建筑工程测量学习情境四.ppt

学习情境四学习距离测量与直线定向,目录,学习单元1了解钢尺量距,学习单元2掌握视距测量与光电测距,学习单元3认识直线定向,TEXT,学习单元1了解钢尺量距,学习单元1,（一）钢尺钢尺测量的主要工具是钢尺，钢尺长度有20m、30m、50m三种。根据尺上零点位置的不同，有断点尺和刻线尺之分，如图4-1所示为某端点尺和刻线尺示例图。,“,一、钢尺量距工具,学习单元1,“,一、钢尺量距工具,学习单元1,（二）辅助工具钢尺量距的辅助工具有标杆、测钎和垂球等，如图所示。标杆长23m，直径34cm，杆上涂以20cm间隔的红、白漆，以便远处清晰可见，用于标定直线。,“,一、钢尺量距工具,学习单元1,测钎用粗铁丝制成，用来标志所量尺段的起、迄点和计算已量过的整尺段数。测钎一组为6根或11根。垂球用来投点。此外还有弹簧秤和温度计，用于控制拉力和测定温度。,“,一、钢尺量距工具,学习单元1,“,一、钢尺量距工具,学习单元1,（一）目测定线目测定线就是用目测的方法，用标杆将直线上的分段点标定出来。,“,二、直线定线,学习单元1,（二）过高地定线如图4-5所示，M、N两点在高地两侧，互不通视，欲在MN两点间标定直线，可采用逐渐趋近法。,“,二、直线定线,学习单元1,（三）经纬仪定线若量距的精度要求较高或两端点距离较长，宜采用经纬仪定线，如图4-6所示。,“,二、直线定线,学习单元1,（一）钢尺量距的一般方法1.平坦地面的距离丈量当地面平坦时可沿地面直接丈量水平距离：先在地面定出直线方向，然后逐段丈量。直线的水平距离按下式计算：,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,2.倾斜地面的距离丈量（1)平量法。当两点间高差不大时，可抬高钢尺的一端，使尺身水平进行丈量。如图4-7所示。,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,（2)斜量法。当倾斜地面的坡度比较均匀时，如图4-8所示，可沿斜面直接丈量出MN的倾斜距离L，测出地面倾斜角或MN两点间的高差h，按下式计算MN的水平距离D：,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,（二）钢尺量距的精密方法1.尺长方程式由于钢尺的制造误差、使用中的变形以及受丈量时温度和拉力不同的影响，其实际长度和名义长度不相等。,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,钢尺检定后，应给出尺长随温度变化的函数式(称为尺长方程式)，其一般形式为：,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,2.尺长检定方法（1）与标准尺比长。钢尺检定最简单的方法是将欲检定的钢尺与检定过的已有尺长方程式的钢尺进行比较(认定它们的线膨胀系数相同)，求出尺长改正数，再进一步求出欲检定钢尺的尺长方程式。,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,（2）将被检定钢尺与基准线长度进行实量比较。在测绘单位已建立的校尺场上，利用两固定标志间的已知长度D作为基准线来检定钢尺的方法是：将被检定钢尺在规定的标准拉力下多次丈量(至少往返各三次)基准线D的长度，求得其平均值D。,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,测定检定时的钢尺温度，然后通过计算即可求出在t025时的尺长改正数，并求得该尺的尺长方程式。,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,3.精密量距（1）尺长改正。设钢尺在标准温度、标准拉力下的实际长度为L，名义长度为L0，则一整尺的尺长改正数为,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,（2）温度改正。对钢尺量距时的温度和标准温度不同引起的尺长变化进行的距离改正称温度改正。一般钢尺的线膨胀系数采用1.2510-5/，表示钢尺温度每1m钢尺将伸长(或缩短)0.0000125m，,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,所以尺段长的温度改正数为（3)倾斜改正。设量得的倾斜距离为D，两点间测得的高差为h，将D改算成水平距离D需加倾斜改正数Lh，,“,三、钢尺测量方法,学习单元1,一般用下式计算倾斜改正数Lh永远为负值。,“,三、钢尺测量方法,TEXT,学习单元2掌握视距测量与光电测距,学习单元2,（一）视线水平时计算水平距离与高差的公式A、B两点间的水平距离D与高差h的计算公式如下：,“,一、视距测量原理,学习单元2,式中：视距乘常数，通常为100；望远镜上下丝在标尺上读数的差值，称为视距间隔或尺间隔；、点间高差（测站点与立尺点之间的高差）；仪器高（地面点至经纬仪横轴或水准仪视准轴的高度）；十字丝中丝在尺上的读数。,“,一、视距测量原理,学习单元2,“,一、视距测量原理,学习单元2,（二）视线倾斜时计算水平距离和高差的公式A、B两点间的水平距离D与高差h的计算公式如下,“,一、视距测量原理,学习单元2,式中视线倾斜角（竖直角）；其他符号意义同前。,“,一、视距测量原理,学习单元2,1.量仪高在测站上安置经纬仪，对中、整平，用皮尺量取仪器横轴至地面点的铅垂距离，取至厘米。,“,二、视距测量方法,学习单元2,2.求视距间隔（L）对准B点竖立的标尺，读取上、中、下三丝在标尺的读数，读至毫米。上、下丝相减求出视距间隔L值。中丝读数v用以计算高差。,“,二、视距测量方法,学习单元2,3.计算视线倾斜角转动竖盘水准管微动螺旋，使竖盘水准管气泡居中，读取竖盘读数，并计算。