距离和直线定向.PPT

第四章 距离丈量 第一节 地面点的标志 测量工作的基本内容是确定地面点的点位。 用于标定地面点的标志，其种类和形式很多，应根据测量的要求和使用时间的长短等具体情况选取。,临时标志,永久标志,其它标志,所谓水平距离是指地面两点间垂直投影到水平面的距离,第二节 直线定线 直线定线的定义： 在直线方向上竖立若干标杆，来标定直线的位置和走向的工作称之为直线定线。,一、用目测法进行直线定线有以下几种情况： 1、在两点间定线,2、在两点延长线上定线,3、过山头定线,4、过山谷定线,二、仪器定线法,第三节 距离丈量 一、距离丈量的工具 水平距离是确定点位的三要素之一。测定相邻点间水平距离的工作，称为距离丈量。 常用的丈量工具有以下几种：,（一）测尺 丈量距离的主要工具是测尺。测尺的种类有以下几种： 1、钢尺 钢尺为薄钢带制成的，长度有20m,30m,50m数种。钢尺多为刻划尺。钢尺的基本,分划为厘米，在每米和每分米分划上有数字注记。使用钢尺时应特别注意钢尺零点的位置。由于钢尺零点位置不同，可分为端点尺和刻线尺。,注：一般钢尺在始端一分米长度内有毫米分划，用来量取小于厘米的长度。,2、皮尺 皮尺是用细铜丝和麻线合织而成的带尺，属端点尺（即尺长从始端拉环的外侧算起）。最小分划为厘米，其它注记与钢尺相同。皮尺长度有20m,30m,50m三种。皮尺的耐拉力较差，容易拉长，只能用于低精度要求的量距工作。 3、测绳 测绳由一束细金属丝外裹带胶的粗布制成。长度为长度为30m，50m，100m三种。尺端零点位置在距拉环50cm处，每米一注记。一般用于要求精度不高的量测工作。,（二） 标杆（测杆、花杆） 标杆用木材（玻璃钢）制成，长度为2m或3m，用红白油漆交替漆20cm的小段，杆的底部装有铁尖以便插入地中，或对准点的中心，作为观测觇标用。,（三）测钎 一般用钢丝制成。作为量矩的辅助工具，它是用来标定尺段的端点位置和统计所量整尺段数目。 （四）垂球 垂球多用钢制成。当地面坡度较大时，用以垂直投点来标定测尺的端点位置。,二、距离丈量的方法 丈量之前，在直线两端点竖立标杆，并清除直线上的障碍物，然后开始丈量。 (一） 平坦地面的距离丈量 丈量方法分为整尺法和串尺法两种。 1、整尺法：丈量时由两人进行，各持钢尺的一端，前者称为前尺手，后者称为后尺手。前尺手拿测钎和标杆，后尺手将钢尺零点对准起点，前尺手沿丈量方向拉直尺子，并由后尺手定方向。当前、后尺手同时将钢尺拉紧、拉平、拉稳时，后尺手准确地对准起点，同时前尺手将测钎垂直插到终点处，这样就完成了第一尺段的丈量工作。,两人同时抬尺前进，后尺手走到插测钎处停下，重复上面作业，量出第二尺段，后尺手拔起测钎套入铁环内，再继续前进。依同法量至终点。若末一段不足一整尺时，应利用尺端刻有毫米的分划线量出零数。其两点间的水平距离为： 直线全长尺长测钎数不足整尺的零数,2、串尺法：当量距的精度要求较高时，采用串尺法进行。如下图所示：,丈量前，按直线定线方法，在AB直线上，定出若干小于尺长的尺段，如A1、12、7B。从一端开始依次分别丈量各尺段的长度。丈量时，在尺段的两端点上将钢尺拉紧、拉平、拉稳后，前、后尺手在这一瞬间各自读出尺上读数，记录员将两个读数分别记在手薄中。如前尺手读数为29.430m，后尺手读数为0.058m，这一尺段的长度为：,29.430m0.058m29.372m 为了提高丈量精度，对同一尺段需丈量三次。三次串尺丈量的差数，一般不超过5mm，然后取平均值作为该尺段长度的丈量结果。,（二） 倾斜地面的距离丈量 丈量距离的地面一般是倾斜的或高低不平的，其丈量方法有下列两种。,1、平量法：沿倾斜地面丈量距离，地势起伏较为复杂，但尺段两端的高差不大时，一般都将钢尺拉平丈量，如图所示：,将钢尺的一端对准地面点位，另一端抬高拉成水平，对准地面点上垂球架的铅垂线或竖立的标杆。,2、斜量法：当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图所示：,可沿斜坡丈量出AB的斜距L，用测坡器测出地面倾斜角 a，然后计算出AB的水平距离D。 DLcos(a),（三）距离丈量的精度,为了进行校核和提高丈量精度，对一条直线都要求进行往返丈量。丈量精度是用相对误差表示：以往返丈量之差（较差）与其平均值之比，化为分子为1的分数表示，称为相对误差K，即： KD 往D返/D平D/D平1/(D平/ D） 钢尺量的相对误差：在平坦地区不大于1/3000，地势变化较大的地区应达到1/2000，在困难地区不低于1/1000。如果超过允许误差，应重测，直至符合要求为止。如果符合丈量精度要求时，取往返丈量的平均值作为最后结果。,（四） 钢尺量距离的精密方法,1、尺长方程式 钢尺上所标注的长度称为钢尺的名义长度，一般与实际长度不一样，两者之差称为尺长改正数。,（1）准备工作 （2）丈量方法 由5人组成，2人拉尺，2人读数，1人做温度和长度记录。每段在标准拉力下估读至0.5mm，丈量三次，长度差小于3mm。