大时，要注意指标水准管气泡的居中。,第三节 红外光电测距,红外光电测距也称红外测距仪，是电磁波测距仪中的一种。 一、测距仪的分类 1、按载波和光源的不同进行分类。 2、按测程分类。 3、按测距精度分类。 二、红外光电测距仪发展趋势 三、测距的基本原理 设光速为C，光波生、返于A、B间的时间为t，则距离D为:D=1/2C*t,第三节 红外光电测距,四、红外测距仪 目前，红外测距仪种类繁多，而且逐渐向全站型过渡，但使用方法相近。 五、测距的误差来源及注意事项 1、误差来源 一部分是与距离D比例的误差，即光速值误差、大气折射率误差和测距频率误差；另一部分是与距离无关的误差，即测相误差、加常数误差、对中误差。 2、 注意事项 （1）作业时要防止仪器日晒、雨淋。 （2）不要让测距仪的手镜对着太阳，避免强光损坏增收管。 （3）对于精度要求较高的测量，应选择气象条件较好的情况下作业。 （4）不要把仪器从寒冷处直接拿进温室，要先入在仪器箱中慢慢降温，以免内部凝结水气。 （5）运输时应放入仪器箱内，避免强烈撞击。 （6）仪器应放在干燥通风处保存。,第四节 直线定向,直线定向：确定直线与标准方向之间的角度关系。 一、标准方向的种类 （一）真子午线方向：地理子午线就称真子午线 （二）磁子午线方向：能过地球表面某点的磁子午线的切线方向，该点的磁子午线方向。 （三）坐标纵轴方向：是指高斯投影带中的中央午线方向。 在工程中常用坐标纵轴方向为标准方向。 （四） “三北”方向的关系： 1、 真、磁子午线的关系：,磁偏角：真、磁子午线之间的夹角，叫磁偏角。 东 偏：磁子午线偏真子午线以东为东偏；（正） 西偏：磁子午线偏真子午线以西为西偏；（负） 2、子午线收敛角：,第四节 直线定向,二、直线方向的表示方法 1、方位角。从标准方向北端起，顺时针方向量到某直线的夹角。 角值范围：0360,2、正反坐标方位角。一条直线有正反两个方向，通常以直线前进的方向为正方向。 正反方位角的数值相差180,AB直线的方位角记为AB BA直线的方位角记为BA AB与 BA互为正反方位角 AB BA 180,第四节 直线定向,3、象限角。测量上有时用象限角来确定直线的方向。所谓象限角，就是由标准方向的北端或南端起量至某直线所夹的锐角，常用R表示。 角值范围：090 由于象限角可自标准方向的北端量起，也可自其南端量起；可以向东量，也可以向西量。所以象限角除注明角度的大小外，还必须注明角度所在的象限。,第四节 直线定向,三、用罗盘仪测量直线的方向 罗盘仪是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。 1、罗盘仪的构造：罗盘、望远镜、水准器和安平机构,2、直线磁方位角的测量 （1）将仪器搬到测线的一端，并在测线另一端插上花杆 （2） 安置仪器： 、对中：将仪器装于三脚架上，并挂上锤球后，移动 三脚架，使锤球尖对准测站点，此时仪器中心与地 面点处于同一条铅垂线上。 、整平：松开仪器球形支柱上的螺旋，上、下俯仰度 盘位置，使度盘上的两个水准气泡同时居中，旋紧 螺旋，固定度盘，此时罗盘仪主盘处于水平位置。 （3）瞄准读数： 转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。 转动罗盘仪，使望远镜对准测线另一端的目标，调节调焦螺旋，使目 标成像清晰稳定，再转动望远镜，使十字丝对准立于测点上的花杆的 最底部。 松开磁针制动螺旋，等磁针静止后，从正上方向下读取磁针指北端所 指的读数，即为测线的磁方位角。 读数完毕后，旋紧磁针制动螺旋，将磁针顶起以防止磁针磨损。,第四节 直线定向,校核：测得直线的正磁方位角之后，还要测其反磁方位角。若测得正、反磁方位角 相差为180 1之内，可按下式取其平均值，作为最后成果。如误差超出1， 应重新观测。 Am = 1/2 Am正 + (Am反 180) 3、使用罗盘仪注意事项 （1）在磁铁矿区或离高压线、无线电天线、电视转播台等较近的地方不宜使用罗盘仪，有电磁干扰现象。 （2）观测时一切铁器等物体，如斧头、钢尺、测钎等不要接近仪器。 （3）读数时，眼睛的视线方向与磁针应在同一竖直面内，以减小读数误差。 （4）观测完毕后搬动仪器应拧紧磁针制动螺旋，固定好磁针以防损坏磁针。,第五节 距离、方位角与坐标之间的关系,一、距离与坐标的关系,AB=arctan,当已知地面上A、B两点的坐标时，可以用坐标反算两点间的水平距离D，其计算公式为：,当地面上A、B两点的坐标时，可用坐标反算方位角AB，其计算公式为：,二、方位角与坐标的关系,第五节 距离、方位角