测量学4章距离.ppt

1 第四章距离测量与直线定向距离 两点沿铅垂线方向投影在大地水准面上的点间弧长两点间的水平长度4 1钢尺量距一 钢尺量距的一般方法1 工具 钢尺 端点尺 刻线尺 皮尺 标杆 测钎垂球2 直线定线 在直线方向上标定若干分段点的工作 目估定线 经纬仪定线 2 3 量距方法 水平地面 边定线边丈量d nl q倾斜地面 一端抬高 水平量距测竖角 量斜边l d lcos 测高差h 量斜边l 改正数 h h2 2l相对误差 k d往 d返 d平 d d平 1 h l d 3 二 钢尺量距精密方法 k 1 4000 1 10000 1 经纬仪定线 平整场地 打木桩 概量 做标记 4 2 量距 10kg 15kg 0 5 0 5mm 一端三读法 互差 3mm3 测桩顶间高差 h 10mm 两次仪高法或往返各测一次 4 计算 尺长改正数 ld l l l l l 实长 l 名义长 温度改正数 lt t t l倾斜改正数 lh h2 2ld l ld lt lh 5 例 某30米钢尺 检定长度为l 29 985米 在30 时丈量高差为2 0米的斜边长125 000米 计算两点平距 解 ld l lo lo l 29 985 30 30 125 000 0 0625 lt t to l 1 25 10 5 30 20 125 000 0 0156 lh h 2h 22 2 125 000 0 016l l ld lt lh 124 937米 6 三 钢尺检定1 尺长方程式 lt l0 l t t0 l02 钢尺检定 利用两固定点之距检定 7 例 某钢尺名义长30米 两固定点之距180 055米 丈量180 0214米 检定时温度12 计算钢尺尺长方程式解 30米钢尺12 c时改正数 d d0 d0 l0 180 0552 180 0214 180 0214 30 0 0056钢尺12 c时的尺长方程式l12 30 0 0056 1 25 10 5 t 12 30钢尺20 c时的实长l20 30 0 0056 1 25 10 5 20 12 30 30 0 009钢尺尺长方程式lt 30 0 009 1 25 10 5 t 20 30 8 与标准尺比较 0 3 l标 l检 l标 30 0 007 1 25 10 5 t 20 30l检 l标 0 003 30 0 010 1 25 10 5 t 20 30 9 四 量距误差1 定线误差 分段点偏离直线方向 同倾斜地面量距离 a a b b l 误差 l 2 2 2l 2 2 l当l 30米 0 21米 l 3毫米 目估定线 当l 30米 0 02米 l 0 03毫米 仪器定线 2 尺长误差 l l03 温度误差 30米钢尺温差1 改变长度为0 4毫米温差8 改变长度3毫米 10 4 倾斜误差 lh h2 2l 0 44 2 30 3mm k 1 10000 相对误差k lh l h2 2l2 h2 2d2设坡度i h d 则k i2 2若k 1 3000 则i 2 6 100 当l 30米 h 0 78米若k 1 10000 则i 1 4 100 当l 30米 h 0 44米5 拉力误差 p l p ea 弹性模量 截面 0 38 p当 p 2 6kg时 p 1mm6 检定误差 0 2 0 5 mm7 丈量误差 对点 投点 扭曲 垂曲 五 注意 1 一般量距 30米 h 0 4米 12 28 2 精密量距 加尺长 温度 倾斜改正 用弹簧称 11 4 2视距测量利用望远镜上的视距丝在视距尺上的读数 计算两点间平距和高差 一 视距测量原理1 视线水平d klh i v2 视线倾斜 d klcos2 h dtg i v 1 2 klsin2 i v 12 d l f p d f p l d f d c f p l c kld klh i v a b d m n v h l d f n n m m i p f 13 a b h v h d i l m n g n m l kl gm m 90 gn n 90 34 4 l m n m g n g mgcos ngcos mncos lcos l kl klcos d lcos klcos 2 14 二 观测与计算观测 上丝m 下丝n 中丝v 竖盘读数l 仪高i例 i 1 45米 v 1 286米 m 1 573米 n 1 000米 l 87 54 解 l m n 0 573 2 06 d klcos 2 57 2米h d tg i v 2 26米 15 三 视距测量误差及注意事项1 读数误差 与尺分划 距离 放大率有关 2 水准尺倾斜当d 100米 5 2 时 