取平均值。完成整个丈量后再马上返测。 （3）成果计算 1）尺长改正数,2、钢尺精密量距的方法,观测长度,2）温度改正数,3）倾斜改正数,4）全长计算,h测点间高差,相对误差在限差范围内，取往、返测平均值，否则，重测。,精密量距记录计算手簿,(五)钢尺量距的注意事项,误差,第四节 视距测量,一、概述 视距测量是一种能同时测定两点间水平距离与高差的测量方法。这种方法的精度较低，因而只能用在精度要求较低的测量工作中。 二、视距测量原理 （一） 视线水平测距原理 1、水平距离测定原理 如下图所示：,仪器安置在测站A，标尺竖立在测点B，其间的水平距离为D，水平的视线与竖直的标尺相互垂直。调节望远镜对光螺旋，使标尺成像在十字丝平面上。,M和N是视距丝的上丝m和下丝n按光学成像原理在标尺上的位置，其间距l称为尺间隔，p为十字丝面上两条视距丝的固定间距，F为物镜的主焦点，f为物镜焦距，为物镜中心至仪器中心的距离。 由于 MFNmFn， mnp,所以：d/lf/p 即： d(f/p) l 又因为： Ddf (f/p) l（f ） 令：f/pK， f c 则：DK lc K为视距乘常数，c为视距加常数。对于内对光望远镜，为了便于算计，设计仪器时选择适当的f与p值，使K100。而c0。即对于内对光望远镜其公式为： DK l。,2、高差测定原理,如上图所示，视准轴水平的经纬仪可当作水准仪，测定高差的方法与水准仪相似。此时，中丝在标尺上的读数b为前视读数，后视读数为直接量得的测站桩顶与仪器横轴中心的距离，称为仪器高。A、B间的高差计算公式为： hib,（二）视线倾斜时测定原理,1、水平距离测定原理 （1） 根据实测尺间隔l求假想尺间隔l llcos （2） 根据l求倾斜距离D DKlKlcos （3） 根据D求水平距离D DKlcos2 2、高差测定原理 （1） 求高差主值h hDtg =Klsincos=1/2Klsin2 （2） 求高差h h1/2Klsin2（ib）,三、视距测量与计算,（1）在测站上安置仪器,量取仪器高并记入手簿。 （2）转动经纬仪，用盘左照准标尺，读取上、下丝标尺读数。 （3）调节竖直度盘指标水准管使气泡居中，读取竖盘读数计算竖直角a和中丝读数。 （4）用公式计算水平距离和高差 注：实际工作中读数的要求，编程计算。,四、视距测量误差及注意事项,1.读数误差:测量距离不宜过大 2.垂直折光影响:视线应尽可能离地面1m以上. 3.标尺倾斜引起的误差:尽可能把标尺竖直 4.视距常数K的误差 注:较好的观测条件下平距的相对误差在1/3001/200,第五节 直线定向与罗盘仪的使用,一、直线定向的概念 欲确定一条直线的方向，必须选定一条标准方向作为依据。确定地面上一条直线与标准方向之间的关系（夹角）称为直线定向。 通常采用的标准方向有以下三种： （一）真子午线方向（真北方向） （二）磁子午线方向（磁北方向） （三）坐标纵线方向（坐标北方向）,上述三种方向，简称“三北方向”。即通过地面上一点，有三条南北方向线都可作为直线定向的标准方向。,对地面上一条直线的定向，就是要测定该直线与任一标准方向线的夹角。这种夹角有两种表示方法：即方位角和象限角。,二、方位角 （一）方位角的概念,由标准方向的北端按顺时针方向量到一直线的水平角，称为该直线的方位角。方位角的范围在0360之间。,真方位角 A,磁方位角 AM,坐标方位角 a,（二）正方位角和反方位角 任何一条直线都具有方向性。直线的正向（由起点至终点）方位角为该直线的正方位角向（由终点至起点）方位角称反方位角。,正反方位角的关系： A正A反180 （ A反 180时用) (A反 180时用）,三、象限角 在测绘工作中，有时要用直线与子午线所夹的锐角来确定直线的方向。从标准方向线的北端或南按顺时针或逆时针方向到一直线的锐角，称为该直线的象限角。以R表示。象限角的角值在090之,间。用象限角时必须在直线的角值前冠以直线所在的象限名称。,四、 罗盘仪的构造和使用 罗盘仪是利用磁针确定直线方向的仪器，可以直接测定地面上一条直线的磁方位角。,（一）罗盘仪的构造 罗盘仪是由罗盘盒、望远镜、水准器、球窝轴和脚架等组成。如书上图419所示。,1、望远镜物镜 2、望远镜物镜调焦螺旋 3、竖直度盘 4、水平度盘 5、磁针 6、球窝轴 7、圆水准器,注：1、磁针:南端线有铜丝或铝片，读数时应用北端读数。 2、水平度盘:逆时针方向注记，读数时应沿逆时针方向读数。,(二) 罗盘仪的使用,在测线的起点一端，作测站，安置仪器。 （1）对中 （2）整平 照准目标 读数（北端，方位罗盘逆时针读数）,第六节 光电测距仪简介,一、光电测距仪的基本工作原理,光电测距仪是通过测量光波在待测距离上往、返一次所经过的时间t，间接地确定两点间距离D的一种仪器。,光电测距仪可分为脉冲式和相位式两种。,相位式光电测距仪就是通过测量调制光在测线上往返传播所产生的相位移，间接地测定时间t求出距离D。,脉冲式测距仪具有功率大、测程远等优点，但测距的绝对精度