,“,二、视距测量方法,学习单元2,4.计算水平距离和高差(D和h)最后将上述四个量代入式（4-12)和式（4-13)，计算AB两点间的水平距离D和高差h。,“,二、视距测量方法,学习单元2,（一）脉冲式光电测距仪测距原理脉冲式光电测距仪是将发射光波的光调制成一定频率的尖脉冲，通过测量发射的尖脉冲在待测距离上往返传播的时间来计算距离。图4-12所示。,“,三、光电测距原理,学习单元2,（二）相位式光电测距仪测距原理相位式光电测距仪是将发射光波的光调制成正弦波的形式，通过测量正弦光波在待测距离上往返传播的相位差来计算距离。图4-13所示。,“,三、光电测距原理,学习单元2,“,三、光电测距原理,学习单元2,（一）红外测距仪的基本构造,“,四、光电测距仪及其使用,学习单元2,（二）红外测距仪的操作与使用(1)安置仪器。先在测站上安置好经纬仪，对中、整平后，将测距仪主机安装在经纬仪支架上，用连接器固定螺钉锁紧，将电池插入主机底部、扣紧。在目标点安置反射棱镜，对中、整平，并使镜面朝向主机。,“,四、光电测距仪及其使用,学习单元2,(2)观测垂直角、气温和气压。用经纬仪十字横丝照准觇板中心，测出垂直角。同时，观测和记录温度和气压计上的读数。观测垂直角、气温和气压，目的是对测距仪测量出的斜距进行倾斜改正、温度改正和气压改正，以得到正确的水平距离。,“,四、光电测距仪及其使用,学习单元2,(3)测距准备。按电源开关键“PWR”开机，主机自检并显示原设定的温度、气压和棱镜常数值，自检通过后将显示“good”。,“,四、光电测距仪及其使用,学习单元2,(4)距离测量。调节主机照准轴水平调整手轮(或经纬仪水平微动螺旋)和主机俯仰微动螺旋，使测距仪望远镜精确瞄准棱镜中心。在显示“good”状态下，精确瞄准也可根据蜂鸣器声音来判断，,“,四、光电测距仪及其使用,学习单元2,信号越强声音越大，上下左右微动测距仪，使蜂鸣器的声音最大，便完成了精确瞄准，出现“”。,“,四、光电测距仪及其使用,TEXT,学习单元3认识直线定向,学习单元3,（一）真子午线方向真子午线方向是用天文测量方法测定的。指向北极星的方向可近似地作为真子午线方向。,“,一、标准方向的种类,学习单元3,（二）磁子午线方向通过地球表面上一点的磁子午线的切线方向称为该点的磁子午线方向。它是用罗盘来测定的，磁针静止时所指的方向即为磁子午线方向。,“,一、标准方向的种类,学习单元3,（三）坐标纵轴方向采用高斯平面直角坐标系，每一6带或3带内都以该带的中央子午线作为坐标纵轴，因此，该带内直线方向，就用该带的坐标纵轴方向作为标准方向。如采用假定坐标系，则用假定的坐标纵轴(X轴)作为标准方向。,“,一、标准方向的种类,学习单元3,（一）真方位角与磁方位角之间的关系真子午线收敛于地球南北极，磁子午线收敛于地磁场南北极。由于地球南北极与地磁场南北极不重合，导致真子午线与磁子午线也不重合。地球上某点真子午线方向与磁子午线方向的夹角叫作磁偏角，用表示，,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,如图4-17所示。磁子午线北端在真子午线东边称为东偏，磁偏角为正值；在真子午线西边称为西偏，磁偏角为负值。真方位角与磁方位角之间的关系可由下式表示：,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,（二）真方位角与坐标方位角之间的关系对于高斯平面直角坐标系，某点的坐标纵轴方向是此点所在带的中央子午线北方向，它与此点的真子午线方向之间的夹角称为子午线收敛角，用表示，如图4-18所示。,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,在中央子午线以东，各点坐标纵轴位于真子午线东边，子午线收敛角为正值；在中央子午线以西，各点坐标纵轴位于真子午线西边，子午线收敛角为负值。,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,（三）磁方位角与坐标方位角之间的关系,“,二、直线方向的表示方法,学习单元3,（一）正、反坐标方位角直线是有向线段，在平面上一直线的正、反坐标方位角如图4-19所示，地面上1、2两点之间的直线1-2，可以在两个端点上分别进行直线定向。,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,在1点上确定1-2直线的方位角为12，在2点上确定2-1直线的方位角为21。称12为直线1-2的正方位角，21为直线1-2的反方位角。同样，也可称21为直线2-1的正方位角，而12为直线2-1的反方位角。,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,一般在测量工作中常以直线的前进方向为正方向，反之称为反方向。在平面直角坐标系中通过直线两端点的坐标纵轴方向彼此平行，因此正、反坐标方位角之间的关系式为：,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,当正180时，上式用加180；当正180时，上式用减180。,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,（二）象限角由坐标纵轴的北端或南端起，顺时针或逆时针至某直线间所夹的锐角，并注出象限名称，称为该直线的象限角，以R表示，角值范围为090，如图4-20所示。,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,“,三、坐标方位角和象限角,学习单元3,（一）坐标正算如图4-21所示，A为已知点，坐标为xA、yA，已知AB边长为DAB，坐标方位角为AB，求B