d 0 367 0 244米 h 20mm3 垂直折光影响 抬高视线4 竖角观测误差 当 5 d 100米 1 时 h 30mm且竖角越大影响越大 5 常数k的影响 注意 视线离地1米 带水准器视距尺 检查k 检查塔尺接口 检查竖盘指标差 有利天气 5 2 16 4 3电磁波测量距离把红外光作为载波利用波的传播速度和时间测量距离 当测量距离精度为0 1毫米时 时间精度为6 7 10 11秒 将距离与时间关系转换为距离与相位关系 测定发射时间与接受时间的相位差测量距离 17 4 5直线定向直线定向 确定直线与标准方向之间的水平角关系 一 标准方向1 真子午线方向 地面点的真子午线切线方向 n2 磁子午线方向 磁针静止时指示的方向 n 3 坐标纵轴方向 高斯平面直角坐标系中某投影带中央子午线的投影 x 18 二 直线方向表示1 方位角 由标准方向的北端起顺时针量至直线的水平夹角 真方位角a 磁方位角am 坐标方位角 0 360 n 1 o ao1 o n 1 amo1 o x 1 o1 19 2 象限角 由标准方向的北端或南端开始 顺时针或逆时针量至直线的水平锐角r 0 90 r r r 180 180 r r 180 180 r r 360 360 r 20 n n a am n n am a a am 三 方位角之间的关系1 真方位角a与磁方位角am的关系 磁偏角 地面一点的真子午线切线方向与磁子午线方向夹角 当磁子午线方向在真子午线切线方向以东 称东偏 当磁子午线方向在真子午线切线方向以西 称西偏 21 2真方位角a与坐标方位角 的关系子午线收敛角 地面一点的真子午线切线方向与坐标纵轴方向的夹角 坐标纵轴在真子午线切线方向以东 称东偏 坐标纵轴在真子午线切线方向以西 称西偏 22 真方位角与坐标方位角 a x n a 23 3 坐标方位角与磁方位角关系由a am a am am m 磁坐偏角 24 四 正 反坐标方位角 12 21 180 或 21 12 180 同一直线的正 反坐标方位角相差 180 五 坐标方位角推算 前 后 左 180 后 右 180 25 4 6方位角测量罗盘仪 测定直线磁方位角的仪器一 构造罗盘盒 刻度盘 逆时针360 注记 分划1 二 使用方法1 仪器在直线一端对中 整平2 磁针呈自由状态 瞄另一端点3 北磁针 没有铜丝一端 读数为直线磁方位角 26 27 磁方位角测量 120 300 210 240 270 330 30 180 0 60 90 150 n s 28 图4 25罗盘盒 29 4 7全站仪一 全站仪的构造全站仪主要由望远镜 显示器 键盘 水平度盘 竖直度盘 水准器 电池 基座 手柄等部分组成 1 望远镜望远镜由物镜 目镜 调焦螺旋等组成 望远镜用于瞄准目标 2 显示器显示器用于数据输入 输出 30 3 键盘键盘用于输入数据信息 操作控制指令等 4 水平度盘 竖直度盘水平度盘和竖直度盘均为光栅式度盘 5 水准器水准器分为圆水准器 水准管和电子水准器 6 电池7 基座8 手柄 31 topcongys 601af全站仪 技术参数 望远镜 放大率30倍 正像 最短物距1 5m补偿器 补偿范围 4 补偿精度2 激光对中器 1 5mm 1 5m测角精度1 测距精度2mm 2ppm测程3500m激光对中 32 pentaxpts 05全站仪 技术指标 测角精度5 测距精度3mm 2ppm 技术参数 望远镜 放大率30倍测角精度2 测距精度3mm 2ppm测程2000m 33 leicatcr406全站仪 技术参数 望远镜 放大率30倍 正像 最短物距1 7m水准器灵敏度 圆气泡 6 2mm补偿器 补偿范围 4 补偿精度2 激光对中器 1 5mm 1 5m测角精度6 测距精度2mm 2ppm测程1200m mini棱镜 一般大气条件 无反射棱镜测程80m 34 nikonfaldy 7i全站仪 技术参数 望远镜 放大率30倍测角精度2 测距精度2mm 2ppm测程2700m 35 反光棱镜 36 二 全站仪的操作方法1 安置全站仪的安置分为对中 整平 方法与经纬仪相同 2 开机按电源开关按钮 打开电源系统 上下转动望远镜 安置竖盘读数系统 3 测量根据不同的测量工作要求 选择相应的测量程序 完成测量工作 37 三 全站仪的各种功能 1 角度 距离测量角度测量 距离测量是全站仪的基本功能 开机后 即为角度测量模式 可直接进行角度测量 方法同经纬仪 距离测量分为斜距测量 平距测量 高差测量 距离测量模式分为精测 粗测 跟踪测量三种 38 2 坐标测量输入已知数据输入已知测站点坐标和后视方位角 测量未知点坐标 观测数据可自动记录在仪